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2009年 29卷 11期
刊出日期:2009-11-01

光谱学与光谱分析
 
         光谱学与光谱分析
2881 ZnO纳米颗粒中的表面态发射特性研究
王晓芳1,谢平波1,赵福利2,汪河洲2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2881-04
研究了不同粒径ZnO纳米颗粒样品(17~300 nm)的时间光谱,通过对各粒径样品时间积分光谱的谱带结构进行高斯拟合解迭,发现光子能量位于ZnO谱带低能侧的高斯拟合成份Xc3的荧光中心波长随粒径的减小而红移,同时发光带的寿命也随之缩短。基于ZnO谱带低能侧的高斯拟合峰发光带强烈依赖于ZnO样品粒径的谱带特性,提出了与ZnO禁带内的表面态能级有关,同时研究表明,表面态在尺寸降到一定程度的纳米体系中起着重要的作用。
2009 Vol. 29 (11): 2881-2884 [摘要] ( 1181 ) PDF (1401 KB)  ( 472 )
2885 多种糖混合物的太赫兹时域光谱定性及定量分析研究
马晓菁1,2,赵红卫1*,刘桂锋1,吉 特1,张增艳1,代 斌2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2885-04
利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术研究了D-(-)-核糖、D-葡萄糖、α-乳糖一水合物及β-乳糖在0.3~1.6 THz波段的光谱特性。结果显示THz波对几种糖结构的变化有灵敏响应,在测量波段内有各自特征的THz指纹吸收光谱。利用线性回归技术对含两至四组分混合体系的THz光谱进行定性及定量解析,获得了混合物中各组分含量,相对误差小于7.2%,并就误差产生的原因做了简要分析。实验结果表明THz-TDS技术能够用于材料的定性及定量分析研究,在生物医药的无损检测和质量控制等方面有重要的应用前景。
2009 Vol. 29 (11): 2885-2888 [摘要] ( 1325 ) PDF (1386 KB)  ( 614 )
2889 Cs2(B 1Πu)态与基态Cs原子间的碰撞激发转移
王 敏,周冬冬,王雪燕,穆尼赛·努,戴 康,王 倩,沈异凡*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2889-04
在Cs2密度约为2×1013 cm-3的纯Cs样品池中, 脉冲激光激发Cs2(X 1Σ+g)至B 1Πu 态,利用原子和分子荧光光谱方法研究了Cs2(B 1Πu)+Cs(6S)的碰撞激发转移过程。用736 nm激发Cs2B 1Πu(v<10), 这时预解离不发生。由B 1ΠuX 1Σ+g时间分辨跃迁信号得到B 1Πu态的辐射寿命为(35±7) ns,B 1Πu态与Cs原子碰撞转移总截面为(4.0±0.5)×10-14 cm2。用705 nm激发至B 1Πu(v>30)态, 这时发生预解离,在不同的Cs密度下, 测量了I(D1),I(D2)和分子带的时间积分荧光的相对强度, 得到了预解离率为(4.3±1.7)×106 s-1(对预解离到6P3/2)和(4.7±1.9)×106 s-1(对预解离至6P1/2);碰撞转移截面为(0.45±0.18)×10-14 cm2(对转移到6P1/2)和(4.3±1.7)×10-14 cm2(对转移到6P3/2)。结果表明, 如果B 1Πu(v)是束缚的, 6P原子由碰撞转移产生;如果B 1Πu(v)是预解离的, 则6P原子由预解离和碰撞转移产生。
2009 Vol. 29 (11): 2889-2892 [摘要] ( 2386 ) PDF (1417 KB)  ( 546 )
2893 不同加速层材料对固态阴极射线发光的影响
厉军明,徐 征*,赵谡玲,张福俊,宋丹丹,刘晓东,宋晶路,徐叙瑢,王永生
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2893-04
在固态阴极射线发光中,过热电子碰撞激发有机材料而发光,因此加速层对电子的加速能力是影响器件发光亮度的关键因素之一。分别以SiO2和ZnO作为加速层,制备出两种固态阴极射线发光器件A:ITO/MEH-PPV/SiO2/Al和B:ITO/MEH-PPV/ZnO/Al。通过理论计算比较了电子从电极注入到加速层的隧穿电流密度以及SiO2层与ZnO层的电场强度,计算结果表明:在相同驱动电压下,SiO2作为电子加速层时隧穿电流的密度要大于ZnO层的隧穿电流的密度,并且SiO2层的电场强度比ZnO层的电场强度大。实验结果表明:SiO2作为加速层的器件的发光强度高于以ZnO为电子加速层器件的发光强度。
2009 Vol. 29 (11): 2893-2896 [摘要] ( 1115 ) PDF (1444 KB)  ( 407 )
2897 Zn1-x Mo1-ySiyO4∶Eu3+x红色荧光粉的合成及发光性能研究
周立亚1,许廷波1,庞 起2,龚福忠1,王 玮1,黄君丽1,易灵红1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2897-04
通过固相法合成LED用Zn1-xMo1-ySiyO4∶Eu3+x红色荧光粉(0.05≤x≤0.30, 0≤y≤0.09),讨论了助熔剂、温度等合成条件对Zn1-xMo1-ySiyO4∶Eu3+x荧光粉发光性质的影响。当烧结温度为800 ℃时,可以生成ZnMoO4纯相目标产物。由于荧光粉的结晶度和粒径随烧结温度的升高而增大,所以随着烧结温度的升高,样品的发光强度有所提高;当助熔剂Na2CO3的用量约为4%时的样品发射光的强度比未使用助熔剂时明显增强,说明在此体系中,当Eu3+取代Zn2+时,Na2CO3充当助熔剂的同时,Na+起到了电荷补偿作用。荧光光谱实验显示Zn1-xMo1-ySiyO4∶Eu3+x能够被393和464 nm的紫外光激发,在616 nm处发出强烈的红色荧光。当Eu3+掺杂量约为20% mol时,Zn1-xMo0.97Si0.03O4∶Eu3+x荧光粉在616 nm处的发光强度达到最大。在引入Si4+离子后能显著增强Zn1-xMoO4∶Eu3+x的发光强度,组成为Zn0.80Mo0.97Si0.03O4∶Eu3+0.20样品(激发峰值为393 nm)的荧光强度要比Y2O2S∶Eu3+0.05荧光粉的发光强度强2倍。所以这种荧光物质能够更好地适用于白光LED。
2009 Vol. 29 (11): 2897-2900 [摘要] ( 2118 ) PDF (1526 KB)  ( 426 )
2901 甲酸钠增敏鲁米诺化学发光机理研究及应用
唐 俊1,王 滔1,2,刘二保1,2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2901-03
在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)存在下,传统意义上的自由基清除剂甲酸钠反而对铬酸钾-鲁米诺-腺嘌呤化学发光体系表现出了很好的化学发光增敏效果,文章通过化学发光发射光谱,紫外可见光谱及化学反应等手段探讨了这一化学发光体系的增敏机理,结果表明:化学发光体系的增敏是由于反应体系中甲酸钠的存在使原有发光体系中的羟基自由基(OH·)转化为氧自由基(O·2)所致。以此为基础建立了流动注射化学发光法测定腺嘌呤的高灵敏方法,腺嘌呤在2.45×10-11~8.18×10-9 mol·L-1范围内成良好的线性关系(R2=0.999 3),检出限为8.72×10-12 mol·L-1。该法已成功用于测定维生素B4药品中的腺嘌呤的含量,结果令人满意。
2009 Vol. 29 (11): 2901-2903 [摘要] ( 650 ) PDF (1108 KB)  ( 586 )
2904 2-(4-氯代苯甲酰基)苯甲酸配合物光致发光研究
李照业1, 耿啸天1, 王 娟1, 赵 莹2, 吴 宏3, 颜剑波3, 王云友3, 孙 波1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2904-05
以Eu3+,Tb3+为中心离子,2-(4-氯代苯甲酰基)苯甲酸(HCBBA)为第一配体,邻菲咯啉(Phen)、三苯基氧膦(TPPO)、二苯亚砜(DPSO)为第二配体,合成了多种铕铽的二元和三元配合物,并测试其荧光效能,以研究配体的加入对中心离子发光强度的影响。结果表明,合成的配合物均发出Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)的特征荧光,但相对强度明显不同。在铕与2-(4-氯代苯甲酰基)苯甲酸根(CBBA)形成的配合物体系中,Phen和DPSO显示了较强的敏化作用,且Phen敏化效果更强,而TPPO则对配合物荧光有猝灭作用。在Tb-CBBA体系中,DPSO表现出很强的敏化作用, Phen和TPPO却对配合物荧光起猝灭作用,且TPPO猝灭效果更强。经红外推测,羧酸根均以双齿桥式与Eu3+和Tb3+配位;在3 200~3 600 cm-1出现水的弱的羟基的伸缩振动吸收峰,表明配合物中含有结晶水。
2009 Vol. 29 (11): 2904-2908 [摘要] ( 693 ) PDF (1550 KB)  ( 506 )
2909 C/C复合材料的光谱发射率研究
朱 波1, 曹伟伟1, 井 敏2, 董兴广1, 王成国1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2909-05
采用模压成型法制备了不同类型的C/C复合材料,测试了其法向光谱发射率的变化。结果表明,短切碳纤维增强的C/C复合材料,其法向光谱发射率在整个2 500~13 000 nm的测试波段内普遍要高于碳布增强复合材料样品。短切碳纤维结构的相对松散,单位体积内物质的粒子数相对较少,这增加了电磁波的穿透深度,从而使得样品的法向光谱发射率较高,热辐射特性较好。纤维预制体和C/C复合材料样品的法向光谱发射率测试对比可知,两种不同碳材料的微结构差异使得树脂碳的法向光谱发射率优于纤维碳。利用Raman光谱对不同碳物质进行物相分析表明,树脂碳以sp3sp2杂化态碳原子的混合结构使其内部产生的局域振动模式较多,这也是样品法向光谱发射率较高,热辐射特性较好的原因。
2009 Vol. 29 (11): 2909-2913 [摘要] ( 2104 ) PDF (3096 KB)  ( 526 )
2914 LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO3∶Tb3+材料光谱特性研究
