光谱技术论文
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光谱技术论文范文第1篇
吴瑾光作为国家号召“向科学进军”后北京大学化学系毕业而被推荐的第一批博士生,后随导师徐光宪院士调至原子能系;吴在全民办原子能参加土法炼铀时曾因在实验中手被割破浓铀进入血液而中毒,身体长期以来由于造血功能受损相当羸弱。但在家人关爱及爱人徐端夫院士的支持下,踏实肯干的吴长年执着于科研工作,特别是为红外光谱的研究,打下了扎实科研基础。
潜心研究打基础
创新性研究的突破性进展源于长期基础研究的科学积累。1974年从工作了三年的无线电系被调回化学系分析站的吴瑾光因感兴趣而主动选择管理红外光谱仪。当时的分析站面向社会,为其他科研和工业生产单位提供技术支持,很多有技术疑难的单位经常到北大寻求帮助。
75年前后,公路研究所试图由炒沥青铺路改为先进的乳化沥青;不用加热又省原料的常温铺路。由展览会得到了国外的两个黑白溶液样品,想要解析乳化沥青的成份与原理。公路所找了很多单位,都无法解决。后来就找到了吴这儿来。她欣然接受了这项任务,回家后和徐端夫一起讨论研究方案。她先查了文献研究了国际动态,然后用自已做的色谱柱去分离,接着用红外光谱检测,再研究了表面活性剂的红外图谱,终于解决了这个问题。最后,便和公路所的研究人员确定了乳化沥青的制造方案,在大连建产生产适用我国的表面活性剂,实现了产业化,在5个省进行了乳化沥青实验铺路。后该成果发展成国家大项目。
几乎同时,北医三院的周孝思主任来找北大化学系解决胆结石问题。胆石主要有胆固醇结石与色素型结石。色素结石难溶且食物脂肪低易患。此症中国非常多,死亡率非常高,仅次于癌症;欧美这种结石病人少见有关很少,不了解其成分与形成机理。后来,周主任就来找了吴瑾光教授。吴认为红外光谱有可能提供一条突破口,于是就接下来了这项科研任务。徐端夫院士也很感兴趣并参加合作,他们应用配位化学的方法把90%以上的成分提取了出来,并对结石主要成分进行红外研究和凝胶电泳鉴定。该成果后来在中华医这会外科学会上做了报告,产生了很大的学术影响。在这工作的基础上,该课题组又做了多年的结石研究,对结石成因提出新见解取得了一系列成果。在国内多次得奖并获得美国优秀科研奖。
无创肿瘤诊断
后来,周医生去美国宾西法尼亚大学跟其内科主任S教授进修。周医生向S教授介绍了与吴合作用红外研究胆石的成果,S教授非常惊奇,他想做的工作中国竟已做成了,他是一位对红外光谱有一定造诣的医学博士。便邀请吴进行合作研究。吴赴美进行科研合作三个月,在国际会议上发表了几篇论文。当年年底,S教授就访问中国,要求与吴科研组建立长期的合作。
90年代,当肿瘤成为人类社会共同关注的医学难题。已有的各种诊断方法都满足不了手术治疗的需求,非常迫切需要发明一种更快捷,更有效的检测新方法。于是,由吴瑾光教授牵头,把研究方向发展至肿瘤研究。
因为红外光谱是分子结构变化的灵敏探针,因此从分子结构变化的角度入手,用红外法研究细胞的分子结构变化来检测肿瘤。文献常通用切片和匀浆法等破坏样品方式制样。他们突破常规的思维发展了一些新的检测方法,从而做到了在不破坏样品的前提下直接对肿瘤组织进行检测。并与医院合作,首先对冻存肿瘤样品进行检测,然后又设计改造了红外光谱仪,使之稳定可搬到了手术室外,对手术后新鲜肿瘤组织测定,建立了几万张规模的红外光谱图库,较为系统地研究了10多种肿瘤的光谱特征,观察到良性和恶性肿瘤的差别规律性。并进而用红外光纤做原位在体肿瘤检测。
在归纳比较总结这些实际数据的前提下,课题组从化学原理上反复论证红外光谱检测肿瘤的新方法的科学依据,并把检测结果与金标准病理结果相比较,严格论证;证明了该方向的实用性与高效性。
2004年6月,由北京大学化学院吴瑾光教授联合北医三院、北大口腔医院、中科院化学所徐端夫院士课题组、北京第二光学仪器厂和西安交大第一医院等共同完成的“肿瘤临床诊断的红外光谱新方法”的科研项目的成果由北京市科委主持通过了鉴定。
该项目率先提出了一种可用于肿瘤诊断和临床医疗应用的红外光谱肿瘤检测的新方法,它可在3-5分钟快速准确地判断肿瘤,实现了对肿瘤的在体、原位、实时检测,可为外科医生选择手术方案提供快速诊断报告,对手术治疗过程很有帮助。红外检测结果与病理诊断金一标准比较对照,两者符合率达90%以上,该成果具有原创性并拥有自主知识产权。
三腺肿瘤诊断及现状
在和医院的合作中,口腔医院提出了新的要求:由于腮腺部位神经比较多,如手术中伤了神经,可能使脸部变形,比较麻烦。希望能做到腮腺肿瘤的无创,预先诊断,以提供足够的做手术方案的准备时间。
