桂林电子科技大学 生命与环境科学学院，广西桂林541004
为了实现微细等离子体的精准灭菌，设计了新型微细等离子体射流装置，并对该装置产生的含氧活性粒子（Reactive Oxygen Species， ROS）和含氮活性粒子（Reactive Nitrogen Species， RNS）分布范围及其灭菌范围进行研究。淀粉碘化钾混合溶液里的碘离子可以被微细等离子体射流产生的ROS，RNS氧化成碘单质，根据淀粉遇碘变蓝的显色原理，使用含有淀粉碘化钾混合溶液的琼脂培养基表征该装置射流中ROS，RNS的分布范围。将菌液涂布在琼脂培养基上，使用微细等离子体射流装置在相同的条件下处理不同的时间，于生化培养箱中37 ℃培养以进行灭菌范围的表征。最后在Ts2FL尼康倒置荧光显微镜下进行观察。实验结果表明，在交流电压幅值为5 kV，中心频率为10 kHz，作用时间为10，20和30 s时，灭菌范围分别控制在30，65和75 μm的直径内。等离子体射流与处理物体表面不直接接触和等离子体与物体表面直接接触两种作用方式相比，前者的灭菌范围更小，更容易实现精准控制。该装置将目前毫米量级的灭菌范围提高到了微米量级，对等离子体医学研究具有重要意义。
微细等离子体 灭菌 淀粉碘化钾混合溶液 微米级 micro plasma sterilization starch-potassium iodide mixture micron scale
1 桂林电子科技大学生命与环境科学学院, 广西 桂林, 541004
2 广西信息科学实验中心, 广西 桂林, 541004
采用LIGA(Lithographie, Galvanoformung, Abformung)工艺设计加工了一种微型针-柱放电结构芯片,可实现敞开式离子源和微型气泵的系统集成。此微型放电结构由采用电镀铜加工而成的针电极、上圆柱电极和下圆柱电极组成, 针-柱间距有1 mm、2 mm两种规格。在室温、大气压环境、无外界通入气流的条件下, 通过在针-柱电极上加载负直流高压, 可产生稳定的气体放电。利用风速计testo 405-V1测量芯片气体放电产生的离子风风速, 结果表明针-柱间距为2 mm时产生的离子风流速最大, 可达0.79m/s。对针-柱间距2mm规格的微型芯片进行乙酸进样电离实验, 当针-柱之间产生稳定的电晕放电后, 可发现位于芯片出口处已被去离子水润湿的PH试纸变红。此时利用微弱电流检测系统采集电离产生的离子, 当放电电压为-3300V时, 通过微弱电流采集系统检测到的电流信号可达120pA。采用LTQ XL 离子阱质谱仪, 对芯片电离丙酮、无水乙醇和乙酸乙酯的离子产物进行检测, 所得到的主要物质为质子化单体离子和二聚物离子。放电产生离子风风速以及乙酸的进样和电离实验表明, 基于LIGA的微型针-柱结构芯片可实现大气压环境下敞开式离子源和微型气泵的双重功能。
微型放电结构 电晕放电 离子源 微型气泵 Micro discharge structure corona discharge ion source mini air pump
桂林电子科技大学生命与环境科学学院, 广西 桂林 541004
采用紫外-可见光谱法（UV-Vis）研究三种二茂铁衍生物［Fc(COOH)2(λmax=286 nm), Fc(OBt)2(λmax=305 nm), Fc(Cys)(λmax=289 nm)］与血红素(heme, λmax=386 nm)的相互作用。 实验结果表明： 当固定heme浓度时, heme的吸光度随着Fc(COOH)2和Fc(Cys)浓度的增加而增大, 而heme的吸光度随着Fc(OBt)2的浓度的增加几乎没有增大； 当分别固定Fc(COOH)2, Fc(Cys)和Fc(OBt)2的浓度时, Fc(COOH)2和Fc(Cys)的吸光度随着heme浓度的增加而增大, 而Fc(OBt)2的吸光度随着heme浓度的增加没有变化, 说明Fc(COOH)2和Fc(Cys)与heme存在分子间的相互作用, 主要是由于Fc(COOH)2和 Fc(Cys)与heme能形成氢键, 分子链增长, 吸收的能量增加, 导致吸光度增大； 而Fc(OBt)2与heme没有分子间的相互作用, 是由于Fc(OBt)2没有自由的氢, 不能与heme形成分子间的氢键。 同时考察了三种二茂铁衍生物与heme 的吸光度随时间的变化, Fc(COOH)2和 Fc(Cys)与heme的吸光度随着时间的增加而减少, 而Fc(OBt)2与heme的吸光度随时间的变化几乎没有变化。 Fc(COOH)2与Fc(Cys)和heme的反应时间为0.5, 18和48 h, 当固定Fc(COOH)2浓度时, 在λmax=384 nm处的吸光度由2.64分别变为2.53和2.51； 当固定heme的浓度时, 在λmax=384 nm处的吸光度由1.76分别变为1.72和1.68； 当固定Fc(Cys)浓度时, 在λmax=397 nm处的吸光度由2.74分别变为2.63和2.55； 当固定heme的浓度时, 在λmax=397 nm处的吸光度由1.82分别变为1.58和1.49。
紫外-可见光谱法 二茂铁衍生物 血红素 氢键 UV-Vis spectroscopy Ferrocene derivatives Heme Hydrogen bond 光谱学与光谱分析
2016, 36(5): 1585
1 桂林电子科技大学 生命与环境科学学院，广西 桂林 541004
2 广西信息科学实验中心，广西 桂林 541004
针对现用离子源工作时需外接庞大复杂的供气装置，不利于便携的不足，提出了一种基于离子风的敞开式离子源和微型气泵集成系统。设计了一种新型阵列式针-柱放电电极结构，其可以在大气压下实现敞开式离子源和微型气泵双重功能。选用0～-20 000 V的负直流高压供电电源，10 mm的针-柱间距，分别对单排针-单柱，单排针-双柱，双排针-双柱3种放电电极结构进行电晕放电，并采用testo 405-V1风速计进行风速测量。结果表明，双排针-双柱产生的风速最大。采用COMSOL多物理场仿真软件对3种电极结构进行离子风仿真，并与实验结果对比，结果吻合良好。以双排针-双柱电极结构进行了离子源和微型气泵集成系统实验。结果显示：该结构放电产生的离子风最大为2.11 m/s，可以将装置后端处的乙酸样品吸入；电离产生的最大电流信号为-10 nA左右，表明该装置实现了电离功能。本文所设计的离子源和微型气泵集成系统，实现了后吸式进样并电离，省去了庞大复杂的供气装置，有望应用于便携式分析仪器中。
离子源 微型气泵 离子风 后吸式进样 电离 ion source miniature air pump ionic wind posterior suck sampling ionization 光学 精密工程
2015, 23(12): 3405
