现代分析技术的化学计量学部分课程建设探讨

现代分析技术是化学专业研究生的一门课程。作为一门数据处理技术,化学计量学是分析化学专业研究生的一门必须课,并在现代分析技术课中进行介绍。基于研究生教学经验,文章探讨了现代分析技术的化学计量学部分的课程建设,包括教学内容分配和教学手段研究,例如双语教学。并通过科研能力培养,提高研究生的科研兴趣,加强研究独立性。     

气质联用结合化学计量学对中国白菊特征挥发性成分的研究

为探究不同产地中国白菊的特征挥发性成分,利用吹扫捕集-气相色谱质谱联用技术(Purge-and-trap-gas chromatography-mass spectrometry, P&T-GC-MS)对江苏如东、湖北蒋场、湖北黄潭、河南武涉、北京延庆5个产地的菊花样品的挥发性成分进行检测,利用autoGCMSDataAnal策略及化学计量算法对其特征挥发性成分进行筛选。结果获得醇、烯、酯、烷烃等多种共有化合物。其中,如东县菊花中α-蒎烯、菊油环酮等化合物含量最高,延庆菊花中胺叶油醇、樟脑和2,6-二甲基-5,7-辛二烯-2-醇等化合物含量最高,蒋场镇菊花中姜烯、α-姜黄烯等含量最高。另外,基于上述特征化合物的判别模型可对菊花的产地进行精准判别,准确率可达98%以上。研究筛选的特征挥发性成分可为菊花的产地溯源提供一定的理论基础。     

红外光谱技术结合化学计量学方法在中药研究中的应用

综述了近5年红外光谱技术结合聚类分析、偏最小二乘、主成分分析、人工神经元网络、小波变换、SIMCA方法和支持向量机等化学计量学方法在中药研究领域的应用,包括中药材鉴别与质量评价、中药预处理过程控制、中药复方配伍、中药太空育种、中药制剂生产等方面应用的最新进展。     

基于指纹图谱结合化学计量学的不同产地首乌藤标准汤剂研究

目的：通过指纹图谱结合聚类分析等统计学方法针对首乌藤标准汤剂质量标准,探究不同产地首乌藤标准汤剂的差异成分,为其质量标准制定提供据。方法：首先通过前处理考察得到的最佳指纹图谱制样方法,标定20批首乌藤标准汤剂的指纹图谱共有峰,然后结合《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》(2012版)评价各共有峰相似度,最后结合化学模式识别方法,筛选出不同产地的差异性标志物。结果：20批首乌藤标准汤剂含有8个共有峰,其相似度评价值均在0.85以上,其中共指认出4个色谱峰;通过聚类分析和主成分分析将20批样品分为4类,同产地样品为一类;根据偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)分析筛选可知,不同产地的主要差异标志物分别是峰1(2,3,5,4’-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷)、6、7(大黄素)、8(大黄素甲醚)。结论：本研究所建立的指纹图谱方法及差异性标志物的研究可为首乌藤标准汤剂及其制剂的质量标准的提升提供参考。     

红外光谱结合化学计量学对塑料包装材料的检验

为了建立一种简便、快速、无损的鉴别塑料包装材料的分析方法,利用红外光谱法对聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等常见塑料包装材料进行检验,并利用化学计量学方法对聚合物进行分类。结果表明：通过判别函数建立分类模型,可实现未知样本的快速分类;聚乙烯薄膜的厚度对于其红外光谱产生影响,聚乙烯薄膜的吸收峰强度随其厚度增大而加大,峰强度比则随其厚度的增大而减小。     

化学计量学在我国的发展

化学计量学(Chemometrics)在我国发展已有20多年的历史,是一门化学与统计学、数学、计算机科学交叉所产生的新兴的化学学科分支。它运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地提取有用的化学信息。它与基于量子化学的计算化学(Computational Chemistry)的不同之点只在于化学计量学是以化学量测量为其基点,实质上是化学量测的基础理论与方法学。     

化学计量学在我国的发展

化学计量学(Chemometrics)在我国发展已有20多年的历史,是一门化学与统计学、数学、计算机科学交叉所产生的新兴的化学学科分支。它运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地提取有用的化学信息。它与基于量子化学的计算化学(Computational Chemistry)的不同之点只在于化学计量学是以化学量测量为其基点,实质上是化学量测的基础理论与方法学。     

红外光谱法结合化学计量学方法对IC卡的分类研究

集成电路卡(IC卡)在现代社会各个领域被广泛使用,在电信诈骗等案件中IC卡是追溯制作和贩卖假证源头的重要物证,其主要材料是塑料。利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)对30张IC卡样品进行检验。重点选取2 000～600 cm~(-1)特征区域数据,依据样品红外光谱图中特征吸收峰的不同对IC卡材料进行初步分类,并通过结合化学计量学方法实现对IC卡材料的快速分类。研究表明:ATR-FTIR可以对常见的IC卡材料进行定性分析,为公安机关实际办案提供一种方法。     

