相位测量和频振动光谱(SFG)可以获得物质表面分子取向等信息, 但在实验重复性、 实验设计和界面分析等方面仍有一些关键问题没有解决。 相位误差会引起光谱变化并误导界面结构分析, 因此分析并准确控制误差是相位测量SFG的关键技术。 使用z-切石英作为相位标准, 测量了修饰在熔融石英基底上的十八烷基三氯硅烷(OTS)在C—H振动波段的和频振动光谱, 对OTS的相位光谱进行了解析, 结果表明OTS虚部光谱中, 2 878和2 936 cm-1处的两个正峰分别是末端CH3的对称振动(CH3ss)和费米共振(CH3FR), 2 960 cm-1处的负峰为CH3的反对称伸缩振动(CH3as), 这三个峰的光谱特征和指认与文献一致。 2 910 cm-1附近的负峰为CH2反对称伸缩(CH2as), 与文献比较, 约有20 cm-1的偏移, 且在2 850 cm-1附近还观察到一个负峰, 归属为CH2对称伸缩(CH2ss), 分析认为与文献的差异可能是因为样品制备时间影响了OTS的分子排列结构。 通过建立OTS虚部谱与CH3取向角的关系, 发现CH3的三种振动模式的c轴与表面法线的夹角均小于90°, 其H更多为向上取向且排列有序, 表明相位测量相较于强度测量可以获得更丰富的表面信息。 同时, 讨论了待测样品和参考样品位置的非一致性对相位测量精度的影响。 通过测量OTS在三个不同位置(12.1, 12.3和12.73 mm)的虚部谱, 并与模拟相位误差的引入对虚部谱的影响对比, 发现待测样品与参考样品测量位置间2.5 μm的位移对应于1°的相位误差, 20°相位的偏移会导致零点位置移动约6 cm-1, 从而引起振动峰位置和符号等的改变, 导致对光谱的错误解析。 为了获得界面分子稳定可靠的相位信息, 需要严格控制两次样品测量位置一致。 实验研究结果为提高和频振动光谱相位测量的精度与准确性提供了指导, 为界面分子表面态的检测与分析、 及微小信号的探测提供了有效手段。

光腔衰荡光谱(CRDS)技术具有精度高、灵敏度高、线性动态范围大的优势,被广泛应用于环境大气碳和水循环监测、人体呼气监测、深海/海洋溶解气体监测等领域。本文简要介绍了CRDS的基本原理及其发展历程,梳理了近年来国内外研究机构在痕量气体及同位素探测上的应用研究进展,重点介绍了中国科学院安徽光学精密机械研究所在环境大气温室气体探测、青藏高原气体廓线探测和深海溶解气体及其同位素探测应用领域中的研究工作、目前已经取得的研究进展以及还存在的相关问题,最后展望了CRDS技术在痕量气体探测领域的应用前景和未来发展趋势。

近年来, 许多研究人员不断努力为药物、除草剂、食品添加剂等小分子物质高特异性、高灵敏的检测和分析开发新的方法和技术。然而, 目前通用的分子检测方法的实施需要较长的前处理时间、昂贵的大型仪器设备及专业操作人员, 无法实现有选择的识别及快速的现场检测。所以, 在本研究中我们将量子点表面分子印迹聚合物(QDs@MIPs)与光纤相结合, 构建了一种新的光纤探头, 并将该光纤探头应用于光纤传感器, 检测小分子物质莱克多巴胺(RAC)。试验中, 我们对QDs@MIPs的表征、光纤探头的性能、光纤探头对RAC的浓度响应、光纤传感器的特异性及光强分布进行了探究。研究结果表明, 该光纤探头应用于光纤传感器能够提高光纤传感器的灵敏度, 使分子印迹光纤传感器具有更高的特异性识别能力和较强的抗干扰能力, 同时检测过程简便快捷, 适用于快速的现场检测。

滚环扩增技术(RCA)是近年来发展起来的一种新型的核酸扩增技术。该技术是基于连接酶连接、引物延伸、与链置换扩增反应的一种等温核酸扩增方法。在恒温的条件下, 可以产生大量的与环型探针互补的重复序列。与传统的核酸扩增方法相比, 它具有扩增条件简单, 特异性高, 能在恒温条件下进行等特点。滚环扩增技术结合荧光、电化学、电化学发光等检测技术可以实现高灵敏的生物分子检测。这些特点使得滚环扩增技术在生物分子诊断领域具有潜在的应用价值。本文概述了滚环扩增技术的基本原理,详细地介绍了滚环扩增技术在当前生物检测中的应用现状,并对其前景作了展望。