珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学), 广西 桂林 541004
尿素是氨基酸代谢的最终产物, 其作为氮肥在农业中用途广泛。 但当尿素的浓度在人体中积累到一定值时, 它将对人体的器官将产生一定的损害。 因此, 建立一种简便、 灵敏的尿素检测方法具有重要的意义。 共振瑞利散射(RRS)是一种操作简便, 灵敏度好及耗能低的分子光谱技术, 其在化学及生命科学等领域都得到了广泛的应用。 目前, 共振瑞利散射技术应用于尿素的定量分析亦有报道, 但还是存在操作复杂和灵敏度低等问题。 该工作开发了一种简单、 快速及灵敏的共振瑞利散射-能量转移(RRS-ET)新方法应用于人体尿液中痕量尿素(UR)的检测。 在盐酸及稳定剂氨基硫脲(TSC)存在条件下, 丁二酮肟(DMG)与UR反应生成稳定的红色二嗪衍生物4,5-二甲基-2-咪唑酮(DIK), DIK作为能量受体能与能量供体聚苯乙烯纳米探针(PS)发生RRS-ET现象, 使得体系的RRS信号发生变化。 在一定范围内, 随着UR浓度的增大, 体系在500 nm处的RRS强度呈线性降低。 为了达到最佳检测效果, 对影响体系信号的因素进行了优化, 结果表明, 当选择HCl溶液浓度为0.75 mol·L-1, TSC溶液浓度为0.22 mmol·L-1, DMG溶液浓度为19.35 mmol·L-1, PS的浓度为17.5 μg·mL-1, 水浴温度为80 ℃, 水浴反应时间为20 min时, 体系获得最佳检测效果。 在最佳条件下, 聚苯乙烯纳米微粒体系的共振瑞利散射信号降低值与UR浓度在2.0~3200 ng·mL-1范围内呈线性关系, 检出限为2.0 ng·mL-1。 同时, 考察了共存物质对2 000 ng·mL-1 UR测定情况的影响。 结果表明, 100 μg·mL-1的Na+, Zn2+, 20 μg·mL-1的Mn2+, Cr3+, 10 μg·mL-1的SO2-4, NO3-, Co2+, Fe3+, 2 μg·mL-1 Cr6+, Ca2+不干扰UR的测定, 说明该方法有较好的选择性。 最后, 将该RRS-ET方法应用于尿液中UR的测定, 样品加标回收率在94.19%~96.94%之间, 相对标准偏差(RSD)在4.20%~6.35%之间, 检测结果令人满意。 据此, 建立了一个共振瑞利散射-能量转移分析尿素的新方法, 方法操作简单、 灵敏度高。
聚苯乙烯纳米微粒 尿素 丁二酮肟 共振瑞利散射 能量转移 Polystyrene nanoparticles Urea Dimethylglyoxime Resonance Rayleigh scattering Energy transfer 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3590
文章以柠檬酸为碳源L-半胱氨酸为修饰剂, 采用简易的水热合成法制备出具有高荧光产率的碳量子点。经实验分析发现, 在Fe3+存在的情况下, 合成的碳量子点可以同时作为荧光探针和共振瑞利散射(RRS)探针检测花旗松素。在最佳实验条件下, Fe3+可以使碳量子点的荧光显著猝灭, 同时RRS有一定程度的增强。当向上述体系中再加入花旗松素, 发现猝灭体系的荧光得以恢复, 且三者共存时RRS强度显著增强。据此, 文章通过构建两种光谱法择优检测花旗松素, 最后确定以检出限更灵敏、线性范围更宽的RRS光谱法作为快速检测花旗松素的实验方法。在最佳实验条件下, RRS增强的强度与花旗松素的浓度在0.9-160×10-7mol/L范围内具有良好的线性关系, 最低检出限为8.6×10-9mol/L, 相关系数为0.9975。且利用本实验方法检测标准样品的含量与出售方标注的高效液相色谱法测定值相比较, 以及水样的加标回收实验, 均得到了满意的结果。
花旗松素 共振瑞利散射光谱 碳量子点 荧光光谱 Taxifolin Resonance Rayleigh scattering (RRS) spectroscopy Carbon quantum dots(CDs) Fe(III) Fe(III) Fluorescence spectroscopy
