新型纳米材料在食品非靶向分析中的应用研究进展

食品安全关系人民的生命安全。为了更加准确、高效地筛查出食品中的化学危害因子,对食品进行快速、高通量的非靶向分析极其重要。在非靶向分析中,需要通过样品前处理来消除食品中复杂基质的影响,并高效回收、富集化学危害因子。因此,发展合适的样品前处理方法和材料尤为关键。近年来金属有机骨架、共价有机骨架、磁性纳米材料等新型纳米材料在样品前处理中发挥了重要作用。该文主要介绍了近几年用于食品安全非靶向筛查的样品前处理方法,新型纳米材料在样品前处理中的应用及样品前处理技术在非靶向分析中的应用,并展望了未来的发展方向。

浅谈仪器分析发展进程中的课程思政

将思想政治教育融入专业课程教学已经成为教育改革面临的挑战。仪器分析课程作为现代化学教育中不可缺少的一环,也必须与思想政治教育相结合,培养学生掌握知识技能的同时加强思想政治教育,培养具备高尚的道德操守和职业素养的综合性人才。本文介绍了仪器分析的发展简史和两种常用仪器分析方法的发展,探索其中的思政元素;同时探讨了思政元素融入现代教学的多元化方式。期望做到将思政元素自然地融入教学语言、教学环境和教学平台中,强化榜样的作用,使学生体会到学习的乐趣与成就感,对化学学科产生心理认同感。

席夫碱大环铜配合物的化学核酸酶活性研究(英文)

对3种结构相近的席夫碱四氮大环草酰胺铜配合物(CuL1-3)的化学核酸酶活性进行比较研究。结果表明:这类配合物的化学核酸酶活性与中心金属离子的类型、配体的结构、溶液的pH值、离子强度及配合物的浓度等都有关系。3种配合物表现出来的化学核酸酶活性顺序为CuL3>CuL2>CuL1。CuL3的DNA切割反应表现为典型的假一级连续反应。在80μmol·L-1CuL3和2mmol·L-1H2O2的存在下,就超螺旋DNA向切口开环型DNA进而向线型DNA的转化而言,反应速率常数分别为0.0440±0.0015min-1(k1)和0.00352±0.00018min-1(k2)。

南开大学分析化学学科的建设与发展

2021年正值南开大学化学学科创建100周年。作为南开化学的一个重要分支,南开大学分析化学学科始建于1952年。回顾了南开分析学科的历史脉络和发展成就;着重介绍了南开分析学科的发展现状;面向国家重大需求,提出了学科的未来发展方向。谨以此文,敬献给为南开分析学科发展做出贡献的南开人及支持、帮助本学科发展的朋友们!向南开大学化学学科创建100周年致敬!

基于便携式近红外光谱仪的重金属离子定量分析研究

近红外光谱分析技术凭借分析速度快、样品预处理简单等特点,被广泛用于农业、医药、环境、石油化工等领域。为实现高效率的现场检测,便携式的近红外光谱仪越来越备受关注。由于近红外光谱分析技术能够对多组分同时进行测定,因此在该研究中使用便携式近红外光谱仪探索同时对稀溶液中多种重金属离子定量分析的可行性。使用胺基改性聚合淀粉富集水中的镍离子和铜离子,然后使用便携式近红外光谱仪直接采集胺基改性聚合淀粉的近红外漫反射光谱,再借助光谱预处理方法和偏最小二乘回归法建立模型,最后通过交叉验证和外部验证证明所建立模型的稳定性。结果表明,在其他干扰离子存在下,氨基改性聚合淀粉仍能分别以99.5%和99.8%高效率地富集稀溶液中的镍离子和铜离子。便携式光谱仪采集的近红外漫反射光谱分别经连续小波变换和多元散射校正结合卷积求导光谱预处理之后,使用偏最小二乘回归能够得到相关系数分别为0.981 9和0.965 4的稳健模型,实现了对稀溶液中镍离子和铜离子的同时测定,并且检测到的镍离子和铜离子的最低浓度均为3.0mg·L^(-1)。该方法不仅提高了近红外光谱分析技术的检测灵敏度,同时也表明了便携式近红外光谱仪对多种重金属离子同时定量分析的可行性,是一种拓宽近红外光谱分析技术的有益探索。

