1 南京工业大学 机械与动力工程学院，南京 211816
2 南京工业大学 电气工程与控制科学学院，南京 211816
过度使用抗生素导致的水污染，对自然环境和人类健康造成了重大威胁。低温等离子体作为一种绿色环保的高级氧化技术，被认为是一种最具前景的抗生素降解方法之一，然而在降解效率和能量效率方面还有待进一步提高。利用纳秒脉冲放电激励针-水结构气液放电，获得了一种能产生高活性等离子体的瞬态火花模式放电，并应用于水中四环素降解，研究了脉冲电压、频率、初始浓度、初始pH值等参数对四环素降解的影响，结果表明初始浓度50 mg/L，脉冲电压9 kV、频率2 kHz，初始pH值为中性的条件下四环素的降解率最高，处理时间10 min时降解率达到了91.6%，能量效率和每阶电能分别为0.165 g·kW−1·h−1和0.78 kW·h·m−3。自由基淬灭实验表明羟基自由基 (·OH) 在四环素降解过程中起主要作用，而H2O2和O3的作用稍弱。细胞毒性实验也表明气液放电处理10 min后的溶液毒性显著下降。
低温等离子体 气液放电 四环素抗生素 抗生素降解 活性氧物种 non-thermal plasma gas-liquid discharge tetracycline antibiotics antibiotic degradation reactive oxygen species 强激光与粒子束
2024, 36(3): 035001
1 河北农业大学食品科技学院, 河北 保定 071000 南阳理工学院张仲景国医国药学院, 河南 南阳 473000
2 河北农业大学食品科技学院, 河北 保定 071000
3 中粮营养健康研究院, 营养健康与食品安全北京市重点实验室, 北京 102209
4 北京工业职业技术学院机电工程学院, 北京 100042
表面增强拉曼光谱(SERS)是将目标分子结合在纳米级粗糙金属表面, 使拉曼信号得到显著增强的技术, 具有灵敏度高、 不受水分干扰、 操作简单、 快速、 无损等优点, 现已成为食品、 化学和医学等领域的研究热点。 液体食品(如牛奶、 食用油、 饮料、 蜂蜜、 酒)是人类赖以生存、 日常生活中所不能缺少的食品, 其品质安全关系着消费者的身体健康和企业效益, 因此对液体食品品质安全进行快速、 实时检测具有十分重要的意义。 液体食品安全指标如抗生素残留、 农药残留、 色素、 非法添加剂等物质分子通常具有较强的拉曼活性, 利用SERS技术的“指纹”特性能够对液体食品中的痕量物质进行简单、 快速、 准确的定性、 定量检测分析。 与其他光谱技术相比, SERS技术不受水分干扰, 对水溶液样品基质(如牛奶、 饮料、 酒)的检测分析更为简单, 实现液体食品品质安全的在线实时检测更具潜力, 是液体食品品质安全检测领域一项极具应用潜力和应用前景的前沿分析技术。 文章简述了SERS技术的增强原理并对液体食品安全检测领域相关基底研究进行了总结, 聚焦于SERS技术在液体食品品质安全检测领域的应用研究现状, 重点从样品前处理方法、 基底类型和检出限三方面对液体食品相关品质安全指标(如油脂氧化、 抗生素残留、 农药残留、 葡萄酒产地辨别等)方面的新近研究工作和进展进行归纳总结; 讨论了SERS技术的优点与局限性, 以及面临的主要挑战和未来发展前景。
表面增强拉曼光谱 液体食品 抗生素 非法添加物 Surface-enhanced Raman spectroscopy Liquid foods Antibiotics Illegal additives 光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2657
Author Affiliations
Abstract
In recent years, the treatment of agricultural wastewater has been an important aspect of environmental protection. The purpose of photocatalytic technology is to degrade pollutants by utilizing solar light energy to stimulate the migration of photocarriers to the surface of photocatalysts and occur reduction-oxidation reaction with pollutants in agricultural wastewater. Photocatalytic technology has the characteristics of high efficiency, sustainability, low-energy and free secondary pollution. It is an environmental and economical method to recover water quality that only needs sunlight. In this paper, the mechanism and research progress of photocatalytic removal of heavy metal ions and antibiotics from agricultural water pollution were reviewed by combining photocatalytic degradation process with agricultural treatment technology. The mechanism of influencing factors of photocatalytic degradation efficiency was discussed in detail and corresponding strategies were proposed, which has certain reference value for the development of photocatalytic degradation.
