基于非对称场流分离技术分离表征天麻多糖:空间位阻转变效应

采用非对称场流分离(AF4)在线联用多角度光散射(MALS)检测器和示差折光(dRI)检测器(AF4-MALS-dRI)对天麻多糖(GEPs)的相对分子质量(M)、回转半径(Rg)和构象进行了表征。GEPs粒径分布较宽,在AF4分离过程中存在空间位阻转变效应,导致粒径大小不同的GEPs分子被同时洗脱,无法准确表征其M、Rg分布和构象。本文研究了恒定交叉流流速、指数衰减交叉流流速、样品质量浓度和垫片高度对空间位阻转变效应的影响。结果表明,较高的样品质量浓度会导致空间位阻转变现象的发生;垫片高度会影响样品的分离度和保留时间,改变空间位阻转变点(di);对于多分散GEPs样品,指数衰减交叉流流速不仅能调整di,而且能改善样品的分离度,缩短分析时间。在样品质量浓度为0.50 mg/mL、进样体积为50μL、检测器流速为1.0 mL/min、垫片高度为350μm、初始交叉流流速由0.2 mL/min呈指数衰减至0.05 mL/min、半衰期为2 min的条件下,解决了AF4分离GEPs时存在的空间位阻转变效应问题。此外,在最佳洗脱条件下研究了不同产地及不同超声时间对GEPs的M、Rg和构象的影响。结果表明,随着超声时间的增加,云南和四川产地GEPs的Rg和M均减小,分布变窄;当超声时间为15 min时,云南产地GEPs为松散的高度支化构象,四川产地GEPs为球状构象;当超声时间增加到30 min或60 min时,两产地GEPs的构象主要为高度支化结构,表明GEPs发生了降解。实验结果证明,在最佳洗脱条件下,AF4-MALS-dRI对GEPs的表征具有良好的重复性,GEPs的Rg和M相对标准偏差分别为0.5%和1.7%。

有机流动相下高分子材料的非对称场流分离

非对称场流分离技术没有固定相、分离压力小,与传统的凝胶渗透色谱相比具有天然优势,可以作为高分子材料表征的有效手段。但由于膜的相容性问题,场流技术一般运用于水相体系,很少用于有机相体系中。本文探索了不同半透膜在有机场流分离中的应用情况,摸索了有机体系下非对称场流的条件,成功在有机溶剂中分离了聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈两种高分子材料。

非对称场流分离技术用于纳米颗粒的表征

采用非对称场流分离技术(Asymmetrical flow field-flow fractionation,AF4)对标准聚苯乙烯颗粒粒径进行表征。利用非对称场流分离仪以0.1%SDS(十二烷基磺酸钠)和0.02%NaN3的水溶液为流动相,测定标准的聚苯乙烯纳米颗粒在流体流场作用下通过分离腔室的保留时间,以确定纳米颗粒的平均粒径。优化了聚焦时间、横向流速、进样量、主体流速等实验条件,建立了利用AF4准确表征纳米颗粒的方法,并与扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)的表征结果进行比较。结果表明,AF4的表征结果比SEM更接近于聚苯乙烯颗粒的标准粒径,具有更高的稳定性和准确度。本方法可作为纳米粒径表征的一种准确方法。

基于非对称场流分离技术分离表征小米淀粉

基于非对称场流分离技术耦合多角度激光光散射检测器和示差折光检测器,建立了分离表征小米淀粉的方法。研究了进样量、交叉流流速、半衰期(t1/2)、载液离子强度和pH值对小米淀粉分离效果的影响;考察了该方法的重现性;探究了小米淀粉分子结构。结果表明,在进样体积为50μL、进样质量浓度为0.50 g/L、交叉流流速为1.2 mL/min、t1/2=3 min、载液为10 mmol/L pH 7.00 NaNO3(含3 mmol/L NaN3)的条件下,小米淀粉分离效果最佳。该方法具有良好的重现性,得到的小米淀粉的回转半径相对标准偏差为3.4%、摩尔质量相对标准偏差为7.0%。

同轴型非对称场离子迁移谱仪分离与聚焦原理的数学模型

同轴型非对称场离子迁移谱仪能在室温、大气压条件下对离子混合物进行快速分离和聚焦,是一种新的分离方法。本文以简单的数学模型说明同轴型非对称场离子迁移谱仪的分离与聚焦原理。模型结论表明,非对称场离子迁移谱仪的分离聚焦效果与驱散电压、非对称场电源的频率、同轴圆筒的结构及离子的种类等因素有关。该模型以文献报道数据为基础,模型的结论与文献报道实验结果符合较好。