GC-MS结合化学计量学方法分析艾叶挥发油成分

为了建立区分艾叶挥发油产地的数学模型,通过GC-MS结合化学计量学的方法,对艾叶挥发油化学成分进行分析,以面积归一化法测定各组分的相对百分含量,并定量研究桉油精、樟脑、龙脑、β-石竹烯、氧化石竹烯等5种代表性成分.水蒸气提取艾叶挥发油中桉油精的含量最高达27.89 mg/g.超临界CO2萃取-分子蒸馏(SFE-MD)得...     

近红外光谱结合化学计量学的掺伪杜仲判别

中药杜仲具有多种医疗功能,常被不法分子选作掺假目标以牟取暴利,对掺假杜仲进行快速判别能够更好的保障杜仲质量安全以及维护消费者的利益。使用近红外光谱结合化学计量学,构建了一种用于快速检测杜仲中几类常见掺假物的方法,可以实现杜仲的真伪鉴别。从结果上看,偏最小二乘判别分析(PLS-DA)获得的训练集和测试集的识别率分别为99%、96%,随机森林(RF)获得的训练集和测试集的识别率分别为99%、92%。此外,采用PLS回归模型对杜仲中不同类型掺假物的掺假程度进行定量,良好的线性相关性和准确度证明了PLS回归模型对于杜仲掺假比例的预测结果是可靠的。该方法可以快速、准确地进行杜仲的真伪鉴别和掺假样品的掺假程度预测。     

30%病氰硝WP在土壤及烟草中的残留分析

建立了绿色新农药病氰硝在烟草及土壤中的残留分析方法.在土壤中4.00、0.80、0.08 mg/kg三个不同添加水平的同收率为87.58%～105.96%,相对标准偏差为2.1%～8.7%.在烟叶中2.40、0.80、0.08 mg/kg三个不同添加水平的回收率为92.61%～108.14%,相对标准偏差为1.6%～5.4%.     

基于量子点“Turn-off”模式结合化学计量学方法快速检测茶叶中多组分农残

作为一个新兴的检测模型,量子点荧光"Turn-off"模式已经成功应用于许多材料的检测,尤其在农残检测方面。研究了基于低毒性、水溶性ZnCdSe量子点"Turn-off"模式快速检测农残的新方法。通过比较百草枯、甲基硫菌灵两种常用农药对量子点荧光的猝灭程度并结合化学计量学方法,成功地实现了不拘于相同浓度下不同农药的快速分析。该方法灵敏度高、选择性好,使其在不同的茶叶背景(如红茶、英山云雾茶)中均能够对农残进行准确分析。     

A2O工艺去除焦化废水中挥发性有机物的研究

用厌氧-缺氧-好氧（A2O）工艺处理焦化废水,研究探讨A2O工艺处理焦化废水各工艺段对挥发性有机物的生物降解和去除规律。采用GC—MS联用技术对焦化废水中的挥发性有机物进行定性定量分析,共检测各类挥发性有机物18种。     

电氧化耦合陶瓷膜处理南方某医院污水的研究

考察电氧化耦合陶瓷膜过滤技术对某医院污水中污染物的去除效果,探讨了电流密度、电极材料、膜的截留分子量等对除污效能的影响.结果 表明,该耦合工艺对SS、TP和抗生素(磺胺甲嗯唑)的去除率分别达到99.94％、57.62％和98.14％.合适量Cl-的污水通过电氧化处理后NH4+-N、COD的去除率分别被提高至99.50％...     

含异靛单元染料的合成及在DSSC中的研究

我们以三苯胺为电子给体,氰基丙烯酸为电子受体和锚定基团,首次使用窄带隙共轭单元异靛设计合成了一个D-π-A型全有机染料TPAID1,对其进行在染料敏化太阳能电池中的性能进行了一些列的表征,测定了染料在氯仿溶剂中的紫外-可见吸收光谱,并对其进行了DSSC器件表征,在AM 1.5 G,100 mW/cm2下,染料TPAID1的电池能量转换效率为0.59%(Jsc=1.59 mA/cm2,Voc=0.55 V,FF=0.69)。     

工学结合模式下分析化学实验实训教学改革探索

"工学结合"是高职教育实现人才培养目标的重要途径之一,实验、实训、实习是培养和提高学生职业能力的三个关键环节。文章阐述了分析化学实验实训教学中为加强学生职业能力的培养,如何改革课程体系设置,以职业需要为核心组织教学内容,编排项目化、模块化的实践课程结构,实施"工学结合"的教学模式,改革教学方法和手段,完善考核方式,强化学生的职业岗位技能。     

