掺杂磷烯二维纳米材料对草甘膦吸附机理的研究

草甘膦是世界上普遍使用的除草剂之一,被广泛使用在农田和非农田杂草的防治.由于草甘膦类除草剂的大范围应用,其对动植物的危害性逐渐受到人们的关注.磷烯二维纳米材料与草甘膦之间相互作用机理的研究对草甘膦的检测及去除具有重大的意义.本研究将采用基于密度泛函理论方法考察本征及Al,Ca,Ti及Fe金属原子掺杂的磷烯对草甘膦的吸附,通过吸附能,差分电荷密度,布居电荷分析本征及金属原子掺杂磷烯对草甘膦的吸附机制,从分子和原子水平上研究它们之间的详细机理.研究结果有望为掺杂磷烯材料在草甘膦吸附方面的应用提供有意义的理论参考.

金属掺杂的磷烯对亚甲基蓝的吸附机理:DFT-D研究

随着工业的发展,染料废水对人类和环境的危害愈加显著,其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大,而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度泛函理论(DFT-D)的第一性原理方法探索了本征及掺杂磷烯吸附剂对亚甲基蓝的吸附机理,并详细考察了本征及掺杂Al,Ca,Ti和Fe金属原子后的磷烯对亚甲基蓝吸附的影响.研究结果表明亚甲基蓝初始构型会影响磷烯对其吸附,当亚甲基蓝平躺于磷烯表面时有较大的吸附,且金属原子掺杂显著地影响其对亚甲基蓝的吸附能力,掺杂金属原子均增大了磷烯对亚甲基蓝的吸附.其中吸附能力是Fe掺杂磷烯>Ca掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于亚甲基蓝的处理带来了新的指导方向,有望为相关染料废水的检测和去除提供有意义的理论参考.

藏药蕨麻多糖的光谱性质及单糖组成分析

本研究对藏药蕨麻多糖进行了分离提纯,并测定其水溶性多糖含量为99.4%;通过紫外光谱与红外光谱分析表明,蕨麻多糖为分子量较小的α-吡喃糖,并含有氨基糖;蕨麻多糖的水解单糖经过NMP衍生后进行毛细管电泳分析,测得其单糖组成为木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸,含量分别为3.945、77.445、17.568、17.646、3.942、2.165、65.268、13.037μg/mg和33.484μg/mg,与GC-MS的定性分析结果一致。

氮杂多环光致发光分子用于食品中脂肪胺的分析及质谱鉴定

对含氮类光致发光分子2-（11H-苯[a]咔唑）-异丙基氯甲酸酯进行柱前衍生处理，并经荧光检测对脂肪胺进行高效液相色谱（HPLC）分离和质谱定性。衍生物于λex=279nm产生强烈荧光，发射波长为λex=380nm。40℃下在pH9．0的硼酸缓冲液中，衍生反应3min后获得稳定的荧光产物。在Eclipse XDB-C8色谱柱（4．6mm×150mm，5μm）上，采用梯度洗脱对12种脂肪胺衍生物进行了优化分离。采用大气压化学电离源（APCI Source）正离子模式进行质谱定性，实现了各种脂肪胺衍生物的快速、准确测定。该方法具有良好的重复性，多数脂肪胺的线性回归系数大于0．9994，检出限在2．73～23．16fmol水平。

化学同位素标记-质谱分析技术在环境健康研究中的最新进展

代谢组和暴露组的分析表征在环境风险和健康效应研究中具有重要意义。由于人体代谢物和外源性化合物的理化性质多样和样品基质复杂,对其进行综合分析与表征是一项巨大的挑战。质谱(MS)虽然具有强大的定性和定量能力,但存在对一些分析物的灵敏度、特异性等不足的问题。化学同位素标记(CIL)技术与MS结合不仅可以提高检测灵敏度,而且在特异性、准确度、组学覆盖率和分析通量等方面有着显著的优势。近年来,化学同位素标记-质谱(CIL-MS)技术广泛应用于与环境和健康相关的代谢物和暴露标志物的靶向或非靶向分析。本文综述了近3年来CIL-MS在含氨基、羧基、羰基、羟基和巯基的代谢物/外源性化合物研究中的最新进展,关注与其相关的环境风险与健康效应,并总结CIL技术在MS分析中的优势、最新动态以及存在的不足,展望CIL-MS技术的发展趋势。

有机添加剂柠檬酸与乙二胺四乙酸吸附在 Mg(0001)表面的计算模拟研究

镁及镁合金具有良好的生物降解性,生物相容性和优异的力学相容性,作为新一代理想的可降解医用金属材料具有巨大的潜力,但植入人体后,极易腐蚀和降解.本工作用密度泛函理论计算模拟方法研究了有机添加剂柠檬酸与乙二胺四乙酸在Mg(0001)表面的吸附.通过吸附能,分态密度,差分电荷密度及布居电荷分析发现柠檬酸与乙二胺四乙酸在Mg(0001)表面存在强烈的Mg-O"单齿"和O-Mg-O"双齿"共价相互作用,而乙二胺四乙酸平躺于Mg(0001)表面有最强的相互作用.研究结论有望为在有机添加剂改善镁及镁合金生物医用材料的腐蚀及降解方面提供有用的理论指导.