成都信息工程大学 资源环境学院, 四川 成都 610225
由于镉在环境中具有高毒性和生物蓄积性, 对人体和环境会产生巨大的危害, 因而测定其在环境中的浓度是十分必要的。本研究基于镉(Ⅱ)-蛋白质-刚果红体系的共振瑞利散射和共振非线性散射光谱建立了测定环境水样中微量镉(Ⅱ)的新方法。在pH=4的BR缓冲溶液中, 镉(Ⅱ)与牛血清白蛋白溶液及刚果红溶液反应生成三元离子缔合络合物, 使该体系中的共振瑞利散射(RRS)、二级散射(SOS)和倍频散射(FDS)信号明显增强, 其最大散射波长分别位于波长560 nm(RRS)、690 nm(SOS)和352 nm(FDS)处。在优化的实验条件下, ΔI与镉(Ⅱ)浓度在一定范围内呈现良好的线性关系, 检出限分别为0.31 μg/L(RRS)、0.29 μg/L(SOS)、0.34 μg/L(FDS)。将该方法用于实验室废水、涪江河水和农夫山泉中镉(II)的测定, 水样中镉(Ⅱ)的回收率在93.2%~107.7%之间, 相对标准偏差在0.8%~3.1%之间, 取得了较理想的结果。
镉(Ⅱ) 共振瑞利散射 共振非线性散射 环境监测 刚果红 cadmium(Ⅱ) resonance Rayleigh scattering resonance nonlinear scattering environmental monitoring cong red
三峡库区水环境演变与污染防治重庆市高校市级重点实验室, 环境与化学工程学院, 重庆三峡学院, 重庆 404100
一种不经分离而同时测定手性对映体的简便方案是非常有趣和有用的。 提出一种基于共振瑞利散射(RRS)光谱技术手性识别新方法, 利用功能化的金纳米粒子(Au NPs)同时检测肉碱对映体。 Au NPs的RRS强度很弱, 但当Cu2+存在时, RRS强度显著增加。 更有趣的是, 肉碱对映体均可以降低Cu2+-Au NPs体系的RRS强度, 但D-肉碱使RRS降低更多。 在最优实验条件下, 均有良好的线性关系并有很好的相关系数以及较低的检出限。 由此, 这种方法可以计算出肉碱对映体的对映体比率和对映体分数。 并应用于胶囊样品中肉碱对映体混合物手性识别的研究。 该方法不需要复杂的手性修饰处理,并具有简捷低消耗、 灵敏度高、 选择性好等优点。
功能化的金纳米粒子 肉碱对映体 手性识别 共振瑞利散射 Cu2+ functionalized gold nanoparticles Carnitine enantiomers Chiral recognition Resonance Rayleigh scattering 光谱学与光谱分析
2017, 37(6): 1965
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
在临床中人血清白蛋白浓度的快速检测对多种重大疾病的诊断具有重要意义, 而现有的医疗检测设备普遍存在体积大、 测试周期长、 操作复杂等缺点, 设计研究一种快速的、 高精度的便携式人血清白蛋白浓度检测系统具有非常广阔的应用前景。 设计了基于共振瑞利散射光谱分析的人血清白蛋白浓度检测系统。 由于人血清白蛋白与四氨基酞菁铜反应产生的溶液在4750 nm处具有共振瑞利散射增强的效果, 从而构建了共振瑞利散射强度与人血清白蛋白浓度的函数。 实验采用紫外半导体激光器与4750 nm窄带滤光片联用, 配合高增益光电探测器采集散射光信号。 采用不同浓度的四氨基酞菁铜溶液分别对不同浓度的人血清白蛋白进行检测, 实验结果显示, 响应电压会随人血清白蛋白浓度的提高而明显增大, 而对四氨基酞菁铜的浓度变化并不敏感; 散射光产生的响应电压与人血清白蛋白浓度在01～10 μg·mL-1范围内基本满足线性变化, 满足快速检测的设计要求。
共振瑞利散射 人血清白蛋白 四氨基酞菁铜 线性拟合 Resonance Rayleigh scattering (RRS) Human serum albumin (HSA) Tetraaminophthalocyanine copper (CuTAPc) Linear fitting 光谱学与光谱分析