当前疫情下分析化学教学的一点思考

2019年底爆发的新型冠状病毒肺炎席卷了整个中国,在分析化学教学中如何能结合这一热点问题启发学生多方位思考、多角度理解分析化学的一些关键知识点(如3S+2A)并能激发后续学习兴趣,结合在当前肺炎疫情下线上教学的广泛使用,作者对这些相关内容做了一些思考,并在教学过程中进行了尝试。

联用技术应用于元素形态分析

本文介绍了元素形态分析研究的重要意义、应用于元素形态分析的各种联用技术,及其在实际样品测定中的应用。其中涉及到多种分离技术,如:高效液相色谱、离子色谱、尺寸排阻色谱、气相色谱、毛细管电泳和多种检测方式,如:电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体发射光谱、原子荧光、原子吸收。基于此开发教学实验,理论与实践相结合,进一步加深学生对知识的理解、掌握和运用。

高校非化学专业“无机及分析化学”教学中的问题及对策

从教师队伍、教学内容、教学手段以及教学对象等方面出发,以喀什大学生物专业为例,分析了非化学专业的“无机及分析化学”教学中存在的问题,探析了问题产生、存在的根源,并提出提高“无机及分析化学”教学质量的切实可行的对策.

蛋白质立体化学修饰的离子淌度质谱研究进展

蛋白质立体化学修饰是一类低丰度、与人类多种疾病相关的翻译后修饰,由于其并未改变蛋白质的分子质量,难以通过传统的蛋白组学鉴定方法进行发现与鉴定。离子淌度质谱(IM-MS)技术依据不同离子在漂移管中与缓冲气体碰撞后迁移速率的不同而快速分离离子,提供了一种基于构象、电荷数、尺寸和分子质量的分离手段,已在蛋白质立体化学修饰的鉴定与分离分析中取得了阶段性进展。本文从非变性离子淌度质谱实验的角度出发,介绍了漂移管离子淌度仪、行波离子淌度仪、微分迁移率分析仪、高场不对称离子淌度仪以及捕获离子淌度仪等5种商业化离子淌度仪的性能。在此基础上,总结了立体化学修饰高分辨离子淌度质谱分离分析与鉴定方法的最新研究进展,同时介绍了立体化学修饰调控的配体-受体相互作用的结构质谱表征策略,尤其对碰撞诱导去折叠技术在复合物手性构象差异中的研究进行阐述。最后,展望了基于IM-MS的立体化学修饰鉴定与定量等研究方向,以期为立体化学修饰的下一发展阶段提供参考。

电化学方法调控荧光碳点的研究

作为零维碳基发光纳米材料,碳点是对现有发光纳米材料的重要补充.精准控制粒径及表面结构对实现碳点的性质调控及其应用至关重要.本文介绍了本课题组在利用电化学方法研究荧光碳点方面的进展.重点展示了利用电化学方法实现对碳点粒径的控制,对表面氧化程度的调节以及对其发光机理的研究.电化学方法可对只有几纳米厚度的材料表面进行有效的控制,可操作性强且经济环保.通过对碳点的粒径及表面的调控,作者也进一步揭示了碳点的发光与表面结构的相关性.这些工作为碳点的合成及其性质调控提供了可循的规律,有利于推动碳点在生物医生成像、传感检测、催化及能源转化等领域的应用.