王志军,李盼来,杨志平,郭庆林
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2914-03
采用固相法制备了绿色LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO3∶Tb3+发光材料。测量结果显示材料均可被紫外(350~410 nm)光激发,发射绿光。研究了Tb3+浓度对材料发射光谱的影响,结果显示,随Tb3+浓度的增大,发射光谱峰位未发生变化,但其强度呈现出先增大后减小的趋势,即:存在浓度猝灭效应。加入电荷补偿剂Li+,Na+和K+提高了LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO3∶Tb3+材料的发射强度。
2009 Vol. 29 (11): 2914-2916 [摘要] ( 1144 ) PDF (1331 KB)  ( 430 )
2917 甲状腺癌转移性淋巴结的红外光谱研究
刘亚奇1,高梅娟1,3,徐怡庄2,孙启刚1,张小青1, 徐 智1,张元福2 ,吴瑾光2 ,周孝思1 ,凌晓锋1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2917-05
联合运用衰减全反射(attenuated total reflectance,ATR)探头与FTIR光谱仪,测定了新鲜离体的甲状腺癌转移性颈部淋巴结20枚和非转移性淋巴结69枚的FTIR光谱,比较两组光谱13个谱带的峰位及相对峰强等28个指标,找出甲状腺癌转移性淋巴结光谱的特征。与非转移性淋巴结相比,转移性淋巴结光谱中与蛋白、脂质、糖类、核酸相关的谱带均发生了明显的变化,具体如下:(1)与蛋白质相关的谱带的相对峰强I3 280/I1 460(P=0.029),I1 640/I1 460(P=0.019),I1 546/I1 460(P=0.004)均显著升高;(2)脂类相关的相对峰强I1 743/I1 460显著降低(P=0.026),而I1 400/I14 60则明显增高(P=0.001);(3)与糖类相关的1 165与1 120 cm-1处峰位P1 165(P=0.019),P1 120(P=0.000)发生明显蓝移(向高波数移动),相对峰强I1 165/I1 460显著降低(P=0.006);(4)与核酸相关的1 085 cm-1处峰位P1 085发生明显地红移(向低波数移动)(P=0.029);(5)其他指认未明的谱带的相对峰强I1 303/I1 460(P=0.008),I1 303/I1 240(P=0.039)均明显升高。与非转移性淋巴结光谱相比较,甲癌转移的淋巴结光谱在多个谱带的峰位或相对峰强方面存在显著的差异。FTIR可应用于术中甲状腺癌转移性淋巴结的探测。
2009 Vol. 29 (11): 2917-2921 [摘要] ( 2166 ) PDF (1115 KB)  ( 485 )
2922 利用近红外光谱检测多层组织血氧饱和度的研究
高 博1,魏 蔚2,龚 敏1*,王 丽2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2922-04
利用近红外光谱无创检测生物组织血氧饱和状态,是一种极富研究和应用前景的检测技术,在临床检测中被广泛应用。但常规临床检测应用于指端仅反映局部血氧饱和度信息,在使用中具有局限性,信号的可信度也存在质疑。该文提出了一种采用反射式脉搏血氧饱和度检测技术检测生物多层组织氧合状况的新方法,该方法通过调节入射光强以适应解剖学中生物组织多层结构的检测。应用该方法针对手指结构的实验结果表明,随着入射光强的改变,反映血氧饱和状态的光电脉搏波信号有显著变化。结合手指解剖学分析表明,光电脉搏波信号的变化与手指的多层面组织结构相对应,反映不同层面血氧饱和状态。这一特点表明,通过此法可以针对生物组织的多层结构进行测量。
2009 Vol. 29 (11): 2922-2925 [摘要] ( 1829 ) PDF (1446 KB)  ( 545 )
2926 两种胡敏酸对2,4-D的吸附特性及机理研究
常春英,吕贻忠*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2926-04
研究了两种不同来源的胡敏酸对2,4-D的吸附特性和吸附机理。分别将黑土和栗钙土土壤样品提取胡敏酸,然后采用批量平衡震荡法进行吸附实验,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)和电子顺磁共振波谱(ESR)两种分析方法探讨其机理。结果表明:黑土和栗钙土胡敏酸对2,4-D的吸附动力学曲线均是一个先快后慢的过程,吸附量基本一致,分别为0.39和0.42 μg·kg-1。黑土胡敏酸结构中较多的羧酸类基团使黑土胡敏酸初始吸附速率比栗钙土胡敏酸大得多。两种胡敏酸对2,4-D等温吸附线均为L型曲线,且符合线性模型和Freundlich 模型。IR分析表明,胡敏酸与2,4-D之间存在氢键、质子转移、电荷转移和范德华力等弱作用力;而ESR检测发现胡敏酸与2,4-D或其降解产物在吸附过程中产生了共价键。
2009 Vol. 29 (11): 2926-2929 [摘要] ( 1126 ) PDF (1263 KB)  ( 418 )
2930 近红外激光照射人体劳宫穴和非穴位区的反射光谱特性的比较研究
张祖德1, 郭周义1, 魏华江1*, 刘汉平1, 钟会清1, 杨洪钦2, 谢树森2, 刘颂豪1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2930-04
研究了人体劳宫穴及其周边的非穴位组织受不同功率的半导体激光(波长为808 nm功率分别为20,50,100 mW)照射前后在400~1 000 nm光谱范围的反射光谱特征及其差异。实验采用带积分球附件的AvaSpec-2048光纤光谱仪测量系统获取劳宫穴和非穴位组织的反射光谱。结果表明,在半导体激光照射前,劳宫穴与非穴位的反射光谱的光谱轮廓相似,波谷均出现在423,544,577,980 nm处,劳宫穴和非穴位在对应波谷的反射率值分别为17.1%,26.1%,25.9%,35.0%和17.1%,27.6%,28.1%,36.5%。在475~1 000 nm,合谷穴的反射率比非穴位小。分别经过20,50和100 mW不同功率的半导体激光照射后,劳宫穴反射率较照射前明显下降,并且随着照射功率增大,反射率减小的幅度越大。而非穴位组织经过不同功率的半导体激光照射后反射率较照射前稍有下降,但远不及劳宫穴下降明显。由此可见劳宫穴与非穴位的反射光谱存在差异,并且劳宫穴对半导体激光照射的刺激比非穴位更敏感。
2009 Vol. 29 (11): 2930-2933 [摘要] ( 2378 ) PDF (1153 KB)  ( 483 )
2934 利用近红外光谱快速检测牛奶中三聚氰胺的可行性研究
董一威1,屠振华2,朱大洲2,刘亚伟1,王亚男1,黄金丽1,孙宝利1,范中南1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2934-05
采集了22个合格液态牛奶样品,并制备了50个掺入不同含量三聚氰胺(0.1~1 500 mg·kg-1)的牛奶样品,应用近红外光谱仪扫描其透射光谱,研究利用近红外光谱快速检测牛奶中三聚氰胺的可行性。采用偏最小二乘法建立近红外光谱与牛奶中三聚氰胺含量之间的定量模型,结果表明近红外光谱受检测限的限制,难以准确预测牛奶中掺入的三聚氰胺的含量。而应用近红外光谱,结合判别偏最小二乘法建立定性模型,则可以实现对合格牛奶及掺入三聚氰胺的牛奶的定性鉴别,正确识别率达100%。因此,基于近红外光谱的检测方法可以初步判断牛奶中是否含有三聚氰胺,作为高效液相色谱法的补充,为定量检测做初步的筛查,可大大提高检测效率。
2009 Vol. 29 (11): 2934-2938 [摘要] ( 2147 ) PDF (1762 KB)  ( 571 )
2939 牛奶中三聚氰胺的可见/近红外光谱快速判别分析方法的研究
袁石林,何 勇*,马天云,吴 迪,聂鹏程
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2939-04
为探讨基于可见-近红外光谱技术快速检测牛奶中是否含有三聚氰胺的可行性。文章通过往液态奶中添加不同含量的三聚氰胺,共制备样本160个。利用Handheld Field Spec光谱仪获取样本光谱,其后采用不同的预处理方法对光谱数据进行预处理,然后分别建立数学模型,比较模型的好坏,得到采用移动平均平滑作为数据的预处理方法较好。从160个样本中随机的取出120个样本建模,剩下的40个样本作为独立的验证集。采用偏最小二乘回归法(PLS)和最小二乘支持向量机法(LS-SVM)方法分别建立判别分析模型,利用独立的验证集对判别模型进行了预测验证。预测结果的预测相关系数(R2)分别为0.917 4(PLS)和0.910 9(LS-SVM), 预测标准误差(RMSEP)分别为0.030 4(PLS)和0.046 7(LS-SVM)。研究结果表明近红外反射光谱可以作为一种快速检测牛奶中三聚氰胺的方法。
2009 Vol. 29 (11): 2939-2942 [摘要] ( 667 ) PDF (1242 KB)  ( 512 )
2943 基于光谱技术的航天育种番茄品种鉴别方法的研究
施佳慧,邵咏妮,何 勇,李 铎,冯 盘,朱加进*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2943-04
为了实现航天育种番茄不同品种的快速光谱鉴别,采用主成分分析法对光谱数据进行聚类分析,并将小波变换用于对大量光谱数据的压缩, 同时结合神经网络建立了番茄品种鉴别模型。该模型将压缩后的数据作为神经网络的输入,加速了神经网络的训练速度。通过对太空育种突变株M1和M2及其亲本番茄品种的共105个番茄叶片样本建立训练模型,并用每个品种15个样本,共45个番茄叶片的样本进行预测。结果表明,用该方法对航天育种番茄不同品种的鉴别正确率达到97.8%。说明文章提出的方法具有很好的分类和鉴别作用,为航天育种番茄不同品种的快速鉴别提供了一种新方法。
2009 Vol. 29 (11): 2943-2946 [摘要] ( 270 ) PDF (1030 KB)  ( 519 )
2947 恶性多形性腺瘤及其周围正常组织的FTIR光谱研究
朱京平1,张云尧1,李 岩1,胡浩屯2,李 斌1,向 荣1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2947-04