仪器分析课程的教学策略研究

为提高仪器分析教学质量,使学生能轻松有效地掌握所学内容,培养具有创新能力人才,本文主要从五个方面介绍仪器分析课程的教学策略。从培养学生兴趣,拓宽学生视野入手,寓德育教育于教学实践,培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生创新意识和实践能力,全面提高学生的素质。

计算模拟软件在“有机化学”教学中探索性能力的培养

近年来,计算模拟是比较热门的研究领域,将计算模拟软件应用到课堂教学中也取得了一定的教学成果.本课题主要研究思路如下首先在“有机化学”课堂上引进新型的计算模拟软件Material Studio(MS),教师讲解有机化学知识点、MS软件的原理、使用方法及使用MS软件解决科学问题等,然后学生采用MS软件分组探索及教师辅助的方法解决在“有机化学”学习中遇到的疑难问题及其他科研问题.将计算模拟软件应用到教师的“教”及学生的“学”之中,不仅有助于学生理解复杂的结构与机理,更重要的是,学生的探索性能力也得到了有效的提升.

浅谈多元智能理论在仪器分析教学中的应用

多元智能理论倡导学生主动参与、探究发现、交流合作地学习,与我国提倡的素质教育、注重学生的全面发展相一致,与仪器分析的教学目的一致。在仪器分析课堂教学中引入多元智能理论有助于改进教学方法,激发学生潜能,促进学生全面发展。本文从八个方面入手探索多元智能理论与仪器分析教学的整合,内容涉及教学理念的转变、教学模式的多样化、教学方法的多样性、教学内容的开放化、教师知识结构的全面性等。希望通过探讨仪器分析中多元智能评价的特点及做法,有效提高学生学习的兴趣和信心,发挥其特长和优势,自主、能动地以各种形式参与学习。

生物纳米孔分析技术研究进展

生物纳米孔传感技术因其快速、低成本、无需荧光标记等优点,在化学和生物等诸多研究领域得到广泛应用,已发展成为一种新颖的、独具特色的单分子分析手段。该技术目前主要应用于DNA测序研究,同时在单分子分析领域也取得了令人瞩目的成就。该文简要介绍了生物纳米孔分析技术的原理和生物孔的种类,主要总结了近20年来生物纳米孔在DNA测序和单分子分析中的研究进展并予以了展望。

水环境中微囊藻毒素分析技术新进展

微囊藻毒素是常见的蓝藻毒素,具有很强的肝脏神经系统和肾脏毒性.由于水的富营养化,蓝藻会爆发产生大量的微囊藻毒素,进而对水生生物和食用它们的人类构成巨大威胁.随着浓缩、富集、分离方法和仪器技术的进步,定量分析微囊藻毒素的方法也在不断进步,且应用越来越广泛.综述了水、沉积物和生物中微囊藻毒素的富集和检测方法,结果显示:目前常见的采样方法是主动采样法,开发简便可靠和实用的被动采样方法是急需的研究方向之一.衍生化方法可以降低基质效应,有利于使用不同的检测方法和试验观察,因此开发一种高效、灵敏的衍生化方法检测微囊藻毒素将是重要的研究方向之一.

一种基于ZnO量子点的荧光毛细管传感器检测有机溶剂中水含量

该文利用高浓度3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）包覆ZnO量子点,成功制备出对水超敏感的纳米ZnO@APTES高荧光复合材料,进而将之修饰到毛细管内壁,借助毛细现象自动吸取待测样品,实现了对有机溶剂中水含量分析。以乙醇中的水含量分析为例,在最佳条件下,通过测定不同水量引起的毛细管壁上ZnO量子点的荧光猝灭率的变化,获知试剂中水含量,测得其线性检测范围为5.0%~30%。

