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水杨酸甲酯及其同分异构体的气质联用定性分析——推荐一个启发思维的质谱实验

大学化学 2024年第1期39卷 280-286页

作者：丁玉洁高晓慧李昆蔡炽陈淑云彭电刘浩然湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室教育部分析化学课程虚拟教研室湖南大学化学实验教学中心长沙410082 长沙卫生职业学院长沙410605

质谱分析实验是仪器分析中的重要课程。我们在长期的实践摸索中,选择水杨酸甲酯(邻羟基苯甲酸甲酯)为实验对象进行质谱分析,并与其同分异构体尼泊金甲酯(对羟基苯甲酸甲酯)、间羟基苯甲酸甲酯、香兰素(3-甲氧基-4-羟基苯甲醛)、2,4-二... 详细信息

质谱分析实验是仪器分析中的重要课程。我们在长期的实践摸索中,选择水杨酸甲酯(邻羟基苯甲酸甲酯)为实验对象进行质谱分析,并与其同分异构体尼泊金甲酯(对羟基苯甲酸甲酯)、间羟基苯甲酸甲酯、香兰素(3-甲氧基-4-羟基苯甲醛)、2,4-二羟基苯乙酮及3,4-二羟基苯乙酮进行比较。通过本实验,学生掌握了苯环、羰基、甲氧基、醛基、酚类等特征基团的质谱裂解特征,又熟悉了“芳环邻位效应”这一分子重排裂解现象。此实验兼具实用性、趣味性,难度适中,既能巩固理论知识,又能锻炼思维,提升应用实践能力,适合药学、化学、食品及相关专业学生选用,亦可作为研究生质谱解析实验训练素材。

关键词：质谱实验水杨酸甲酯分子重排思维训练

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非贵金属电催化

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物理化学学报 2021年第7期37卷 7-9页

作者：张铁锐王双印中国科学院理化技术研究所中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室北京100190 湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

先进的电催化体系是实现高效电能-化学能相互转换的核心。在绿色氢能、燃料电池和人工碳循环等领域,涉及多种典型的电极反应(包括水分解、氧还原和二氧化碳还原等)。而电极的组成部分之一,即驱动电化学反应所需的电催化材料,通常是决定... 详细信息

先进的电催化体系是实现高效电能-化学能相互转换的核心。在绿色氢能、燃料电池和人工碳循环等领域,涉及多种典型的电极反应(包括水分解、氧还原和二氧化碳还原等)。而电极的组成部分之一,即驱动电化学反应所需的电催化材料,通常是决定电催化体系效能的关键。因此,电催化材料的组分、结构及界面特性成为了整个电化学学科的研究重点。在电催化材料的设计开发中,贵金属(如Pt、Pd、Ir等)通常具有较高的催化活性。但受限于极低的地壳丰度以及极高的原料成本,贵金属催化剂无法满足大规模实际生产的需求。因此,采用非贵金属电催化材料,以期降低电极中贵金属组分的用量,抑或完全取代贵金属材料,具有重要的现实意义。

关键词：电催化电极反应氧还原二氧化碳还原贵金属催化剂非贵金属贵金属材料电化学反应

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基于改进随机森林算法的薏苡仁产地溯源研究

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轻工学报 2023年第6期38卷 70-77页

作者：赵汉卿王斌陈瑶唐章奉方鑫陈增萍杨健邓婷中南林业科技大学理学院/应用化学研究所湖南长沙410004 湖南工业大学生命科学与化学学院湖南株洲412007 湖南大学化学化工学院/化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南长沙410082 中国中医科学院道地药材国家重点实验室培育基地国家中药资源中心北京100700

以9个产地的薏苡仁为研究对象,通过将激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱与改进的随机森林算法结合以实现薏苡仁产地的溯源分析。其中,随机森林算法的改进主要包括两方面:一是通过主成分分析(PCA)方法降低EEM荧光光谱的维度;二是利用网格筛选... 详细信息

以9个产地的薏苡仁为研究对象,通过将激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱与改进的随机森林算法结合以实现薏苡仁产地的溯源分析。其中,随机森林算法的改进主要包括两方面:一是通过主成分分析(PCA)方法降低EEM荧光光谱的维度;二是利用网格筛选法找出PCA降维过程中最优保留主成分数及判别模型超参数。结果表明:基于薏苡仁的EEM荧光光谱数据构建的改进随机森林模型(加入标准差标准化和PCA降维模块)可以对9个产地薏苡仁样本进行准确预测,最佳模型由100棵最大深度为3、叶节点最小样本数为1个的决策树结合16个主成分数(PCs)构建,其对验证集和测试集(共108个样品)的准确度均为100%,优于偏最小二乘法构建的PLS-DA模型(96%)。