photocatalysis agricultural pollution water quality remediation heavy metals antibiotics Journal of Semiconductors
2023, 44(11): 111701
1 西安热工研究院有限公司, 西安 710054
2 西安理工大学, 西安 710048
设计能够有效利用多种能源的新型压电催化剂, 有助于解决当前环境修复和能源需求增加的挑战。以MoO3、KSCN及NaF为起始原料, 采用一步无模板水热法成功制备一种具有高表面活性和优异压电特性的MoS2中空微球, 分别探讨了水热温度、水热时间及NaF添加量对制备MoS2中空微球的影响。结果表明: 当水热温度为220 ℃、水热时间为16 h、NaF添加量为12 mmol时, 制备的样品是粒径为0.5~1.0 μm的1T相MoS2中空微球。N2吸附-脱附实验表明, MoS2微球的比表面积为57.67 m2/g, 孔径主要分布在2~6 nm之间, 平均孔径为4.25 nm。揭示了MoS2中空微球形成机理, 并探讨了其压电催化降解动力学规律。通过压电催化降解模拟污染物评价了MoS2中空微球的催化性能。在超声振动下, 60 s对亚甲基蓝和罗丹明B的降解率分别为89.3%和98.9%。应用于水体抗生素的降解, 120 s对环丙沙星的降解率为94.7%。
二硫化钼 中空微球 无模板水热法 压电催化 抗生素降解 molybdenum disulfide hollow microspheres template-free hydrothermal method piezocatalysis antibiotics degradation
1 湖南师范大学生命科学学院，动物肠道功能湖南省重点实验室，长沙 410081
2 中国科学院亚热带农业生态研究所，亚热带农业生态过程重点实验室，畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室，湖南省动物营养生理与代谢过程重点实验室，长沙 410125
为研究博落回(Macleaya cordata)提取物与抗生素导致的山羊(Capra hircas)血清代谢的差异，选取体况相近、遗传背景一致的山羊，随机分为对照组(Control，普通饲粮)、博落回组(Macleaya，普通饲粮+0.3 g/d博落回提取物)和抗生素组［Antibiotics，普通饲粮+21 mg/(kg·d–1)万古霉素+42 mg/(kg·d–1)新霉素］。结果显示: 在饲粮中添加博落回提取物或抗生素对山羊的生长性能没有显著影响(P>0.05)，与对照组相比，博落回组血清中白细胞介素-10(IL-10)的含量极显著上升(P<0.01)。另外，α-酮戊二酸在抗生素组与博落回组中的含量均下降。与对照组相比，抗生素组中色氨酸、苯丙氨酸、鹅去氧胆酸盐含量上升，牛磺脱氧胆酸含量下降，博落回组中谷氨酸、亮氨酸含量降低，鸟嘌呤核苷、次黄嘌呤核苷含量上升。KEGG富集分析显示，博落回组与抗生素组的差异代谢物在氨基酸代谢与合成通路上有部分的重合，抗生素组较对照组的差异代谢物富集在苯丙氨酸代谢、氨酰-tRNA生物合成、花生四烯酸代谢、丁酸代谢通路等，而博落回组较对照组的差异代谢物显著富集在氨基酸代谢、谷胱甘肽代谢和嘌呤代谢通路。综上所述，饲粮中添加抗生素或博落回提取物均能改变血清中的氨基酸代谢，而添加博落回提取物可以增强机体的免疫功能，可以替代抗生素在饲料添加剂中的应用。
博落回 山羊 血清 非靶向代谢组 抗生素 Macleaya cordata goats serum non targeted metabolic group antibiotics
厦门大学化学化工学院化学系, 固体表面物理化学国家重点实验室, 福建 厦门 361005
拉曼光谱作为一种重要的振动光谱学方法, 常用于分子结构表征和定性及定量分析检测。磺胺类药物作为一类抗生素, 得到广泛应用。我们采用密度泛函理论就对氨基苯磺酰胺分子(PABS)拉曼谱图和在碱性条件下SERS谱进行了分析发现吸附PABS 的拉曼谱不能解释文献观测的SERS光谱。基于理论分析结果, 我们提出PABS 在碱性条件下可能发生表面催化偶联反应, 生成芳香偶氮化合物。其反应为芳香偶氮二聚体, 理论计算其拉曼光谱与实验谱相吻合。
对氨基苯磺酰胺 密度泛函理论 表面增强拉曼光谱 银 表面催化偶联反应 Sulfanilamide Density functional theory SERS spectrum Silver Antibiotics
燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
