原子光谱新技术及应用分会场:深究机理推动应用极限

2020年11月01日 13:02:44 来源: 分析测试百科
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  分析测试百科网讯 2020年11月1日,第21届全国分子光谱学学术会议暨 2020年光谱年会,在四川成都世外桃源酒店继续召开。在第一天大会报告后,组委会安排了精彩的分会报道,分设了原子光谱新技术及应用、拉曼光谱新技术及应用、红外光谱新技术及应用和荧光光谱新技术及应用5个分会场。原子光谱新技术及应用分会场报告精彩纷呈,学者们介绍了原子光谱便携小型化、固体分析、LIBS的定量策略、将原子光谱应用于生命科学和临床早诊断等多种仪器装置和新应用,并对机理进行深入的探讨。

武汉大学胡斌教授做“基于ICP-MS的生物医学分析策略”的报告。课题组构建了集成化、阵列化微流控芯片样品前处理平台,并将其与ICP-MS联用,用于细胞中痕量元素及其形态分析。如基于液滴的微流控LPME-ETV-ICP-MS。建立了微流控芯片时间分辨的ICP-MS单细胞分析方法,并将其用于单细胞水平的痕量元素定量及纳米粒子的摄取研究。此外还构建了磁固相萃取微流控芯片离线-在线-阵列分析平台,整体柱芯片微萃取ICP-MS分析系统。随后总结了液滴微流控芯片-时间分辨ICP-MS单细胞分析的设计考虑因素。介绍了单个HepG2细胞中的锌元素定量分析,利用商品化部件构建的3D液滴微流控设备用于单细胞分析,并设计了无需加氩的装置。在十字交叉的设计基础上,又设计了液滴分流的装置。最后介绍了元素标记技术用于临床早诊断的应用。

武汉大学胡斌教授做“基于ICP-MS的生物医学分析策略”的报告 

中国科学院上海硅酸盐研究所汪正研究员做“大气压辉光放电微等离子体光谱技术研究及其环境应用”的报告。基于现有金属元素定量分析技术的缺点,课题组发展了大气压辉光放电等离子体,包括:SCGD辐射源结构优化及活性剂增敏研究,在线固相萃取技术耦合SCGD-OES,蒸汽发生技术耦合SCGD-OES。并设计成便携式金属离子水质分析仪,介绍了其分析元素的范围和检出限。接下来介绍液体阳极辉光放电-原子发射光谱技术研究,包括尝试不同材料构建系统和性能验证,HG-SAGD-OES的构建及其分析性能验证(Pb)。还介绍了氦气氛常压辉光放电-原子发射技术研究,包括:He-APGC辐射源的构建、HG-APGD-OES分析性能构建等。最后展望了微等离子体原子发射光谱的应用前景。

中国科学院上海硅酸盐研究所汪正研究员做“大气压辉光放电微等离子体光谱技术研究及其环境应用”的报告

东北大学陈明丽教授做“ICPMS用于细胞中金属相关形态转化研究探索” 的报告。毛细管电泳与ICPMS联用可实现对细胞中的金属元素/金属纳米粒子进行定性定量分析;课题组构建基于元素-荧光标签的双模式成像标签,实现对细胞中铜(金属)转运蛋白的迁移和重分布的表征。金属药物/金属纳米粒子等金属相关形态在(单)细胞内的代谢和分布,以及其定性/定量/形态分析。报告介绍了金属形态的定义等背景,随后介绍I-细胞中金属形态转化与分析,比如镉的形态转化和分析,银纳米粒子的形态转化和分析。接下来介绍了II-单细胞重金属相关形态定量工作,如基于元素-荧光标签的双模式成像用于表征CTR1迁移,金属药物在(单) 细胞内的代谢,单细胞中纳米粒子的定量,单细胞中铜镉结抗作用研究。

