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质谱成像揭示半导体纳米颗粒界面光电子转移与羟基自由基抽取导致的芳香族有机氯光催化降解中间体
摘要： 有机氯化合物是具有高持久性和毒性的污染物，广泛分布于各类水生或土壤环境及食物链中并不断累积。利用半导体纳米颗粒进行异相光催化降解这类污染物，已被公认为有效的净化途径之一。要理解其降解机制并设计高效半导体纳米颗粒，需对多种难以通过现有光谱技术鉴定的降解中间体进行结构识别。本研究开发了一种质谱分析方法，用于探究不同半导体纳米颗粒界面的光电子转移和羟基自由基抽取过程。研究发现，吸附在纳米颗粒表面的氯苯类物质（包括六氯苯和百菌清）会通过光电子捕获解离及羟基自由基从芳香族C-Cl键抽取氯原子，立即发生脱氯和环断裂反应。借助Q-TOF质谱仪提供的实验证据，已明确鉴定出不同中间体。研究表明，原子周围的电子密度与侧链的空间位阻共同影响光电子捕获和羟基自由基抽取的位点选择性，但化学键断裂所需能量及所获电荷的稳定化程度对降解效率起关键作用。通过质谱成像技术，揭示了不同半导体纳米颗粒的光催化差异性。
关键词： 光电子捕获解离、界面光电子转移、氯苯、质谱法、羟基自由基
更新于2025-09-23 15:23:52
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在线光化学衍生化技术实现了不饱和磷脂异构体的全面质谱分析
摘要： 基于质谱的脂质组学是脂质结构分析的主要工具，但有效定位不饱和脂质中碳-碳双键（C=C）以区分C=C位置异构体仍具挑战性。本研究通过将Paternò-Büchi反应在线C=C衍生化与液相色谱-串联质谱联用，开发了大规模脂质分析平台。该平台提供了丰富的脂质C=C位置异构体信息，在牛肝中鉴定出200多种不饱和甘油磷脂的C=C位置，并发现55组C=C位置异构体。通过分析乳腺癌患者组织样本和2型糖尿病患者血浆样本，我们发现C=C异构体比例受个体间差异的影响远小于其单独丰度，表明异构体比例可能用于脂质生物标志物的发现。
关键词： C=C位置异构体、生物标志物发现、帕特诺-布奇反应、质谱法、脂质组学
更新于2025-09-23 15:23:52
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近场解吸质谱法实现化学与形貌单细胞成像
摘要： 在纳米级分辨率下同时获取单个细胞内的化学和形貌信息对细胞生物学至关重要，但当前技术受限于横向分辨率和检测灵敏度，仍是巨大挑战。我们在此报道了用于共定位化学与形貌成像的近场解吸质谱技术开发，从而弥合了激光质谱方法与多模态单细胞成像之间的差距。利用这一集成平台，实现了250纳米的成像分辨率及三维形貌重建的化学单细胞成像。该技术比现有微米级激光质谱成像方法能提供更深入的细胞信息。鉴于近场设备的简便性和紧凑性，该技术可引入基质辅助激光解吸电离质谱，从而在纳米级分辨率下为多学科领域扩展质谱的多模态能力。
关键词： 单细胞分析、分析方法、多模态成像、质谱法、近场解吸
更新于2025-09-23 15:23:52
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吸附甲醇分子单层的激光诱导解离
摘要： 天文观测表明，在分子云致密核的气相中存在大量甲醇分子，仅靠气相化学反应无法解释这一现象。甲醇丰度的显著来源应归因于尘?？帕１砻娣⑸幕Х从Γ约胺从Σ锓肿铀婧笸迅浇肫嗟墓?。为发展和完善涉及这些过程的模型，有必要对吸附材料中的光诱导过程开展实验室研究。本文展示了吸附态甲醇分子的实验结果：在液氮冷却的熔融石英表面（温度约100K）物理吸附形成的单层甲醇分子，在高真空环境下接受波长λ=248nm的准分子KrF激光纳秒脉冲辐照。通过四极质谱仪记录了三光子激光激发产生的光解碎片，测定了H、OH和CH3光碎片的相对产率。对部分氘代CH3OH分子的紫外光解显示，氢原子既可能来自羟基也可能来自甲基。与气相孤立分子光解及多层分子膜解离不同，即便在10eV能量范围内，吸附态甲醇单层的光激发也不会引发显著化学转化，不会生成H2和CH4等分子组分。针对现有天体化学建模问题，本文探讨了所获实验室结果的可能应用途径。
