光谱技术论文范例

光谱技术论文

光谱技术论文范文1

1初审的意义及作用

我国出版物执行“三审制”,即初审、外审和终审.初审是指对书稿进行全面检查,做出评价,提出处理意见.初审是三审制的基础,是编辑工作中的基础性工作,是学术期刊编辑活动中的第一关.初审的结果基本决定了稿件的命运:退稿、修改或是转交专家审稿.初审的效果直接影响到外审、终审、编辑、出版等一系列后续工作,同时影响论文的出版周期.初审可以提高学术期刊编辑工作效率,首先,初审可先将不符合期刊办刊宗旨和征稿范围的文章剔除出去.其次,初审可将不规范、有待完善的作品(如参考文献或图表格式不符合要求,需要补充基础数据等)退修给作者,让作者按要求修改后再行外审.这两步初审操作,一方面可以改善稿件行文规范,提高稿件的质量;另一方面可以减少外审专家的压力,有利于审稿专家集中精力审查、挖掘、发现有创新价值的学术成果,以便快速高效的进行审稿,缩短审稿周期和发表周期.同时,由于摒除了一些不必要送审的稿件,减轻了外审专家在审稿数量方面的压力,并可以节省开支.

2初审的内容

已有文献均从不同方面对初审工作进行了论述,张瑞从论文题名、引言及文章的规范化审理3个方面对初审进行了论述,韩春丽等以稿件是否符合办刊宗旨、稿件真实性、稿件写作是否规范、稿件创新性为要点论述了初审应该注意的问题,万莹则从文稿的真实性和创新性、题名与内容的对应性、文章结构、数据和图表、参考文献5个方面讨论了科技论文的初审问题.本文主要从文章的创新性和学术性、内容完整及统一性以及参考文献3个方面展开讨论,供同行参考指正.1)创新性与学术性.Science对创新性做出了如下解释:创新是指对自然或理论提出新见解,而不是对已有研究结论的再次论证,内容激动人心并富有启发性,具有广泛的科学兴趣.可以毫不夸张的说,创新性是一篇文章的灵魂所在,是其学术价值的直接体现.创新性和学术性相辅相成,互为条件.初审中对稿件的创新性进行判断时借助网络的强大搜索能力可达到事半功倍的效果.目前,科技期刊学术不端文献检测系统、百度、谷歌及CNKI的数据库是较为常用的检索工具.同时,由于仅依靠一种搜索引擎的检测结果有时并不能很好的反应该稿件的创新性,需要选择两种或以上的检索工具进行搜索.如在百度或谷歌上搜不到的文章,在CNKI系统可以检索到.网络检索判断文章的创新性,题目和关键词可以作为主要的检索词.需要注意的是,不能简单的通过是否检索到相似文献断定稿件的创新性.以分析化学类文章为例,有时可能检索到的类似研究方法较多或者针对某一课题内容有较多的文献报道,投稿文章仅在操作或溶液的选用上进行了改进,并不能就认为该文章缺乏创新性.这种情况下就要比较新稿与已报道文献在关键数据上的差异,若新文章的检出限较已发表文章高,也能说明新稿所用方法的优势.同样,对于测定同种物质却选用不同于以往方法的,也并不代表其创新性就好,此时需要同时依据方法优势及线性范围、灵敏度等关键参数判定是否需要外审.而对于那些毫无创新,属于重复劳动甚至是剽窃抄袭的文章应退稿处理.2)内容完整及统一性.题目、作者及单位、中英文摘要及关键词是作为学术研究类文章必不可少的部分.合适的题目、好的摘要和凝练的关键词对一篇文章的作用显而易见.以分析化学类文章为例,除以上各项外,其完整的内容还应包括引言部分、实验部分、结果与讨论部分和参考文献部分.如果以下方面有不完善的应先给作者退回修改,视修回情况决定是否送外审专家审理.引言部分应包括国内外研究概况(研究背景),本文的创新点和主要结论.从作者对国内外研究概况的评述情况可以大致看出其对相关领域的文章的调研情况,一定程度上可以反映出作者对相关文献的检索是否全面,对已有研究的评述也可从侧面烘托文章的创新性;而创新点的提出更是一篇好稿件的核心所在,如“2.1”部分所述,创新是一篇文章的灵魂所在.同样,引言部分要给出大致的结论,阐述要简洁,一语中的.实验部分包括仪器与试剂、实验步骤、测定参数等方面,多为一些客观因素的设定,在初审中只需大致浏览,检查有无逻辑混乱等方面的错误.相对引言、结果与讨论等部分,该部分在初审时一般不需要耗费过多的精力.结果与讨论部分是一篇化学分析类文章的主要且核心的部分,其讨论的深度、展开的宽度及得出的结论是一篇文章好坏的直接体现.该部分的完整性同时也是该项研究是否全面的重要体现.有的文章结构合理,语言流畅,结论明确,创新性也好,但是如果“结果与讨论”部分的内容不完整也会使其初审分值降低.如:若一篇文章缺乏实际样品测定方面的内容或缺少加标实验、干扰实验等,均说明文章不够完整.