东北大学陈明丽教授做“ICPMS用于细胞中金属相关形态转化研究探索” 的报告

中国科学院化学所王铁研究员做“生命流动体系中的分析检测”的报告。由于生命流动体系的复杂性,课题组首次引用化工领域的Shilov方程,分别应用几个要素如:打印组装(Pattern Assembly),活性组装。研究得到几个结果:可调节接触方式,如做超细氧化钆纳米线可大幅提升MRI有效成像时间。影响相互作用力,设计自驱动能力的纳米颗粒提高耐药细菌的捕获效力,提高药效。此外改变物质传导动力学,检测呼出气时,通过修饰多孔MOF层后,气体分子可高效富集,降低气体扩散速度便于检测,还可以修饰提高检测灵敏度,设计了肺癌患者呼出气分析检测新方法。

中国科学院化学所王铁研究员做“生命流动体系中的分析检测”的报告

四川大学蒋小明副教授做“基于放电激发源的小型化原子发射光谱分析”的报告。首先介绍放电微等离子体激发源的背景,课题组设计了中空电极尖端放电,做小型化原子发射光谱仪,并评价了其性能。随后介绍电热辅助增强放电等离子体。总结来看,通过放电激发源的设计与改进,可以有效提高激发源的激发能力和效率,结合适用的样品引入方式,可以有效减小样品水分与基体对激发源的影响,通过无接口设计可提高传输效率和灵敏度,通过紧凑仪器与部件集成可提高仪器整体分析性能。

 四川大学蒋小明副教授做“基于放电激发源的小型化原子发射光谱分析”的报告

清华大学王哲教授做 “LIBS定量化及应用” 的报告。首先介绍LIBS技术原理,定量化是当前的挑战,需要回答的问题是提高重复性和降低误差。课题组结合各种等离子体手段建立了试验平台,研究不确定性和误差产生的原理探讨理论机理,试验手段包括:等离子体调制如提高等离子体空间形状稳定性,改善样品-等离子体间作用,辅助气和等离子体间作用等。随后研究光谱的标准化,研究使用主导因素偏最小二乘法,基于自适应数据库的光谱辨识。将上述模型多种应用如在线/实时煤质分析,手提式金属分析仪,水泥生料在线控制等,并同传统方法进行了比较。总结来看,LIBS优点是实时远程、可在线/原位,目前定量化水平可以满足工业应用要求,下一步是进一步降低成本和提高长期稳定性。

 清华大学王哲教授做 “LIBS定量化及应用” 的报告

上海交通大学俞进教授做“机器学习在LIBS光谱数据处理中的应用”的报告。首先介绍LIBS光谱对物质进行直接分析和基体效应的物理背景,基本出发点是谱线强度与相关元素含量成正比但可能有偏差,随后讨论了化学和物理的基体效应。课题组发展了机器学习应用于LIBS光谱数据处理。举例土壤中金属元素定量分析;钢铁样品中碳的分析;LIBS钾肥在线同时测定水分和钾元素含量。总结和展望中表示,基体效应是LIBS应用的瓶颈问题,机器学习LIBS数据校正呈现有效性和优势,进一步研究关注算法模型的可解读性,优化训练集样品的采集和制备,切实推进LIBS产业化应用。

 上海交通大学俞进教授做“机器学习在LIBS光谱数据处理中的应用”的报告 

清华大学邢志研究员做“含氢等离子体蒸汽发生直接固体样品分析的方法研究”的报告。课题组提出非THB蒸汽发生元素检出方法,探讨其机理。设计含氢等离子体蒸汽发生法液体进样后,证实有很好效果。随后思考固体进样,设计加氢等离子体的固体直接进样分析装置,进行了含氢等离子体作用机理推导,证明氢等离子诱导固体直接化学蒸汽发生。课题组还利用含氢等离子体进行了固体试样中Se的测定。

 清华大学邢志研究员做“含氢等离子体蒸汽发生直接固体样品分析的方法研究”的报告

成都理工大学高英教授做“元素光化学蒸汽发生及其分析应用”的报告。高英教授从事地质科学研究,首先介绍了研究背景,多数元素PVG效率低,灵敏度和抗干扰性有待提高。课题组构建了金属离子辅助(半导体材料协同催化)高效元素光化学蒸汽发生新体系。那么金属离子辅助PVG是否具有普适性?讨论了PVG效率、反应动力学过程的机理后,课题组发现了多种体系,可提高灵敏度、降低背景抗干扰等。还讨论了铁离子-纳米TiO2协同光催化进行高灵敏度Te分析,铁基-MOFs材料吸附/光催化元素高效PVG体系等。随后讨论了界面增强的物理化学作用,讨论了气-液表面增强光化学蒸汽发生。