文章根据医院临床需要,利用PE公司的Spectrum GX傅里叶变换红外光谱仪研究了多组恶性多形性腺瘤及其周围正常组织结构的FTIR光谱。结果发现:恶性多形性腺瘤与其周围正常组织的红外傅里叶光谱在若干波段处有所不同:相对于正常组织,癌变后核酸分子中的磷酸二脂基团的对称伸缩振动谱带、蛋白质的酰胺Ⅰ带的红外光谱都向高波数移动且吸收都得到增强,说明癌变多形性腺瘤的核酸和蛋白质的氢键化程度普遍增高,吸收普遍增强;而膜脂分子中亚甲基的无序性增加,吸收随之增强。就此可将多形性腺瘤癌区通过红外光谱从正常组织中区分出来。
2009 Vol. 29 (11): 2947-2950 [摘要] ( 1143 ) PDF (1503 KB)  ( 452 )
2951 基于连续投影算法的土壤总氮近红外特征波长的选取
高洪智1,2,卢启鹏1*,丁海泉1,2,彭忠琦1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2951-04
讨论了如何利用连续投影算法提取土壤总氮的近红外特征波长。使用连续投影算法对光谱数据进行初步压缩,将优选出的波长按其对总氮贡献值的大小进一步筛选,剔除不敏感的波长, 降低模型的复杂度。分析85份土壤样品的近红外光谱,使用连续投影算法得到了总氮的12个波长,贡献值筛选后,波长数量减少到6个,所建模型的预测相关系数(Rp)为0.913,预测均方根误差(RMSEP)为0.011%,模型的预测精度与贡献值筛选前相当,且优于全谱偏最小二乘回归结果。结果表明结合贡献值筛选的连续投影算法能够有效选取待测成分的特征波长,文章所优选的土壤总氮的6个特征波长可以作为小型滤光片式近红外光谱仪波长选择的参考依据。
2009 Vol. 29 (11): 2951-2954 [摘要] ( 1819 ) PDF (1270 KB)  ( 629 )
2955 基于近红外反射光谱的外来入侵植物的辨识
虞佳佳1, 邹 伟1, 何 勇1*, 徐正浩2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2955-04
提出了一种利用可见-近红外反射光谱技术对婆婆纳、波斯婆婆纳、直立婆婆纳等3种入侵植物和本地杂草宝盖草的植物辨别方法,可以对外表相似度极高的这4种植物进行有效鉴别。研究在对光谱曲线进行预处理和聚类分析后,随机采用30×4个样本作为建模样本,其余的20×4个样本作为预测样本,应用独立软模式法SIMCA(soft independent models of class analogy)进行分类, 在显著性水平为5%下,其预测分辨率为78.75%, 去除婆婆纳后的预测分辨率为90%。根据变量建模能力(modeling power)值,找到敏感波段496~521,589~626和789~926 nm,并将相应的波段的光谱值作为最小二乘的支持向量机LS-SVM(least squares support vector machine)的输入, 进行建模预测,并以预测结果作为目标函数值,进行遗传算法GA(genetic algorithm)优化,结果发现,预测分辨率达95.35%,辨识效果好,能快速正确区分外来入侵植物。
2009 Vol. 29 (11): 2955-2958 [摘要] ( 394 ) PDF (1247 KB)  ( 568 )
2959 有监督主成分回归法在近红外光谱定量分析中的应用研究
刘旭华1, 2,徐兴忠1,何雄奎2, 张录达2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2959-03
介绍了运用有监督主成分回归法建立近红外光谱定量分析模型的原理和方法。利用该方法先进行近红外光谱定量分析建模的波长信息选择,达到降低光谱数据维数的目的,然后建立数学模型, 并用其分析预测集样品。文中以66个小麦样品为实验材料, 随机选择其中40个样品建立小麦样品中蛋白质含量的近红外光谱定量分析模型, 首先优选出4个波长点: 4 632, 4 636, 5 994, 5 997 cm-1, 利用这4个波长点处光谱信息建立主成分回归模型预测26个样品的蛋白质含量,其结果与凯氏定氮法分析结果的相关系数为0.991, 平均相对误差为1.5%。该方法从大量光谱数据中筛选出最重要的部分波长信息,实现了“少而精”的波长点选择,对建立抗共线性信息干扰的光谱定量分析模型,同时对指导专用近红外分析仪器设计中波长点的选择等方面都有一定的意义。
2009 Vol. 29 (11): 2959-2961 [摘要] ( 571 ) PDF (876 KB)  ( 573 )
2962 杂交稻种宜香725纯度的可见-近红外反射光谱鉴定
梁 亮1, 3, 杨敏华1*,刘志霄2,胥海威1,刘福辉1,何齐庄2,罗云飞1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2962-04
提出了一种基于可见-近红外光谱技术快速、无损鉴定杂交稻种纯度的新方法。以FieldSpec®3地物光谱仪采集纯度在90%~99%范围内的杂交稻种(宜香725)光谱数据90份,随机分成校正集(75份)和检验集(15份)。根据其在380~2 400 nm的反射光谱,以偏最小二乘算法(PLS)建立了回归模型,并比较了不同光谱预处理方法对模型的影响。分析表明采用一阶导数结合标准归一化处理能最有效地提取光谱信息,此时PLS模型校正集决定系数与检验集决定系数分别为0.988 4与0.922 7,校正标准误差(SEC)与预测标准误差(SEP)分别为0.002 5与0.006 6。将经一阶导数结合标准归一化处理后的光谱进行PCA降维,以前20个主成份(含原始光谱86.09%的特征信息)为输入变量,建立杂交稻种纯度鉴定的BP-ANN模型。分析表明BP-ANN模型校正集决定系数与检验集决定系数分别为0.995 2与0.936 9,SEC与SEP分别为0.001 7与0.006 1,具有比PLS模型更高的精度。结果表明以可见-近红外技术进行杂交稻种纯度的快速、无损鉴定是可行的,且PCA结合BP-ANN是一种优选方法。
2009 Vol. 29 (11): 2962-2965 [摘要] ( 482 ) PDF (1316 KB)  ( 529 )
2966 溶液近红外光谱分析中温度影响的修正
陈 韵,史振志,徐可欣*,陈文亮
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2966-04
作为一种快速、无损的分析技术,近红外光谱分析在许多领域中被广泛应用,其中液体样品是其应用最为广泛的分析对象之一。由于水等常用溶剂在近红外波段的温度敏感性极高,因而不能忽视温度对溶液的近红外光谱测量带来的影响。文章以朗伯-比尔定律为基础,在理论上推导出了温度变化对溶液透射光谱的影响,并提出利用纯溶剂在不同温度下的吸光度变化量作为温度校正量,对样品光谱进行修正。文章还在不同温度下,对葡萄糖水溶液和白蛋白水溶液进行了光谱测量,建立了30 ℃下的校正模型,并以纯水的吸光度变化量为温度校正量,将不同温度下的预测样品光谱修正至对应于30 ℃的光谱。实验结果表明,对光谱进行温度修正后,有效消除了温度对光谱的影响,葡萄糖和白蛋白的浓度预测误差得到了明显的降低。
2009 Vol. 29 (11): 2966-2969 [摘要] ( 1114 ) PDF (1265 KB)  ( 540 )
2970 基于烟叶近红外光谱主成分数据的投影方法研究及其在复烤配方中的应用
陶 帅1,马 翔2,李军会1*,张文娟1,赵龙莲1,温亚东2,王 毅2,张录达3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2970-05
对近红外技术在烟草中的应用作了简要的概述,报道了两种基于近红外光谱主成分的投影矢量求解方法,分别简称为PPF_PCA和PPF_Eig,并对两种方法在复烤配方中的应用与评价做了比较研究。对9类烟叶工业分级样品光谱进行一维投影分析的结果表明:PPF_PCA方法得到的一维投影值的类间差异性和类内差异性均大于PPF_Eig方法,其中各类间投影均值的平均绝对偏差前者约为后者的1.26倍。同时应用第一维投影值所占贡献率的情况对此结果进行了解释,PPF_PCA方法一维投影值所占贡献率为93%,PPF_Eig方法一维投影值所占贡献率为77%,前者约为后者的1.21倍,因此,PPF_PCA方法得到的一维投影值中包含更多类间和类内的差异性信息。应用烟叶各类工业分级样品的一维投影图能客观的评价各类样品之间的相似性及各类内样品之间的差异性,可方便的作为烟叶复烤配方的参考依据,同时在其他农产品(如中药等)配方中也具有较好的应用前景。
2009 Vol. 29 (11): 2970-2974 [摘要] ( 1649 ) PDF (1156 KB)  ( 583 )
2975 甲醇锂和乙醇锂拉曼光谱的密度泛函理论研究
余红静1,刘照军2,尹延峰1,符 娟1,丁 丽1,莫育俊1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2975-05
前人研究证明在烷氧基锂(ROLi)中锂原子直接和氧原子相连而形成O—Li健,作者依此构造出甲醇锂和乙醇锂的分子构型。目前在实验和理论计算上都尚无对甲醇锂和乙醇锂分子的拉曼光谱的报道。文章用密度泛函理论中的B3LYP混合泛函联合6-31G(d,p)基函数组进行了这两个分子的结构优化得到其平衡构型。基于此平衡构型计算出甲醇锂和乙醇锂的振动频率和拉曼光谱,对计算所得的振动频率进行了简正坐标分析,根据各频率的势能分布进行了全面的归属指认,旨在为用拉曼光谱技术研究和分析锂离子电池固体电解质膜(SEI膜)组分提供更多的理论依据。
2009 Vol. 29 (11): 2975-2979 [摘要] ( 1333 ) PDF (1222 KB)  ( 486 )
2980 诺氟沙星与DNA的拉曼光谱研究
任毅华,周光明*,吴 捷,虞丹尼
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2980-04
报道了诺氟沙星(NFX)及诺氟沙星胶囊内容物的FT-Raman光谱和在银胶基底上的表面增强拉曼光谱(SERS),归属了各个振动;研究了诺氟沙星与DNA的相互作用的SERS,结果表明:胶囊内容物的拉曼光谱图与对照品的拉曼光谱图的特征振动峰:C—F键的伸缩振动,CC伸缩振动,O—C—O的对称伸缩振动峰值未发生变化,发生变化主要是分子骨架振动峰,诺氟沙星胶囊的辅料对拉曼光谱无实质影响,可建立拉曼光谱法检测诺氟沙星药物的分析方法;诺氟沙星可以在没有金属离子的存在下与DNA直接作用,与DNA相互作用的主要键合模式是插入作用,NFX分子中的平面结构插入DNA的双螺旋碱基平面,为深入了解喹诺酮类抗生素的抗菌机理提供可靠依据。
