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钾钠酒石酸氢盐四水合物和L-酒石酸作为前驱体的光谱学与理论研究:用于原位激光诱导沉积催化活性铜微结构
摘要: 在本研究中,我们探讨了l-(+)-酒石酸钾钠四水合物(KNaT)和l-酒石酸(H2T)对水溶液有机组分原位激光诱导催化降解过程中络合反应的影响——该过程会生成不饱和烃类。为此,我们采用了ATR-FTIR、拉曼、红外及近红外光谱技术并结合量子化学计算。研究发现:通过羧酸根基团实现的T2?阴离子水合作用强于羟基基团。我们还确定了固态-液态相变及酸碱盐转变过程中,T2?、HT?和H2T振动吸收谱带的光谱特征变化规律,这些变化与溶液组分浓度及[OH?]/[H2T]比值相关。最终证实乙烯是酒石酸铜络合物催化降解的主要产物。
关键词: 红外、激光诱导铜沉积、密度泛函理论计算、酒石酸、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、催化、近红外、拉曼光谱、四水合酒石酸钠钾
更新于2025-10-22 19:40:53
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不同相对空气湿度和紫外A辐射条件下稻草的降解行为
摘要: 本研究中,秸秆在三种相对空气湿度(RH)水平(90%、60%或30%)之一下持续降解150天,以评估湿度对秸秆生物降解的影响。此外,秸秆经紫外线(UV)-A照射+90% RH处理180天,以评价光降解与生物降解的相互作用。30%和60% RH对秸秆降解的影响不明显。90% RH和UV-A+90% RH处理下的秸秆质量损失分别为18.5%和39.1%。BIOLOG分析表明,丝状真菌在秸秆生物降解中起主要作用。热重分析显示,UV-A+90% RH处理倾向于提高最大热解速率并降低初始热解温度。与90% RH相比,红外光谱分析显示UV-A+90% RH处理的功能团(如–CH、–C=O和苯环结构)明显减少。通过扫描电子显微镜观察到UV-A+90% RH处理初期和末期的秸秆降解细菌。结果表明湿度对丝状真菌介导的秸秆生物降解程度具有重要影响。在高UV-A辐照和高湿度条件下,光降解与生物降解的共同作用可加速秸秆降解。
关键词: 相对空气湿度、生物降解、热重分析、光降解、紫外线A照射、BIOLOG系统、扫描电子显微镜、衰减全反射傅里叶变换红外光谱
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用ATR-FTIR光谱法快速定量分析包埋于复杂有机基质中的丁香(Syzygium aromaticum)和留兰香(Mentha spicata)精油
摘要: 精油(EOs)常被封装于复杂多样的基质中以抵御潜在降解或控制其释放。为实现在食品中的最佳应用,需对其封装及储存后的成分进行快速精准定量。为此,本研究开发并测试了一种快速衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)方法,针对两种封装精油(丁香(Syzygium aromaticum)和留兰香(Mentha spicata))展开验证。尽管基质成分复杂,该方法结合单变量/多变量回归模型展现出对两种封装精油的总体定量潜力。对于以丁香酚和乙酸丁香酚为主要成分的丁香精油,基于单一特征峰(1514 cm-1)的分析即可获得良好预测效果(RMSEP值为0.0173克精油/克基质)。而含多种萜类化合物的留兰香精油,通过三个特征峰(799、885及1680–1676 cm-1)分析可实现优质预测(RMSEP值0.0133)。在精油释放实验中,将该ATR-FTIR方法与气相色谱FID定量参考方法对比,并通过阿夫拉米方程建模评估其效能。除节省时间外,该方法还能监测精油成分谱系。该技术可便捷转化为精油行业的日常质量控制分析手段。
关键词: 包封、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、留兰香、精油、定量、丁香
更新于2025-09-23 15:21:21
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衰减全反射光谱技术用于诊断皮肤癌并区分黑色素瘤细胞的不同转移潜能
