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手性分析 || 通过分子转动光谱进行定量手性分析
摘要: 本章介绍了分子旋转光谱定量手性分析这一新兴领域的早期研究成果。重点在于开发测量技术,以解决确定手性分子所有立体异构体比例这一具有挑战性的分析化学问题。随着分子中手性中心数量的增加,这种分析变得尤为困难。此外,该光谱学领域旨在创建可直接用于复杂化学混合物的测量技术,在无需通过色谱法进行化学分离的情况下进行手性分析。此类化学样品的示例包括植物精油等天然产物(其富含挥发性物质)以及反应烧瓶样品(其中进行立体特异性化学反应,混合物中含有未反应的反应物、期望与不期望的反应产物及溶剂)。
关键词: 立体异构体、手性标记、非对映异构体、分子转动光谱、手性、对映异构体、三波混频、分析化学、定量手性分析
更新于2025-09-23 15:23:52
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激光诱导击穿光谱(LIBS)数据在测定农业土壤阳离子交换容量(CEC)中的潜在应用
摘要: 通过便携式激光诱导击穿光谱(LIBS)系统分析225份农业土壤样本,研究了基于偏最小二乘回归(PLS)模型的LIBS技术预测土壤阳离子交换量(CEC)的潜力。验证集预测相关系数为0.75,均方根误差(RMSE)为5.4 cmol+/kg。PLS载荷权重分析表明,与可交换阳离子(Ca、Mg、K和Na)及黏土成分(Al和Si)相关的发射谱线具有显著意义。校准集(RPDc=1.99)和验证集(RPDv=2.02)的性能偏差比(RPD)显示模型能获得良好预测质量,而校准集(RPIQc=3.20)与验证集(RPIQv=3.32)的性能四分位距比(RPIQ)则表明其具备优异预测能力。研究证实,结合多元数据分析的LIBS光谱技术可用于快速无化学试剂的农业土壤CEC预测。
关键词: 阳离子交换容量、农业土壤、分析化学、光谱法、激光诱导击穿光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱四种方法鉴定蛋白质
摘要: 一个面向高年级本科生或研究生的实验室实验,要求学生通过四种基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)方法——线性正离子模式、源内裂解、肽质量指纹图谱和源后衰变——来鉴定牛血清白蛋白、马肌红蛋白、牛钙调蛋白和牛细胞色素c。在三周的实验中,学生将亲身体验每种方法。该实验强调在使用MALDI-TOF MS鉴定蛋白质组靶标时,对蛋白质/肽段进行测序的重要性。
关键词: 质谱法、实践学习/教具、高年级本科生、实验教学、研究生教育/研究、生物分析化学、生物技术、分析化学、生物化学
更新于2025-09-19 17:13:59
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监测溶液中等离子体纳米粒子降解的分析方法:一项仪器分析实验练习
摘要: 纳米粒子在化学研究中日益重要,但目前化学专业本科生在分析课程中接触纳米粒子的机会较少。本实验专为分析化学或仪器分析实验课程设计,学生将有机会操作银纳米粒子溶液,并运用两种仪器分析技术进行研究。通过紫外-可见分光光度法监测实验过程中银纳米粒子的光学特性;基于不同储存条件,利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定溶液中银物种的总浓度。该实验还向学生介绍了局域表面等离子体共振的概念及其在彩色玻璃中产生绚丽色彩的作用机制——这种效应正是由嵌入其中的等离子体纳米粒子所导致。
关键词: 高年级本科生,仪器分析方法,协作/合作学习,实验教学,分析化学,纳米技术,问题解决/决策制定
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用红外光谱(ATR-FTIR)和X射线衍射(XRD)对摩洛哥阿甘树木质文物在自然降解过程中的结构表征研究
摘要: 本研究聚焦于17世纪、18世纪、20世纪和21世纪四个摩洛哥阿甘油木制文物样品的光谱学分析。旨在通过研究其未降解部分来表征未知结构,并探究自然降解过程中降解部分发生的变化。衰减全反射傅里叶变换红外光谱可检测出与纤维素I型和/或II型(羟基、C-O-C和-CH2)、半纤维素(尤其是C=O(约1730 cm?1))以及木质素(酚羟基、芳基醚C-O和C=O芳基)相关的多种官能团,并通过新C=O谱带的演变提供木材劣化状态的定性信息。羰基(尤其是1650 cm?1处的醌或对醌)转化程度与木质素降解相关,而C=O乙酰氧基吸收峰的缺失则归因于半纤维素的劣化。X射线衍射确定了两种形式的纤维素:18.5°2θ处的无定形纤维素和22.6°2θ处占主导地位的晶态纤维素Iβ(其特征为强峰)。结晶度指数值的降低证实了劣化程度和结晶水平的显著变化。然而,微晶结构似乎未改变,因为计算得出的微晶尺寸未出现显著变化。所得结果取决于老化时长、自然劣化现象以及暴露于降解环境的木材部位(内部或外部)。这两种方法的结合有助于准确评估阿甘油木的降解程度。