醛类标志物的化学衍生化色谱-质谱分析方法进展

人体接触环境中的化学污染物会导致多种疾病,包括癌症、糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病(阿尔茨海默症、帕金森病等)等。作为一类具有高反应活性的亲电化合物,醛类(包括外源性醛类或环境污染物暴露后产生的内源性醛类)可与人体中多种重要生物分子形成共价修饰产物而产生毒害作用。暴露组研究自2005年被首次提出以来一直是一个前沿热门领域,暴露组研究可绘制生物标志物与疾病风险之间的复杂关系,因此,所有生物标志物的可测量的和特征性的变化共同构成了暴露组研究的关键基础。醛类是化学暴露组的主要成分之一。由于醛类化合物自身物理化学性质和样品大量基质干扰存在,对它们进行分析和表征特别困难。醛类化合物的分析检测方法主要有传感分析法、电化学法、荧光成像、色谱法、质谱法、色谱-质谱联用法等。基于色谱-质谱的分析技术已成为化学暴露组研究的主要方法之一。化学衍生化,特别是稳定同位素标记衍生化(亦称化学同位素标记)结合液相色谱-质谱(LC-MS)技术能够解决靶向和非靶向代谢组和暴露组分析工作中的诸多问题。化学衍生化联合色谱-质谱的分析策略是复杂体系中醛类精准分析非常重要的解决方案之一。特别是近5年,基于化学衍生化的色谱-质谱分析方法开发与应用已成为醛类分析方法中的热点和亮点。该文主要总结与评述了近5年基于化学衍生化的气相色谱-质谱(GC-MS)和LC-MS最新进展,重点关注生物基质(血液、尿液、唾液、生物组织等)中醛类暴露标志物的分析方法进展。通过探讨标记小分子醛的各种衍生试剂、定性/定量分析方法及应用价值,评述醛类暴露标志物不同分析方法的优缺点以及未来发展趋势,为暴露组学、代谢组学、脂质组学的整合发展和环境生态健康研究提供一定的帮助。为了阐明外源性和内源性醛类化合物在生理和病理事件中所起的复杂作用,需要大力改进研究醛组学(aldehydome)的分析表征技术和工具。随着更先进的质谱仪的研发和使用,以及高效色谱分离和不断进步的生物信息学手段,并同时伴随着单细胞分析、质谱成像的兴起,未来的醛类暴露组分析方法会具有更高的灵敏度、更高的分析通量,更有希望筛选鉴定未知醛类化合物并发现新的暴露组生物标志物。

明胶银纳米复合材料封装的毛细管阵列用于甲醛的可视化比色分析

以明胶为还原剂和稳定剂,借助低温速冻终止反应技术,一锅式合成了包含银纳米颗粒与银离子的明胶银纳米复合材料,进而将之共价修饰于经氨基化的毛细管内壁,制成对甲醛敏感的功能化毛细管阵列。通过毛细现象自动吸取样品,在碱性环境下,利用银纳米颗粒催化甲醛还原其中银离子,引起银颗粒的增长变色,实现了对水产品中甲醛的灵敏、快速、高通量、可视化的比色检测。

柔性三羧酸配体构筑的金属有机骨架材料及其荧光性质研究

采用溶剂热方法,以柔性三羧酸配体4,4′,4″-(2,4,6-三甲基-1,3,5-三亚甲氧基苯基)三苯甲酸(H3L)与硝酸镉为前驱体,制备了金属有机骨架化合物([Cd(HL)(H_2O)_2]·DMF),进而采用单晶X-射线衍射仪、红光光谱仪、元素分析仪等确定了该化合物的结构,并通过荧光光谱仪对其发光性质进行了表征。结果表明,该金属有机骨架化合物中金属中心和配体形成一维链状结构,进而在π-π堆积作用的存在下形成二维层,最后借助层与层之间的氢键连接形成具有三维网络结构,由此制得的金属有机骨架化合物在紫外光照射下可发射蓝色荧光。

本征及掺杂磷烯对2,3,7,8-TCDD吸附机理的计算模拟研究

2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英(2,3,7,8-TCDD)是二噁英家族中危害人类和环境最显著的一种.设计一种高效,灵敏的吸附剂来检测和去除2,3,7,8-TCDD对人类和环境的影响是亟需解决的问题.本研究利用基于密度泛函理论(DFT)的计算模拟方法探索了本征磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附机理,并详细考察了掺杂Ti,Fe,Ca,Al金属原子后磷烯对2,3,7,8-TCDD吸附的影响.研究结果表明2,3,7,8-TCDD初始构型会影响磷烯对其吸附,当平躺于磷烯表面时有较大的吸附.而且掺杂金属原子的磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附也存在较大的影响,掺杂金属原子均增大了磷烯对2,3,7,8-TCDD的吸附,其中Ca掺杂磷烯>Fe掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于2,3,7,8-TCDD的处理带来了新的思考方向,有望为二噁英的检测和去除提供有用的理论指导.

