反应强定仪

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 什么是“ span style=" color: rgb(227, 108, 9) " 薛定谔的化学反应 /span ”？ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个思想实验， /strong 是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。根据量子力学理论，由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加， strong 猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫” /strong 。但是，不可能存在既死又活的猫，则必须在打开容器后才知道结果。 strong 很多化学反应需在避光或密闭容器内完成，有些反应也无法直接监测，只有在反应后检测，才知道结果。所以，在容器打开前，或在检测结果出来前，谁都不知道化学反应是否成功，那么化学反应就理应处于既成功又失败的叠加状态，或可以把这种状态称为 span style=" color: rgb(227, 108, 9) " “薛定谔的化学反应” /span 。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 但近日，一种新型核磁共振方法破解了这种状况。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 约翰内斯· 古腾堡大学美因茨大学(JGU)和亥姆霍兹研究所美因茨大学(HIM)的科学家与来自俄罗斯新西伯利亚的访问研究人员合作，开发了一种观察化学反应的新方法。 /strong 该技术负责人Dmitry Budker教授说：“ strong 这项技术有两个优点。首先，我们能够分析金属容器中的样品，同时可以检查由不同类型的成分组成的更复杂的物质。 /strong ”基于美因茨的小组。“我们认为我们的概念在实际应用中可能非常有用。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 核磁共振(NMR)被广泛应用。在化学领域，核磁共振光谱法通常用于分析目的，而在医学领域，磁共振成像(MRI)用于观察体内的结构和新陈代谢。作为化学技术，NMR光谱用于分析物质的组成并确定其结构。经常使用高场NMR，它可以对样品进行无损检查。但是，该方法不能用于观察金属容器中的化学反应，因为金属可以起到屏蔽作用，从而防止较高频率的穿透。因此，NMR样品容器通常由玻璃，石英，塑料或陶瓷制成。此外，含有一种以上组分的异质样品的高场NMR光谱往往很差。有一些更高级的概念，但是这些概念通常具有以下缺点：它们无法对反应进行原位监视。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 提出使用零场至超低场磁共振作为解决方案 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 因此，由德米特里· 布德克(Dmitry Budker)教授领导的研究小组建议使用零场至 strong 超低场核磁共振(ZULF NMR) /strong 来解决这些问题。在这种情况下， strong 由于没有强外部磁场，金属容器将不会产生屏蔽作用。该研究小组在实验中使用了钛试管和常规玻璃NMR试管进行比较。 /strong 在每种情况下，将富含对位氢的氢气鼓入液体以引发其分子与氢气之间的反应。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 结果表明，使用ZULF NMR可以轻松监测钛管中的反应。在连续鼓入对氢气体的同时，可以高光谱分辨率观察正在进行的反应的动力学。“我们预计ZULF NMR将在操作和原位反应监测的催化领域以及在现实条件下化学反应机理的研究中得到应用，”研究人员在发表在领先科学期刊Angewandte Chemie上的文章中写道。 /p

近日，中科院合肥研究院健康所医用光谱质谱研究团队发明了一种质谱仪灵敏度增强的四极离子漏斗反应管，该反应管利用射频电场实现管内离子的高效反应和聚焦引导，进而提升质谱类仪器的灵敏度。相关研究结果发表在国际分析领域TOP期刊Analytical Chemistry上。 　　质子转移反应质谱(PTR-MS)技术在生物医学、环境科学、食品科学、公共安全等领域都有着重要的应用潜力，但灵敏度是限制其应用的重要指标之一。发展灵敏度增强技术，让PTR-MS“闻”出更细微的气味世界，是团队追求的方向之一。 　　医用光谱质谱研究团队提出了一种聚焦四极离子漏斗反应管新技术，将传统的圆环电极改为四分环电极，并通过孔径逐渐缩小的漏斗状组合设计，实现射频电场下离子的高效聚焦引导。实验表明，聚焦四极离子漏斗反应管相比于传统直流反应管，让PTR-MS灵敏度提升了13.8-87.9倍，相比于传统离子漏斗反应管，让PTR-MS提高了1.7-4.8倍。团队已围绕该技术申请了专利，并将该新技术应用到高端PTR-MS质谱仪中。聚焦四极离子漏斗也可用于其他化学电离质谱的灵敏度增强，以及其他类型质谱仪的离子聚焦引导。 　　本文的第一作者是健康所博士研究生鲍珣，通讯作者为中科院青促会会员沈成银研究员和健康所张强领博士后。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、安徽省重点研发计划、合肥研究院院长基金等项目的支持。

近日，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮课题组的研究员杨良保等人成功制备了单根可视化的表面增强拉曼光谱(SERS)纳米反应器，并利用其监测及检测了等离子驱动和小尺寸金纳米颗粒催化的两种化学反应。该成果不仅实现了对两种催化体系的检测及监测，对设计更好的SERS活性平台及监测催化体系有重要意义。相关成果发表在英国皇家化学会《化学通讯》杂志上(Chem. Commun. 2015, DOI: 10.1039/C5CC03792A)。 　　近几年，监测等离子体驱动及金纳米颗粒催化的反应受到广泛关注，因此研究人员设计并拓展了各种各样的监测体系。众所周知，表面增强拉曼光谱(SERS)已经成为一个强大的分析方法。与其他的振动光谱相比，SERS技术不仅可以提高检测的灵敏度，更重要的是它还可以提供分子的指纹信息。这些优势使得SERS成为检测及监测催化反应的最佳分析工具。但是，大多数纳米结构作为SERS活性基底，依然存在着热点的构筑不均、纳米结构容易团聚等问题，这些问题使得SERS检测的重现性差。 　　针对上述问题，智能所科研人员设计了一种杂化的双金属纳米结构，可以将两种金属的特性结合到一个纳米结构中：以一维的银纳米线为模版，将合成的小尺寸正电荷金纳米颗粒利用静电吸附组装到银纳米线上。将金纳米颗粒有序地修饰在银纳米线上，颗粒和线之间的等离子耦合以及金颗粒的有序组装使得整个体系可以作为一个SERS活性平台，解决了银纳米线的SERS活性由于纵向的等离子体吸收在近红外区域，不能和激光很好地匹配而减弱的问题，成功实现对目标物的灵敏性和重现性检测。 　　科研人员设计的这种单个一维的SERS反应器，由于颗粒和线的等离子体耦合以及小尺寸的金纳米颗粒的具有催化效应等特点，既可以实现对等离子体驱动的化学反应监测，又可以监测金颗粒催化的反应。更重要的是，由于银纳米的长度在微米量级，可以在拉曼光学显微镜下进行清晰定位，这使得催化体系可以限定在一个固定的区域，减少周围基底的干扰。 　　该研究工作得到了国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家重大科学研究计划纳米专项和国家自然科学基金等项目的支持。 单根可视化的SERS纳米反应器监测催化反应示意图