为了快速检测水环境中的喹诺酮类抗生素,将三维荧光光谱法结合双线性最小二乘/残差双线性算法(BLLS/RBL),用于检测水中的氟甲喹(FLU)、恩诺沙星(ENR)和左氧氟沙星(LVFX)。该方法不仅可以准确解析出光谱重叠现象严重的三种抗生素,而且与平行因子方法(PARAFAC)相比,可以得出更可靠的定量预测结果。BLLS/RBL预测的FLU、ENR和LVFX的平均回收率分别为98.46%、99.10%、101.69%,均方根误差(RMSE)为4.33、0.33、0.26 μg·L -1,灵敏度(SEN)为2.8×10 3、3.5×10 4、5.5×10 4,检测限(LOD)为0.72、0.06、0.03 μg·L -1。实验结果表明,三维荧光光谱结合BLLS/RBL是一种可靠的水中喹诺酮类抗生素的检测方法。
光谱学 双线性最小二乘/残差双线性 小波优化集合经验模态分解 抗生素
廊坊市第四人民医院内科, 河北 廊坊 065700
目的: 探讨He-Ne激光照射联合抗生素预防对心脏起搏器植入术后切口愈合的影响。方法: 选取2013年3月至2018年10月我院永久心脏起搏器植入术患者146例, 随机分为C组(n＝73, 抗生素治疗)与L组(n＝73, He-Ne激光联合抗生素治疗)。观察比较两组临床疗效, 术后切口疼痛程度、舒适度, 术后感染率、囊袋血肿率及切口愈合时间。记录激光照射区域有无脱皮、烧伤等并发症。结果: ①两组总有效率和总显效率无统计学差异(P＞0.05)。② L组术后2、3、5、7 d切口疼痛评分均低于C组(P＜0.05)。③ L组治疗后肩背痛、排便排尿困难、睡眠质量差所占比例均低于C组(P＜0.05)。④两组囊袋血肿、囊袋感染及切口感染率无统计学差异(P＞0.05), 但L组切口愈合时间明显低于C组(P＜0.05)。⑤ L组患者未发生皮肤烧伤、水泡等严重损害。结论: He-Ne激光照射联合抗生素预防能够缩短心脏起搏器植入术后切口愈合时间, 减轻切口疼痛, 提高患者的舒适度, 安全性高。
He-Ne激光 抗生素 心脏起搏器 切口愈合 He-Ne laser antibiotics cardiac pacemaker incision healing
1 湖南省畜牧兽医研究所, 湖南 长沙 410131
2 湖南鑫广安农牧股份有限公司, 湖南 长沙 410100
3 长沙县隆广生态农业科技有限公司, 湖南 长沙 410132
畜禽养殖业的迅速发展和疾病的日益复杂导致了兽用抗生素的广泛使用, 但大部分抗生素不能被机体完全吸收, 最终以原形或者代谢产物形式由粪尿排出, 导致了畜禽粪便中大量残留抗生素。残留抗生素多途径进入土壤、水体, 由此引起的潜在生态风险及抗性基因传播备受关注。本文总结了抗生素残留的降解方法: 堆肥、厌氧消化、高级氧化、植物修复等, 并对各种降解方法中的影响因素进行了阐述, 以期为畜禽粪污的无害化处理和资源化利用提供参考。
畜禽粪污 抗生素 堆肥 厌氧消化 高级氧化 植物修复 降解 livestock and poultry manure antibiotics composting anaerobic digestion advanced oxidation plant restoration degradation
中国农业大学食品科学与营养工程学院， 北京 100083
牛乳作为一种营养全面的理想食物， 已成为人们日常生活中不可或缺的一部分， 与此同时人们也越来越关注乳制品的品质， 因此快速、 灵敏的检测方法的开发和使用显得尤为重要。 基于三维荧光指纹技术， 建立了一种牛乳品质检测与评价的新方法， 该方法可以通过三维荧光特征图谱， 得到相对应的牛乳成分信息。 和常规的荧光方法相比， 三维荧光法可以提供更丰富， 更全面的物质信息。 首先根据牛乳在不同实验条件影响下荧光强度的变化及图谱的改变， 确定了最佳的预处理条件， 接着分别对牛乳抗生素残留以及受热程度的判别进行了研究。 对于兽药残留分析， 可以检测出牛乳中含量在05 mg·L-1以上的新霉素； 对于牛乳受热程度判分析， 利用三维荧光技术结合平行因子法（PARAFAC）对生鲜乳、 巴氏杀菌乳及UHT灭菌乳的定性判别， 当组分数为3时， 中心连续系数可达9763%。 因此， 三维荧光指纹技术具有快速准确的检测牛乳品质的潜力。
三维荧光 牛乳品质评价 预处理条件 抗生素 热处理 Three-dimensional fluorescence Milk quality evaluation Pretreat factors Antibiotics Heat-treated 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1633