近红外光谱用于低共熔溶剂中水结构的分析

采用近红外光谱技术研究了含水量(摩尔分数)在5%~95%范围内水结构对低共熔溶剂(DESs)的氢键网络结构的影响.通过分析氯化胆碱与尿素混合后不同时间的近红外光谱,发现了尿素—NH基团与氯化胆碱Cl^(-)相互作用的光谱信息,表明DESs熔点降低的原因主要是NH…Cl^(-)氢键的形成.通过分析不同含水量的DESs-水混合物的近红外光谱,发现了水分子之间以及水分子与尿素中—NH和C=O基团相互作用的光谱信息,表明水在DESs中主要以3种结构存在:类大体积水、与尿素C=O键合的水以及—NH分子间的桥连水.类大体积水破坏DESs中NH…Cl^(-),使体系的稳定性降低,而尿素—NH分子间的桥连水和与C=O键合的水使体系的稳定性增加.DESs中3种水结构的相对比例与含水量有关,含水量在40%~80%既能有效降低体系的黏度,又能维持DESs的性质.

蛋白质糖基化修饰的非变性构象分辨质谱研究进展

糖基化是蛋白质最重要的翻译后修饰之一,能够调控蛋白质的电荷态、结构及分子间相互作用等,进而影响其功能。糖基化的高度异质性导致传统的结构解析方法很难对糖蛋白进行全面表征。随着分析技术的发展,质谱在糖蛋白结构解析中发挥了重要作用。蛋白质组学质谱技术可在多肽水平上对复杂、低丰度蛋白质糖基化修饰的化学组成与位点信息进行鉴定。非变性质谱技术(native mass spectrometry,nMS)则直接在完整蛋白水平上揭示聚糖异质性及其对蛋白高级结构和相互作用的调控效应。作为结构质谱的代表性技术,基于离子淌度的nMS受益于离子淌度仪的构象分辨能力和构象去折叠功能,能够在非变性质谱的基础上提供离子的三维动态结构信息,为异构体结构快速鉴定提供不可替代的解决方案。本文重点介绍了两种新兴离子淌度质谱技术,即非变性动态构象分辨质谱技术和糖型分辨结构质谱技术,并以3种常见蛋白体系为例,介绍其在糖蛋白构象研究领域的最新进展。

气相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术应用于水产品中汞形态分析

对气相色谱(GC)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用的商品化接口进行了改进,并将GC-ICP-MS联用技术应用于水产品中汞的形态分析。在优化条件下,甲基汞(MeHg(Ⅰ))和乙基汞(EtHg(Ⅰ))的检出限(S/N=3)分别为0.5pg和1.0pg,定量限(S/N=8)分别为1.5pg和2.8pg,标准曲线的线性范围为1～1000pg。对三文鱼肉、金枪鱼肉和角鲨鱼肉3种标准物质和市售14种鱼贝类水产品,采用非衍生的样品预处理,进行汞的形态分析。结果表明,采集样品中均检出有甲基汞,未检测出乙基汞,甲基汞的含量在3.7～236.6ng/g(以Hg计)范围,甲基汞的加标回收率为91%～102%。

毛细管电泳用于形态分析

一种元素的生物可给性、环境行为和迁移性在很大程度上取决于它的形态。如不同的键合形式或氧化态 ,因此 ,作为元素物种鉴别和含量测定的形态分析变得越来越重要。毛细管电泳作为一种分离分析技术有许多优点可以满足形态分析的要求。本文从样品的预处理、毛细管电泳的修饰、进样方式。

复杂样品近红外光谱定量分析模型的构建方法

针对复杂样品近红外光谱分析中校正集的设计问题,探讨了标准样品参与复杂样品建模的可行性.通过标准样品和复杂基质样品共同构建的偏最小二乘(PLS)模型,考察了波段筛选和建模参数对预测结果的影响.结果表明,采用PLS方法建立定量模型时,校正集样品性质应该尽量与预测集样品相似,当样品的性质相差较大时,适当增加校正集样品的差异性可使模型具有更强的预测能力.同时,波段优选对提高预测结果的准确性具有重要的意义.