同时,由于该部分内容涉及到较多的图表等辅助说明手段,在稿件伸出时也需要多加留意.审查图表是否清晰、规范是相当重要的内容:包括中英文图题、表题是否对照,图表内容是否和其题目一致,图表是否按顺序标号排列,横纵坐标是否清晰均匀等.另外,统一性方面要特别注意,中英文摘要的重要结论要一致,且需与正文中的论述相符,正文中的关键数据要在中英文摘要中得以体现.中英文的关键词也需统一,不能前后不一致.参考文献,文章的最末一部分,但是其在初审中的重要作用不可小觑.初审时根据参考文献,可以初步判断该论文的水平以及作者对该学科的背景知识水平;而参考文献格式的规范性直接反映论文的规范性,参考文献质量的优劣也间接反映了文章质量的好坏.大致可以通过参考文献是否具有以下特点判别:①格式是否符合刊物要求.一般情况下,科技期刊都有自己的写作模板,虽然并不能从参考格式推测文章的学术水平,但它可以反映作者的态度是否端正.②参考文献的出版年限是否较新.一般情况下,新近刊出的文章具有更好的参考价值,也可以从侧面说明文章的内容贴近最新研究.③文献的出处,即其发表的载体———期刊的质量如何.相对而言,影响力越高的刊物,其发表文章的质量相对较高,被引用的机会也较多.④参考文献的数量.参考文献数量达到一定程度,可以辅助说明作者的检索较为全面,其在文中的观点也在部分程度上减少了“管中窥豹”和“一家之言”的现象.⑤参考文献的分布.参考文献中中文文献和外文文献的比例,以及文献中期刊、书籍、报纸、标准、学位论文、网络文献等所占的比例.虽然这个没有硬性要求,但是大多数质量优秀的文章的参考文献具有较多的外文文献且以期刊出版物为主是不争的事实.另外,报纸、网络来源的文献等一般不用做参考文献.⑥作者是否在正文中全部按顺序标注了参考文献、相关文献是否给出了起止页码、会议文献是否给出了会议主办城市和国家等等也应审核.3)初审意见的编写.编辑写初审意见时,要基于论文的整体,从论文写作规范和学术水平作出评价.无论是退修还是退稿,都应给出细致而中肯的初审意见.对于要退掉的稿件,不能仅仅以“不合适”几个字潦草退稿,应尽可能更深层次的启发和指导作者,做到退稿不退人.对于所有退稿,都要感谢作者对本刊的支持.对于不符合刊物宗旨的稿件,尽可能的给作者推荐较对口的期刊供其选择.本刊退稿意见示例:由于本刊的宗旨是刊登质谱学、光谱学、色谱学、波谱学、电子显微学及电化学等方面的分析测试新理论、新方法、新技术及其在各领域中的应用研究成果,本文内容不太符合本刊宗旨,根据本文特色,建议作者改投到《硅酸盐通报》等刊物,感谢作者对本刊的关注.对于因创新性或其他文章质量原因而退稿的,要首先肯定其优点,委婉的提出文章的不足之处,提供可能的建议供作者改进参考.本刊退稿意见示例:本文采用光谱法对大黄素与DNA相互作用的研究,为新的抗肿瘤药物及其先导物的设计及其体外筛选提供有力的理论基础,有一定的参考价值.但是本文的编写欠简练,尤其是“结果与讨论部分”,有图表罗列现象,且图表的内容缺乏相应的英文对照;而文字内容部分不充实,分析讨论不甚深入,同时,对于大黄素与DNA间相互作用的研究已有文献报道,如《大黄素与DNA相互作用方式的研究》《分析测试学报》2011年第6期:苏布道,廖立敏,雷光东,王碧;而本刊更侧重分析方法的创新性研究,且本文的参考文献格式亦不符合本刊要求.根据本文特色,建议作者改投到光谱分析类刊物,感谢作者对本刊的关注.对于需要先退修的稿件,要逐条列出修改意见.如:本文的写作规范,结构合理,语言文字通顺,有以下几点意见供参考:①建议补充与已有方法的对照,以突出本方法的优越性;②建议给出实际样品的测定谱图;③本研究的主要结论及数据应在中英文摘要中有所体现;④图表内容请给出英文对照;⑤参考文献请参照本刊格式修改.

光谱技术论文范文2

关键词:食品安全;检测技术;食品质量安全

1食品安全理论概述

食品工业的快速发展,使人们的物质生活水平得到了明显改善,并对食品质量提出了更高的要求。在“三聚氰胺奶粉”“豇豆含毒”“瘦肉精”等食品事件发生之后,社会媒体与公众对于食品安全问题的关注也愈发密切。现阶段的食品管理系统中,食品安全涵盖了生产、加工、包装、运输、销售与消费等一系列环节,需要在执行国家标准的过程中,形成具体的管理体系,从而保证食品的安全状态,杜绝一切可能对人体健康造成危害的因素,并消除食品中的所有安全隐患。由此,应突出食品检测工作的重要性,并在具体的食品管理中,发挥自身的技术性优势,应用科技手段,保证食品安全[1]。