芯片级非对称场离子迁移谱技术检测爆炸物和毒品

本研究使用蒸气法-芯片级非对称场离子迁移谱技术(FAIMS)检测部分爆炸物和毒品。通过14～21d的连续测试得到目标物的扩散速率。在设定条件下,实现了对爆炸物和毒品的良好分析。同时针对FAIMS检测技术开发出了新的数据识别方法,使FAIMS技术以超高的灵敏度完成了对部分爆炸物和毒品的有效分辨,检测浓度范围约为33～100ng/L。该方法无需前处理、方便、快捷,灵敏度高,具有很好的应用前景。

非对称场流分离技术在蛋黄浆质低密度脂蛋白粒径表征中的应用

通过自组装的非对称场流分离系统(AF4)与紫外可见光检测器联用分离表征了笼养鸡蛋、柴鸡蛋、鹌鹑蛋和鸭蛋蛋黄浆质中的低密度脂蛋白(LDL)。在近似蛋黄浆质生理条件下,研究了进样量、交叉流流速、膜的类型对AF4蛋黄浆质中LDL分离表征的影响;考察了该方法的精密度。在优化的AF4分析条件下,检测出了笼养鸡蛋、柴鸡蛋、鹌鹑蛋和鸭蛋蛋黄浆质中LDL的水力学粒径分布。LDL的AF4洗脱峰高和峰面积的日内精密度分别为1.3%和1.9%(n=7),日间精密度分别为2.4%和2.3%(n=7)。研究结果表明,该方法可用于分离禽类蛋黄浆质中的LDL,同时能够得到LDL水力学粒径分布。

芯片级非对称场离子迁移谱技术快速识别不同霉变烟草

建立了顶空进样法—芯片级非对称场离子迁移谱(Microchip-based FAIMS)技术快速识别霉变烟草。在常压条件下,以经过活性炭和分子筛净化的空气为载气,同时在正负离子模式下进行检测。在优化的条件下(载气流量2000 m L/min,顶空温度为25℃,样品气流为100 m L/min),对不同霉变程度烟草进行定性分析,建立识别规则,依据规则识别烟草霉变程度,识别率达90%以上,实现对203种烟草的快速检测。对得到不同烟草的特征峰,利用解析-气相色谱-质谱仪器(TD-GC-MS)定性分析不同霉变状态烟草的特征霉变物质,验证FAIMS测试结果。烟草特征峰在指定的CV值和DF值下,离子电流值值存在显著性差异,利于识别。方法重复性的相对标准偏差RSD≤5%。因此,FAIMS检测技术可用于快速识别霉变烟草的方法开发。

基于非对称场流分离研究玉米淀粉糊化

研究了氢氧化钠溶解法和二甲基亚砜溶解法对玉米淀粉结构的影响.采用非对称场流分离系统与多角度激光光散射检测器、示差折光检测器联用技术分离表征了玉米淀粉.同时,通过扫描电子显微镜、X线衍射、傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热法对不同溶解方法得到的玉米淀粉凝胶的形貌和结构进行了表征.研究结果表明,氢氧化钠溶解法可以分解直链淀粉-脂质复合物,使非对称场流分离联用技术测得的玉米淀粉的粒径和摩尔质量分布更精确.

非对称场流分离系统的构建及其在淀粉颗粒粒径表征中的应用

淀粉颗粒粒径与分子尺寸分别在1~100μm和20~250 nm之间,是影响淀粉功能特性的重要因素之一。非对称场流分离(AF4)是一种基于样品与外力场相互作用机制的分离技术,已应用于表征淀粉分子尺寸分布。商品化的AF4系统的粒径检测范围为1 nm~10μm,对于淀粉颗粒粒径表征具有一定的局限性。该文研制了AF4分离系统;考察了其在微米尺度下对红薯、莲子和大米淀粉颗粒粒径表征的性能;采用微米尺寸的聚苯乙烯乳化球(PS)标准样品验证了构建的AF4系统的分离性能。实验结果显示,构建的AF4系统对PS混合样品(粒径2、6、12、20μm)实现了基线分离,同商品化AF4相比提高了检测上线,具有分离表征淀粉颗粒的潜力。此外,该文研究了载液组成对淀粉颗粒分离表征的影响;通过光学显微镜验证了构建的AF4系统在微米尺度上对淀粉颗粒粒径分布的表征能力。最后,采用商品化的AF4系统串联多角度激光光散射检测器和示差折光检测器对3种淀粉分子进行了分离表征,考察了淀粉的溶解温度对其表征结果的影响。在摩尔质量106~108 g/mol范围内,红薯和莲子淀粉的回转半径和水合半径的比值(Rg/Rh)在0.9~1.1之间,大米淀粉的Rg/Rh在1.2~1.4之间。实验结果证明构建的AF4系统是一种快速、准确的淀粉颗粒粒径表征方法,与商品化的AF4系统结合可为研究淀粉尺寸分布与其功能性质之间的关系提供技术支持。