在一次偶然的机会中,吴发现从腺体表面皮肤,用中红外光纤光谱能准确检测出乳腺增生、良性肿块和癌变等不同程度病变。后来试着把该技术转移到腮腺的诊断,结果证明了从腮腺表面皮肤反映的光谱变化也完全能观察到该腺体病变的情况。目前,这一新技术已能实现对腮腺、乳腺、甲状腺三种腺体的诊断。这种无创、无痛苦、快速、便捷的检测方法具有比较明显好的应用前景。目前,课题组已申请并获得了该技术的中国和美国专利。
该方法所用的中红外光纤是其中的关键技术。原来使用的是美国Spectech出产的中红外光纤,这种光纤价格昂贵,易损坏,并且该项公司已停产,而且国际上也找不到适用的中红外光纤。课题组张元福教授经过几年的努力,现已研制成新的性能优异的中红外光纤,这种光纤耐用而不易损坏,且价格远比国外进口光纤低,最近已经在北大第三医院投入临床使用。至此,该课题组已经完全掌握了具有自主知识产权的整套体表无创诊断三种重要腺体良恶肿瘤的技术。
近来,天坛医院也来找吴瑾光、徐怡庄课题组,要求对脑瘤的诊断进行合作。目前,这项研究的结果也日渐明朗,近期将发表相关论文。
光谱技术论文范文第2篇
英文名称：Journal of Atomic and Molecular Physics
主管单位：四川省科学与技术协会
主办单位：中国物理学会;原子与分子物理专业委员会
出版周期：双月刊
出版地址：四川省成都市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1000-0364
国内刊号：51-1199/O4
邮发代号：62-54
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1984
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
期刊简介
《原子与分子物理学报》是全国原子与分子物理领域内唯一的专业性刊物，在整个东南亚也是唯一的。她是由中国物理学会原子与分子物理专业委员会，四川省物理学会和四川大学联合主办的全国性学术刊物。该期刊一直被评为全国物理领域知名的中文期刊。
光谱技术论文范文第3篇
1讲清原理，帮助学生将“四谱”知识上升到理性认识。“四谱”中的三谱UV、NMR和IR即是分子内部运动的光性性质的反眏。而其吸收峰的出现位置与分子中原子或基团的电子云分布和密度及成键方式有关。而吸收光谱的产生是由于电磁波与物质分子相互作用，引起分子吸收特定频率的电磁波，导致分子能级的跃迁，即产生吸收光谱。如引起分子电子能级跃迁的光谱称红外光谱(IR)；引起分子中自旋核能级跃迁的吸收光谱称为核磁共振谱(NMR)；引起分子中振动和转动能级跃迁的光谱称为(IR)。但无论何种吸收光谱都是由于光物质分子吸收能量，分子中的电子或自旋状态或振动或转动由低能态(基态)跃迁到高能态(激发态)而产生的，即任何一种跃迁形式主要由基态、激发态键的强度、电子云密度等所决定。因此我们在讲四谱知识时，首先抓住利用电子效应理论，把握波普分析的知识脉搏，把掌握知识的源头上升到理性。电子效应主要通过诱导效应、共轭效应(π-π、p-π、σ-π、σ-p)改变整个分子内部能量状态，使基态、激发态键强度同时增大或减小；其中某一种状态键强度增大或减小。因此，应用电子效应，很容易判断非共轭及共轭有机化合物的紫外吸收光谱的最大吸收波长及强度，利用电子效应同样可分析不同原子和官能团在IR和NMR图谱中吸收峰出现的位置。抓住电子效应的纲，就使波谱分析的目张。
2在波谱分析中进行类比教学，找出相关官能团的异同点。不同类型的化合物常有相同或相关的官能团，故在教学中发现学生对不同化合物的光谱特征吸收峰经常混淆，易张冠李戴。学生在学习中往往只会机械记忆某一化学键特征峰，缺乏整体分析联系对比，这就需要教师在教学中注重这方面的训练和培养。运用联系对比分析的教学方法可使学生系统掌握理解更多的光谱知识，为提高学生识图解图能力打下良好的基础。如羧酸和醇中都有O-H键的红外吸收峰，而醇中无＞C=O键的吸收峰，故据有无羰基的吸收峰可对醇和羧酸进行鉴别，又如脂肪胺和芳胺均有氨基的红外吸收峰，但根据有无芳环的特征吸收峰可对二者鉴别等等。通过联系对比的教学方法，学生既能看到它们的相同点，又看到其不同点，最终使学生思路开阔，思维清晰，提高了学生分析问题和解决问题的能力。
3进行开放实验，提高学生识谱能力。“四谱”教学仅从课堂上讲授理论要使学生掌握知识远远不够。必须通过加大实践课堂的教学环节、通过学生把综合实验合成的有机产品、毕业论文合成的产品、利用节假日及课余时间随老师做科研项目的产品在仪器分析的开放实验室在老师指导下进行测定，分析解图，培养学生理论联系实际的能力，提高学生综合分析和解决问题能力。为此我们结合教学实践和科研工作，自己编写了一份“波谱解析实验”讲义，在其中的10个实验中涵盖了“四谱”内容，让学生逐一训练，并将综合实验的产品、毕业论文实验产品和学生随老师教学科研项目实验产品进行四大光谱实验综合分析、鉴定结构，从而为他们后续从事科研工作奠定了扎实基础。