2017, 37(6): 1925
珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室, 广西师范大学, 广西 桂林 541004
在硫酸介质中, 以硼氢化钠(NaBH4)为还原剂, 可将As(Ⅲ)还原为砷化氢(AsH3)气体使其逸出, 用Ce(SO4)2-H2SO4-KI混合液做吸收液, 在催化剂KI存在下四价铈与AsH3气体反应生成具有共振瑞利散射(RRS)的砷微粒和具有荧光的三价铈, 导致体系在370 nm处的RRS信号和在351 nm处的荧光强度增大。 在选定条件下, As(Ⅲ)浓度分别在0.006～0.76 mg·L-1和0.006～0.28 mg·L-1范围内与RRS增加值ΔI和荧光强度增大值ΔF351呈线性关系, 检出限均为3.0 μg·L-1。 据此可建立新的检测As(Ⅲ)的催化RRS和荧光光谱法。
砷 砷化氢 催化 共振瑞利散射 荧光 As(Ⅲ) Hydride generation Catalysis RRS Fluorescence 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3689
广西师范大学, 珍稀濒危动植物生态与环境保护省部共建教育部重点实验室, 广西 桂林 541004
用硼氢化钠还原氯金酸制备了金纳米粒子(GN), 用妥布霉素适配体(Apt)修饰GN可获得较稳定的Apt-GN探针。 在pH 6.8 Na2HPO4-NaH2PO4(PBS)缓冲液及NaCl存在下, Apt-GN探针稳定而不聚集; 当有妥布霉素(Tbc)存在时, 它与Apt-GN探针中的Apt特异性结合并释放出纳米金, 纳米金在NaCl作用下聚集, 导致体系在368 nm处的共振瑞利散射光增强。 在选定实验条件下, 368 nm处的共振散射峰强度的增大值ΔI与抗生素妥布霉素(Tbc)浓度在1.9～58.3 ng·mL-1范围内呈良好线性关系, 其线性回归方程为ΔI=35.3c-23, 检出限为0.8 ng·mL-1 妥布霉素。 分别对10.0, 20.0和30.0 ng·mL-1 Tbc平行测定5次, 求得其相对标准偏差分别为6.8%, 5.0%和4.4%。 考察了共存离子对测定38.9 ng·mL-1 妥布霉素的干扰情况。 结果表明, 当相对误差在±10%以内, 80倍Zn2+; 40倍L-谷氨酸, Cu2+, Mg2+, Ca2+; 20倍葡萄糖、 盐酸土霉素; 10倍L-苯丙氨酸、 甘氨酸; 2倍L-天冬氨酸; 6倍HSA和BSA不干扰测定。 这说明本方法具有较好的选择性。 该法用于分析测定妥布霉素滴眼液中的妥布霉素含量, 结果令人满意, 相对标准偏差在6.5%～7.6%之间, 回收率在95.0%～107%之间。
妥布霉素 适配体 金纳米粒子 共振瑞利散射 Tobramycin Aptamer Nanogold Resonance Rayleigh scattering 光谱学与光谱分析
2014, 34(9): 2481
珍稀濒危动植物生态与环境保护省部共建教育部重点实验室, 广西师范大学环境与资源学院, 广西 桂林541004
以pH 40 HAC-NaAC缓冲溶液为介质, 用硼酸碘化钾溶液(BKI)作为O3吸收剂。 O3将I-氧化生成为I2, 溶液中过量的I-与I2 又可形成I-3, 有阳离子表面活性剂(CS)如氯代十六烷基吡啶(CPCl), 溴代十四烷基吡啶(TPB), 十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB), 十四烷基苄基二甲基氯化铵(TDMAC)存在时, CS与I-3形成稳定的 (CS-I3)n缔合微粒, 在470 nm处有一个较强的共振瑞利散射峰(RRS), 随着O3浓度的增大, 体系中的I-3增多, I-3与CS形成的(CS-I3)n缔合微粒越多, 470 nm 处的RRS强度I增强, O3浓度与其增强值ΔI成线性关系, 各体系的线性范围分别为15～50, 50～100, 5～25, 1～50 μmol·L-1, 回归方程分别为ΔI=881c-401, ΔI=544c-311, ΔI=1539c-155, ΔI=1688c+051, 检出限分别为49, 12, 285, 056 μmol·L-1 O3。 