关键词：薏苡仁随机森林算法激发-发射矩阵荧光光谱产地溯源

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分形等离激元黑金的热电子催化性能

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高等学校化学学报 2020年第7期41卷 1638-1644页

作者：余仁鹏韩梅张梦瑶刘建芳李末霞胡家文湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南省二维材料重点实验室湖南大学化学化工学院长沙410082

借鉴电镀工业中过电流"烧焦"现象,在过电流沉积条件下一步制备出等离激元黑金.扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见-近红外吸收光谱等表征结果显示,该黑金是具有三维分形结构的多晶纳米金,可以在400~1800 n... 详细信息

借鉴电镀工业中过电流"烧焦"现象,在过电流沉积条件下一步制备出等离激元黑金.扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见-近红外吸收光谱等表征结果显示,该黑金是具有三维分形结构的多晶纳米金,可以在400~1800 nm宽波段范围内吸收光.电催化甲醇结果显示,黑金在宽波长光照下可以将甲醇的电催化效率提高15.2%,其主要贡献来源于等离激元生成的热电子,而一小部分来自环境热.在不同的单色光照条件下,黑金的催化效率差别不大,表明其对光能的利用没有明显的波长选择性.

关键词：等离激元黑金宽波段吸收热电子光催化

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合理设计与组装制备高性能杂化钒酸铋基光阳极

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物理化学学报 2020年第3期36卷 9-10页

作者：尹双凤湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

光电化学水分解是一种重要且颇具前景的太阳能转换和利用的方式~1。光电催化水分解系统模拟植物的Z型自然光合作用过程~2。换而言之,光生空穴迁移到阳极表面以参与水氧化反应,而光生电子迁移到阴极表面以参与水还原反应。

关键词：钒酸铋光阳极光生空穴光电极光电催化

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碳化钛在纳米生物传感中的应用研究进展

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山东科技大学学报（自然科学版） 2021年第5期40卷 98-106页

作者：李昆闫博宇王彦湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南长沙410082 湖南大学化学化工学院湖南长沙410082

过渡金属碳/氮化物(MXenes)是一类新兴的二维材料,具有独特的物理化学性质,且易于与其他物质结合形成功能化复合材料。碳化钛(Ti 3C 2)作为一种典型的MXenes,在其基础上发展了多种功能性化学修饰方法,使之成为电化学和光学分析传感的理... 详细信息

过渡金属碳/氮化物(MXenes)是一类新兴的二维材料,具有独特的物理化学性质,且易于与其他物质结合形成功能化复合材料。碳化钛(Ti 3C 2)作为一种典型的MXenes,在其基础上发展了多种功能性化学修饰方法,使之成为电化学和光学分析传感的理想材料之一。本综述首先介绍MXenes的发展历史和重要应用,并简要总结Ti 3C 2纳米片和Ti 3C 2量子点的制备与修饰方法。进而,对Ti 3C 2在多种纳米生物传感策略(包括电化学、电致发光、光致发光、比色和表面增强拉曼光谱等)设计中发挥的独特作用进行总结和讨论。最后,对Ti 3C 2在纳米生物传感中面临的挑战和未来的发展趋势进行了展望。

关键词：碳化钛纳米传感生物传感纳米片量子点

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用于细胞和组织中弗林蛋白酶特异性成像的双光子荧光探针研究

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化学学报 2020年第11期78卷 1240-1245页

作者：刘红文朱隆民娄霄峰袁林张晓兵湖南大学化学化工学院化学/生物传感与计量学国家重点实验室分子科学与生物医学实验室长沙410082

弗林蛋白酶是前体蛋白转化酶家族中最具特色的酶之一,具有重要的生物学功能,其表达量水平与许多疾病有密切的关系,如癌症的发生和发展与弗林蛋白酶表达水平有着密切关联.目前文献中报道了一些单光子荧光探针用于弗林蛋白酶的检测,但这... 详细信息

弗林蛋白酶是前体蛋白转化酶家族中最具特色的酶之一,具有重要的生物学功能,其表达量水平与许多疾病有密切的关系,如癌症的发生和发展与弗林蛋白酶表达水平有着密切关联.目前文献中报道了一些单光子荧光探针用于弗林蛋白酶的检测,但这些探针不能应用于深层组织成像,且弗林蛋白酶在肿瘤发展过程的作用仍没有得到很好地研究.针对这些问题,本工作构建了一种新型双光子荧光探针Nap-F用于细胞和肿瘤组织内弗林蛋白酶的检测与双光子成像.Nap-F是由经典双光子荧光染料1,8-萘酰亚胺、弗林蛋白酶特异性多肽序列RVRR和自消除连接体整合而成.实验结果表明Nap-F对弗林蛋白酶具有很好的特异性,能够定量检测弗林蛋白酶的活性.在飞秒激光820 nm激发下,Nap-F能有效降低生物背景,并提高组织穿透深度,适用于细胞和组织的双光子成像.Nap-F成功地实现了几种活细胞中弗林蛋白酶的双光子成像,揭示了癌细胞和表达缺陷细胞中弗林蛋白酶含量的差异.更重要的是,我们将该探针用于CoCl2固定HIF-1构建的肿瘤细胞缺氧模型成像,实验结果表明弗林蛋白酶的表达与肿瘤细胞缺氧程度存在正相关性.