4借助多媒体教学手段，提高波普分析课程教学质量。随着计算机技术的迅猛发展，多媒体教学软件作为课堂教学的主要工具已彰显出其优异的教学效果。由于其教学信息量大、效率高、表达形式直观明了，已成为完成有机波谱分析教学难点的新趋势和重要手段。我们考虑到有机波谱解析课程中有些知识难点使用传统板书教学方法难以表达清楚，根据课程特点及规律，对“四谱”教学自制了CAI教学软件，教师可根据实际情况充分利用计算机动画效果进行形象直观教学。课件制作内容主要包括文本、图像、动画、影像、声音等，图片或图像模块中包合有较多的二维或三维动画，这样的教学方式起到了事半功倍的教学效果。我们还通过看全国名校如南京大学、北京大学、兰州大学、中山大学等校制作的“四谱”实验操作录像，帮助学生掌握“四谱”教学知识。综上所述：由于有机波谱分析是一门新兴的边沿学科，其内容抽象繁杂、信息量大、涉及知识面广、内在规律性不强、具有大量的经验数据，对没有基础从未接触过该方面知识的初学者来说往往感到枯燥无味，学习中感觉不知所措、无从下手，也是有机化学学习中的重难点。在进行上述多项教学改革的同时，结合兄弟院校的经验，尤其是充分利用计算机动画效果等Flash软件功能和“四谱”录像进行辅助教学，取得了优良的教学效果。同时我们还利用我校校园网，建成了该门课程的辅助网站，学生可充分利用网站内的电子教案、多媒体课件、名校的教学录像及习题进行课后学习。任课老师还可在网站上答疑辅导。由于我们进行了多项教学改革，使学生在有机波谱分析课的学习中学有兴趣，成效显著。
本文作者:张来新赵卫星工作单位:宝鸡文理学院
光谱技术论文范文第4篇
摘要：
利用表面增强拉曼光谱对有色纤维中染料进行表征，研究该方法对单根有色纤维上染料的检测能力。方法：将制备好的纳米银溶胶直接滴加在有色纤维表面，采用InVia激光显微共聚焦拉曼光谱仪在785nm激发波长，50倍物镜条件下，对分散红17染色的单根棉纤维进行拉曼光谱表征。结果：通过对分散红17染色的单根棉纤维进行检测，可以发现，表面增强拉曼光谱可以检测出纤维中的分散红17染料。结论：表面增强拉曼光谱在检测单根有色纤维中染料方面具有潜在的应用前景。
关键词：
表面增强拉曼光谱；棉纤维；染料；分散红17
在法庭科学微量物证鉴定领域，纤维是较为常见的检测对象。通常，一起交通事故或盗窃案件中，需对事故现场遗留的纤维与被害人或嫌疑人所着衣物纤维进行比对，有助于对案件的侦破。拉曼光谱作为一种快速、无损的检测手段，在法庭科学领域特别是实际检案中发挥了极大的作用，因此也常被用于对纤维的比对检验，尤其是在微量物证鉴定过程中，待测纤维往往是单根纤维，在对纤维进行比对检验时，一方面，拉曼光谱可区分纤维种类；另一方面，拉曼光谱可反应纤维中的染料信息，但大多数纤维染料含量少，拉曼谱峰相对较弱，在纤维种类相同的情况下，难以进一步实现对纤维的区分。表面增强拉曼散射光谱是鉴别表面增强拉曼散射基底／基质上吸附分子、判断吸附分子吸附取向、研究吸附分子的表面反应和研究分子共吸附等现象的有力工具，可有效淬灭吸附分子的荧光以及增强分子本身的拉曼散射信号。近年来，表面增强拉曼光谱技术在法庭科学领域受到越来越高的重视，较多地研究集中于爆炸物及的探测和分析［1－5］。能够采用表面增强拉曼光谱对纤维上的色料进行检测，在法庭科学领域具有非常深远的意义。目前，该技术局限于考古学和艺术领域［6－8］，法庭科学领域对该项技术在纤维上色料检测应用的研究在国内外均无文献报道。以往，对于纤维上染料的表面增强拉曼分析需要采取一定的萃取技术将纤维上的染料提取下来，原因在于染料与纤维通常以键合的方式结合，使得金属颗粒很难吸附染料分子［6］。直到2008年，Jurasekova［7］等人首次提出了无需萃取和水解的SERS方法。随后，Idone［8］等课题组均提出了利用SERS对纤维的无损检测。这些研究有利于表面增强拉曼光谱对纤维染料的研究，但基于应用领域的局限性，染料类型多集中于天然染料。本实验首次采用表面增强拉曼光谱技术，将其用于对单根棉纤维中分散红17的检测，用以探究该方法在检测有色纤维中合成染料方面的应用前景，以期实现对有色纤维中染料的检测、鉴别。
1实验内容
1．1银溶胶的制备
向100mL，10－3M硝酸银溶液中加入2mL，1％柠檬酸钠，在70℃下快速搅拌1小时，得到灰绿色的银纳米颗粒溶液。随后对制得的银溶胶进行多次离心，并用去离子水清洗稀释至原浓度。
1．2纤维的染色配置
200mL，10－4M分散红17染料（结构见图1）溶液，将5cm×5cm的纤维（棉纤维）织物放入配置的染料溶液中，50℃下加热30min后取出，晾干，并从中抽取单根纤维待测。
1．3实验方法