2食品安全监测技术的应用

2.1微波消解技术

微波技术在食品检测工作中有较强的适应性,可以通过与多项技术的结合,保证技术的应用效果。例如,通过微波消解技术与氢化物原子荧光技术的结合,可以在婴幼儿食品检测的工作中,确定其砷元素含量,从而保证食品的安全。同时,微波消解技术具有较强的应用优势。另外,微波技术还可应用在预处理环节,在食品中氯霉素残留物质的检测中,使用微波辅助萃取设备进行萃取,可将回收率控制在76.2%~94.7%范围内,并将标准偏差控制在6.8%~8.4%,检测限为0.1g•kg-1。而红外线光谱检测技术(NIR)可用于食品试样材料的定量分析,并通过分子水中的氢结合状态,解析出具体的数值。同时,此项技术也可以应用在淀粉损伤检测与水果品质测定工作中。通过对食品形态分析,如食品的固态、液态等,优化测定波长,并对食品进行反射分析。NIR检测技术不仅能对氢基团进行分析,在无机物检测中,也具有较好的应用效果。在红外光谱仪设备成本不断降低的条件下,优化软件统计方式,也可以在复杂、变化的红外光谱数据中,提炼出有效的数据资料,并提高光谱信噪比,使红外光谱的应用空间更加广泛,技术优势更明显[2]。

2.2免疫分析技术

免疫分析技术拥有高灵敏度、方法简便、操作量大且成本低的技术特征,在应用推广中表现出较强的适应性。可以对食品中的化合物、蛋白质、酶等物质展开定量分析,可以科学化的完成检测。另外,砷元素的检验还可以采用马氏试砷法。将Zn与盐酸混合,并与试验试样融合,导入到热玻璃管设备中。如果试验对象中的砷处于化合物状态,则会生成AsH3,通过加热处理,使AsH3分解,进而形成As物质。由此,如果使用氯酸钠溶液进行二次洗涤,并达到溶解效果,则可以更加明确砷物质在食品中的存在条件,从而确定食品的食用安全状态。这一技术还需配合银盐法,在化学制剂的作用下,完成精确度测量。同时,应用原子荧光法展开技术检测,还需对试验材料进行微波处理,并获得精确度的分析数据。

2.3其他检测技术

磷钼蓝分光光度法可以确定磷酸盐的含量状态,并在0~150mol•L-1区间内,磷酸盐含量与吸光度之间的线性关系良好,且相关系数在0.9999,可用于肉制品中磷酸物质的检测分析。原子荧光技术,在食品检测领域有较强的适应性。其中,砷元素作为典型的有害元素,普遍存在于自然界中,并存留在动植物体内。尤其在农业生产中,使用含砷元素的农药会对环境造成污染,并对食品造成影响,使食品的安全性降低。在食品中砷元素的检测过程中,通常会使用原子荧光技术进行分析。在这一技术条件下,可以确定实验样品中砷盐的具体含量。但是,检测过程中也会出现复杂度高、步骤繁琐、影响因素难以控制等问题,同时还需要对检测的误差条件进行管理,从而保证技术的执行效果[3]。另外,高温灰化法的应用中,展现出取样量大、处理时间长、能源消耗多的技术特点。试验中,汞、砷等元素易产生挥发,并在高温状态下表现得尤为明显,甚至会对实验准确度在成影响。与之形成对比的低温灰化法,则可以在少量的取样条件下,避免元素挥发,但试验的灰化时间更长,且需消耗大量成本准备设备,并维护试验条件。因此,低温灰化法也不作为常规性的技术手段进行检测。

3食品安全检测技术对食品质量安全的影响

3.1保障食品质量安全

当前,食品安全检测技术已经广泛应用于食品领域,使食品的质量安全得到有效保障,也让人们在食用食品的过程中更加放心。食品质量安全一直是社会关注的焦点问题,而近几年的食品质量安全问题更是引发了人们的广泛关注,基于此,食品安全检测技术也获得了一定的重视,得以最大程度的运用,对市场中的食品质量进行严格的监督与管理,食品安全检测技术为相关部门的日常食品监管工作提供了极大的便利[4]。前些年的“苏丹红”以及三鹿奶粉等相关事件,在社会上造成了极大的恐慌,使人们对于食品质量安全的信任度有所降低;但这一情况也促进了食品安全检测技术水平的提高,并进一步保障了食品的安全性,同时也极大程度的降低了食品质量安全问题发生的概率。

3.2保证食品质量安全市场有序性

食品质量安全问题不仅会对人们的日常生活造成影响,还会影响整个食品市场的正常运行,一旦出现食品质量问题,会让食品市场受到影响,导致市场秩序混乱,而食品安全检测技术可以促进我国食品监管部门工作效率的提高,同时提高食品市场的有序性,为食品市场的正常运行提供基础保障。对于当前的食品市场来说,其经济运行过程极易受食品安全问题的影响,食品质量出现问题会导致消费者不信任食品市场,减少甚至避免对国内食品的购买,增加对进口食品的购买需求,在这样的情况下,国内的食品市场将会遭受严重的打击,导致其难以正常运行,也会在一定程度上影响我国的经济建设,食品安全检测技术能够对食品市场进行全面把控,有效抵制有质量问题的食品,还消费者一个健康的食品市场[5]。

4总结

当前社会经济水平的不断提升,也促使人们的生活质量及水平得以提高,与此同时,人们对于食品种类以及质量的要求也越来越高,而食品安全检测技术则能够加大对食品质量安全的管控力度,确保人们能获得质量安全有保障的食品,由此可见,食品安全检测技术对于食品质量安全的重要性。

参考文献:

[1]饶朝龙.浅析食品安全风险评估对食品安全科学监管的促进[C]//第七届全国中西医结合营养学术会议论文资料汇编,2016.