摘要: 早期诊断皮肤癌及研究癌细胞的转移潜力对合理治疗至关重要。生物组织红外光谱技术作为新兴手段,能呈现健康细胞与病变细胞的光谱差异。本研究证实衰减全反射傅里叶变换(ATR-FTIR)光谱可用于皮肤癌诊断及癌细胞转移潜力鉴别。通过检测水合水平变化和分子改变,该红外光谱技术可识别基底细胞癌、恶性黑色素瘤、痣等不同类型癌症及其转移潜能。我们运用FTIR光谱技术检测不同类型癌细胞的活检样本以实现皮肤癌早期诊断。为区分转移能力,我们对比了同一患者但转移潜能不同的两种人源黑色素瘤细胞,以及具有共同遗传背景但转移能力相异的两种鼠源黑色素瘤细胞。研究发现黑色素瘤会改变细胞膜通透性,且更高转移潜能与细胞膜水合水平相关。因此,ATR-FTIR光谱技术有望助力皮肤癌早期诊断及不同转移潜能的鉴别。
关键词: 衰减全反射傅里叶变换红外光谱、转移性、光谱学、黑色素瘤
更新于2025-09-23 15:21:01
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从红外光谱视角看分散染料在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜中的动态扩散
摘要: 采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱和二维相关光谱(2Dcos)分析技术,研究了典型分散染料分散红9(DR 9)在不同温度下于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜中的扩散行为。根据菲克扩散模型计算发现,DR 9在PET薄膜中的扩散系数随温度升高而增大,这可能归因于PET基体中自由体积和热运动的增加以及DR 9分子在较高温度下的快速移动。通过对扩散光谱的详细分析,识别出多种分子相互作用,包括DR 9的分子内氢键作用以及DR 9与PET之间的偶极-偶极和π-π相互作用。二维相关光谱分析得出的基团运动顺序表明,在这些相互作用中,DR 9的C=O基团与PET之间的偶极-偶极相互作用最先发生,并在DR 9扩散过程中起关键作用。
关键词: 衰减全反射傅里叶变换红外光谱、二维相关光谱、聚对苯二甲酸乙二醇酯、扩散、分散染料
更新于2025-09-23 15:19:57
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氧化锌与氧化铜纳米粒子与叶绿素的相互作用:一项荧光猝灭研究
摘要: 本研究旨在利用紫外-可见光谱、稳态及时间分辨激光诱导荧光光谱,探究氧化锌纳米颗粒与氧化铜纳米颗粒与主要光合色素叶绿素的相互作用。稳态荧光测量显示,氧化锌和氧化铜纳米颗粒以浓度依赖方式猝灭叶绿素荧光。叶绿素-氧化锌纳米颗粒的Stern-Volmer曲线呈线性,且猝灭常数值随温度升高而增大,表明可能存在动态猝灭。叶绿素寿命随氧化锌纳米颗粒浓度增加而缩短,证实动态猝灭参与了该相互作用。对于氧化铜纳米颗粒,Stern-Volmer曲线呈现向上弯曲的非线性偏离,显示同时存在静态和动态猝灭。此外,叶绿素寿命随氧化铜纳米颗粒浓度增加而降低,表明动态猝灭在叶绿素-氧化铜纳米颗粒相互作用中占主导地位。结合常数随温度升高而减小,以及焓变、熵变和吉布斯自由能变化均为负值,说明范德华力和氢键是叶绿素与两种纳米颗粒相互作用的主要作用力,且该过程具有自发性和放热性。氧化锌和氧化铜纳米颗粒与叶绿素的相互作用通过电子转移机制实现。所得结果有助于理解涉及叶绿素与这两种纳米颗粒的敏化过程。
关键词: 叶绿素与纳米颗粒、分子相互作用、紫外-可见光谱、激光诱导荧光光谱、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、稳态及时间分辨荧光、X射线衍射
更新于2025-09-23 15:57:59
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基于光谱与化学计量学方法区分和分类喷墨、激光及复印机打印文档的研究