关键词： 化学反应、天文观测、吸附单层膜、质谱法、光诱导过程、气相、尘埃粒子表面、KrF激光器、光解离、甲醇
更新于2025-09-23 15:21:01
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对极紫外光刻胶材料中化学过程的基本理解
摘要： 为推动极紫外（EUV）光刻技术发展，需要新型光刻胶材料。通过深入理解EUV引发的化学反应机理，能够实现高效光刻胶的定制化设计。本文探讨了光刻胶薄膜吸收EUV光子后发生的过程，并阐述了一种从基础层面研究这些过程的新方法。研究人员采用化学放大型EUV光刻胶单体单元类似物，在气相状态下实验研究了光吸收、电子发射和分子碎裂等过程。为验证EUV吸收截面对选择性光捕获取代基的依赖性，运用以下技术表征了卤代甲基苯酚：通过光电子能谱分析分子发射电子的动能与产额；针对碘代甲基苯酚检测了光致电离后的俄歇电子发射；利用质谱法推断了电子发射与原子弛豫后的分子碎裂路径。为探究发射电子与凝聚态薄膜中中性分子的相互作用，研究了中性气相分子与电子束作用时的碎裂模式，发现其与EUV光子引发的碎裂具有相似性。实验证实在电离阈值以下，共振电子附着会使碘代甲基苯酚发生解离。
关键词： 光吸收、分子碎裂、电子发射、光刻胶、质谱法、俄歇电子、光电子能谱、极紫外光刻、共振电子附着、卤代甲基苯酚
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于格列美脲尿液分析的Fe3O4@氧化石墨烯纳米团簇的制备与比较：基于表面辅助激光解吸/电离飞行时间质谱法
摘要： 氧化石墨烯（GO）具有吸附特定化合物的能力，且可通过功能基团修饰实现不同用途；例如利用氧化铁（IO）纳米颗粒的磁性来富集分析物。近期已开发出多种氧化石墨烯，如单层氧化石墨烯（SLGO）、2至4层氧化石墨烯（即少层氧化石墨烯，FLGO2–4）以及4至8层氧化石墨烯（即多层氧化石墨烯，MLGO4–8）。然而这些包覆氧化铁纳米颗粒的层状氧化石墨烯的吸附性能尚未被研究。本研究采用简便乳液-溶剂蒸发法合成了包覆层状氧化石墨烯的磁性氧化铁纳米簇，并创新性地将其用于格列美脲分析。该方法基于：(i) 利用包覆层状氧化石墨烯的磁性氧化铁纳米簇（IO@SLGO、IO@FLGO2–4和IO@MLGO4–8）富集格列美脲；(ii) 通过基于磁性簇的表面辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（SALDI-TOFMS）快速测定。研究发现含最多氧化石墨烯层数的IO@MLGO4–8磁性簇具有最佳检测限（格列美脲为28.6 pmol/μL）。氧化石墨烯层数对提升SALDI-MS灵敏度具有重要作用，表明磁性簇中氧化石墨烯尺寸影响着解吸/电离效率。据我们所知，这是首个利用不同类型氧化石墨烯磁性簇富集格列美脲的研究，同时证实经HLB纯化尿液中磁性簇吸附的格列美脲可通过SALDI-TOFMS进行分析。
关键词： 质谱法，氧化铁，格列美脲，纳米团簇，表面辅助激光解吸电离，氧化石墨烯
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于锕系元素混合物分析的高选择性两步激光电离方案
摘要： 共振电离质谱法已被证明是一种高效且选择性极佳的方法，可用于空间分辨的超痕量锕系元素污染测定，以及表面和环境颗粒中特定元素与同位素分布的分析。我们报道了为此目的而确定的具有高度元素选择性的光学激发方案，特别关注235U与239Pu以及243Am与241Pu的同量异位素比值的精确测定。所选的两步电离方案针对合成多元素锕系混合物（元素比例Pu:Am:U=1:10:104，该组成例如典型乏核反应堆燃料）的元素选择性进行了表征。
关键词： 质谱法、锕系元素、激光光谱学、多元素混合物、同位素比