关键词: 化学、阿甘油文物、X射线衍射、分析化学、天然产物化学、材料化学、自然降解、考古学、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、结晶度、木质纤维素、结构表征、材料科学、有机化学
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用荧光显微镜检测和量化瓶装水中的微塑料:仪器分析与环境化学课程的新实验
摘要: 微塑料(MPs)是环境中普遍存在的小型塑料颗粒(尺寸小于5毫米),甚至在瓶装水中也检测到了它们的踪迹。本实验室实验适用于仪器分析或环境化学课程,学生通过过滤并用尼罗红染料对瓶装水中的微塑料进行染色,再利用荧光显微镜进行检测和定量分析。学生在搭建低成本荧光显微镜的过程中强化了荧光光谱的仪器原理,并使用该显微镜采集发光微塑料的图像以计数并评估其形态特征。该实验让学生接触微塑料污染这一新兴化学研究领域,通过激发参与兴趣帮助其建立课堂之外的知识联系。每个小组都在其瓶装水中检测到了微塑料,许多人对其发现的数量感到惊讶。总体而言,这项实践实验获得了学生的积极反馈,课后评估显示他们对荧光原理及日益严峻的微塑料污染问题的理解有显著提升。
关键词: 分析化学,高年级本科课程,协作/合作学习,水/水化学,仪器分析方法,环境化学,实践学习/实物教具
更新于2025-09-12 10:27:22
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使用手持式激光诱导击穿光谱仪对铈镓合金进行定量分析
摘要: 采用手持式激光诱导击穿光谱仪,对镓含量为0-3重量百分比的铈镓合金样品表面产生的激光等离子体进行光谱发射数据采集。随后提取两种组成元素的离子和中性发射谱线,据此建立发射谱线强度比与合金镓浓度相关的校准曲线。研究表明,Ga I 287.4纳米发射谱线最适合用于镓元素检测与浓度测定。通过建立Ga I 287.4纳米谱线强度比与两条Ce II发射谱线的多元回归模型,实现了低于0.25%的检测限。鉴于所用校准样品类型、该手持设备较低的能量(每1纳秒脉冲5毫焦耳)及分辨率(λ/?λ=4000),此检测限被视为该技术能力的保守估计。不过,通过对铈镓样品表面镓分布的详细测绘分析,证实了该技术的实用性——结果显示样品制备过程导致了显著的成分不均匀性。
关键词: 激光诱导击穿光谱、等离子体光谱学、分析化学、核取证、核化学、镧系元素光谱学
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于现场分析化学的柔性多孔SERS传感器的关键评述
摘要: 数十年来,表面增强拉曼光谱(SERS)作为在样品原位进行分析化学的潜在解决方案被深入研究。然而,由于成本和易用性限制,传统刚性SERS传感器与微流控SERS传感器尚未在学术界之外产生显著影响。但新近出现的柔性多孔纸基SERS传感器正展现出对实际现场应用场景的广泛适应性。相较于刚性与微流控SERS传感器,纸基SERS传感器具有三大优势:(i) 可采用卷对卷制造工艺实现低成本传感器生产;(ii) 能通过擦拭或浸泡直接简便地采集样品至传感器;(iii) 无需设备即可完成样品净化分离。本综述论证了转向纸基SERS传感器将最终推动样品原位分析化学应用的实现。我们系统呈现并比较了多种纸基SERS传感器的制备技术,详细阐述其各类样品采集与净化功能,重点解析这些特性如何赋能实际现场应用。最后,我们展望了未来发展方向,包括受纸基SERS启发而产生的新兴理念。
关键词: 柔性传感器、纸基传感器、表面增强拉曼散射、多孔传感器、原位检测、分析化学
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过质谱和紫外-可见光谱进行有机反应在线监测的过程分析技术
摘要: 过程分析技术(PAT)在制药等行业中通过分析仪器实时监测化学过程。每种PAT分析仪都有其自身的优缺点,而多路复用PAT分析仪具有优势,因为它们可以提供验证性测量并提高分析的整体可信度。在教学环境中,在线反应监测使教师能够解释仪器技术的基础知识,同时突出相关的实际应用。在此,我们介绍一个教学实验练习,学生通过流动紫外-可见光谱法和质谱分析监测酰胺键形成反应。这两种特定仪器的结合使学生能够在一次实验练习中研究两种仪器,探索每种仪器背后的基础原理,并思考这些仪器方法的优缺点。3D打印技术助力两种仪器的耦合,使学生能够探索快速原型制作如何促进创新程序的开发。
关键词: 有机化学、质谱分析、紫外-可见光谱、实验教学、仪器分析方法、实践操作/教具、高年级本科生、分析化学、化学反应
更新于2025-09-04 15:30:14