联用技术应用于生物分子中金属和类金属的形态分析

本文依据最近有关联用技术应用于生物样品中痕量金属和类金属形态分析的报道 ,扼要介绍高效液相色谱 (HPLC)和毛细管电泳 (CE)与电感耦合等离子体质谱 (ICP MS)和电喷雾离子化质谱 (ESI MS)联用技术在砷、硒和镉等元素的形态分析中的应用。体积排阻色谱 (SEC)与ICP MS在线联用是最常用的初步筛选未知试样中大分子化合物的方法。但由于SEC的分辨率差 ,需要应用另一种色谱法 ,如离子交换色谱法(IEC)或反相色谱法 (RP HPLC)分离以保证分离信号的纯度。在无标准可利用的情况下 ,电喷雾串联质谱(ES MS MS)是用以表征化合物的最佳手段。毛细管区带电泳 (CZE)与ICP MS联用是形态分析的有用工具。分析中需要注意的问题是避免沾污和防止在分离过程中蛋白质的分解。目前 ,由于缺少标准和参考物质 ,联用技术主要应用于寻找新的金属物种 ,而并非测定已知化合物。需要解决的难题是检测器的信号是否属于某一特定的化合物以及该化合物的表征。

联用技术应用于元素形态分析的新进展

扼要介绍了近年来报道的有关联用技术应用于生物体中硒、砷和镉等化学形态的研究成果。最常用的形态分析技术是高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术(HPLC-ICP-MS)。毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用技术(CE-ICP-MS)也开始受到重视。由于HPLC-ICP-MS和CE-ICP-MS均不能提供化合物的分子结构信息,因此在缺少标准物的情况下电喷雾离子质谱(ESI-MS)是不可缺少的形态分析工具。ESI-MS被应用于鉴定硒酵母中的硒-腺苷-高半胱氨酸和海藻中一种新的砷糖。反向高效液相色谱(RP-HPLC)与毛细管电泳分离结合ICP-MS和ESI-MS平行检测,已用于表征金属硫蛋白(MTs)中的金属络合物。由于ESI-MS的灵敏度低,且易受试样中基体的干扰,因此分析物在分析前须经多次分离、纯化和富集以保证分析结果的可靠性。

基于低流速雾化器和可拆卸接口的毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用技术应用于汞的形态分析

报道了基于低流速雾化器(MicroMist)和随意拆卸接口的毛细管电泳(CE)-电感耦合等离子体质谱联用技术, 并将其应用于汞的形态分析. 这种可随意拆卸接口避免了毛细管冲洗过程中对检测器的污染. 无机汞和甲基汞在下列电泳条件下得到了基线分离: CE分离毛细管为45 cm×75 μm石英熔硅毛细管, 电解质溶液为30 mmol·L-1 H3BO3+10% CH3OH(pH 8.7), 分离电压为22.5 kV. 汞形态的迁移时间和峰面积的精密度分别是(RSD, n=5)分别为3.5%～3.8%和2.3%～5.1%. 甲基汞和无机汞的检出限(3σ)分别是47和48 μg·L-1.

基于小波系数的近红外光谱局部建模方法与应用研究

局部建模方法使用与预测样本相似的样本建立模型,可解决光谱响应与浓度之间的非线性问题,扩大模型的适用范围,提高预测准确度。采用小波变换进行数据压缩并利用小波系数之间的欧氏距离作为光谱相似性的判据,实现了近红外光谱定量分析的局部建模方法,避免了样本之间的依赖性。将所建立的方法用于烟草样品中氯含量的测定,100次重复计算得到的预测集均方根误差(RMSEP)平均值为0.0665,标准偏差(σ)为0.0045,优于全局建模和基于主成分的局部建模方法。

局部建模方法用于烟草样品的近红外光谱定量分析

采用近红外光谱在主成分空间的距离作为样本相似性的判据,建立了一种用于近红外光谱定量分析的局部建模方法。该方法首先对校正集的光谱进行主成分分析(PCA),然后基于主成分空间中预测样本与校正集样本的距离选择校正子集并建立局部偏最小二乘(PLS)回归模型。对欧氏距离和马氏距离的比较表明,欧氏距离可以更好地表达样本之间的相似性。将所建立的方法用于烟草样品中氯和尼古丁含量的测定,结果表明局部建模方法比常用的全局建模方法具有更好的预测准确性,特别是在低含量成分的预测中具有明显优势。