基于SIMION/SDS的非对称场离子谱(FAIMS)多物理场仿真研究

针对非对称场离子谱(FAIMS,field asymmetric waveform ion mobility spectrometry)的设计优化,本文基于SIMION/SDS多物理场仿真研究方法,结合离子迁移率计算算法、非对称射频方波电压与直流扫描电压算法实现了非对称场离子谱(FAIMS)的仿真。应用该仿真方法,对FAIMS迁移管的迁移区、迁移区与检测区之间的区域离子的运动进行了仿真,结果与理论分析一致。采用相同的结构及控制参数,将Satendra Prasad的实验结果与仿真结果进行对比,定量地分析仿真结果对扫描电场谱图的预测能力。结果表明,该方法能够有效地模拟离子在FAIMS迁移管中的迁移运动,对FAIMS迁移管的优化设计有着重要的意义。

非对称场流分离检测鲍内脏多糖

[目的]建立非对称场流分离检测鲍内脏多糖的方法。[方法]采用非对称场流分离系统与静态光散射、光电二极管阵列和示差折光检测器联用技术分离表征鲍内脏多糖。以0.05 mol/L Na NO3[含0.02%(W/V) Na N3]为流动相,研究横向流速和样品浓度对非对称场流分离多糖的影响,并利用动静态光散射测量鲍内脏多糖的分子特性(分子量、均方根旋转半径、分子构象、流体力学半径)。[结果]不同横向流速对多糖的分离表征有显著影响;一定范围内,不同多糖浓度对分离效果及分子特性结果无显著差异。鲍内脏多糖分子量为(25.40±1.78) k D,均方根旋转半径为(16.70±0.30) nm,流体力学半径为(143.23±15.49) nm,分子为无规则线团构象。[结论]非对称场流技术适用于鲍内脏多糖的分离检测。

非对称场离子迁移谱联用检测技术研究进展

离子迁移谱是现场毒害物质等检测分析中的重要检测和传感技术，具有分析和响应速度快，灵敏度高等优点，已经广泛应用于化学毒剂，毒品，爆炸物的检测。非对称场离子迁移谱是该技术中的重要方向，具有选择性好，容易小型化等优点。近年来随着该技术的不断成熟，发挥该技术的优点的联用技术也不断发展，如气相色谱一非对称场离子迁移谱联用，非对称场离子迁移谱一质谱，离子迁移谱～非对称场离子迁移谱联用。本文详细综述了非对称场离子迁移谱的研究进展，并对联用技术的重点难点进行了分析和讨论。

载液组成对于卵白蛋白在非对称流场流分离通道中膜吸附和聚集行为的影响

非对称流场流分离技术对于蛋白质等生物大分子的分析具有温和、分离范围广的特点。然而,在场流分离通道中,受载液组成的影响而产生的蛋白质与通道膜的相互作用和蛋白质在通道内的聚集行为,会影响分析物的回收率和尺寸形态,这些现象一定程度上限制了场流分离仪器的进一步应用。该文研究了载液组成对于卵白蛋白在非对称流场流分离中膜吸附和聚集行为的影响。考察了不同pH(6.2、7.4、8.2)、阳离子种类(Na^+、K^+、Mg^(2+))及多种离子强度(0~0.1 mol/L)等条件对卵白蛋白洗脱过程的影响。结果表明a)载液的离子强度越大,卵白蛋白的吸附和聚集行为越严重;b)pH和蛋白质的等电点pI的相对大小决定了蛋白质的表面电荷,从而影响蛋白质的吸附聚集行为;c)二价阳离子Mg^(2+)更易引发通道中蛋白质的吸附和聚集。这些结果有助于今后使用非对称流场流分离技术分析蛋白质样品时,改善载液组成以获得更高的回收率,降低蛋白质聚集作用,对AF4更广泛地应用于蛋白质生化分析中有较好的参考价值。