2009 Vol. 29 (11): 2980-2983 [摘要] ( 1183 ) PDF (1297 KB)  ( 495 )
2984 离子液体存在下银的电沉积及其表面增强拉曼散射活性研究
徐存英,华一新,段云彪,张鹏翔
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2984-05
离子液体作为一种绿色介质,在电化学领域的应用研究正在兴起,并已引起了研究者的浓厚兴趣。运用循环伏安法研究了离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐,[bmim]NO3)添加剂存在时,AgNO3溶液中的Ag在玻碳电极上的电化学沉积行为。研究表明,离子液体的加入对Ag的沉积具有阻化作用。采用扫描电镜(SEM)对沉积层的表面形貌进行表征,结果显示离子液体的存在可使沉积层更加致密,Ag颗粒的尺寸减小。以甲基橙为探针分子,研究了在加入及不加[bmim]NO3添加剂的AgNO3溶液中电沉积所得银颗粒膜的表面增强拉曼散射(SERS)效应,增强因子分别为1.7×105和1.1×105,表明在离子液体存在下制得的Ag颗粒膜具有相对较好的SERS活性。
2009 Vol. 29 (11): 2984-2988 [摘要] ( 484 ) PDF (1719 KB)  ( 623 )
2989 拉曼光谱技术在中国古玉、古玉器鉴定和研究中的应用
赵虹霞1,干福熹1,2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2989-05
激光拉曼光谱技术是应用于科技考古研究中的高技术之一,属于无损分析研究,但作为一种很好的无损分析方法它在中国古代玉器研究中的应用并不非常广泛。文章首先介绍了激光拉曼光谱技术的基本原理及近几年来国内外的最新进展,然后从矿物结构与拉曼特征峰之间的关系入手比较了目前国内外5种常见玉石的激光拉曼研究结果。然后分别通过对浙江良渚遗址和河南安阳殷墟遗址出土的4件中国古代玉器与新疆和田地区出产的软玉样品进行对比研究,成功地利用激光拉曼光谱技术对一批中国古代玉器进行了无损鉴定,从而阐明该项技术在中国古代玉器结构测试和材质鉴定中是一种很好的无损分析研究方法。最后,讨论了目前激光拉曼光谱技术在中国古玉和古代玉器研究中存在的局限性并对其发展前景进行了展望。
2009 Vol. 29 (11): 2989-2993 [摘要] ( 2130 ) PDF (1214 KB)  ( 641 )
2994 分段滤波用于消除脉搏血氧检测中多种运动干扰的研究
李庆波1,聂 鑫1,张广军1*,吴瑾光2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2994-04
脉搏血氧饱和度检测仪可以无损、实时地检测动脉血液中的含氧百分比,从而快速对人体的呼吸状况以及心肺功能作出判断,但其检测精度极易受到测试部位运动的影响。人体测试部位的运动大致可以分为突发性运动干扰以及周期性的运动干扰。突发性干扰表现在局部脉搏波的波形突变上,而周期性的干扰体现在多个局部脉搏波的波形的周期性变化上。文章有针对性地提出了一种将微分阈值分段与迭带中值滤波相结合的方法来剔除突发扰动的方法,并且在上诉方法上再加上一级多点移动平滑以消除周期性运动干扰。实验证明该方法在消除多种运动伪差上有着较好的效果,且该方法计算简单,易于实现,有着一定的实际应用价值。
2009 Vol. 29 (11): 2994-2997 [摘要] ( 1632 ) PDF (1564 KB)  ( 576 )
2998 杀鼠剂溴鼠灵与牛血清白蛋白相互作用的光谱法研究
段云青1, 2, 雷焕贵1, 闵顺耕2*,段志青3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2998-05
利用紫外吸收光谱,荧光光谱和同步荧光技术研究了牛血清白蛋白和杀鼠剂溴鼠灵的相互作用。结果表明溴鼠灵对牛血清白蛋白的内源荧光有较强的猝灭作用,两者形成了新的复合物,属于静态荧光猝灭,并且伴随着分子内的非辐射能量转移。通过双倒数及双对数曲线计算了不同温度下的猝灭速率常数KSV,结合位点数n,结合常数KA,并根据相对应的热力学参数判断二者之间主要为疏水作用力。依据Frster非辐射能量转移理论求出了溴鼠灵和蛋白质间的结合距离r,确定了溴鼠灵在蛋白质上的结合位置。在20和30 ℃时r分别为2.84和2.87 nm。同步荧光光谱显示,与溴鼠灵作用后BSA分子的二级结构发生了改变。初步探讨了二者的结合模式与作用机制:溴鼠灵分子通过静电引力靠近蛋白质的疏水腔,并以疏水作用力与疏水腔中的氨基酸残基发生相互作用,导致色氨酸残基微环境极性变化。其结果不但阻止了酪氨酸残基与色氨酸残基间的能量转移,而且使色氨酸残基与溴鼠灵分子间产生非辐射能量转移,从而猝灭BSA的内源荧光。
2009 Vol. 29 (11): 2998-3002 [摘要] ( 2634 ) PDF (1792 KB)  ( 461 )
3003 植被冠层水平叶绿素含量的高光谱估测
董晶晶1,2,王 力1,牛 铮1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3003-04
植物的叶绿素含量指示了其健康状况。大区域范围内植被叶绿素含量信息的提取可以用于评价植被的生长状况,实现对生态环境的监测。对于农田系统而言,作物叶绿素含量的估测还可以对施肥等田间操作提供支持。文章利用辐射传输模型模拟多组不同状态下的植被冠层光谱反射率,通过对模拟数据的冠层叶绿素含量以及冠层光谱之间关系的分析,构建了估测植被冠层水平叶绿素含量的光谱指数模型。该模型对冠层叶绿素含量的方差解释量达到了75%以上。分别使用野外实测冠层光谱和Hyperion高光谱遥感影像对试验区进行验证。结果证明该模型对冠层水平的叶绿素含量估测效果较好,具有应用价值。
2009 Vol. 29 (11): 3003-3006 [摘要] ( 1186 ) PDF (1272 KB)  ( 537 )
3007 不同变掺杂结构GaAs光电阴极的光谱特性分析
牛 军1, 2,乔建良1, 2,常本康1*,杨 智1,张益军1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3007-04
为定量研究变掺杂结构对阴极量子效率的作用效果,设计生长了两种不同掺杂方式的反射式梯度掺杂GaAs光电阴极,激活后测量了两者的光谱响应曲线。将光谱响应曲线转换为对应的量子效率曲线,对不同入射光波段的量子效率进行了拟合分析,得到了体现变掺杂结构贡献程度的变掺杂系数K值。研究发现,同一阴极材料对不同波段的入射光,其掺杂结构产生的作用效果各不相同。同时,不同掺杂结构光电阴极对于相同波段范围内的入射光,其作用效果也不相同。产生这些差别的根本原因,是由于不同掺杂结构下,材料中内建电场的位置和强度不同而造成的。该研究为评判不同掺杂方式下光电阴极的结构性能提供了有效的分析手段,对研究阴极变掺杂结构的优化设计具有非常重要的应用价值。
2009 Vol. 29 (11): 3007-3010 [摘要] ( 1655 ) PDF (1178 KB)  ( 498 )
3011 CeO2纳米晶的制备及其谱学性能研究
韩巧凤,陈 亮,强 飞,朱文超,徐 冰,汪 信
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3011-04
以硝酸亚铈为原料,浓氨水为沉淀剂,在80 ℃反应3 h并陈化9 h制备得到了纯CeO2纳米晶。XRD分析结果表明产物属于立方晶系。透射电镜观察发现产物呈六边形结构,推测为多面体形CeO2的投影,粒径在10 nm左右,分散性良好。沉淀剂浓度、反应温度及陈化时间等对产物的纯度及形貌有明显影响。碱浓度降低或陈化时间缩短都导致产物中出现Ce(OH)3杂质;延长陈化时间,产物粒径增大;若反应温度低于40 ℃,产物中出现大量Ce(OH)3杂质。拉曼光谱研究表明,纯CeO2纳米晶在465 cm-1处有一振动峰,对应于立方萤石结构的F2g拉曼位移,而含有Ce3+杂质的产物则在600 cm-1处还出现一小峰。荧光光谱研究发现,在波长为400 nm的激发光下,CeO2纳米晶在465 nm 附近出现一个不对称发射光谱峰。
2009 Vol. 29 (11): 3011-3014 [摘要] ( 246 ) PDF (1641 KB)  ( 440 )
3015 一种可用于单色光谱检测的CMOS层叠传感器
陈 远,徐之海*,冯华君
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3015-04
一种可以对单色光谱进行检测的并基于标准CMOS工艺的新型器件结构进行了制作和测试。它的基本原理是:利用器件本身两层结构对偏蓝色的短波长光和偏红色的长波长光的不同响应特性,得到器件响应值对于波长的单调递增曲线并可由此得到输入光谱的单色波长信息。文章中介绍了器件的基本工作原理,设计制作了实验性器件并对其特性曲线进行了实际的标定,最终给出了可用于单色光谱测量的器件响应和波长的对应曲线。
2009 Vol. 29 (11): 3015-3018 [摘要] ( 1099 ) PDF (1620 KB)  ( 381 )
3019 黑土反射光谱特征影响因素分析
刘焕军1,2,宇万太1,张新乐2,马 强1,周 桦1,姜子绍1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3019-04
以黑土高光谱反射率为研究对象,运用去包络线处理、光谱角度/特征匹配方法,分析黑土反射光谱特征主要影响因素。结果表明, 成土母质决定了土壤反射光谱的基本特征;有机质是小于1 000 nm范围黑土反射光谱特征的决定因素,同时由于有机质与土壤水分、机械组成的相关关系,间接影响着大于1 000 nm的波谱范围;土壤光谱反射率随含水量的变化过程可以用三次方程模型进行定量描述;铁对黑土反射光谱特性影响较小;粗糙度主要影响土壤反射率的大小;秸秆覆盖对土壤反射率大小与形状特征的影响均较大;不同耕作措施土壤反射率大小依次为免耕、翻耕、组合、少耕、旋松。
2009 Vol. 29 (11): 3019-3022 [摘要] ( 1264 ) PDF (1234 KB)  ( 466 )
3023 CCD光谱层析技术重建氩等离子束射流三维温度场