在待测的纤维上滴加一滴银溶胶，5min后将溶液移去。随后将样品直接放在样品台上待测，采用Renishaw显微共焦激光拉曼光谱仪：激光器波长为785nm波长，扫描波数范围为100～3200cm－1，物镜放大倍数为50X，扫描次数、循环时间等根据具体样本选取最优条件。
2结果讨论
2．1银溶胶表征
图2为银溶胶的紫外吸收光谱，其对应的最强吸收谱峰在450nm处。图3为合成银纳米颗粒的扫描电镜图，从中可以看出，制得的银纳米颗粒尺寸在10nm～30nm左右。
2．2表面增强拉曼检测
分散红17染料在1600cm－1、1200cm－1以及1000cm－1左右处均有较强的拉曼散射（如图4所示），而在对应谱峰位置，纯棉纤维，即未染色纤维，却未有相应的拉曼相应。对染色棉纤维进行直接拉曼光谱表征，可以发现，其在1600cm－1、1200cm－1处有较弱的拉曼散射，而经SERS表征，相应位置的拉曼散射峰得以显现。
3总结
表面增强拉曼光谱可实现对单根棉纤维上少量染料（10－4M）的检测，进一步有望在微量物证领域，对同种类（如均为棉纤维）而染料不同的单根纤维进行表征并进行区分。
参考文献：
［2］姜杰，李明，张静，高静．拉曼光谱技术在爆炸物检测中的应用［J］．光散射学报，2013，（4）：367－374．
［3］顾海昕，张永丰，曹丽英．基于表面增强拉曼光谱法的火灾物证快速检测技术研究［A］．中国消防协会．2014中国消防协会科学技术年会论文集［C］．中国消防协会：，2014：4．
光谱技术论文范文第5篇
关键词：环境仪器分析 课程建设 课程实践
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0054-02
随着工业化进程的加快，环境污染已经由点源污染转向面源污染，由单一的环境介质转移到大气、水体、土壤以及生物体等多介质，发生了不少震惊世界的污染事件，如举世闻名的“公害”事件。20世纪80、90年代，又发生了一些突发性的严重公害事件，如印度博帕尔农药事件和前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事件等[1]。这些事件无疑给人类的生产生活带来了巨大影响。隐藏在这些事件背后的环境问题直接或间接的与化学物质有关。究竟哪些是污染物质、有毒物质？这些物质从何而来？其进入环境之后会发生什么变化？可靠的仪器分析技术能为上述系列问题的正确解答提供依据，也能为环境标准的制定和科学研究、环境管理提供技术支持。
1 课程开设的必要性
在现代分析化学和分析仪器及其功能不断完善、高灵敏度的新型分析仪器不断涌现的今天，伴随着全球环境问题、污染事件频发，大型分析仪器在污染源解析、污染扩散途径追踪、污染与健康关系以及在环境污染治理效率评价、工艺技术路线改进等多领域发挥着越来越重要的作用，先进高效的化学、生物分析手段已成为环境分析科学的重要工具。这些技术手段涵盖了微量和痕量污染物的识别、污染物形态、价态、结构分析（表面和微区）分析。因此，培养具备先进仪器分析能力是环境教育领域人才培养的重要环节。
同济大学环境科学与工程学院承担着国家、省部级重点科研攻关项目，作为科研一线主力群体的研究生都将在导师的指导下，独立完成某个研究方向上的论文实验研究。为了使学生能够顺利开展论文研究并提升论文质量，掌握分析方法的基本原理和应用技能十分重要，这也是在研究生学习阶段开设环境仪器分析课程的重要原因。
2 课程建设的特点
“环境仪器分析”是同济大学环境类专业研究生专业学位课程，始于1999年。伴随着环境科学研究的需求，经过十多年课程内容和形式的与时俱进，2011年成为同济大学首批研究生精品课程。本课程重点介绍如何运用现代仪器分析和样品预处理的理论与技术来鉴别和测定环境介质中化学物质的种类、含量、结构和状态。通过本课程的学习，可以使学生依据待测环境样品中各组分的物理、化学性质的不同，选择合适的仪器分析方法进行目标物的分离与富集，建立起准确的“定性”及“定量”的概念，并掌握与此相关的基本理论、测定原理及实验技术，为后继的论文科研和质量提升打好基础。另一方面，研究生在学习本课程后，可以增强对近代仪器分析的发展趋势以及新方法、新技术的理解，掌握环境分析方法和技术的研发技能。
2.1 组建教学团队，丰富教学资源
该课程教学团队有教师7人，其中教授3人，副教授等年青教师4人，其中实验教师2人。教师学历、年龄及学缘结构合理、教学任务分工明确，理论教学与实验教学人员配备合理，为理论教学和实验教学的顺利开展奠定了坚实的基础。各位任课教师的研究领域各具特色，兼顾环境领域多学科融合，因此，在教学中能够突出重点。