基于非对称场流分离技术的水环境腐殖酸聚集特性研究

腐殖酸的聚集特性是影响其去除率及与其它污染物相互作用的重要因素,本文采用非对称场流分离技术对腐殖酸组分进行分离,配合示差折光检测器及多角度激光光散射器,对腐殖酸分子量的分布规律进行研究,探讨了水环境的化学条件对腐殖酸荷电状态和聚集状态的影响规律.结果表明,腐殖酸具有自我凝聚的特性;在p H较低和溶液离子强度较高时,腐殖酸胶粒的Zeta电位绝对值减小而分子量增大,腐殖酸胶粒聚集程度增大;随腐殖酸浓度增大,腐殖酸胶粒的Zeta电位绝对值减小,腐殖酸分子发生聚集而使胶粒分子量增大.当离子强度达到0.08mol·L-1,或浓度达到15 mg·L-1时,腐殖酸分子不仅靠氢键聚集在一起,还可能发生分子间的缔合.

四象限非对称风场对风暴潮的改进研究

分析了Holland模型风场和四象限非对称模型风场的差异和适用性,基于ADCIRC模型建立了适合华南沿海的高分辨率风暴潮模式,将上述两种模型风场作为强迫场分别模拟1117号台风"纳沙"风暴潮过程,结果表明:在珠江口、琼州海峡岸段的风暴潮模拟有了较大的改进,究其原因是四象限模型相比Holland模型更灵活、能够更好刻画"纳沙"台风非对称风场结构,说明该风场模型可用于改进风暴潮数值模拟。

台风模拟中QuikSCAT风场的非对称加强订正及同化应用

针对QuikSCAT散射计风场资料对台风级别的强风速区还无法准确刻画这个技术问题,引入台风移速、移向、摩擦等客观因素对该风场产品资料进行非对称加强订正;然后利用四维同化技术,并设计了先同化后预报两个阶段的试验方案,对"云娜"台风进行了数值模拟试验。试验结果表明:通过模式约束调整,四维同化技术可以把QuikSCAT海面风场资料引入到整层模式大气中,并对整层风场和气压场的强度及路径模拟都有很大的改进,而且该资料还提高了预报阶段台风强度的模拟效果,并对登陆点的预报起到了积极作用。

利用高场非对称波形离子迁移谱技术快速鉴别降糖中药中的西药成分

为了快速检测降糖中成药中非法添加的西药成分,本研究采用热解吸-高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)技术扫描对比中成药降糖胶囊与对照标准品盐酸二甲双胍、盐酸苯乙双胍和格列本脲的图谱。设定热解吸管的加热温度为160℃,测试压强为107 kPa,电场强度范围设定为仪器最大电场强度的0~100%,补偿电压范围为"6^+6 V。实验中对3种标准品及其组合的谱图建立了含有补偿电压(CV)值、电场强度(E/N)值和电流强度(A I)3个变量的8组指纹识别点。结果表明,供试品与3种对照品混合物的图谱一致。经液相色谱比对实验验证,供试品中含有盐酸二甲双胍、盐酸苯乙双胍和格列本脲。本研究提出了一种基于FAIMS技术快速检测降糖中成药中非法添加西药成分的新方法。

非对称台风风场的动力初始化应用研究

在对比NCAR-AFWA三维Bogus(虚拟)风场及风压场方案的基础上,虚拟台风模型中的水平风场采用考虑台风移速、移向、摩擦等客观因素的非对称方案,垂直风场采用考虑高空反气旋环流的风廓线方案,然后利用Nudging动力初始化技术形成新的模式初始场。最后对"云娜"台风进行数值模拟,结果表明:通过合理引入客观因子及观测事实对台风Bogus模型进行构建,并利用同化方法使各个物理量相互协调,可以使初始场与实况更加接近,从而在一定程度上提高台风路径及强度的预报水平,并对降水分布的预报效果也有所改善。

利用芯片式高场非对称波形离子迁移谱技术快速检测苯丙氨酸

采用金属扩散管-芯片式高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术对苯丙氨酸进行了快速检测,设定测试压强为250 kP a,金属扩散管温度为190℃,在优化的最佳分析条件下,即：载气流速为2000 mL/min,分离电压为152.8 V时,在正模式下获得了苯丙氨酸的离子特征谱图和补偿电压特征值＂0.62 V。另外,利用FAIMS对不同浓度的苯丙氨酸样品气进行了检测,确定了FAIMS检测的定量线性范围为6~20 mg/L和检出限为5.9 mg/L。本实验为FAIMS应用于苯丙氨酸的快速检测提供了重要参考。