邢 键1, 2,万 雄3,孙晓刚2,戴景民2,高益庆3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3023-05
根据谱线相对强度法,提出了利用正交面阵CCD光谱层析技术,实时重建氩等离子束射流三维温度场的方法。通过CCD获得的待测场图像与没有射流射出时在待测场处放置的坐标纸图像进行比对,测量了实际待测场的大小;利用步进电机带动光纤探针对待测场进行扫描,通过光谱仪获得了待测场的光强分布。根据谱线相对强度法中谱线选取的原则,选择了696.5和763.5 nm两条谱线作为研究对象。为防止CCD接收光强过饱和及待测场边缘光谱信息的损失,根据待测场的大小和光强分布设计了梯度衰减片,再通过窄带滤波片获得了待测场的光谱信息。结果表明与光纤光谱扫描法获得的结果吻合较好,不确定度为3.3%。系统满足了实时重建三维温度场的要求,为等离子束射流后续的密度场、压力场和速度场的实时诊断提供了坚实基础。
2009 Vol. 29 (11): 3023-3027 [摘要] ( 1776 ) PDF (1699 KB)  ( 391 )
3028 矿化剂对铝酸钙粉的结构与光谱性能的影响
郑怀礼1,刘君玉2,李林涛2,李 方3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3028-05
研究了矿化剂对制备铝酸钙粉的结构与性能的影响。研究中以铝矾土和石灰石为原料,加入一定量的矿化剂,混合均匀,经高温煅烧制得铝酸钙粉。借助于红外光谱、X射线粉末衍射、差热-热重分析等手段对不同原料的铝酸钙粉的结构、组成及性能进行了表征和研究,并对矿化剂在合成铝酸钙中的矿化机理进行探讨。研究表明:加入矿化剂后, 可在更低温度条件下煅烧制备出铝酸钙粉,有利于节能减排。红外光谱分析、XRD分析、DTA-TG分析显示:未加矿化剂煅烧时, 生成的产物主要是Ca3Al10O18,CaAl2Si2O8。加入矿化剂后煅烧生成的产物主要是易浸出Al2O3的CaAl3BO7和Ca3Al10O18,而不易浸出Al2O3的CaAl2Si2O8的含量大大降低。同时显示,加入矿化剂后,原料中的方解石(CaCO3)分解更容易;CaCO3与铝矾土反应更充分;更有利于促使铝矾土中的Al—Si键断裂,将铝矾土中的Al释放出来;并可降低铝酸钙的煅烧温度。研究还显示:加入矿化剂后,可以改变原产物的晶体结构与成分,有利于降低煅烧反应温度。
2009 Vol. 29 (11): 3028-3032 [摘要] ( 542 ) PDF (1322 KB)  ( 465 )
3033 马尾松针叶光谱特征与其叶绿素含量间关系研究
杜华强1,葛宏立1,范文义2,金 伟1,周宇峰1,李 进1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3033-05
以马尾松针叶野外高光谱数据为基础,分析了马尾松光谱变化,构建或借助不同光谱特征参数,在理论和实践分析的基础上,建立了马尾松针叶叶绿素含量与光谱反射率及9个特征参数之间的关系。研究结果表明:(1) 马尾松叶绿素含量在527,703,1 364及1 640 nm四个波长附近,与其反射率具有较好的线性关系,为马尾松遥感监测在波段选择上提供了依据;(2)红边位置、红边平均反射率、红边位置附近平均反射率、红边斜率、红边面积、红谷吸收深度、绿峰反射高度、红边归一化植被指数、红边植被胁迫指数等9个马尾松反射光谱特征参数均与叶绿素含量间存在指数函数关系,相关系数绝对值在0.5~0.7之间;(3) 采用9个光谱特征参数建立了马尾松针叶叶绿素含量预测模型,且所建立的基于高斯核函数变换的偏最小二乘回归模型对叶绿素含量的预测精度远远大于传统线性回归模型,模型的均方误差为0.008 8,平均绝对百分误差为0.761 7%。
2009 Vol. 29 (11): 3033-3037 [摘要] ( 2598 ) PDF (1733 KB)  ( 656 )
3038 三种不同光谱学方法测定转基因抗虫棉组织营养元素含量
孙彩霞1,张玉兰2,孙玉全1,杨 磊1,王 杰1,崔振波1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3038-04
采用火焰原子吸收、火焰原子发射光谱法及分光光度法分析了三种不同转基因抗虫棉在不同生育时期不同组织内的11种营养元素含量的变化。结果表明,与非转基因对照比较,转基因抗虫棉植株体的营养化学组成发生了一定程度的改变,这种改变与转基因抗虫棉的品种、部位及生育时期相关。转基因抗虫棉全N含量的变化最为显著,其中转Bt抗虫棉Z30增幅最高达21%,这可能与外源基因导入及杀虫蛋白的表达有关。Mg, Na和Cu含量的显著改变仅特异的发生在某个转基因抗虫棉品种的某一组织内。外源抗虫基因导入对转基因抗虫棉植株内有机C、全P、全S、K、Ca、Fe、Zn含量的扰动是微小的,从而推测,转基因抗虫棉对这些营养元素的利用和积累能力没有显著改变。
2009 Vol. 29 (11): 3038-3041 [摘要] ( 1651 ) PDF (885 KB)  ( 372 )
3042 光谱法研究七、八元瓜环对亚甲基蓝的分子识别
冯 艳1, 薛赛凤1, 2*, 牟 兰1, 2, 祝黔江1, 2, 陶 朱1, 2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3042-05
利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱法考察了七、八元瓜环(Q[7],Q[8])对客体亚甲基蓝染料(g)的分子识别作用。结果表明,Q[7]与g作用形成物质的量比为2∶1的主客体配合物,Q[8]与g作用形成的是物质的量之比为1∶2的主客体配合物。吸收光谱法测得的包结常数分别为KQ[7]-g=1.34×1012 L2·mol-2KQ[8]-g=5.34×1012 L2·mol-2;荧光光谱法测得的KQ[7]-g=1.53×1012 L2·mol-2KQ[8]-g=6.11×1012 L2·mol-2, 两种方法结果一致。随着Q[7或8]浓度的增加,瓜环对客体有明显的荧光增敏作用,而Q[8]对客体有明显的荧光猝灭作用。从Q[7]和Q[8]分别与客体作用体系的紫外-可见吸光度和荧光强度随pH值改变的变化规律可以看出,体系在pH在0.5~13范围内均能观察到主客体的相互作用,且作用比例不发生变化。
2009 Vol. 29 (11): 3042-3046 [摘要] ( 608 ) PDF (1709 KB)  ( 544 )
3047 光热膨胀材料的光谱特性分析及微型光热驱动机构研究
刘 超,张冬仙*,章海军
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3047-05
光热膨胀材料的光谱特性是影响微型光热驱动机构性能的关键因素,该文在理论分析的基础上,采用单积分球测量法对四种聚合物材料的反射光谱及吸收特性进行了实验测量,据此选择制作光热驱动机构的最佳光热膨胀材料,发现掺杂染料的高密度聚乙烯(HDPE)材料在600~690 nm的范围内有较强烈的吸收。选取HDPE作为光热膨胀材料,设计制作了一种长度1 500 μm的微型光热驱动机构,并采用自行研制的CCD显微监控和视频运动测量系统进行了驱动机构的驱动性能测量实验。研究结果表明,在10 mW/650 nm的半导体激光器驱动下,该微型光热驱动机构可以产生18.7 μm的光热偏转量,说明其具有良好的光谱吸收和光热转换特性,可望在微光机电系统(MOEMS)中获得广泛应用。
2009 Vol. 29 (11): 3047-3051 [摘要] ( 2146 ) PDF (1662 KB)  ( 478 )
3052 光谱法研究儿茶素与牛血清白蛋白的相互作用
张海蓉,边贺东,潘英明,田建嬝,于 青,梁 宏*,陈振锋
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3052-05
运用荧光猝灭光谱、傅里叶红外光谱(FTIR)等光谱手段研究了模拟人体生理条件下儿茶素与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的相互作用,求出了儿茶素与BSA结合的结合常数、结合位置、结合类型等参数,并研究了共存离子对儿茶素与BSA的结合常数的影响。实验结果表明:儿茶素与BSA形成复合物从而猝灭BSA的内源荧光,且其荧光猝灭机理符合静态机制。296,303,310 K下儿茶素与BSA结合的结合常数分别为:2.368,2.249,2.152×106 L·mol-1。热力学数据表明儿茶素与BSA主要靠疏水作用力和静电作用力结合,探针实验表明儿茶素与BSA在结合位点Site I发生结合。Fster偶极一偶极非辐射能量转移机理确定了儿茶素在BSA中与第214位色氨酸残基之间的距离r=1.93 nm。FTIR光谱显示,儿茶素诱导BSA的二级结构发生了变化。
2009 Vol. 29 (11): 3052-3056 [摘要] ( 1811 ) PDF (1451 KB)  ( 552 )
3057 差分吸收光谱系统监测污染物浓度实时预测模型
李素文1,2,刘文清2,谢品华2,王凤随1,杨一军1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3057-04
差分吸收光谱(DOAS)法是一种有效的监测大气污染气体浓度的光学遥感方法,不仅有好的时间分辨率,而且测量灵敏度也很高。但是由于遥测系统处于复杂的大气环境中,各种干扰因素以及恶劣的气候条件,都会对系统产生影响。针对现有实时、在线监测差分吸收光谱系统中存在的不足,作者提出了一种基于改进Elman网络的实时预测模型。利用逐步回归筛选预测因子,不仅降低了预测网络的复杂程度,而且增强了系统的预测实时性。利用带自适应学习率的动态BP算法对改进的Elman网络进行训练,使预测系统能更好地辨识要预测的差分吸收光谱系统,该模型能较准确地对DOAS系统监测污染物数据进行实时跟踪监控,一定程度上弥补了遥测系统的不足。
2009 Vol. 29 (11): 3057-3060 [摘要] ( 1087 ) PDF (1393 KB)  ( 434 )
3061 基于NaGdF4∶Eu纳米粒子的荧光猝灭测定痕量Cu2+
于永丽, 刘 妍, 徐淑坤, 王乃芝, 翟 涵
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3061-05
