农药残留污染使得食品安全获得广泛关注, 发展快速准确和高灵敏的农药残留检测新方法, 具有一定的理论和实际意义。 利用金纳米在聚集和分散状态下, 等离子吸收光谱的变化以及荧光分子罗丹明110与金纳米吸收光谱产生内滤效应, 设计了比色和荧光双模式光学传感器用于农药残留的高灵敏检测。 采用柠檬酸盐还原法合成直径约13 nm表面带有负电荷的金纳米粒子, 在水溶液中呈分散状态, 呈酒红色, 溶液的最大吸收波长在520 nm处。 农药分子可与金纳米通过形成Au-N或者Au-O配位键而结合, 导致分散的金纳米在农药分子诱导作用下发生聚集, 溶液颜色逐渐由酒红色变为蓝紫色, 520 nm处的吸光度逐渐降低, 根据溶液吸光度的变化即可实现农药含量的测定。 溶液颜色的显著变色即便裸眼也可以观察, 该检测方式具有简便、 快速和成本低的优势。 尽管单一的比色检测模式简单, 但存在假阳性的可能。 为进一步验证结果的准确性, 同时提高检测的灵敏度, 在金纳米溶胶中引入带正电的荧光染料罗丹明110, 其吸附在带负电荷的金纳米表面, 此时金纳米在溶胶仍处于良好的分散状态。 由于罗丹明110的荧光光谱与金纳米的吸收光谱重叠, 即二者发生了荧光的内滤效应, 此时溶液的荧光强度很弱, 甚至不发射荧光。 一旦溶液中存在农药分子, 与金纳米表面的荧光染料竞争吸附, 从而诱导金纳米聚集, 溶液由酒红色变为蓝紫色, 同时释放到溶液中的罗丹明110分子的荧光得以恢复, 根据溶液吸光度和荧光强度变化实现对目标物的比色和荧光双模式检测。 以辛硫磷为模型分子, 测试该传感器的各项性能, 比色法和荧光法的检出限分别为15.0和4.0 nmol·L-1, 实际样品测试结果表明, 该传感器在食品安全检测中具有一定的应用潜力。

基于化学交联法和静电吸附法，制备了一种基于氧化石墨烯（GO）-金纳米颗粒（AuNPs）-葡萄糖氧化酶（GOD）的新型比色葡萄糖生物传感器。GOD会催化葡萄糖氧化生成H₂O₂，生成的H₂O₂进一步诱导GO-AuNPs局部表面等离子体共振（LSPR）带的变化，从而实现葡萄糖的检测。GO改善了复合颗粒的稳定性，降低了金属颗粒的生物毒性，还改善了传感器的响应。通过透射电子显微镜（TEM），拉曼光谱和紫外可见分光光度计分别对复合颗粒的微观结构和光学性质进行了表征，并系统地研究了传感器的最佳检测条件，使开发的比色传感器对葡萄糖质量浓度具有高灵敏度和高选择性，并实测到传感器的灵敏度为14 nm/（mg/mL），范围为0~1.6 mg/mL，可用于实际检测。这项工作结合了GO和AuNPs的优势，显示了在葡萄糖检测领域简单，稳定和具有成本效益的应用前景。

纳米酶可以快速灵敏地检测生物标记物, 有效防止疾病的爆发, 但是纳米酶的催化活性低、对底物亲和力差, 严重地制约了其检测性能。蒙脱石是一种具有典型的2:1型层状结构的硅酸盐黏土矿物, 利用其良好的吸附能力和阳离子交换能力, 将Fe3+锚定在蒙脱石的表面与层间, 制备具有类过氧化物酶性质的Fe掺杂蒙脱石纳米酶, 可增强对H2O2的亲和力, 通过比色法可实现对H2O2的检测。结果表明: 在中性条件下, H2O2的检测线性范围和检测限分别为20~500 μmol/L和5.8 μmol/L。这种蒙脱石纳米酶在分析检测和疾病诊断领域具有良好的应用前景。

缺磷已成为目前制约作物产量提高的非生物胁迫之一, 筛选作物耐低磷资源, 进行作物耐低磷育种已成为作物科学当前研究的热点之一, 因此植物体内磷含量的及时有效的监测也变得尤为重要。本文通过改良前后的钼锑抗比色法测定谷子新鲜幼嫩叶片和幼嫩根系的组织磷含量, 发现改良后的钼锑抗比色法所测的磷含量在一定范围内有良好的线性关系, 线性方程为y=1.060 3x-0.010 3, 线性相关系数达0.998 1。用该方法对谷子新鲜幼嫩叶片、幼嫩根系、成熟叶片、成熟根系、新鲜幼穗、成熟茎秆及液氮冷冻后的相应组织和谷子籽粒的磷含量以及不同磷浓度处理下(0.005、0.250 mmol/L)的谷子材料的磷含量进行测定, 进一步证实了其具有良好的灵敏度和精密度。该方法所测得的标准偏差较小, 在0~0.015 8范围之内; 相对标准偏差(RSD)的范围在0%~1.81%; 检出限的范围在0~0.047 4 μg/mL, 重复性较好,利用该方法还可有效地筛选具有磷吸收效率差异的谷子品种。改良后的钼锑抗比色法测定结果线性良好, 标准差低, 精密度很理想, 适合植物中低浓度磷的测定, 可为不同谷子材料总磷测定提供依据和参考。