A New Treatment Strategy for Inactivating Algae in Ballast Water Based on Multi-Trial Injections of Chlorine

Ships’ ballast water can carry aquatic organisms into foreign ecosystems. In our previous studies, a concept using ion exchange membrane electrolysis to treat ballast water has been proven. In addition to other substantial approaches, a new strategy for inactivating algae is proposed based on the developed ballast water treatment system. In the new strategy, the means of multi-trial injection with small doses of electrolytic products is applied for inactivating algae. To demonstrate the performance of the new strategy, contrast experiments between new strategies and routine processes were conducted. Four algae species including Chlorella vulgaris, Platymonas subcordiformis, Prorocentrum micans and Karenia mikimotoi were chosen as samples. The different experimental parameters are studied including the injection times and doses of electrolytic products. Compared with the conventional one trial injection method, mortality rate time (MRT) and available chlorine concentration can be saved up to about 84% and 40%, respectively, under the application of the new strategy. The proposed new approach has great potential in practical ballast water treatment. Furthermore, the strategy is also helpful for deep insight of mechanism of algal tolerance.     

Review about Powerful Combinations of Advanced and Hyphenated Sample Introduction Techniques with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) for Elucidating Trace Element Species in Pathologic Conditions on a Molecular Level

Element analysis in clinical or biological samples is important due to the essential role in clinical diagnostics, drug development, and drug-effect monitoring. Particularly, the specific forms of element binding, actual redox state, or their spatial distribution in tissue or in single cells are of interest in medical research. This review summarized exciting combinations of sophisticated sample delivery systems hyphenated to inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), enabling a broadening of information beyond the well-established outstanding detection capability. Deeper insights into pathological disease processes or intracellular distribution of active substances were provided, enabling a better understanding of biological processes and their dynamics. Examples were presented from spatial elemental mapping in tissue, cells, or spheroids, also considering elemental tagging. The use of natural or artificial tags for drug monitoring was shown. In the context of oxidative stress and ferroptosis iron, redox speciation gained importance. Quantification methods for Fe²⁺, Fe³⁺, and ferritin-bound iron were introduced. In Wilson’s disease, free and exchangeable copper play decisive roles; the respective paragraph provided information about hyphenated Cu speciation techniques, which provide their fast and reliable quantification. Finally, single cell ICP-MS provides highly valuable information on cell-to-cell variance, insights into uptake of metal-containing drugs, and their accumulation and release on the single-cell level.     

基于重要性水平分析的含磷化合物火焰抑制的简化机理(英文)

A reduced mechanism for propane/air combustion and its flame inhibition by phosphorus-containing compounds (PCCs) is constructed with the level of importance (LOI) method. The analysis is performed on solutions of freely propagating premixed flames with detailed chemical kinetics involving 121 species and 682 reactions proposed by Jayaweera et al. For the non-homogeneous reaction-diffusion system, the chemical lifetime of each species is weighted by its diffusion timescale, and the characteristic flame timescale is used to normalize the chemical lifetime. The definition of sensitivity in LOI is extended so that multi-parameters can be used as sensitivity targets. Propane, oxygen, dimethyl methylphosphonate (DMMP), and flame speed are selected to be perturbed for sensitivity analysis, the species with low LOI index are removed, and reactions involving the redundant species are excluded from the mechanism. A skeletal mechanism is obtained, which consists of 57 species and 268 elementary reactions. Calculations for laminar flame speeds, key flame radicals and catalytic cycles using the skeletal mechanism are in good agreement with those by using the detailed mechanism over a wide range of equivalence ratio undoped and doped with DMMP.     

有机相阴离子交换SPE-UPLC-UV法快速测定食用植物油中的抗氧化剂TBHQ和BHA

建立了基于有机相阴离子交换SPE前处理的UPLC-UV法,快速测定食用植物油中的抗氧化剂TBHQ和BHA。食用植物油样品用正己烷稀释后,直接上样至Oasis MAX聚合物材质阴离子交换SPE柱中进行净化,用正庚烷淋洗去除甘油酯成分,用0.5%甲酸-四氢呋喃溶液洗脱。以纯水和甲醇为流动相,TBHQ和BHA在Eclipse Plus C18上和梯度洗脱条件下3.4 min内达到基线分离;检测波长为290 nm;进样量为1μL。TBHQ和BHA在5~200 mg/L范围内线性关系良好(r≥0.999 95);在10、50、200 mg/kg这3个水平的加标回收率为91.5%~104%,相对标准偏差为1.2%~4.4%。方法定量限为0.5 mg/kg。与已有方法相比,该方法样品前处理更简便快速、色谱分离时间短、结果准确,可广泛用于食用植物油样品中TBHQ和BHA等抗氧化剂的快速检测。