摘要: 研究探索了结合化学计量学的衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术(ATR-FTIR),用于喷墨、激光及复印机打印文件的快速无损司法鉴定。本研究旨在确定未知打印文件的来源(即属于激光、喷墨或复印机设备),并可视化同类打印文件内部的差异。研究发现这些打印墨水主要含有聚苯乙烯、双酚A、丙烯酸甲酯和芳香醚等化学成分。通过标准正态变量变换消除墨粉/墨水用量差异后,采用层次聚类分析和主成分分析等化学计量方法实现打印文件区分,并运用线性判别分析将未知打印文件归类至相应打印设备类别。该方法为打印文件提供了稳健、无损、可重现且同步的鉴定方案。
关键词: 主成分分析,复印机,衰减全反射傅里叶变换红外光谱,线性判别分析,激光打印,喷墨打印
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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反刍动物系统中牧草光谱特征的红外衰减全反射光谱分析与定量检测
摘要: 本研究旨在:(1) 探究反刍动物系统中模型饲料[国外来源(编码为"FSO",n=7)与中国来源苜蓿干草"CSO"(n=5)]的蛋白质分子结构特征与代谢特性;(2) 量化饲料蛋白质分子结构与蛋白质利用效率及可利用率的关系。采用先进非侵入性振动分子光谱技术(ATR-FTIR:衰减全反射傅里叶变换红外光谱)结合化学计量学揭示饲料蛋白质分子结构,通过单变量与多变量分子光谱分析研究模型饲料的分子结构特征。该分子结构研究通过ATR-FTIR光谱提供了酰胺I区与II区的详细蛋白质结构特征(包括峰高、总面积比、酰胺I与II峰高比及面积比)。结果显示:FSO与CSO具有相似的(P>0.05)瘤胃蛋白质降解动力学特征,但FSO在肠道可消化蛋白(IDP)和总可消化蛋白(TDP)及真可吸收养分供应方面表现更优(P<0.05)。就肠道蛋白质消化而言,FSO在以下指标显著更高(P<0.05):瘤胃未降解蛋白的肠道消化率(dIDP:47.5% vs 38.3%RUP)、肠道可消化蛋白(IDP:17.6% vs 13.7%CP)。作为真可吸收养分供应,FSO含有更高的(P<0.05)真可吸收瘤胃合成微生物蛋白、小肠可吸收瘤胃未降解饲料蛋白、小肠总真消化蛋白、代谢蛋白及饲料产奶价值(FMVDVE:1.2 vs 1.1 g/kg DM)。分子结构-营养互作关系研究表明:蛋白质分子结构特征与瘤胃降解动力学高度关联,并与蛋白质亚组分、肠道消化及反刍动物系统中的真可吸收养分供应显著相关。
关键词: 振动分子光谱法-衰减全反射傅里叶变换红外光谱、肠道消化、模型牧草、真可吸收蛋白质供应、瘤胃降解、蛋白质分子结构与构象、单变量与多变量分子光谱分析
更新于2025-09-12 10:27:22
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开发用于脑肿瘤患者分层的红外光谱检测技术:多形性胶质母细胞瘤与淋巴瘤
摘要: 在英国,超过三分之一的脑瘤患者在确诊前会就诊全科医生五次以上,导致62%的患者以急诊形式确诊。遗憾的是,脑瘤症状缺乏特异性,多数患者多次主诉头痛后才被转诊至神经科。由于目前尚无早期检测脑癌的方法,患者平均预期寿命因此缩短20年。这些数据表明现有诊疗路径效果不佳,亟需快速诊断检测手段。 衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)光谱技术能通过分析全部大分子类别,对癌症特征标志物具有高灵敏度。既往研究证实,血清光谱分析与先进数据分析相结合可快速客观判断脑瘤严重程度。近期研发的新型高通量ATR附件具有成本效益优势,适合英国国家医疗服务体系临床转化。本研究收集了765份健康对照者及各类脑癌患者的血清样本,成为迄今规模最大的光谱学研究之一。 随机森林、偏最小二乘判别分析和支持向量机三种稳健机器学习技术均取得良好效果。该新型高通量技术通过平衡准确率90%实现脑癌与非癌症的鉴别,与传统固定金刚石晶体方法相当。此外,区分脑瘤类型对神经科医生具有重要价值——部分肿瘤仅靠医学影像难以鉴别(如高度恶性的多形性胶质母细胞瘤与原发性脑淋巴瘤在磁共振成像中表现相似,常导致误诊)。本研究报道红外光谱技术以90.1%敏感性和86.3%特异性区分胶质母细胞瘤与淋巴瘤患者的能力??煽康难逭锒霞觳饪杀苊馐质跣枨螅铀倩颊呓邮苋范ㄐ苑呕频慕?。
关键词: 多形性胶质母细胞瘤、脑肿瘤、红外光谱检测、淋巴瘤、机器学习、衰减全反射傅里叶变换红外光谱
更新于2025-09-12 10:27:22