 成都理工大学高英教授做“元素光化学蒸汽发生及其分析应用”的报告

四川大学林瑶副教授做“微等离子体原子发射光谱用于汞的现场分析”的报告。课题组设计微等离子体-原子发射光谱,结合光化学蒸汽发生-尖端放电-OES测定汞,并引入固相微萃取(SPME)的前处理装置,集样品引入与小型化检测于一体,SPME样品预富集后方法检出限达到ppt级。后发展DBD-OES小型GC检测器,介质阻挡放电-原子发射光谱作为GC检测器,该方法测定汞形态。将尖端放电-OES作为GC检测器后,实现了汞形态更高灵敏度的检测。

四川大学林瑶副教授做“微等离子体原子发射光谱用于汞的现场分析”的报告

四川师范大学黄科副教授做“基于量子点阳离子交换反应的原子光谱新方法研究”的报告,基于量子点阳离子交换反应,做了银离子、汞离子及其形态的分析。接下来介绍阳离子交换反应用于银离子及银纳米抗菌性能考察;量子点阳离子交换-原子光谱/可视化双模式生物分析法的建立。下一步将继续开发阳离子交换元素形态分析及生命分析新方法。

四川师范大学黄科副教授做“基于量子点阳离子交换反应的原子光谱新方法研究”的报告

中国地质大学朱振利教授做“基于等离子体技术的锑元素及同位素分析方法开发”的报告。课题组开发了基于微等离子体源的锑元素分析方法APGD,包括氢化物发生、气流调控等技术可显著提高灵敏度,课题组也研发了仪器。随后介绍LSDBD技术,用此等离子技术来蒸气发生,这类方法绿色高效,但分析元素的范围受限。课题组开发喷雾介质阻挡放电装置,克服了许多上述缺点,如相对雾化进样提高灵敏度,不用氩气只用甲酸等。课题组又开发液滴阴极脉冲放电(DCPD)技术,并探讨其性能。随后介绍了一种基于巯基硅胶柱的MC-ICPMS高精度锑同位素分析方法。该方法仅仅需要盐酸淋洗,回收率高流程简单,测试精度优于0.04%,应用于Sb矿山水体污染的检测,并探究了熔解过程中Sb的迁移转化。

中国地质大学朱振利教授做“基于等离子体技术的锑元素及同位素分析方法开发”的报告

武汉大学何蔓教授做“HepG2细胞中硒汞拮抗作用初探”的报告。课题组建立基于多重LC-ICP-MS的综合分析平台,对HepG2细胞中硒汞拮抗作用进行了探讨,从分子水平上探索了SeCys2对MeHg细胞毒性的抑制作用;发现了HepG2细胞中MeHg+的脱甲基反应,HepG2细胞对Hg2+和MeHg+毒性具有不同的抵御机制。建立芯片磁固相萃取-HPLC-ICP-MS联用技术用于富硒酵母细胞中硒氨基酸的形态分析,又用此联用系统分析HepG2细胞中的汞形态,包括样品处理、总量分析、形态分析等步骤,还研究探讨了MeHg进入和排出细胞的可能途径。

 武汉大学何蔓教授做“HepG2细胞中硒汞拮抗作用初探”的报告

澳门科技大学Jian-Lin Wu博士做“Less is more: multi-omics based low abundance biochemical substances analysis and their application”的报告。在多组学研究中,课题组建立了基于色谱-固相萃取-核磁共振/质谱的整合分析方法,并探讨其在液体活检中的应用。建立基于2D-nano LC-QTOF/MS的类花生烯酸的分析方法,研究了一些衍生化方法转化极性,提高样品分离度,鉴定灵敏度大幅提高。基于大量课题组还提出Carboxylomics(羧基末端组学)的概念,并用代谢组学方法对一些特异性免疫治疗进行了探索,研究了免疫细胞的代谢和代谢流,还研究了肠道病菌的代谢,并开展了多肽组学的相关研究。

澳门科技大学Jian-Lin Wu博士

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