采用水热法合成了柠檬酸盐修饰的水溶性NaGdF4∶Eu荧光纳米粒子,粒子溶液荧光强度稳定。实验发现,Cu2+对合成粒子的荧光有猝灭作用,据此可建立用NaGdF4∶Eu荧光探针测定痕量Cu2+的新方法。实验确定NaGdF4∶Eu的浓度为1.0×10-3 mol·L-1,溶液的pH值为10.0。考察了其他常见离子对粒子荧光性能的影响,其中Fe3+使荧光发生猝灭,用三乙醇胺可消除Fe3+的干扰。标准曲线的线性回归方程为I=532-0.685c,相关系数r为-0.998 4,线性范围为3.33×10-6~1.33×10-4 mol·L-1,检出限为8.9×10-7 mol·L-1,对浓度为6.0×10-5 mol·L-1的Cu2+溶液平行测定11次,RSD为0.62%。以上结果表明,方法的线性范围较宽,灵敏度和精密度较高。测定了茶叶样品中铜含量,测定结果和原子吸收法测定结果相一致。分析Cu2+对粒子荧光猝灭的机理认为,Cu2+和粒子表面的柠檬酸根发生化学结合,改变了粒子表面的结构和组成,导致其荧光发生猝灭。
2009 Vol. 29 (11): 3061-3065 [摘要] ( 1882 ) PDF (1312 KB)  ( 420 )
3066 有机电致发光器件中Rubrene掺杂剂的荧光光谱性质
李 璐,于军胜*,陈苏杰,蒋亚东
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3066-04
通过改变黄色荧光染料5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene(Rubrene)的溶液浓度,研究了溶液的浓度改变对荧光小分子染料的发光光谱的影响。采用测试不同浓度Rubrene溶液光致发光(PL)的光谱强度手段,确定了溶液中染料的最佳浓度,即最大程度避免或减弱浓度效应(浓度猝灭)且光致发光强度最大时的溶液浓度。首先确定极限浓度的范围,然后通过测试范围内的不同浓度的PL光谱强度判断精确的极限浓度位置。结果表明,在Rubrene浓度为2×10-3 mol·L-1时,PL光谱强度最大,并且随着溶液浓度的继续增加,PL光谱强度的降低仅为11%,进而确定Rubrene分子的极限浓度应该在2×10-3 mol·L-1左右。通过对比不同掺杂比例的Rubrene: N,N’-Bis(naphthalen-1-y)-N,N’-bis(phenyl)benzidine(NPB)在溶液中的混合体系的PL光谱发现,NPB与Rubrene分子之间存在不完全的能量传递过程,有利于实现NPB分子和Rubrene分子共同的蓝光和黄光发射,从而得到色纯度较高的白色荧光。
2009 Vol. 29 (11): 3066-3069 [摘要] ( 562 ) PDF (1236 KB)  ( 556 )
3070 庆大霉素与水溶性CdTe量子点的荧光共振能量转移作用
李金贵1,朱 奎2,徐 飞2,江海洋2,丁双阳2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3070-05
以巯基丙酸(mercaptopropionic acid, MPA)为稳定剂合成水溶性CdTe量子点(quantum dots, QDs),以CdTe QDs作为能量供体。庆大霉素(Gentamycin, GT)作为能量受体,建立了荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)体系。在690 nm处可见发射峰,半峰宽约10 nm,在一定范围内荧光强度与GT的含量呈线性关系,线性范围为2~20 mg·L-1,相关系数r=0.986 7。优化了不同的激发波长、pH、离子强度、时间和温度等因素对反应的影响,并应用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR) 和高效液相色谱(high-performance liquid chromatography, HPLC)分别表征了化学结构和相对专一性。结果表明巯基丙酸的巯基中S原子和羧基中氧原子与纳米微粒表面的富Cd离子发生了配位作用,CdTe QDs与GT 的耦合主要是通过量子点周围巯基丙酸羧基(—COOH)中的氧原子与GT的胺基(—NH2)形成分子间氢键实现的;GT与CdTe QDs的结合率为0.35∶1。研究表明GT可以作为检测CdTe QDs标记牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)的荧光增敏剂,荧光强度值增强6倍,应用前景广阔。
2009 Vol. 29 (11): 3070-3074 [摘要] ( 1453 ) PDF (1627 KB)  ( 541 )
3075 烟气中SO2紫外光谱的加性噪声去除及评价方法
周 涛1,孙长库1,刘 斌1,赵玉梅2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3075-04
用紫外差分吸收光谱法对烟气中主要污染物SO2测量中的噪声去除及信噪比评价的问题进行了研究。在获取被测气体吸收特征时,采用基于多分辨率的原始光谱预处理方法,在不同尺度下判断信号的能量幅度滤除加性噪声,并根据烟气光谱信号在时间序列上不会出现突变的特性,在含有吸收特征的尺度上提高有用信号强度。再使用吸收截面构造理想吸收信号改善光谱的信噪比评价。新的去噪方法分别在实验室和现场进行了验证。在实验室中,使用上述方法对SO2气体进行多次测量,平均偏差均小于1.5%,重复性不超过1%。在现场测量中,以一个气体浓度变化范围较大的山东电厂为例,在18组比对数据中,最大偏差为2.31%。实验结果说明,该方法可有效地提高加性噪声污染严重的光谱的信噪比。
2009 Vol. 29 (11): 3075-3078 [摘要] ( 2203 ) PDF (1343 KB)  ( 410 )
3079 连续投影算法在油菜叶片氨基酸总量无损检测中的应用
刘 飞1,张 帆2,方 慧1,金宗来2,周伟军2,何 勇1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3079-05
应用近红外光谱技术结合连续投影算法(SPA)实现了油菜叶片氨基酸总量(TAA)的快速无损检测。对150个油菜样本进行光谱扫描,通过比较不同预处理,建立油菜叶片氨基酸总量预测的最优偏最小二乘法(PLS)模型。同时应用SPA提取有效波长,作为多元线性回归(MLR),PLS和最小二乘-支持向量机(LS-SVM)的输入变量,分别建立SPA-MLR,SPA-PLS和SPA-LS-SVM模型。以决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)作为模型评价指标。结果表明,SPA-MLR和SPA-PLS均优于全波段的PLS模型,SPA-LS-SVM获得了最优的预测结果,其预测的R2和RMSEP分别为0.983 0和0.396 4,获得了满意的预测精度。说明应用光谱技术检测油菜叶片TAA是可行的,并能获得满意的预测精度,为进一步应用光谱技术进行油菜生长对逆境胁迫的反应及大田监测提供了新的方法。
2009 Vol. 29 (11): 3079-3083 [摘要] ( 211 ) PDF (1053 KB)  ( 788 )
3084 表面等离子体共振技术研究肝素对高迁移率族蛋白1与晚期糖基化终产物受体亲合力的影响
凌 燕,王春友,杨智勇*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3084-04
测定肝素与高迁移率族蛋1(HMGB1),及其与晚期糖基化终产物受体(RAGE)的亲和力,探讨肝素对HMGB1/RAGE亲和力的影响。用表面等离子体共振技术,实时分析肝素与HMGB1,HMGB1与RAGE的亲和常数,利用其binding analysis分析肝素对HMGB1/RAGE配受体结合的影响。肝素与HMGB1的动力学速率常数ka=1.78×105 L·(mol·s)-1kd=8.02×10-4·s-1,亲和常数KA=2.22×108 L·mol-1KD=4.5×10-9mol·L-1;HMGB1与RAGE的动力学常数ka=1.85×103L·(mol·s)-1kd=1.81×10-4·s-1,亲和常数KA=1.02×107L·mol-1KD=9.77×10-8mol·L-1。肝素与RAGE的亲和力极低。当浓度分别为50,100,1 000,10 000 U·L-1的肝素与HMGB1混合后,后者与RAGE的亲和力下降。上述不同浓度的肝素对HMGB1/RAGE亲和力的影响没有显著差异。结果表明, 肝素可与HMGB1结合并影响后者与RAGE的亲和力,该作用并不与肝素浓度呈正相关。
2009 Vol. 29 (11): 3084-3087 [摘要] ( 320 ) PDF (1181 KB)  ( 577 )
3088 粉防己碱与牛血清白蛋白相互作用的研究
吴秋华,宋双居,王 春,王 志*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3088-04
利用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,研究了粉防己碱与BSA相互作用的光谱学行为。研究结果表明,粉防己碱对BSA有较强的荧光猝灭作用,静态猝灭和非辐射能量转移是导致粉防己碱猝灭BSA内源荧光的主要原因。利用Stern-Volmer方程处理实验数据,获得了猝灭常数KSV,不同温度下的KSV 分别为1.26×104 L·mol-1(300 K),1.17×104 L·mol-1 (310 K),1.12×104 L·mol-1(320 K)。根据Forster非辐射能量转移理论计算出了粉防己碱与BSA间的结合距离r(300 K:3.24 nm;310 K:3.31 nm;320 K:3.50 nm)。此外,还求得了粉防己碱与BSA的结合常数KA(300 K:1.52×105 L·mol-1;310 K:2.03×105 L·mol-1;320 K:2.89×105 L·mol-1)及相应温度下的热力学参数,热力学数据表明二者主要靠疏水作用力结合。粉防己碱与BSA相互作用的同步荧光光谱表明,二者的结合对BSA构象产生了影响。
2009 Vol. 29 (11): 3088-3091 [摘要] ( 1725 ) PDF (1147 KB)  ( 449 )
3092 对硅片上自组装生长的Pentacene薄膜生长机制及其结晶相态的研究
袁广才1, 2, 4,徐 征1, 2*,赵谡玲1, 2,张福俊1, 2,许 娜3, 田雪雁1, 2,孙钦军1, 2,徐叙瑢1, 2,王永生1,2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3092-04
