除草剂可以快速、 有效地进行除草, 已被广泛应用, 但是在除草剂使用同时也会对周围环境和农作物带来一定程度的污染, 例如农业生产过程中经常发现由于除草剂使用不当而使果树中毒的现象。 异丙甲草胺是一种酰胺类选择性除草剂, 被广泛应用于旱地作物、 蔬菜和果园、 苗圃。 根据相关文献报道, 基于气相色谱法、 气相色谱-质谱联用法和固相萃取等方法可以实现异丙甲草胺残留检测, 而基于吸收光谱法对异丙甲草胺的分析未见相关文献报道, 提出直接利用吸收光谱及其导数光谱分析法实现异丙甲草胺农药及其在苹果汁中的农药残留检测。 首先利用分光光度计对不同浓度异丙甲草胺药液进行吸收光谱实验研究, 发现在266 nm处有明显吸收光谱特征峰。 对农药吸收光谱进行拟合分析, 得到异丙甲草胺药液浓度和吸光度之间预测模型函数方程, 函数方程为y=2.147 09x+0.031 98, 相关系数为0.998 5。 然后利用分光光度计对苹果汁-异丙甲草胺混合溶液进行吸收光谱实验研究, 相对于纯苹果汁吸收光谱, 在混合溶液吸收光谱中发现266 nm处为异丙甲草胺所对应的特征峰。 对苹果汁中药物浓度和吸光度进行建模, 模型函数为: y=0.704 9+0.826 8x, 其相关系数为0.991 1。 可以看出, 当苹果汁中异丙甲草胺残留量很低时, 其农药吸收光谱特征峰并不明显。 为进一步提高检测效果, 对混合溶液吸收光谱进行一阶导数处理, 得到其一阶导数吸收光谱。 与苹果汁吸收导数光谱相比较, 苹果汁-农药混合溶液导数光谱有两个明显特征光谱峰, 分别位于269和276 nm处。 进一步分析苹果汁-异丙甲草胺混合溶液的导数吸收光谱峰值与农药含量之间的关系, 对异丙甲草胺含量与导数光谱吸光度进行函数拟合。 其中269 nm对应预测模型函数关系式: y=0.005 3-0.090 6x, 相关系数r=0.992 5; 276 nm对应预测模型函数关系式为y=-0.000 769-0.302 8x, 相关系数r=0.990 6。 为验证由吸收光谱和其一阶导数光谱所得苹果汁中农药残留预测模型的准确性, 另外配置五种浓度苹果汁－异丙甲草胺混合溶液。 然后在同等条件下对其进行吸收光谱实验, 将266, 269和276 nm处的吸光度分别代入对应模型函数可求得浓度预测值, 结合已知浓度值可计算其平均回收率, 其中吸收光谱266 nm对应平均回收率为104.68%, 导数光谱269 nm对应平均回收率为104.59%, 276 nm对应平均回收率为105.18%。 对苹果汁中异丙甲草胺检测模型进行分析, 计算得到检出限(LOD)和定量限（LOQ）参数值, 其中原始吸收光谱对应LOD和LOQ分别为0.014 8和0.049 2 mg·mL-1, 一阶导数光谱对应LOD和LOQ最小值分别为0.001 5和0.004 9 mg·mL-1。 研究结果表明, 采用吸收光谱方法对苹果汁中异丙甲草胺进行直接检测与分析是快速和可行有效的, 而且对吸收光谱进行导数运算处理后, 检测效果更优。

为研究强光激励下纳米氧化锌发光机制,以气相传输法制备的冠状样品为对象,室温下以1 100 nm与1 150 nm脉冲激光以及350 nm氙灯对其进行激励,观测光致发光谱.根据光强关系和强场与物质作用的三阶微扰理论,认为 1 100,1 150 nm激光激励下的样品的紫外与可见光波段的辐射机理分别归因于样品中三光子吸收和二次谐波效应.同时,基于激子非弹性碰撞复合机制,对紫外辐射的红移现象进行了分析.

为提高系统的测量范围、灵敏度与线性度, 利用拉锥光纤替代均匀光纤, 进行表面等离子共振光纤传感器性能优化研究.通过大功率激光熔融拉锥工艺, 结合圆环靶磁控溅射制备了锥形光纤等离子共振探头;利用光纤光谱仪, 在1.33-1.43RIU折射率变化范围内, 以探头的表面等离子共振吸收谱对称性、吸收谱半高全宽的稳定性, 以及探头共振吸收波长分辨率为指标, 进行探头性能测试与筛选;利用筛选出的探头, 基于调频光谱原理构建闭环检测系统;在相同检测对象与检测环境条件下, 以阿贝折射率仪测量结果为参照, 对均匀探头与锥形探头的检测结果进行比较.结果表明, 在1.33-1.43 RIU范围内, 相对于均匀光纤探头0.00032 RIU的测量准确度、2 600 nm/RIU的波长分辨率, 锥形探头可在较大折射率变化范围内, 以较好的线性度, 实现0.00003 RIU测量灵敏度和约4 500 nm/RIU的波长分辨率.