[2]毛振宁,李沛.标准化管理助推食品检验检测实验室建设[C]//标准化助力供给侧结构性改革与创新——第十三届中国标准化论坛论文集,2016.

[3]王金梅.浅析食品安全检测中存在的问题及对策[J].技术与市场,2016,23(5):375.

[4]李璟.浅析食品检测技术问题及其解决对策[J].现代食品,2017(21):47-49.

光谱技术论文范文3

目前国内高校对本科生开设的课程主要是“仪器分析实验”[5],在实际教学过程中常以演示实验为主,同学往往只是走马观花式地参观一下,有时甚至和仪器还“隔窗相望”,对绝大多数同学而言,独立上机操作是可望不可及的。造成这种局面的主要原因有:(1)大型仪器在高校中属稀缺资源,数量有限,其中不少热门仪器承担繁重的科研任务,如果科研-教学并举,安排起来有较大难度;(2)大型仪器价格昂贵,运行、维修成本高,管理者有所顾忌,不敢放手让本科生独立操作[6];(3)对大型仪器的教学功能缺乏研究,教学内容形式单一,缺少具有吸引力、适应本科学生进行自主性学习的仪器类实验项目。针对以上问题,国内一些院校尝试了多种形式的教学改革来增加学生的动手机会[7-8],同济大学化学实验中心在这方面也进行了积极探索,通过开发大型仪器的管理系统及开展开放性实验教学来拓展大型仪器的教学功能。经数年实践,取得了一定的教学成果。

大型仪器的开放性

教学大型仪器用于本科生开放实验教学涉及到方方面面的问题,其中,最突出的问题有四个:大型仪器的管理、维护、开放性教学的内容及方式。

1大型仪器的管理同济大学化学实验中心(以下简称中心)拥有20万元以上的大型仪器20余台,包括TEM、SEM、AFM、XRD、GC-MS、TOC、核磁等,这些仪器日常承担着比较繁重的科研任务,要开展开放实验教学,必须对仪器进行合理安排,提高其使用效率,对一些热门仪器甚至要做到见缝插针的地步。为此,中心将几十台大中型仪器都进行了联网,开发了仪器网络化管理平台及开放实验预约系统,教师或学生采用实名注册登录后,可以在系统查阅每台仪器的相关资料及近期使用情况,需要进行开放实验教学就在“仪器预定”栏目里提出申请,中心管理人员对所有申请者都进行审核,然后视具体情况做协调安排。对于使用频率高的热门仪器实行限量开放,对冷门仪器则适当增加其开放次数,安排结果将在当天公布在系统网页上。获得批准的同学在规定时间领取门卡(实验中心仪器室采用红外门禁装置),进入仪器室进行实验操作。网络化管理增加了管理的透明度,有效地提高了大型仪器的使用效率。

2实施大型仪器持证上岗诸多院校限制本科学生接触大型仪器的重要原因之一是其价格昂贵,操作不当可能会损坏仪器造成巨大损失。为解决这一问题,中心采取了两项措施:一是建立“上岗证”制度,只有具有上岗资格的同学才可以独立操作大型仪器。中心定期举行各类仪器的操作培训,由厂家技术人员或资深教师授课,参加者包括研究生和本科生,培训结束后进行考核,考核合格者由中心发放该类仪器的上岗证。无证的同学如果要进行样品测试必须要有持证者在场协助把关。二是采用仪器远程监控系统。中心将几十台大型仪器联网并实施连续监控,一旦仪器发生异常情况就追根溯源,查明原因。为保证操作系统的安全,中心还开发了数据传送系统,所有实验数据均通过网络传送,教师和同学可以通过远程登录的方法进行下载,这样可避免使用U盘带来的病毒交叉感染。此外,中心还为高年级同学建立了仪器使用个人档案,按平时信誉表现及仪器操作能力进行了等级划分。对于信誉良好的同学可以直接领取条形码门卡,进入实验室自行完成操作,如果操作者在仪器使用中有违规行为,中心则中止传送其实验数据或暂停其仪器使用资格。