更新于2025-09-23 15:21:01
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拉曼光谱结合环境电离质谱：法医实验室对快速简便双仪器分析技术的探究
摘要： 我们设计了一项实验室实验，让高年级化学专业本科生运用台式拉曼光谱仪与常压电离质谱仪（MS）这对仪器分析技术组合，对非处方药进行批量检测；同时利用相应的便携式仪器，对违禁药物开展痕量分析。该实验围绕这两项仪器分析技术展开。法医实验室对查获毒品的鉴定确认属于常规操作，而联用这两种仪器技术可简化流程：先采用常规拉曼光谱分析，再通过纸锥喷雾电离（PCSI）质谱仪完成常量样品检测；通过纸基表面增强拉曼光谱（SERS）与纸喷雾电离（PSI）质谱仪构成的单基底双分析仪简易方法实现痕量分析。向学生引入这些新策略时，通过实操体验使他们接触到法医学潜在职业路径——既掌握这组分析方法的基础知识（包括性能对比），也了解成本、法规和数据库等实际问题。鉴于便携式仪器属于正从学术实验室向工业实验室转移的前沿技术，且能引发关于"将实验室带到现场"利弊的宝贵讨论，其使用为学生提供了额外学习体验。
关键词： 质谱法、实践学习、法医分析、滥用药物、纸锥喷雾电离、纸喷雾电离、纸表面增强拉曼光谱、拉曼光谱、环境电离、实验室教学
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用微型100GHz光谱仪检测激光挥发盐分
摘要： 旋转跃迁是分子种类（包括同位素异构体）的独特标识符。本文描述了利用微型傅里叶变换毫米波（FTmmW）腔体光谱仪对两种激光挥发盐类（NaCl和KCl）进行的旋转态检测，该技术未来可用于野外或太空环境中的固体成分测量。这两种盐类是外太阳系冰卫星的重要探测目标，原则上FTmmW仪器也可分析其他分子固体。通过将光谱仪与碰撞冷却激光烧蚀源耦合：(a)我们证明FTmmW仪器灵敏度足以检测烧蚀产物；(b)利用FTmmW腔体的小型化特性沿载气束流测量烧蚀产物信号。研究发现对于532纳米纳秒脉冲，烧蚀分子在载气射流中呈广泛分散状态。除微型光谱仪结果外，我们还提供了多项表征激光烧蚀过程的补充测量数据：当脉冲能量介于10至30毫焦耳时，烧蚀产物产率呈线性增长，每30毫焦耳脉冲约产生10^12个盐分子。质谱分析显示NaCl、KCl和LiCl烧蚀羽流中存在Li+、Na+和K+离子，表明挥发性物质发生解离（未观测到盐离子如NaCl+）。但采用800纳米飞秒激光脉冲时，会产生三原子离子团簇Li2Cl+、Na2Cl+和K2Cl+。最后观察到纳秒脉冲存在不完全挥发现象：部分喷射物为液滴形态。这些实验获得的烧蚀羽流物理特性认知，将为未来激光挥发技术的实施提供指导。
关键词： 氯化钾，傅里叶变换毫米波，FTmmW，转动跃迁，氯化钠，质谱法，外太阳系，冰卫星，激光挥发盐，激光烧蚀
更新于2025-09-23 15:19:57
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胰岛素和加压素中二硫键的直接紫外激光诱导还原
摘要： 紫外光（UV）已被证实可诱导溶液中二硫键的还原。该光还原过程被认为是由激发态酪氨酸（Tyr）或色氨酸（Trp）残基提供电子所致。本研究采用强紫外飞秒激光产生光还原产物，并通过光谱学与质谱技术验证Tyr/Trp介导假说。在280纳米波长下进行≤3分钟的有限照射后，激光诱导的精氨酸加压素和人胰岛素还原反应产生了约3%的显著稳定还原产物产率。光生巯基需酸性pH环境维持稳定，而中性pH主要导致分子重排及三硫键形成。值得注意的是，尚无直接证据表明Tyr/Trp介导是二硫键光还原的必要条件。虽然胰岛素可能存在分子间电子转移机制，但该机制在加压素中已被排除。我们提出：在溶液体系中紫外光诱导二硫键还原时，应更多考虑另一种机制——即二硫键直接吸收单个紫外光子。
关键词： 质谱法、光还原、二硫键、酪氨酸/色氨酸介导、飞秒激光、紫外线
更新于2025-09-23 15:19:57