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CHINA LAB 2011技术研讨会

2011.5.17

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中国科学院生态环境研究中心 环境化学与生态毒理学国家重点实验室 江桂斌院士

  来自中国科学院生态环境研究中心 环境化学与生态毒理学国家重点实验室的江桂斌院士带来了题为《原子光谱联用技术在重金属元素形态分析中的应用》的报告。

  江院士在报告中首先回顾了我国原子光谱分析的发展。1986~2009年间我国科学家发表的原子光谱/质谱的研究论文占到全球的11.42%,位居世界第二位。1970年我国第一台单光束FAAS(WFD-Y1型)在北京第二光学仪器厂诞生;1984年马怡载等研制成功我国第一台ZM-1型塞曼效应原子吸收光谱仪,我国的原子光谱研究发展可谓非常迅速。

  形态分析是当前环境科学、生物化学和生命科学等领域中颇为活跃的前沿性课题。由于元素形态具有普遍性、持久性、复杂性(尤其有机金属化合物形态)、累积性、长距离传输性、致癌和致突变性、神经和遗传毒性等特点,所以研究元素形态分析是非常重要的。

  目前,元素形态分析的常用联用方法包括GC-AAS、PT-GC-AAS、HPLC-AFS、GC-AFS、HPLC-ICP/MS等。江院士在报告中重点介绍了色谱-原子荧光联用技术。

  原子荧光检测器具有(1)灵敏度高、线性范围宽;(2)选择性高、干扰少;(3)仪器结构简单、易于小型化;(4)价格便宜、易于普及等特点。所以除ICP-MS方法外,原子荧光是形态分析中较为理想的一种检测器。

  液相色谱-原子荧光联用系统

  HPLC-AFS系统主要应用于汞元素、砷元素、硒元素的形态分析检测。利用微波在线消解技术的HPLC-MD-AFS在线联用系统反应速度快、转化率高,可对Hg2+、MeHg、EtHg、PhHg的Hg元素形态进行分析检测。但也存在噪音较大的缺点,需要配备冷却装置。采用紫外在线消解技术的HPLC-UV-AFS在线联用系统是目前使用最多的联用方法。

  江院士还提到了由其开发的基于甲酸光化学蒸汽生成的HPLC-AFS系统,采用甲酸作为柱后反应试剂,流动相中的甲酸作为光化学反应试剂。该系统降低了污染的可能性,仪器得到了极大的简化,分析成本降低,废液产生量减少,环境友好。此外,江院士还介绍了挥发性物种生成-火焰原子化HPLC-AFS系统、用于砷形态分析的HPLC-UV-HG-AFS联用系统、HPLC-双通道AFS同时测定砷、硒形态系统。

  气相色谱-原子荧光联用系统

  在GC-AFS系统的介绍中,江院士主要介绍了用于汞形态分析的GC-AFS联用系统、丁基锡形态分析的SPME-GC-AFS系统。

  最后,江院士指出我国联用仪器存在研发能力不够、产品单一、灵敏度和稳定性差、售后技术保障和服务能力不够等问题。并建议小型化、专用化仪器将会在竞争中处于优势地位,创新产品才能决定企业的未来。

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中国分析测试协会副理事长、南京大学 陈洪渊院士

    来自南京大学的陈洪渊院士在电分析化学基础与应用的多个前沿领域做出了非常大的贡献,在生物催化、超分子组装和纳米电化学研究中,构建成多种高效的仿生催化界面。本次论坛上,陈院士针对电化学分析,同大家探讨了仿生传感界面构建中的若干问题。

  陈院士演讲分四部分展开:1)由表面认识物性,利用功能界面获得信息;2)电化学功能传感界面的基本构建方法;3)生物传感器和生物分子器件;4)生物功能界面的构建。

  陈院士针对以上内容进行了详细的介绍,同时也提出电分析化学由于受测量者的影响较大,应用面还受限制,制备和组装还有许多技术难点,特别是再现性不理想,面临诸多挑战。

  针对界面组装问题有如何在微纳通道中实现流水线般的集成修饰与组装、能否同时利用几种力场的作用操纵生物分子和同其他分子的有序组装以及缺乏对有序组装驱动力的认识等。针对其他的电分析化学难点问题有:功能化有序界面的构建与再生、生物大分子间电子传递的本质、纳通道电化学反应的调控与数据获得、界面仿生与仿生电化学的基础研究问题、界面电化学性质与界面微结构的关系、生物传感器的稳定性与重现性、电化学与STM、SPM结合引起的有关科学问题等等。

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