固定激发波长320nm, 对不同浓度百菌清药液进行荧光光谱实验,发现在352和366nm处有明显特征峰, 随着药液浓度降低, 366nm肩峰逐渐消失, 而352 nm特征峰保持稳定;对百菌清浓度和所得发射光谱荧光强度(352 nm)进行指数函数回归分析, 相关系数为0.999, 实验结果与荧光强度-浓度理论计算公式相符合;对低浓度药液浓度和荧光强度进行线性拟合, 其百菌清残留预测模型函数相关系数为0.995, 最低检出限为0.018 8 μg·mL-1, 定量极限值为0.062 7 μg·mL-1, 线性范围为0.062 7～28.45 μg·mL-1。通过对中药材黄芪和枸杞与百菌清混合体系的荧光光谱进行研究, 发现两种中药材对百菌清荧光强度都有较强的衰减, 表明它们都和百菌清发生了相互作用。经过分析计算, 黄芪和枸杞的衰减率分别为88.5%和99.7%, 对其建立强度衰减模型函数, 相关系数分别为0.994和0.997。研究结果为利用荧光光谱检测百菌清残留提供了实验依据, 表明可以采用荧光光谱方法直接对百菌清农药残留进行检测, 相关参数值满足检测要求标准, 这为进一步利用荧光光谱检测该农药在果蔬中的残留具有重要的参考价值。同时发现药食同源类中药材枸杞和黄芪都能对百菌清荧光特征峰强度产生显著衰减, 这为研究利用药食同源类中药材降解农药残留提供了新的研究思路。

对牛血清白蛋白(BSA)与盐酸特拉唑嗪(THD)混合体系进行了荧光发射光谱和同步光谱实验研究。BSA溶液在340 nm处有明显荧光特征峰, 当加入THD后导致牛血清白蛋白发生内源荧光猝灭。据此建立了以BSA为探针的THD含量测定方法, 通过该方法所得的模型函数相关系数都高于0.99。对所得模型函数进行了实验验证, 其中发射光谱模型函数回收率为96.04%~103.16%, 同步光谱模型函数回收率为100.41%~105.58%, 相对标准偏差分别为3.70%和2.42%。荧光发射光谱和同步光谱方法的检出限分别为0.64×10-8 mol/L和0.66×10-8 mol/L, 定量限分别为0.21×10-7 mol/L和0.22×10-7 mol/L。

利用分光光度计, 通过对多菌灵及橙汁-多菌灵混合体系的紫外-可见吸收光谱进行研究, 得到橙汁中不同农药含量下的吸收光谱特征, 分析了吸光度与多菌灵农药含量的关系。 研究表明: 多菌灵药液在285 nm处有较强的特征吸收峰。 通过向橙汁中逐量添加028 mg·mL-1多菌灵标准溶液, 与纯多菌灵药液吸收光谱比较, 发现峰值位置出现了小幅度蓝移(285～280 nm), 说明橙汁和多菌灵发生了相互作用, 通过对280 nm波长处的吸光度与多菌灵药液含量进行最小二乘法线性拟合, 建立了橙汁中吸光度与多菌灵农药含量之间的预测模型, 发现吸光度与多菌灵药剂含量具有很好的线性关系, 其线性函数模型为: I=241+926x, 相关系数为0996, 回收率在81%～102%之间。 根据该回归模型, 可以得到橙汁中多菌灵农药残留量的准确值, 从而验证了利用紫外-可见吸收光谱测定橙汁中多菌灵残留量的方法的可行性。 研究表明, 利用光谱技术直接对果汁中农药残留检测方法是可行的, 能够满足快速分析的需要, 本研究为农药残留检测提供了新的途径。

基于气相传输法制备具有六方对称截面棒状的氧化锌样品,在应用扫描电子显微镜和X-射线衍射仪进行结构表征后,室温下以中心波长为355 nm的纳秒脉冲激光激发,研究激励光强变化对其紫外受激辐射特性影响。实验中发现,当激励光功率密度提高至225 kW/cm2左右时，在宽谱自发辐射背景中初步观测到中心波长为393 nm的低阈值、高Q值的受激辐射；此时，进一步提高激励光功率密度,辐射光强会迅速提高,辐射模式与波长基本稳定；继续提高激励光强至450 kW/cm2左右时，受激辐射光强随激励光强的增加呈饱和现象，辐射模式数相对稳定但各模式中心呈现波长连续红移。理论分析表明,所观测的受激辐射具有典型回音壁模谐振模特征,辐射模式和光强随激励条件变化，与样品中激子激子非弹性碰撞散射后的复合发光机制有关；高功率密度激励条件下辐射强度饱和、各模式中心波长的连续红移,与样品Mott相变后的库仑屏蔽效应、能级重整以及自由载流子的无辐射复合有关。

根据有机物受激发射荧光的基本原理, 研究了杀虫剂吡虫啉的荧光特性。 利用荧光光谱仪对吡虫啉及苹果汁-吡虫啉混合体系进行了研究, 得到了苹果汁中不同农药含量下的荧光谱图, 分析了荧光强度与农药含量的关系。 实验表明: 当234 nm作为激发波长时, 苹果果汁几乎没有荧光峰出现, 而吡虫啉有很强的荧光, 荧光峰值在373 nm左右。 向果汁中逐量添加吡虫啉药液后, 得到苹果汁中吡虫啉含量最佳预测模型, 决定系数达到0.996 74, 预测准确率高于90%。 研究结果表明, 利用荧光光谱法直接对苹果果汁中农药残留检测是快速和可行有效的。

目前对环境污染物的检测手段有多种,但都存在一定的局限性,作者介绍了一种环境污染气体检测的新方法-离子迁移谱(IMS)法.结合本实验室的研究工作简述了设计制作IMS的基本结构,介绍了IMS的基本原理,阐述了近期国际上IMS在环境污染物(如苯系物、卤代烯烃、全氟化碳、醇类及多环芳香烃等)检测中的研究进展,最后通过对研究结果进行分析,得出IMS在环境污染物检测这一领域中正逐步吸引越来越多的科学家的兴趣,是一种非常有效的环境检测方法,具有重要的应用价值和发展前景.