关键词：双光子荧光探针弗林蛋白酶癌症缺氧

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核酸-金属复合物及其在原子制造领域的应用

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物理学报 2021年第2期70卷 208-220页

作者：李圣凯郝卿彭天欢陈卓谭蔚泓湖南大学化学化工学院分子科学与生物医学湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学生物学院长沙410082 湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082 上海交通大学医学院附属仁济医院分子医学研究院上海200240 中国科学院肿瘤与基础医学研究所中国科学院大学附属肿瘤医院杭州310022

原子及近原子尺度制造是直接以原子为操纵对象,构建具有特定功能的原子尺度结构,并实现批量生产以满足所需要的前沿制造技术,是国际学术研究的前沿热点问题.本综述总结了核酸材料在精准原子制造中的应用及前景,从核酸材料的基本结构与... 详细信息

原子及近原子尺度制造是直接以原子为操纵对象,构建具有特定功能的原子尺度结构,并实现批量生产以满足所需要的前沿制造技术,是国际学术研究的前沿热点问题.本综述总结了核酸材料在精准原子制造中的应用及前景,从核酸材料的基本结构与功能出发,论述了DNA与金属原子相互作用的基本原理.从天然核酸材料、人工碱基"分子元素"、核酸纳米结构等方面分类介绍了核酸材料介导的精准原子制造的发展历程与突破性进展.最后,对该领域存在的一些挑战与机遇进行了系统性总结,并对其未来发展方向进行了展望.

关键词：原子制造核酸材料金属原子精准制造

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缺陷与催化

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化学进展 2020年第8期32卷 1172-1183页

作者：谢超周波周灵吴雨洁王双印湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南省石墨烯材料与器件重点实验室湖南大学化学化工学院长沙410082

催化技术在现代工业生产和日常生活中发挥着举足轻重的作用,开发高效的催化剂是催化领域重要的研究方向。近些年来,许多研究发现催化剂的缺陷对其催化活性有着重要的影响,同时各种各样的缺陷催化剂也被开发出来。尽管如此,缺陷与催化活... 详细信息

催化技术在现代工业生产和日常生活中发挥着举足轻重的作用,开发高效的催化剂是催化领域重要的研究方向。近些年来,许多研究发现催化剂的缺陷对其催化活性有着重要的影响,同时各种各样的缺陷催化剂也被开发出来。尽管如此,缺陷与催化活性之间的关系仍有待厘清。本文围绕这一主题,分别介绍了固体缺陷化学的基础、催化剂中缺陷的类型、表征、可控构筑以及在催化中的作用和动态变化,最后进行总结和展望。希望通过本文阐明催化剂缺陷化学研究的起源与发展,强调缺陷对催化的重要性,为今后高效催化剂的进一步开发与机理研究提供指导。

关键词：缺陷催化活性位点吸附能凝聚态化学原位表征

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电化学分析测定常见食品非法添加剂研究进展

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化学试剂 2024年第7期46卷 29-37页

作者：冯吕楠应依彤柴雅婷史丹王正军温州大学化学与材料工程学院浙江温州325035 温州市质量技术检测科学研究院浙江温州325052 湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南长沙410082

随着经济社会的不断发展,我国居民生活水平持续提高,对食物的要求不只局限于满足温饱,人们越来越重视食品安全问题,这对食品安全检测工作提出了新的需求,尤其是对食品非法添加剂的检测。随着科技的发展,电化学分析方法被广泛应用于食品... 详细信息

随着经济社会的不断发展,我国居民生活水平持续提高,对食物的要求不只局限于满足温饱,人们越来越重视食品安全问题,这对食品安全检测工作提出了新的需求,尤其是对食品非法添加剂的检测。随着科技的发展,电化学分析方法被广泛应用于食品中非法添加剂的检测与分析。总结了多种电化学分析方法检测常见食品非法添加剂的研究进展,主要包括循环伏安法、极谱法、电位分析法、电化学纳米传感器等,这些技术在提高非法添加剂检测的灵敏度和选择性方面具有巨大潜力。此外,还探讨了电化学分析方法在食品安全监测中的应用前景和挑战,提出了未来研究的方向,有助于促进我国食品行业的进一步发展。

关键词：食品非法添加剂电化学分析循环伏安法极谱法电位分析法电化学纳米传感器

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