污染控制与资源化研究国家重点实验室拥有各种光谱类、色谱类和生物类大型仪器，如GC/MS、HPLC/MS、ICP/MS和实时荧光定量PCR等，并且拥有网络平台，可以为学生提供相关课件以及实验室仪器的操作、维护及实验讲解录像。实验教学课程由骨干教师承担，开设有光谱实验、色谱实验和生物实验，可以满足教学需求。由研究生可依据今后论文研究方向选择实验内容，共享国家重点实验室的各类分析仪器的丰富资源，实现了学有所用，学有专用。该课程深受学生欢迎，成为论文实验研究的“预备”课，学生们受益匪浅。
2.2 理论应用相结合
依托同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室的丰富资源，该课程的教学按理论授课和实践相结合的方式进行，更注重分析仪器的基本原理、操作使用要点以及在环境科学研究、环境监测等领域的应用价值。
在学习掌握了相关仪器分析理论后，学生有机会面对分析仪器，训练操作技能，旨在培养学生掌握仪器基本操作技术和基本实验技能。通过实践课程的开展，让同学亲身体验各种分析仪器的功能，以理论指导实践，彰显理论的重要性。动手实践，也能充分调动学生学习基础专业知识的积极性，让学生更有目的地进行理论学习[2～3]。这样的教学方法，不但减少了学生在学习基础知识时的盲目感，也大大提高了学习的主动性，对学生的动手能力也是很好的培养。
2.3 尊重自主，注重实效
鉴于学生兴趣点的不同以及论文研究的需要，该实验课程分光谱、色谱和生物分析技术三个模块供学生自主选择。这在一定程度下，实现了小班教学，使得每个学生都能接触操作自己迫切需要使用的仪器。另一方面，尊重学生自主性，有利于学生的学习兴趣培养。在大方向区分的基础上，又进行了小组模式，使得每位同学参与到其中，并且可以互相讨论，共享不同途径捕获的信息。
通过本课程的学习，使研究生对仪器分析这一领域有较全面的了解，基本掌握仪器分析的各类方法，初步具备根据分析对象选择合适的分析方法及理解相应问题的能力，从而顺利开展科学研究。据研究生反馈，该课程强化了学生的理论基础知识，提高了学生自主分析设计实验的能力，并且减少了研究生论文研究中实验方面的问题。
2.4 撰写教材重实用
随着计算机技术的飞速发展，分析仪器的面貌日新月异，仪器的更新周期越来越短，但是目前教材内容的更新远远落后于新型仪器的更新速度[4]。为了把最先进的内容和教学科研的需求和特色相结合，我们在自编实验讲义的基础上，撰写并于2008年由科学出版社出版了《现代环境分析技术》，并于2013年6月更新出版了《现代环境分析技术》（第2版）。环境分析涉及的分析仪器种类多，面对的环境样品也十分繁多和复杂。因此，该教材根据我国环境领域的实际需求和应用现状，重点围绕环境领域应用范围广、理论与技术相对成熟的方法，具体包括四个方面的内容：（1）环境样品分析中常用大型分析仪器的基本原理及其应用；（2）环境样品预处理技术的基本原理及其应用，如高效富集、分离方法等；（3）多种仪器和方法的联合技术；（4）环境分析技术的发展，包括新理论、新方法和连续自动化技术等。教材编写过程中注重先进方法的理论性与应用性相结合，科学性、适用性强，更贴近学生的实际需求。
2.5 学习考核多方位
考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验，而考核方式也起着引导学生改变学习方式的作用，科学的考核方式会推动学生的学习向最佳方向发展[5]。本课程的期终考核成绩由平时参与和期末考试两部分组成。平常参与通过学生课堂表现（随堂考试、课堂提问）或实验情况（实验操作、实验数据处理等）等各方面综合评定。针对目前大学课程知识容量大，容易出现满堂灌，老师又很难及时、准确了解每一个学生对当堂课所授知识点的掌握情况的现状，我们在随堂考试中引入了同济大学自主研发的“智能交互反馈系统”。该系统可以在课堂上即时了解学生对知识点掌握程度，以减轻学生在学期末的考试压力。期末考试包括基础理论知识考试和实验部分考试。基础理论知识考试旨在考查学生对仪器分析基础理论知识的掌握情况；实验部分考试重在考查学生掌握仪器操作的能力。这种多元化的考评体系，更加注重评价学生主动参与的过程、善于思考的能力，可以科学合理、全面公正地反映学生课程学习的真实水平。
3 结语
针对环境类专业研究生开设的“环境仪器分析”课程，为硕士研究生论文质量的提升打下了坚实的基础。“师资队伍多元化，教学模式多样化”是课程教学质量提升的根本保证，充分挖掘和利用高校大型仪器实验平台，为教学服务，是不断提高教学质量的重要举措。
参考文献
[1] 陈玲，郜洪文.现代环境分析技术[M].2版.科学出版社，2013.
[2] 白雁，潘瑾，李永强，等.研究生现代分析仪器课程教学改革的探索[J].实验技术与管理，2011，28（9）：22-24.
[3] 张娴，袁园，孙雅洁，等.利用光谱类仪器开设重金属检测实验[J].实验室科学，2012，15（2）：166-168.