采用热蒸发的方法在硅片衬底上自组装生长的Pentacene薄膜,薄膜在80 ℃温度下经2 h恒温真空热处理,通过原子力显微镜(AFM)对Pentacene薄膜表面形貌及其生长机制进行研究。结果得到,在硅片上生长的Pentacene薄膜是以台阶岛状结构生长,其岛状直径约为100 nm。且Pentacene分子以垂直于衬底的方向生长,台阶岛状结构中每个台阶的平均高度约为1.54 nm·s-1,与Pentacene分子的沿长轴方向的长度相近。从Pentacene薄膜的XRD图谱中可以看出,薄膜在形成的过程中会因条件的不同而形成不同的结晶相,分别为薄膜相和三斜体相,且薄膜的结晶相将随着薄膜厚度的增加向三斜体相转变,其临界厚度为80和150 nm,当薄膜大于150 nm时,薄膜的三斜体相占主导地位,而当Pentacene薄膜的厚度小于 80 nm时,Pentacene薄膜呈薄膜相存在。
2009 Vol. 29 (11): 3092-3095 [摘要] ( 726 ) PDF (1503 KB)  ( 464 )
3096 一种光纤SPR传感器光谱降噪的新方法
赵志远,曾 捷,梁大开*,张晓丽
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3096-05
根据光纤SPR传感器光谱的特点和实验系统的实时性监测要求,提出了一种新的降噪方法——移动小波提升算法。该方法脱离傅里叶变换,将复杂滤波过程分解为若干可逆简单过程,处理快而准,无须额外内存。在共振波长为557.70 nm的理论光谱上加一定强度的高斯白噪声,得到了仿真光谱模型。分别用基于Haar,CDF(3, 1),DD(4, 2)和5/3小波的移动小波提升算法对此模型进行降噪,得到共振波长分别为556.45,564.06,557.27和557.91 nm。最后一种算法相对误差最小,仅0.037 7%。这比用经证实降噪效果较好的symlet11小波降噪法得到的0.043 03%更低。不同时刻采集同一检测系统的多组光谱,其共振波长标准偏差为4.186 7 nm,经新算法降噪后降为1.560 8 nm,也优于symlet11小波降噪法的2.725 3 nm。研究表明,用移动小波提升算法降噪有效抑制了系统噪声,减小了噪声对检测共振波长的影响,保证了光纤SPR传感器的检测精度。
2009 Vol. 29 (11): 3096-3100 [摘要] ( 3390 ) PDF (1353 KB)  ( 478 )
3101 ATP-Co2+-脱氧胆酸-凝胶体系的分形/周期沉淀
尹文萱1,2,刘玉峰2,赵 莹3,柏松延1,朱伟伟1,翁诗甫2,高庆宇1,吴瑾光2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3101-05
在体外模拟胆结石形成的实验中,选取腺苷-5’-三磷酸(ATP)-金属离子-脱氧胆酸(DC)凝胶体系进行了分形/周期有序结构的生长实验,研究ATP对Co2+-脱氧胆酸凝胶体系形成的分形/周期沉淀的影响,用FTIR表征有序沉淀物的结构。结果表明:在ATP存在下的Co2+-DC凝胶体系中,可形成周期沉淀及分形结构共存的复杂时空图案,ATP对Co2+-脱氧胆酸凝胶体系形成的图案模式较AMP的影响显著,体系的图案从分形模式转化为周期沉淀,ATP、脱氧胆酸钠、Co2+存在复杂的相互作用,生成透明晶体新物质;红外光谱结果显示该晶体为脱氧胆酸,周期沉淀物为ATP、DC共同与金属离子配位的结果。此结果说明核苷酸作为重要的生命物质在结石形成过程中起到重要作用,结石的形成具有复杂的、非线性化学特性。
2009 Vol. 29 (11): 3101-3105 [摘要] ( 508 ) PDF (1953 KB)  ( 476 )
3106 联合MODIS与MISR遥感数据估算叶面积指数
万华伟1,2, 王锦地1*, 梁顺林3, 秦 军4
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3106-06
多光谱传感器MODIS与多角度传感器MISR同时搭载在美国EOS观测计划的Terra卫星上,不同的观测方式使得两个传感器的数据组合后形成互补的多光谱多角度观测数据集,为地表参数的遥感估算提供了更多的对地观测信息。该文通过研究组合MODIS与MISR两种观测数据估算陆地表面植被覆盖区域叶面积指数的方法,发展了在物理模型反演的框架内引入基于伴随模型和信赖域优化的反演模式,改进了叶面积指数的遥感估算效果,提高了模型反演的运算速度。对试验区反演结果的验证说明融合两种数据源可以提高叶面积指数的估算精度。基于伴随模型和信赖域优化的地表参数反演方法,为应用于大范围遥感图像数据的模型反演提供了一种有效的途径。
2009 Vol. 29 (11): 3106-3111 [摘要] ( 2638 ) PDF (2251 KB)  ( 549 )
3112 清开灵注射液中10种有效成分的同时测定及其质量相关性研究
武彦舒1,2,金 城1,张 倩1,2,焦 懿3,鄢 丹1,肖小河1*,杜晓曦4,王 建2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3112-05
采用HPLC-DAD-ELSD法,在最优波长(255 nm)下同时测定了清开灵注射液的10种有效成分,测定了不同厂家的15个批次清开灵注射液样品,进行了质量相关性分析。所建立的分析方法符合规定标准,所测样品中,不同厂家及同厂家不同批次样品间各组分的含量差异悬殊(RSD值范围为2.17%~65.54%)。方法简便可靠,可用于清开灵注射液的质量控制。尽量多地控制这些已知的主要有效成分是保证清开灵注射液质量的关键。
2009 Vol. 29 (11): 3112-3116 [摘要] ( 1893 ) PDF (1130 KB)  ( 490 )
3117 QuickBird多光谱图像像元分解
陈 春1,刘成玉1*,张树清2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3117-04
以QuickBird卫星记录的DN值图像为实验数据,根据1~4波段积分辐亮度之和与全色波段积分辐亮度之间的比例关系及能量守恒律构建分解方程,将1~4波段图像每个像元分解成16(4×4)个像元,获得了分辨率为0.61 m的1~4波段辐亮度图像。与原图像比较,空间分辨率提高到4倍,地物细部特征清晰,视觉效果明显提高,图像成图适宜比例尺从1∶10 000提高到1∶2 500。
2009 Vol. 29 (11): 3117-3120 [摘要] ( 573 ) PDF (1221 KB)  ( 476 )
3121 基于激光诱导击穿光谱技术的土壤泥浆中Pb元素检测
卢 渊,吴江来,李 颖,郭金家,程 凯,侯华明,郑荣儿*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3121-05
激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种新兴的元素分析技术,具有实时在线、非接触、多元素同时探测等诸多优点。将LIBS技术引入土壤泥浆重金属污染的检测分析,力图发展一种针对泥浆重金属污染监测的原位传感技术。实验选择Pb作为探测元素,Mn为内标元素;采用重复频率10 Hz的Nd∶YAG调Q激光器的二倍频(532 nm)输出作为激发光源,CCD收集信号,对实验室配制的不同浓度Pb泥浆样品的LIBS信号进行了探测分析。获得了各种浓度下Pb泥浆样品在Pb 405.78 nm和Mn 403.07 nm处的原子线强度比IPb/IMn及其随浓度变化的规律。结果显示IPb/IMn与样品的含铅浓度有着很好的线性关系,线性拟合相关系数R2达到0.994 9。初步证实了采用内标法对土壤泥浆中重金属Pb进行LIBS检测分析的可行性。文章还对泥浆重金属LIBS检测的影响因素进行了讨论。
2009 Vol. 29 (11): 3121-3125 [摘要] ( 5034 ) PDF (1754 KB)  ( 894 )
3126 激光诱导击穿光谱技术分析土壤中的Cr和Sr
黄基松,陈巧玲,周卫东*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3126-04
采用波长1 064 nm的调Q脉冲Nd∶YAG激光器和多通道小型光纤光栅光谱仪,建立了一套激光诱导击穿光谱分析装置。记录了系列土壤标准样品的激光诱导等离子体发射光谱,详细研究了重金属原子Cr和Sr的特征辐射谱线信号强度、标准偏差与数据采样方式以及采样平均次数的关系,首次采用300个激光脉冲轰击样品表面同一点,并取其中最大光谱信号后的200次激光轰击等离子体发射光谱的平均值进行分析的取样平均方式,发现能较好地把对重金属Cr和Sr浓度分析测量的相对标准偏差(RSD)分别减小到9.02%和10.5%,并得到了定量分析Cr和Sr等金属的定标曲线,对Cr和Sr元素的检测灵敏度分别为25.3和15.2 μg·g-1,优于目前国内外报道的结果。研究表明我们的采用的数据采集、分析定标方法对提高了LIBS技术在土壤中金属检测检测灵敏度和精密度具有很好的应用价值。
2009 Vol. 29 (11): 3126-3129 [摘要] ( 1256 ) PDF (1389 KB)  ( 793 )
3130 原子发射光谱法研究SCB放电特性
张 琳1,冯红艳1,朱顺官1,吴 蓉2,张文超1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3130-04
半导体桥(SCB)通过桥膜放电进行含能材料的点火,具有低点火能量、高安全性以及能与数字逻辑电路组合等优点。文章利用原子发射光谱技术研究了其放电特性。首先用Cu原子谱线510.5和521.8 nm进行温度测量,用Si原子谱线390.5 nm和Si离子线413.0 nm进行电子密度测量,同时获得SCB放电温度和电子密度随时间分布的测量结果。在放电电压为20 V,充电电容为47 μF条件下,1.0 Ω的SCB放电温度分布在2 500~4 300 K之间,电子密度约为1016 cm-3左右。然后根据光谱诊断结果,结合等离子体成立的空间尺度和时间尺度条件,判断两种规格的SCB的放电行为是否产生等离子体。该研究结果为SCB桥体的设计以及点火方式的控制提供了理论依据,也为瞬态小尺寸等离子体的判断和诊断提供了一种参考方法。
2009 Vol. 29 (11): 3130-3133 [摘要] ( 1077 ) PDF (1131 KB)  ( 565 )
3134 ICP等离子体鞘层附近区域发光光谱特性分析
赵文锋1,2,陈俊芳1*,孟 然1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3134-04