功能化石墨烯对亚甲基蓝染料吸附的密度泛函理论研究

由于染料在食品,印刷,纺织等行业的广泛应用,水中的染料被广泛发现,染料污染是造成水污染的重要原因之一,因此,对于水中染料进行前处理变得尤为重要.石墨烯和功能化石墨烯的吸附性能可以被应用于水中染料的检测和去除.本研究采用密度泛函理论方法详细探讨了纯石墨烯和功能化石墨烯对亚甲基蓝有机染料污染物的吸附机理.研究结果表明,纯的石墨烯和功能化石墨烯表面对亚甲基蓝染料均有一定程度的吸附,其中环氧原子,羧基和羟基功能化的石墨烯对亚甲基蓝的吸附能力较纯石墨烯吸附能力强,其次是环氧,羧基和羟基三者共同功能化的石墨烯吸附能力最强.研究结果有望为石墨烯材料在有机染料的吸附应用方面提供有意义的理论指导.

新型荧光衍生试剂用于尿样中痕量游离雌二醇和雌三醇的反相高效液相色谱-荧光检测和质谱定性

合成了新型高灵敏度的荧光标记试剂10-乙基吖啶酮-2-磺酰氯(EASC)。采用EASC柱前衍生化实现了雌二醇(E2)和雌三醇(E3)的反相高效液相色谱(RP-HPLC)-荧光分析及柱后质谱鉴定。试剂EASC比丹磺酰氯(DNS-Cl)具有更高的紫外、荧光和质谱检测灵敏度,其荧光发光强度是丹磺酰氯的1 000倍以上。EASC与E2和E3在NaHCO3缓冲液(pH10.5)中,于60℃下反应3min即可获得稳定的荧光产物,最大激发波长(λex)和最大发射波长(λem)分别为270nm和430nm。所建立的方法具有良好的重现性,线性回归系数大于0.999 0;检出限(S/N=3)为31fmol和40fmol。对实际根田鼠尿样中的雌二醇和雌三醇含量进行了测定,结果令人满意。

1-(2-萘基)-3-甲基-5-吡唑啉酮衍生试剂的制备及其在高效液相色谱-质谱法测定糖类化合物中的应用

以1-（2-萘基）-3-甲基-5-吡唑啉酮（NMP）作为柱前衍生试剂,建立了简单、灵敏的糖类组分的反相高效液相色谱测定方法。NMP与糖在氨为催化剂的条件下,于70℃下反应可获得稳定的衍生产物。在HypersilODS2反相色谱柱上,实现了8种单糖的基线分离。衍生物线性相关系数均大于0.9985,检出限为0.58-1.1pmol。利用柱后在线串联质谱的电喷雾电离正离子模式监测,获得了各组分的质谱定性及裂解规律,特别是m/z473的特征碎片离子可作为单糖NMP衍生物的判定依据。与1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）相比,NMP对糖的衍生化具有灵敏、简单、质谱裂解规律性强、重现性好等优点。该方法用于测定油菜花粉多糖中的单糖组成,结果令人满意。

分散液液微萃取-衍生化高效液相色谱-荧光检测法测定环境水样中4种酚类内分泌干扰物

为实现小体积环境水样中酚类化合物的准确、快速、高灵敏测定，通过分散液液微萃取（ DLLME）和荧光衍生化的结合，建立了高效液相色谱-荧光检测（HPLC-FLD）双酚 A、壬基酚、辛基酚和对特辛基酚的分析方法。考察并优化了 DLLME 和衍生化条件，结果表明，最优的 DLLME 条件为萃取剂氯仿用量70μL，分散剂乙腈用量400μL，漩涡振荡3 min，高速离心2 min。以2-[2-（7H-二苯并[a，g]咔唑-乙氧基）]-乙基氯甲酸酯（DBCEC-Cl）为柱前衍生试剂，在 pH 10.5的 Na2 CO3-NaHCO 3缓冲液/乙腈溶液、50℃下衍生反应3 min 得到稳定的衍生产物，于10 min 内实现了4种酚衍生物的分离。方法的检出限为0.9~1.6 ng / L，定量限为3.8~7.1 ng / L，具有良好的线性、精密度和回收率，与以往报道的方法相比具有一定的优势和实用性，可用于造纸厂废水、湖水、生活废水、自来水中4种酚类内分泌干扰物的测定。