光谱技术论文范文第6篇
关键词：土壤；氮检测技术；废水的利用
中图分类号：S153 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132037
前言
要保证农耕质量，就要对农耕土地的养分量予以z测，以对农业施肥工作提供可靠的参考数据，以农田耕作中做到节约使用、适当施肥的目的。
1 对土壤中的氮元素检测的基本方法
1.1 采用开氏法进行氮检测
开氏法是土壤氮元素检测中统一使用的标准检测方法。多年来，这对土壤中氮元素的测定的问题，科学研究者都不断地进行技术改进，包括硒粉-硫酸铜-硫酸消化法、重铬酸钾-硫酸消化法等，都可以获得较为准确的氮元素检测结果，但是，开氏法以其检测数据稳定而且具有较高的检测准确率而被广为利用[1]。但是，这种检测方法的具体操作中，程序繁琐，检测的时间相对较长，大约需要1h的时间。开氏法对土壤样品尽心检测，适合于小批量的样品检测，且土塘中如果含氮量很高，特别是固态氮、硝态氮具有较高的含量，就难以获得准确的测定结果。
1.2 采用双波长法进行氮检测
如果土壤中含有大量的硝态氮，就可以采用双波长法进行氮检测。双波长法在氮元素检测中具有较高的灵敏度，而且可以结合采用反射仪法或者流动分析法进行检测。如果三者对土壤中的氮元素检测结果不存在显著差异，就说明测量结果准确。
1.3 采用ASI法进行氮检测
ASI法被称为“土壤养分状况系统研究法”，是近年来的土壤肥料检测中所使用的方法。这种方法在对土壤中所含有的养分进行检测的时候，不仅快捷高效，而且可以获得较为准确的检测结果，所以，在世界各国都广为使用。使用ASI法对土壤中的氮元素进行检测的时候，对土壤的性质也具有针对性。如果土壤为酸性土壤、碱性土壤、中性土壤或者石灰性土壤，就适合于采用ASI法进行氮检测。
2 近红外技术（NIRS）检测方法的研究
采用近红外技术对土壤的样品进行检测，就可以针对所获得的红外漫反射光谱进行分析。在光谱的3600～7600cm范围内，土壤样品对光谱的吸收能力是比较强的。对近红外光谱检测所获得的数据进行化学计量分析，对所获得的数据处理为数学模型，就可以将土壤样品中所含有的氮元素测量出来。具体应用中，如果对种植小麦的土壤进行检测[1]。检测的内容为土壤施肥之前2h以及施肥之后2h的小麦长势，采用高光谱的遥感航空影像装置进行拍摄获取信息，与相应的土壤样品检测数据进行比对，就可以对土壤中的氮元素累积情况进行检测，而对农田中的肥力状况以及农田的污染情况都有所了解。
对于农耕土地中的氮元素含量采用近红外光谱技术进行分析，还可以对土壤中的氮元素浓度的变化情况进行预测，即根据土壤的形成情况，土壤受到污染后的退化情况等的测定，就可以利用光谱技术对土壤中的氮元素含量的变化趋势进行预测。
针对近红外技术对土壤中的氮元素检测的相关问题研究，徐永明等采用了回归运算方法针对土壤光谱的吸收带所呈现出来的特征以及总体的氮元素含量进行测算研究，得出结论，氮元素与吸收带特征密切相关，而且吸收带的变化，可以通过土壤反射率实现出来。这就意味着，采用近红外技术，可以将土壤所含有的氮元素的含量快速而准确地测算出来[3]。李鑫等对种植水稻的土壤中所含有的氮元素含量采用近红外光谱法进行测试，所使用的仪器为Nicolet公司的傅里叶变换近红外透射光谱仪，对种植水稻的土壤的光谱值采用偏小儿乘回归测算法（PLSR）获得土壤中氮元素含量的测算数据并将相关的模型建立起来，而且模型的运用对于土壤中含氮量的测算结果相对稳定。
3 总结
综上所述，对土壤中的氮进行检测，如果依然采用传统的检测技术，很难获得良好的检测效果，不仅检测难以达到实时性，而且还存在着污染性。采用先进的氮元素检测技术，比如近红外技术（NIRS），不仅操作简便，而且检测成本相对较低，而且不会对土壤中的氮成分造成破坏。
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光谱技术论文范文第7篇
关键词：食品安全 荧光 光谱 检测
中图分类号：TS207.51 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2015）02-0036-02
荧光检测是一种自然的发光反应，通过荧光素酶与 ATP进行结合反应，能够检测人体细胞、细菌、霉菌、食物残渣，也可以检测食品中所含的成分，能够在15秒钟内得到反应结果。所得到的荧光经过专用设备来测量，再用数字形式予以表示，最终绘成光谱图，可以得出所测物质中的元素含量。
1 荧光光谱检测的原理方法及分类
16世纪，西班牙科学家Nicholasmonnders观察到，贮放在由菲律宾紫檀木制成的杯中的水会发出一种神奇而迷人的蓝光。到17世纪，Boyle等其他科学家也观察并记载了类似的发光现象。1864年，英国物理学家George Stokes首先提出发光现象作为一种分析方法，他在1852年发表的关于发光现象的基础性论文以及随后的一系列研究工作，奠定了至今还在使用的许多发光概念的基础。1978年，T.C. O’Havre在其论文里对发光现象及研究做了历史考证和评述（王镇浦等，1989）。发光光谱法作为最古老的分析方法之一，目前仍然得到极为广泛的应用。