为了独立控制鞘层附近区域离子密度和离子能量分布,采用光发射谱(OES)测量技术,对不同射频功率、放电气压和基底偏压下感应耦合等离子体鞘层附近区域辉光特性进行了研究。原子谱线和离子谱线特性分析表明,在鞘层附近区域感应耦合等离子体具有较高的离子密度和较低的电子温度。改变放电气压和射频功率,对得到的光谱特性分析表明,鞘层附近区域离子密度随射频功率的增大而线性增大,在低压下随气压的升高而增大。低激发电位原子谱线强度增加迅速,高激发电位原子谱线强度增加缓慢,而离子谱线强度增加很不明显。改变基底直流偏压,对得到的发射光谱强度变化分析表明,谱线强度随基底正偏压的增加而增大。随着基底负偏压的加入,谱线强度先减小而后增大;直流偏压为-30 V时,光谱强度最弱。快速离子和电子是引起Ar激发和电离过程的主要能量来源。
2009 Vol. 29 (11): 3134-3137 [摘要] ( 1530 ) PDF (1478 KB)  ( 447 )
3138 微波消解/ICP-MS法测定二色补血草中27种元素
王 斌1, 2,徐银峰1,李国强2*,管华诗2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3138-03
采用微波消解及ICP-MS,建立了一种测定二色补血草中Be,B,Na,Al,Mg,P,K,Ca,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,As,Se,Sr,Mo,Cd,Ba,La,Hg,Pb和Th共27种元素的方法。实验采用国家一级标准物质茶叶(GBW-07605)评价了方法的准确性,通过在线加入Ge, In和Bi三种元素内标液的方法来校正由于基体效应和信号漂移对测量所造成的影响。方法的回收率为92.4%~107.2%,相对标准偏差为1.5%~9.7%,检出限为0.002~0.081 μg·L-1。元素的测定结果表明:二色补血草中含有丰富的Na,K,Ca,Mg和P等常量元素,Fe,Mn,Zn,Cr和Cu等微量元素。实验结果为深入研究二色补血草无机元素与药效的相关性提供了参考数据。
2009 Vol. 29 (11): 3138-3140 [摘要] ( 2154 ) PDF (881 KB)  ( 551 )
3141 应用ICP-MS分析猪污物中铅砷镉的形态分布
黄明丽,李丽娜,王 娟,韩文轩*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3141-03
为有效控制资源化过程中畜禽污物所含重金属对环境和人类健康的危害,需要监测污物中重金属的赋存形态和浓度。采集北京昌平种猪场的猪污物样品(鲜样和干清样),用BCR提取法、硝酸-高氯酸消化法和ICP-MS仪器检测铅砷镉(Pb,As,Cd)总量及各形态含量。结果表明,猪污物中Pb,As,Cd的总量分别为29.0,28.2和0.288 mg·kg-1 DW(鲜样)以及19.7,28.2 和0.134 mg·kg-1 DW(干清样),均没有超过我国的城镇垃圾农用控制标准(As接近标准值)。两类样品中重金属的形态分布规律明显不同:鲜样中三种金属可交换态及碳酸盐结合态均超过50%,有机物及硫化物结合态则低于20%;而干清样中高生态毒性的可交换态及碳酸盐结合态和Fe/Mn氧化物结合态的比例较鲜样中都明显降低(降幅可达20%以上),表明干清样用于堆肥对农田更安全。该研究结果将为北京地区养猪场污物的资源开发和生态安全评价提供重要基础数据。
2009 Vol. 29 (11): 3141-3143 [摘要] ( 2556 ) PDF (1058 KB)  ( 814 )
3144 微波消解-原子荧光法测定不同种类中药中的痕量汞
刘春涛, 侯海鸽*, 杨景林, 李 里, 李寒辉
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3144-03
针对不同种类的中药样品,采取不同的微波消解程序,建立了氢化物发生-原子荧光法测定中药中痕量汞的分析方法。在最佳工作条件下,线性方程为IF=809.1X-3.327 5,相关系数r=0.999 998,线性范围为0~80 ng·mL-1,仪器检出限为0.014 ng·mL-1(n=11),RSD为2.03%。样品回收率为96.8%~102.80%(n=6),方法检出限为1.17 ng·g-1。对于不同种类的中药样品,分别选择大米(GBW08508)、杨树叶(GBW07604)、贻贝(GBW08571)国家标准物质,对方法的准确度进行了验证。实验结果表明,该方法简便灵敏、快速准确,应用于29种不同种类的中药中汞的测定,结果令人满意。
2009 Vol. 29 (11): 3144-3146 [摘要] ( 1714 ) PDF (936 KB)  ( 554 )
3147 微波消解-原子吸收法测定维药蜀葵花中微量元素
李茵萍1,高 丽2,李 进1,周晓英3,刘 丛1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3147-03
通过微波消解仪消解蜀葵花,运用火焰原子吸收光谱法测定蜀葵花中Fe,Cu,Zn,Mn,K,Ni,Ca,Mg八种微量元素的含量。采用标准曲线法测定。通过试验, 选用浓HNO3 体系消化样品,同时考察了不同微波消解条件对分析结果的影响, 优化了微波消解条件, 确定了原子吸收分光光度法测定的最佳条件。实验表明蜀葵花中Mg, Ca, Fe, K等人体必需微量元素含量非常丰富,Mn,Zn含量中等,Cu, Ni含量较低。采用的方法灵敏度高,操作简便快速,回收率在92.25%~110.50%之间, 相对标准偏差(RSD)<3.88%, 结果令人满意。
2009 Vol. 29 (11): 3147-3149 [摘要] ( 1106 ) PDF (878 KB)  ( 519 )
3150 石墨炉原子吸收光谱法直接测定生态纺织品萃取汗液中痕量铅
刘崇华1,方 晗1,林晓杨2,张晓利1,邓志光1,李云松2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3150-04
纺织品萃取汗液中痕量Pb是生态纺织品标准重点限制项目,然而,由于生态纺织品标准中对Pb的限量极为严格,而且萃取汗液基体成分复杂,高浓度NaCl基体的背景吸收干扰强烈,使得纺织品萃取汗液中痕量Pb一直是生态纺织品检测的一个难点。文章采用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)直接测定生态纺织品萃取汗液中的痕量元素Pb。通过对NH4H2PO4,NH4NO3,Pd(NO3)2,Ni(NO3)2,抗坏血酸等单个或混合基体改进剂进行筛选,并对石墨炉原子化工作条件和基体改进剂用量进行优化。试验结果表明,加入5μL 50 g·L-1NH4NO3与100 mg·L-1Pd溶液(1∶1)混合试剂,可以有效地抑制Pb的挥发, 降低背景信号。仪器检出限可达到0.7 μg·L-1,方法精密度RSD为3.2%,实际纺织品样品加标回收率为95.5%~105%之间。
2009 Vol. 29 (11): 3150-3153 [摘要] ( 2345 ) PDF (1149 KB)  ( 488 )
3154 多壁碳纳米管太赫兹图谱研究
苏同福1,于 斌2,韩鹏昱3,李永良4,李 伟1,赵国忠2,宫长荣5*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3154-04
近年来碳纳米管是一个重要的研究领域,但研究重点主要是其电子、光学和机械等特性。尽管有关单壁碳纳米管的在远红外光谱已有诸多报道,但多壁碳纳米管这方面的研究却较少。试验采用太赫兹时域光谱系统对多壁碳纳米管进行表征,同时也用扫描电镜对其进行形貌检测和微区成分分析,以深入了解其特性。检测结果显示,在0.2~2.0 THz内,样品折射率随着频率的增加而减小,吸收系数却随着频率的增加而增加,并可以拟合斜率为1.92的直线;样品的内径为5~15 nm、外径为15~25 nm,且长度达到了微米级,样品含C量大约为94%,其他为O和Cl杂质元素。根据泰勒扩展式和麦克斯韦方程,得到了样品在该太赫兹频域内吸收的数学模型,该数学模型基本上与检测结果一致。该样品的太赫兹吸收特性主要取决于其化学组成和分子的大小,含C量不同的碳纳米管预示着具有不同的太赫兹图谱和独特的功能。
2009 Vol. 29 (11): 3154-3157 [摘要] ( 1395 ) PDF (1452 KB)  ( 470 )
3158 钛钒铁间吸收增强效应研究及其校正
庹先国1,2,穆克亮1,李 哲1*,王洪辉2,罗 辉2,杨剑波1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3158-05
利用X射线荧光分析方法,采用电制冷Sic(PIN)探测器,对配制的Ti-V,Ti-Fe,V-Fe三种伪二元体系样品进行测量,得到了元素计数率归一系数(RK)与含量(WK)之间的关系曲线,对各组元素间的吸收-增强效应程度进行了定性分析。结果表明,Ti-V二元系中所表现的吸收增强效应较明显,Ti-Fe,V-Fe两种二元系中吸收增强现象不明显。同时,采用指数拟合的数学校正方法,对RK-WK关系曲线进行了拟合,从而获得元素X射线荧光计数率与含量的函数方程。利用三组Ti-V二元系样品对此方法进行检验,与实际结果相比,对Ti,V元素的相对分析误差均在0.2%以内。
2009 Vol. 29 (11): 3158-3162 [摘要] ( 1672 ) PDF (1428 KB)  ( 431 )
3163 空间调制干涉型阿达玛变换光谱成像仪
周锦松1, 2,相里斌1, 3,魏儒义1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-3163-04
简要叙述了色散型阿达玛变换光谱成像仪的原理及仪器构成,指出其存在空间信息与光谱信息的错位和光谱分辨率受阿达玛编码模板码元宽度制约的缺陷。提出空间调制干涉型阿达玛变换光谱成像技术原理及仪器,利用横向剪切干涉仪获得所有阿达玛编码光信息在不同光程差处的干涉信号,对干涉谱进行傅里叶变换和阿达玛变换得到目标的光谱。理论分析表明,干涉图的调制度不受阿达玛模板形状、大小等因素的影响,光谱分辨率与阿达玛模板的尺寸无关,不但避免了色散型阿达玛变换光谱成像仪中空间信息和光谱信息的错位,而且高能量通过率、高空间分辨率和高光谱分辨率成像容易同时实现。
2009 Vol. 29 (11): 3163-3166 [摘要] ( 665 ) PDF (1366 KB)  ( 593 )