实验考察了共存物质的影响, 当O3浓度为25×10-6 mol·L-1, 相对误差在±10%内时, 40×10-5 mol·L-1 Hg2+, 87×10-5 mol·L-1Fe3+, 50×10-5 mol·L-1 Ca2+, 25×10-5 mol·L-1 Zn2+和Cu2+, 28×10-6 mol·L-1 Pb2+和Cr3+, 42×10-5 mol·L-1 Mg2+, Mn2+和Ba2+对体系的测定无干扰。 说明该方法具有良好的选择性。 选用TDMAC体系检测空气中的O3, 结果令人满意。 采用激光散射技术研究了(TDMAC-I3)n缔合微粒体系的粒径分布。 当通入O3后, 过量KI与O3反应形成I-3, I-3与TDMAC反应生成(TDMAC-I3)n缔合微粒, 其粒径集中分布在1 106～3 091 nm之间。
缔合微粒 共振瑞利散射光谱 O3 O3 Association particles Resonance Rayleigh scattering
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原030051
2 中北大学电子技术测试国家重点实验室, 山西 太原030051
血清中蛋白质浓度在临床诊断中有重要意义, 而目前广泛使用的紫外-可见分光光度计、 荧光分光光度计等仪器结构复杂、 昂贵、 体积庞大、 耗电量高等因素, 都无法满足现场高精度检测的要求。 设计了基于四羧基酞菁锌-蛋白质体系的共振瑞利散射光谱检测系统, 系统以405 nm宽禁带半导体激光器为激励光源, 以475 nm窄带带通滤光片为单色器, 以蓝光增强光敏二极管的低噪声高增益光电放大器为探测器。 通过实验可知, 该溶液强吸收波长为420 nm附近, 在该激励光作用下, 其共振波长处会产生共振瑞利散射, 散射强度与蛋白质的含量成比例, 可以利用四羧基酞菁锌为光谱探针的共振散射法来测定血清蛋白, 其线性检出范围为10～50 mg·mL-1, 检出限为0.001 mg·mL-1。 新开发的血清蛋白质测试装置具有体积小、 成本低、 功耗小、 使用方便等优点。
共振瑞利散射 血清蛋白质 酞菁配合物 浓度 Resonance Rayleigh scattering Serum protein Phthalocyanine complexes Concentration
1 广西师范大学, 珍稀濒危动植物生态与环境保护省部共建教育部重点实验室, 广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 广西 桂林541004
2 柳州市卫生学校, 广西 柳州545005
在pH 7.0 HEPES(4-羟乙基哌嗪乙磺酸)缓冲溶液中和0.19 mol·L-1 NaCl存在下, 单链底物DNA（SS）和酶链DNA（ES）在80 ℃杂交形成双链DNA（dsDNA）。 Cu2+ 可切割dsDNA中的底物链释放出单链DNA（ssDNA）, 此ssDNA与金纳米粒子（NG）作用形成NGssDNA结合物不被NaCl聚集, 而未保护的NG聚集形成较大粒径的聚集体（NGA）, 在627 nm处有一个较强的共振瑞利散射峰。 随着Cu2+浓度的增大, 该共振瑞利散射峰降低, 其降低值ΔI与Cu2+浓度在15～1 250 nmol·L-1范围呈线性关系, 其回归方程为ΔI=0.17c－2.3, 线性相关系数为0.989 5, 检出限为8 nmol·L-1。 据此建立了一个高灵敏、 高选择性、 简便测定Cu2+的共振瑞利散射光谱分析法。 该法用于水样中Cu2+的检测, 结果满意。
DNA酶 纳米金 共振瑞利散射光谱法 Cu2+ Cu2+ Gold nanoparticle DNAzyme Resonance Rayleigh scattering