我们现在经常说的荧光检测方法，是一种总称，其中包含了荧光分光光度法、薄层色谱-荧光法、高效液相色谱-荧光法、原子荧光法等，而荧光光谱检测法则是指的原子荧光光谱分析法。
荧光光谱检测法的原理是非常科学严谨的。若我们要用荧光检测法检测一种物质，使其受某种相对应的波长的入射光照射后，其相应的原子会吸收光能由基态变为激发态，并且会马上激发发出比入射光波的波长还要长的出射光（其波长一般会在可见光波波段内）。若是停止向其照射入射光，那么这个物体原子的发光现象也会立刻消失，而具备这样性质的出射光我们就可以称之为荧光。
而物质产生荧光的更深的原因，是因为在入射光照射到某些特殊、与入射光光波相对应的某些原子时，入射光的能量让该物质的原子核四周环绕的某些电子从原本的能量轨道跃迁到高能量轨道，也就是电子从基态跃迁至第一激发单线态或第二激发单线态等。然而，不管是第一激发单线态还是第二激发单线态，这些激发态都是极其不稳定的，所以这些电子会恢复到基态，当电子从第一激发单线态恢复至基态的时候，电子的能量会用光的形式放出来，故原子即物体会产生荧光。
物理、化学家们认为荧光光谱的信息可以包括三个方面，即荧光强度（fluorescence intensity），激发波长（excitation wavelength，Ex）的荧光发射波长（emission wavelength，Em）。荧光光谱包含的信息内容特别多，而且其具有非常好的选择性和特别高的反应灵敏度。荧光光谱集中表现了物质的荧光的强度随着激发的波长和发射的波长的改变而改变，因此可以更加完整地表现出所测物质的荧光信息。发生荧光现象的必须的两个要求，一是这种物质的分子必须具有可以吸收激发光波的结构，一般是刚性、共轭双键较强的平面和多环结构；二是该物质分子必须要具有一定程度的荧光效率，也就是一般所说的荧光物质在吸光后所发射的荧光量子数与吸收的激发光的量子数的比值。在让激发光波的波长和强度维持不变的条件下，是所检测荧光物质发出的荧光经过发射单色器投到于荧光检测器上马上进行扫描，让荧光波长为坐标轴的横坐标，让荧光强度为坐标轴纵坐标，这样画出的图就是荧光光谱图。我们让不同波长的发射光波激发检测的物质其发生荧光，再让荧光以一定的发射波长照射到检测器上，最后以激发光波 长为坐标轴横坐标，让荧光强度为坐标轴纵坐标所得出的图，就是荧光激发光谱图。
荧光光谱检测技术中的分析方法大致可以分为定性分析、半定量分析和定量分析这三大种类。定性和半定量分析能够检测出元素周期表中百分之九十的元素，能够检测的浓度范围也非常大（0.0001%～100%），而且对所检测的物质是非破坏性的，能够快速检测出未知样品的组成成分和大致的含量。其定量分析的结果的精准度已经接近或达到化学分析的水平。
荧光光谱图可以得到激发波长和发射波长以及其它变量改变时的所对应的荧光强度状态信息，可以比较完备地描述出被测物质的荧光信息。所得出的荧光强度的数值线可以生成一个“指纹图”，我们可以以其指纹谱的特征为依据，完成多组分混合物体系中比较复杂的定量和定性分析任务。例如我们以荧光光谱检测法检测食用油中是否含地沟油成分，因为食用油和地沟油中都有各种相同或不同的荧光成分，我们能够从所测得的荧光光谱的等高线图得到它们的荧光信息，从荧光峰的位置、高度等的比较分析能够很快地检测出食用油中是否掺杂了地沟油。
因此我们可以使用荧光光谱图谱的不同进行食品中有关成分和组成的鉴定与区分，为食品的鉴别提供了一种高效有用的方法。食用油和地沟油中均含有各种荧光成分，通过三维荧光光谱对食用油和地沟油的检测，可以从三维荧光光谱的等角三维投影图和等高线图获得它们的荧光信息，从荧光峰的位置、高度等进行对比分析就可以快速检测出食用油中是否掺杂了地沟油。
2 荧光光谱法的优点好处
（1）分析速度高，快速得到结果。我们在测定食品成分时与测定精密度有关，但测定时间一般都很短，2～5分钟就可以测完样品中的全部待测的元素。
（2）荧光光谱跟样品的化学结合状态无关，而且跟食品的状态及固体、粉末、液体、晶质、非晶质等物质的状态也基本上没有关系。
因此我们可以使用荧光光谱分析法分析检测各种状态类型的食物。
（3）非破坏分析。在测定中不会引起化学状态的改变，也不会出现试样飞散现象。同一试样可反复多次测量，结果重现性好。
故此使用荧光光谱检测法检测食品时不会破坏食品的内部分子结构，也不会使食物流失营养成分，因此用荧光光谱分析法检测食品安全是一种非常健康安全的方法。
（4）荧光光谱分析法是一种物理分析方法，所以对在化学性质上属同一族的元素也能进行分析。在紫外线照射下能直接发射荧光的化学元素并不很多，所以对一些元素进行荧光分析时大部分采用间接测定法，这就是用有机试剂与被测定的元素组成络合物。这些络合物在紫外线照射下能发射出不同波长的荧光素，然后由荧光强度测定出该元素的含量。由于有机荧光试剂的品种繁多，用荧光分析可测定的元素有六十多种。正因为这个原因，荧光光谱分析法可以检测出食品中的绝大多数元素，对物质中的元素都可以做出准确判断分析。
3 荧光光谱法在我国的食品安全方面应用
我国食品安全的主要问题是商家在粮油、果蔬、禽蛋等诸多种类的食品的加工技术是否健康无害，食品中是否含有农药残留、化学污染物、对人体有毒有害元素、致病菌类、生物毒素等。为了保障我国人民的食品安全，国家发行并实施了很多关于食品安全保障体系的重要措施：发行和实施了有关食品安全的法律和法规，了一系列有关食品安全的国家标准和行业标准，使我国食品安全保障体系初步成立，而这个体系的技术支撑就是食品安全检测技术和仪器。