3开放实验内容围绕各类大型仪器的开放实验教学,中心开发了系列实验项目。实验内容一部分由教师编写,另一部分则是由同学原创、经数年教学实践传承下来的。比如色谱类实验有“手动顶空-GC-MS检测方便面包装袋中的有机挥发物”、“顶空进样GC-FID/MS检测花瓣中的香气成分”、“HPLC测定多种可乐中的咖啡因含量”等;光谱类实验有“积分球漫反射光谱仪检测A4纸张”、“各种餐巾纸的紫外漫反射比较”、“验证大米中是否含有荧光物质”、“不同pH条件下苯乙酰胺的紫外光谱分析”、“红外光谱法测定银镀膜及气凝胶成分”等;表征类有“神奇的碳纳米管”、“SnO2纳米粒子的合成及形貌表征”等。这些实验有一共同的特点,就是素材贴近生活实际,集知识性和趣味性为一体,可以让同学在轻松快乐中学习仪器的操作。所有开放实验内容以菜单形式挂在中心网站上,同学可选择自己感兴趣的项目在网上预约,得到确认后以小组的形式进行实验,实验过程中研究生助教或高年级本科生(具有上岗证)担任指导,有时教师也客串一下。开放时间的长短视实验内容而定,短则一节课,长则一整天,长时间的开放实验通常安排在双休日进行。需要说明的是,大型仪器的开放不仅仅局限在化学专业内部,菜单中部分实验项目也对其他院系同学开放。如“神奇的碳纳米管”、“拉曼光谱鉴定宝石矿物”等实验就吸引了材料、环境、医学专业100多人的参与。为支持本科教学,使用大型仪器进行开放实验教学不收任何费用。

4教学方式教学采用上机操作和交流探讨相结合的方式。实验过程中同学轮流上机操作,每个人均获得实际动手机会。为使同学对仪器的性能有较为全面的了解,中心在网络上还专门建立了一个开放式的交流论坛。它有两个主要功能:一是同学递交实验报告,记录实验情况;二是交流仪器使用的经验和体会。该论坛最大的特点是不受时间、地点的限制,参与者众多,覆盖面广。除了教师、博士、硕士、本科生外,还有部分校外友人、甚至仪器厂家的技术人员也参与其中。论坛由教师或研究生助教充当版主,当一轮实验做完后,就实验过程当中出现的问题进行探讨。起初同学对大型仪器有一种新鲜感,提出的问题也比较简单,较多的是关于仪器构造、品牌、价格、使用领域等方面的问题。随着实验的不断深入,探讨的层次越来越高,涉及到仪器内涵的东西也愈来愈多。比如由仪器的基本操作逐渐过渡到诸如色谱柱如何装填,极性分子采用什么类型的柱子,非极性分子又采用何柱子,哪类物质不能用此方法测定,噪音是如何产生的,基线不稳如何校正,采用什么合适的软件等。同学对仪器熟悉到一定程度,就自然会想到如何拓展该仪器的实验内容,进而进行一些探索性的尝试。比如由顶空气相色谱检测挥发性成分的原理启发,同学们尝试了化妆品、黄酒、木材、大米、水果、茶叶等“有香味”物质的检测[9],采用拉曼光谱仪研究了蛋类、橙桔类样品的谱线特征,这些项目后来都成了同学的SITP课题。通过大型仪器的开放式教学,同学不但熟悉并掌握了仪器的操作,而且在潜移默化中萌发了对科学研究的兴趣,这种收获才是真正体现大型仪器教学功能的价值所在。#p#分页标题#e#

教学效果分析

总结几年的教学实践,我们认为在如下几个方面取得明显教学效果。(1)仪器利用率提高:将大型仪器用于本科教学,最直接的好处是提高了仪器的利用效率。以色谱类仪器为例,顶空色谱和液质联用仪因库内标样数据不多,在科研中被视为鸡肋,属“少人问津”的冷门仪器,中心也一直为其机时数不足而发愁。自仪器用于本科生开放实验教学以来,一下子开发出十多个实验项目及多个SITP项目,过去的冷门如今却“门庭若市”、“应接不暇”,成为教学中的抢手仪器。更为可喜的是,随着一个个新的体系的开发,数据库的内容也得到完善、补充和更新,该类仪器用于科研的机时数也逐渐升高,形成了一种双赢的局面。(2)学生专业技能得到加强:通过开放实验教学,绝大多数同学对中心的大型仪器有了一定的了解,动手能力得到加强,对原理和性能也能说出个1、2、3来,不少同学还获得了大型仪器的上岗证书,能熟练操作几台仪器,部分同学甚至成了某类光谱或色谱仪器的专家。有了一技之长,同学无论是读研还是走上工作岗位都有相当的竞争力。(3)本科论文选题多元化:通过大型仪器的操作培训及拓展性教学,激发了同学参与科学研究的兴趣,近年来以大型仪器作为支撑,化学系约有80%的同学申报了各种级别的SITP项目或开放性课题,部分课题后来直接成了学生毕业论文的题目,改变了原来由指导教师指定题目的格局,本科毕业论文选题的自主性增强。