水环境中Hg(Ⅱ)的污染对生态环境和人类健康危害极大, 目前Hg(Ⅱ)的检测主要有原子光谱/质谱和电化学等方法, 但存在检测仪器昂贵、 操作繁琐及前处理复杂等缺点, 难以在日常水环境中微量Hg(Ⅱ)现场检测的应用。 因此, 建立一种灵敏、 准确、 快捷和经济的水中Hg(Ⅱ)检测方法具有重要意义。 试纸法是将普通的化学反应从玻璃仪器转移到试纸上进行的一种快速检测方法, 利用试剂与目标物之间产生的化学反应, 通过颜色的变化可对目标物进行定性或半定量检测, 具有操作简便、 快速等优点。 碳量子点是一类粒径小于10 nm的碳基纳米材料, 具有优异的荧光性能、 较低的毒性和较高的化学稳定性。 利用Hg(Ⅱ)对碳量子点的荧光具有灵敏和高效的猝灭作用, 构建了一种双色比率荧光试纸片用于快速检测水中微量Hg(Ⅱ)的含量。 其中, 采用氮掺杂水溶性碳量子点(NCDs)作为荧光响应信号、 罗丹明B(RhB)作为荧光内标信号, 在单一波长(355 nm)激发下产生位于440和580 nm的双色荧光发射峰。 当体系加入不同浓度Hg(Ⅱ)后, NCDs表面官能团与Hg(Ⅱ)之间的静电作用和金属配位协同作用使荧光发生猝灭, 而RhB的荧光信号保持不变, 利用440和580 nm双色荧光信号或其强度的比值(F440/F580), 可实现对微量Hg(Ⅱ)的快速检测。 实验对检测条件进行了优化, 结果表明在HAc-NaAc缓冲液浓度为1 mmol·L-1、 pH为7的条件下, F440/F580值与Hg(Ⅱ)浓度(0～3 μmol·L-1)呈现良好的线性关系, 线性方程为F440/F580=-0.785 2ｃHg(Ⅱ)+3.103 8, 相关系数r＞0.99, 以3倍标准偏差计算的检出限为2.7 nmol·L-1(n=9)。 对湖水与自来水中Hg(Ⅱ)进行加标回收实验, 其加标回收率在91.9%～117.9%之间, 说明该方法灵敏、 准确, 能用于水中Hg(Ⅱ)的检测。 同时, 将NCDs和RhB浸渍于尼龙片上构建了双色比率荧光检测试纸片, 在紫外灯(365nm)照射下可观测到试纸发射淡蓝紫色荧光。 而随着Hg(Ⅱ)浓度的增加, 荧光颜色从淡蓝紫色到橙色发生变化, 每次检测时间只需3分钟, 裸眼可检出Hg(Ⅱ)浓度低至10 nmol·L-1, 实现了对水中微量Hg(Ⅱ)的灵敏、 快速检测。 此外, 该方法对Hg(Ⅱ)的检测表现出良好的特异性。 因此, 基于碳量子点和罗丹明B构建的双色比率荧光试纸片具有携带方便、 操作简单, 以及灵敏和快速等优点, 为水中微量Hg(Ⅱ)的快速检测提供了新的方法和思路。

基于富T碱基序列能特异性识别Hg2+、 氧化石墨烯(GO)对单链DNA(ssDNA)和T-Hg2+-T复合物的亲和力不同以及GO自身具有的模拟酶催化性能, 构建了一种可视化检测水样中痕量Hg2+的新方法。 在pH 4.0的NaAc-HAc缓冲溶液中, 通过π—π堆积作用力, ssDNA可以吸附在GO表面, 致使GO的类过氧化物酶活性减弱, 从而催化H2O2氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)产生的蓝色产物减少, 体系位于波长652 nm处的吸光度值降低; 当待测体系中存在Hg2+时, ssDNA上的胸腺嘧啶碱基(T)与Hg2+发生特异性结合作用, 形成T-Hg2+-似双链结构的稳定复合物, 该复合物与GO的作用力较弱, 不易吸附于其表面, 因此不影响GO的模拟酶活性, 体系吸光度值增强。 在一定条件下Hg2+浓度越大, 覆盖在GO表面的ssDNA越少, 体系吸光度越强, 据此建立检测Hg2+的新方法。 当汞离子浓度在3.26×10-8~9.0×10-7 mol·L-1范围内时, 体系的ΔA值与汞离子浓度呈现良好的线性关系。 其线性方程为ΔA=41.75c(nmol·L-1)+0.048 7, 相关系数r=0.997 3, 检出限为9.79×10-9mol·L-1。 该方法简单、 直观, 抗干扰能力强、 无需昂贵仪器设备, 可用于检测环境水样中Hg2+的含量。

在室温条件下, 若处于同一环境下的多个物体, 温度不同, 发射率不同, 当发射率未知时采用单波段辐射的方法难以同时获得不同物体的温度场信息, 即使发射率数据可以获取, 仍需解决图像物体的匹配问题。文章针对复杂背景下温度场成像的上述问题, 应用双波段比色法, 依据温度分辨率, 分析并选择了双波段比色法的合适光学参数范围, 然后仿真了复杂场景下多物体的温度场成像。结果表明：室温条件下, 双波段比色法能消除发射率对温度分辨率的影响, 区分发射率不同物体的温度信息。

Ferron比色法被广泛应用于铝形态分析检测中, 但迄今为止可能影响其测量准确性的某些重要因素尚未进行过系统研究。 以Al-Ferron显色体系摩尔吸光系数ε值为关键, 系列考察了不同Ferron体系、 Ferron溶解度、 实验温度、 离子强度和参比体系这五个因素对Ferron比色法测定单核铝浓度准确度的影响。 研究结果表明: 不同Ferron体系、 Ferron的溶解度、 实验温度是Ferron比色法中的重要因素, 测定时应当予以高度重视, 否则会影响测量结果的准确性; 溶液的离子强度以及参比体系等则对测定基本无影响。 通过实验结果以及相关文献的总结分析, 优化了Ferron比色法的测定条件, 从而为获得准确的单核铝浓度测量结果所需要采取的操作程序提供了标准规范。