而荧光光谱检测法凭借其检测快速无污染，选择性超强，灵敏度高，适用于现场操作，可以避免费时而又繁琐的分离程序，能够快速、精确、完整地描述出被测物质的荧光信息的优点成为我国食品安全保障目前所着重依靠的食品安全多组分物质分析检测手段之一。
现在我国食品安全检测标准的体系中，使用荧光光谱检测法来检验的的物质有噻菌灵、伏马毒素、金属硒、腹泻型贝类毒素、黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、抗坏血酸等，这些物质所涉及的食品种类包含乳制品、茶叶、水质、粮油、饲料、果蔬等。利用荧光光谱分析法，我国有关食品检测机构已经可以准确检测出婴幼儿奶粉中的成分中是否有蛋白粉的添加、市场上的瓜果蔬菜是否还有农药残留、食用油里是不是掺杂了有害人体健康的地沟油，而不久前我国有关食品卫生安全部门使用荧光光谱检测法检测出某品牌牛奶中含有严重超标的大肠杆菌就是一个使用荧光光谱检测法的一个非常成功的例子。
4 荧光光谱法的缺点及在我国发展的局限性
虽然荧光光谱检测法比其他食品检测方法有许多优点，但作为一种刚出现不久的检测手段，其仍有一些等待完善、改正的缺点和不足。而在荧光光谱法的仪器问题方面尤其体现这种缺点和不足。
（1）关于非金属和界于金属和非金属之间的元素很难做到精确检测。在用基本参数法测试时，如果测试样品里含有C、H、O等元素，会出现误差。因为制造农药的物质成分的元素多处于金属与非金属分界线之间，而荧光光谱检测法在金属与非金属之间的元素难以做出精确测量，这直接导致了使用荧光光谱检测法检测蔬菜瓜果的农药残留量的精准度。
（2）不能作为仲裁分析方法，检测结果不能作为国家认证根据，不能区分元素价态。
因为荧光光谱检测法检测中所改变的只是电子的状态，由基态到激发态再到基态，并不能体现出其元素的价态，故也不能十分精准地测出食品中所含物质。
（3）标准曲线模型需求不时更新，在仪器发生变化或标准样品发生变化时，标准曲线模型也要变化。由于使用仪器的不同，我们在检测过后所得出的数据也不同，因此我们所做的标准曲线模型也不同。如此以来，如果对某一确定的物质多次使用不同的仪器进行分析测量后，所得的标准曲线模型不同，这对检测结果的误差分析带来了大大的不便。
（4）我们从技术层面来看，不可否认的是我国的荧光光谱检测技术和国际的荧光光谱检测技术仍然有着不小的差距。比如说我国自己研发的X 射线荧光光谱仪器，虽然其使用年限和精准度都可以达到国际水平，然而却因为我国自主研发能力比较薄弱，荧光光谱仪的重要部件，例如使用年限长的X 射线管，分辨率高的检测器，其所用的均为海外进口部件，所以我国应该在核心部件和重要技术的研发上加强科技创新，增强自主研发能力，研发出有着高效用、低成本的自主经济产权的新型设备。
（5）从荧光光谱检测法的使用层面上来看， 我国无论是在食品质量检测、食品成分分析还是在转基因食品的鉴定的过程中，荧光光谱检测法的使用都将会越来越普遍，其发挥的作用也将会是越来越大的。然而国外的荧光光谱分析检测设备大多都是几十万甚至上百万，这样使得我国国内许多机构根本没办法承受如此昂贵的仪器购买费用，这在特别大的程度上限制了荧光光谱检测技术在我国国内应用与发展。
我们应该在荧光光谱检测分析技术的发展中采纳使用自主创新与向国外借鉴相结合的方法，在制造的工艺上和硬件开发方面加大科学研究的投入力度，着眼于系统的集成创新与自我创新。充分有效地学习国际上的先进科学技术，努力得到伟大研究成果；在成果转化上，把已经检测的模型在实际生产检测中推广应用，逐渐制定与完备高效实用的荧光光谱检测法在不同食品领域的检测与使用标准， 推动我国荧光光谱检测法与国际上的检测法逐步接轨。
5 荧光光法在未来于食品检测方面的发展方向
人类社会经济不断发展，相应地，人们肯定会对食品检测提出越来越高的要求，而这也会促使荧光光谱检测法的改革和创新。
未来荧光光谱检测法在食品检测方面的发展会是：科学家们加速研究绘制出各种菌类的图谱，研发出在线检测食品安全的荧光光谱检测软件，提高光谱检测的检测效率，定量分析测定菌类的细胞特征与性能，改正荧光光谱检测法在分子生物学领域方法的缺点，使光谱检测的检测程序更加简化，让食品安全检测的方法向着快速化、自动化、特异性强、灵敏度高和简单好操作的方向发展。
6 结语
当今时代是个科技飞速发展的时代，各种新生技术如雨后春笋蓬勃生长，我们有理由相信，荧光光谱检测法会不断地改革、完善，中国在食品检测方面将会不断进步。在不久的将来，我们一定可以看到荧光光谱检测法在食品检测方面更好的应用。同时随着各学科研究的不断进步，也会出现更加简单快速的病原微生物检测方法和检测体系，相信会有更多快速、简便、特异的检测技术得到应用，以满足人们对食品的更高需求，为人类公共卫生、营养健康与疾病预防事业做出巨大贡献。
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光谱技术论文范文第8篇
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