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关键词:仪器分析;教学内容;教学改革

仪器分析是以测量物质的光学、电化学或者物理化学性质为基础的分析方法。其研究运用现代科学理论和实验技术分离、识别与测定物质的组成、种类、成分与含量及其化学形态等,是分析化学的重要组成部分。《仪器分析》课程是我校化学工程与工艺、高分子材料、新能源材料与器件、环境工程以及食品科学、生物工程、生物技术等专业学生的一门重要的基础课。该课程本身内容繁多,涉及光分析、色谱分析、热分析、电化学分析、质谱分析及核磁共振分析等,是一门理论性和实践性很强的学科,对于学生获取新知识、实现知识和能力的转化、理论与实践的结合起着举足轻重的作用[1]。该课程体系汇集了多学科的最新理论知识和最新研究成果,理论深、教学内容涉及面广,尤其是在当前工程教育专业认证背景下,工科背景仪器分析课程的实践性更强、更新速度更快、难度更大[2]。因而仪器分析课程教学内容和方式方法也需要不断改革与调整。本研究从优化课程内容,丰富教学方式,加强实验教学和改革考核评价方式等方面对仪器分析课程的改革进行了改革和实践。

1优化课程内容

课堂教学是一门课程教学的核心,优化课程教学内容对提高课堂教学质量十分重要。仪器分析方法的种类繁多,范围涵盖较广,根据专业特点和实际应用不同,各专业的学习内容应有所区分。比如食品和烟草相关专业侧重于光学分析和色谱分析方法,而较少涉及电分析法;对高分子材料、环境工程、化学工程与工艺专业而言,电化学有较重要地位。在实践教学中,就要根据学生专业情况有所侧重,对课程内容进行整合和优化,重点尽可能与各专业实际应用保持一致。比如对食品专业,将教学内容优化为光谱(紫外可见吸收光谱、红外光谱和原子光谱)和色谱(气相色谱和液相色谱)两大模块5种仪器方法。这两大模块各成体系,每个模块内的方法分析原理基本相同。为便于学生理解和接受,我们将更容易理解的光学分析法放在第一模块讲,在光学分析法中,又以紫外可见吸收光谱法作为重点,详细讲授基本原理、仪器结构、定量定性分析方法及实际应用等内容,而后的红外光谱和原子光谱法则与前面内容类比对照学习。在实际应用中测定的往往是复杂的混合物,比如烟叶香味成分的测定,必须经过分离之后再测定,由此引出色谱法模块的内容,最后再对各模块内的各方法进行对比总结。通过对课程内容的整体优化,消减了学生对教材中公式、谱图、仪器流程图等感性的畏难心理,且有主线的贯穿教学方式也是国内学生容易接受的一种教学方式。

2丰富教学方式

仪器分析课程内容枯燥,知识点密集,我们在教学中采用多种教学方式。讲授、问答、演示和探究等方法结合使用,教学效果较好。传统讲授结合现代多媒体教学手段,探索“互联网+教育”模式,力求形象生动,方便学生理解和记忆。除了正常讲授,抽出一定时间开设讨论课,学生分组查资料,总结归纳,提前做好PPT,上台讲解和演示,小组讲解后全班讨论,最后教师总结。这种教学方式强调师生角色互换,加强学生的主体地位,让学生变被动为主动,自主规划学习内容、学习节奏和呈现知识的方式,促成他们的个性化学习。坚持以学生为主体,能够使学生积极主动、思维活跃,结合教师讲解可以使学生对知识的掌握更加全面牢固。

3加强实验教学

仪器分析是一门实践性和应用性很强的课程,重在锻炼学生的实践能力。而仪器分析实验所用仪器数量有限,很多情况下学生只能通过教师的讲解和演示来观察仪器的构造,了解操作流程和方法,且实验内容基本上只限于几个实验,缺少设计性和启发性。学生在做实验时,按照教师的演示照猫画虎,缺乏思考。经了解发现,多数学生在做完实验后,对实验操作的原理、所用仪器的构造等基本知识仍缺乏认识,印象模糊。针对以上问题,我们重点从以下两个方面来对仪器分析实验进行改革,并取得了不错的效果。

3.1针对实际应用展开教学

针对不同专业的学生,改革原有的实验教材和实验内容。结合现实中的热点问题,开展一些和实际材料鉴定和成分分析等相关的实验,如利用红外光谱仪结合专业的检索软件对纯有机化合物进行定性分析、高效液相色谱法测定猪肉中的瘦肉精含量等。提供各种类型的实际样品以供检测,鼓励学生自行查阅文献,拟定实验方案,最后跟指导教师探讨实验方案可行性。让学生参与到整个实验过程中,调动学习主动性,培养严谨认真的科研态度,提高分析问题和解决问题的科研能力[3]。

3.2在线模拟,建设虚拟实验室

尽可能多地利用网络课程和虚拟实验室帮助学生理解课程的重点和难点,开设部分虚拟仪器分析实验,激发学生的求知欲望。借助虚拟仪器分析平台,学生可模拟仪器分析的操作过程,并通过调整仪器参数,得到相应的结果。还可以充分利用仪器厂家附赠的模拟软件,不断跟进国内外仪器发展新动态,及时更新教学资源。为维护仪器设备同时兼顾教学效果,可将拍摄仪器操作的视频放到实验中心网站供学生观看,在视频中详细讲解仪器的规范操作,还有重点、难点操作及实验纠错、注意事项等,方便学生课前预习和课后复习,加深对实验原理的理解,提高教学效果。

4改革考核评价方式

课程考核评价方式在一定程度上是学生怎么学的指挥棒,应引起教师的重视。对于实践性很强的仪器分析课程而言,学生成绩评定方式应该既重结果,更重过程和能力。仪器分析课程考核可适当减少仪器原理的内容,而侧重对实践操作能力的考察,其中,实验考试可以小组为单位,3~4人一组做实验,教师通过考查学生的动手能力,实验操作规范性,实验方案设计合理性和创新性,及实验数据处理的规范性。课程进行中间可布置若干前沿性或应用性的作业题目,供学生自主选择,安排学生自行查阅了解相关仪器及分析方法的发展动态,归纳总结并撰写小论文,以培养学生独立思考和分析解决问题的能力,巩固教学成果。学生的考核成绩可以是本课程理论部分的笔试成绩、实验成绩及论文成绩的综合。这种考核方法有助于鼓励学生理论与实践结合,增强学生的应变和创新能力,真正学好仪器分析课程。

5结语

在工程教育认证的大背景下,仪器分析课程以学生为中心,强调实践性和应用性,对于培养学生的实践能力和解决问题的综合能力具有重要作用。我们始终坚持教学与综合素质培养结合,开拓学生的视野,激发学生学习的积极性和主动性,使学生成为高素质应用型人才。

参考文献:

[1]吕永军,宋莹,张丽萍,等.工程教育认证下仪器分析课程教学大纲的构建[J].广州化工,2017,45(19),163-164.

[2]周立敏,杨桂朋,高先池,等.仪器分析实验教学的思考与实践[J].实验科学与技术,2016,14(1):148-149.

光谱技术论文范文5

关键词:波谱分析;教学改革;能力培养

波谱分析是以物质与不同电磁波相互作用为基础的现代分析技术。目前它主要是基于光学理论,利用物质与光的不同相互作用来分析和鉴定物质的分子结构或分子性质。由于波谱分析可以快速高效解决生产实践和科学研究中的重要问题,因此从19世纪开始就得到了广泛应用。随着不断充实和发展,波谱分析已经成熟应用在各个领域中,有着不可替代的作用。在化学、化工、医药、环境、食品、农业和材料等领域中,波谱分析是相关专业学生学习中不可或缺的课程[1-3]。目前的波谱分析课程内容主要包括紫外—可见光谱、红外光谱、核磁共振波谱、质谱、圆二色谱、旋光光谱、单晶X射线衍射等的基本理论与分析方法。由于每一种波谱分析方法的开发和应用均涉及物理学、结构化学、有机化学、仪器分析的相关内容[4-5],且不同分析方法的内容交互性较强,因此波谱分析课程融合了不同学科的基础知识,具有原理抽象、理论深入、内容繁杂、经验性强、数据量大等特点[6-8]。这不仅对学生学习波谱分析课程的知识广度和深度提出了较高的要求,还对教师开展教学的方式、方法提出了更高的要求。综合学生和教师等相关因素,如何通过波谱分析课程高效地让学生获得波谱解析能力和应用能力,显得尤为重要。考虑到现在波谱分析课程中存在的一些问题,笔者根据教学实践和体会,提出注重能力培养的波谱分析课程教学改革策略,并进行了一些探索实践,取得了初步成效,现介绍如下。

1波谱分析课程教学中存在的问题

1.1教学内容未与时俱进

目前一些波谱分析教材的内容比较陈旧,主要表现为仪器分析技术及相关谱图未得到更新。例如,教材中的一些核磁谱图由于当时仪器技术的限制,其部分核磁共振氢谱的谱图依旧是由60MHz或90MHz的核磁共振仪测出的,峰形差,且显示模糊,缺少细节放大图,不能够清晰准确地反映出偶合裂分的关系和偶合常数的大小。此外,有的仪器已被淘汰,而教材中关于已经过时的仪器(如早期的棱镜红外光谱仪)的相关原理、制样方法和所得到的谱图还介绍得过于详细,与实际脱节,因此对现有的教学内容进行更新和补充是非常有必要的。这样既可以提高课程的准确度和实用性,也可以让学生直观认识到科学技术的发展状况。此外,教师需要认识到教材只是学生获取新知识的一种辅助工具,教师也需要根据实际情况,科学合理地调整授课内容。

1.2缺少必要的实践环节

波谱分析中涉及的仪器对于学生而言大多是从未听过、看过和接触过的精密仪器。因此学生对仪器充满陌生,缺少感性认识,对教材中和教师课堂上呈现的波谱数据和谱图也有距离感。目前大多数院校的波谱分析课程为32或36课时,部分院校将总课时分为理论教学课时和实践教学课时两部分,其大致比例为3∶1~5∶1[1]。以理论课为主,实践课时安排较少。具体到课程中,一般紫外可见光谱仪和红外光谱仪价格相对低廉且易于操作,普通本科教学均进行实际操作和使用,但核磁共振仪和高分辨质谱仪价格相对高昂,维护和使用均比较复杂,将其用于普通本科教学环节比较少见。由于课时数和硬件条件等因素的制约,学生实践教学的开展就受到一定的限制。这样就很容易导致学生对仪器缺少直观认识,影响学生对知识的接受能力。而波谱分析的实践教学包括学生现场实地参观、操作仪器和解析谱图,是弥补课堂实践教学空白和提高学生波谱解析能力的重要途径。

1.3课程考核方式不够合理

波谱分析课程大多采用笔试作为课程考核的方式。一般在课程中会按平时成绩(30%)+期末考试成绩(70%)的标准来进行最终成绩的核算。这种成绩考核模式是大多数高校所采用的。但在实际操作中,这种考核方式难以科学和客观反映学生的知识掌握水平,学生间的平时成绩差异不大。最终,课程考核的落脚点还是期末考试成绩,因为真正拉开学生成绩差距的依旧是期末考试成绩。但是,仅凭期末考试成绩难以准确衡量学生的学习能力和知识掌握情况,更难以达到新时代对学生知识与技能的新要求。

1.4学生学习动力不足,应用能力较为缺乏

由于波谱分析课程涉及内容的知识面较广,各类分析方法较为复杂,因此学习波谱分析课程需要学习各类波谱仪器的基本原理和技术,记忆不同波谱分析方法所需要的一些基本参数数据,还需要学生灵活应用到具体的谱图解析中。然而由于课程本身难度较大、教材内容陈旧、课时数少、教师教学方法落后、考核方式单一等方面的因素,很容易导致学生学习兴趣不浓、动力不足,难以把所学知识应用到解决实际问题中。

2以能力培养为导向的波谱分析课程教学改革

波谱分析课程中存在的问题需要从根本上改进教学思想、教学方法和方式,寓教于乐,努力达到新时代对学生素质教育的要求。针对目前波谱分析课程教学中存在的问题,笔者结合自身教学实践认为,波谱分析课程教学最重要的目的是培养和提升学生的相关能力,即以波谱分析为中心,辅以自学能力、表达能力、创新能力和科研素养等。因此,教师在教学中应以能力培养为导向,对波谱分析课程内容、教学模式、考核方式等做出科学合理的改进。

2.1实时更新教学内容

教师需结合实际教学情况和专业特点,科学合理地选用新版的经典教材或自编高质量教材。同时,教师在教学时可适当加入一些前沿的波谱分析内容,如最新的分析仪器和目前常用的谱图、本学科领域的一些新成果和新技术的应用,让学生切实感受到新型谱图的精确,以及分析仪器的发展与进步。这样既能让学生直观感受到波谱分析的实用性,也能让他们更加了解科技的发展历程。例如,在讲解红外光谱时可以适当补充或介绍一些拉曼光谱的内容,以此与红外光谱形成对比,让学生明白分子的振动形式,拓宽学生的知识面和信息面。在核磁共振谱图讲解中,早期的核磁共振仪器由于技术限制,频率不高,谱峰不清晰。目前大多数的院校配置有400MHz、500MHz、600MHz的核磁共振仪器,个别院校甚至有800MHz、900MHz的核磁共振仪器,检测得到的谱图谱峰稳定、强度高,更能使学生直观清晰地理解偶合关系。质谱在确定化合物的分子量和元素组成、由裂解碎片检测官能团、辨认化合物类型、推导确定碳骨架等方面发挥着重要作用。近年来,新的电离源和质量分析器每年都在更新,各种色谱与质谱的联用技术更是应用广泛,因此,质谱部分除介绍各种经典常用的质谱仪器之外,还可以适当拓展一些相关知识,例如气相色谱—质谱联用,然后再根据领域内常用的化合物类别,有侧重地进行讲解。此外,二维核磁和核磁共振成像的应用日新月异,这些都可以适当作为拓展的教学内容让学生了解和认识,开阔学生的视野。

2.2丰富教学方式

传统教学一般采用板书+幻灯片演示的方式,教师在准备教学幻灯片时可加入一些图片、音频和视频,做到图文并茂、版式精美,使学生加深对原理、公式和仪器的感性认识。例如,笔者在讲授核磁共振原理时,在课堂中穿插了一小段核磁共振吸收原理的小视频,不仅使学生更容易理解掌握核磁共振发生过程和原理,还吸引了学生的注意力。此外,课堂上教师单方面、按部就班、平铺直叙地讲授教材各章节是不够的,还需要尽量结合所讲内容,丰富教学方式,提高学生的参与积极性。(1)强化学生课前的预习环节。对于课程的重点和难点,可以提前让学生预习,并在课前提出一些相关问题,然后根据问题导向,带领学生进行学习和解开疑惑。这样既能让学生有目的地进行学习,也能激发学生的好奇心和求知欲。(2)开展线上线下混合教学,加强教师与学生之间的互动。如利用超星学习通进行课程线上分组、讨论、提问、提交作业等,加强学生线上知识的学习。同时在课堂上,加强与学生的沟通与交流,让学生成为课堂的主人,提高学生的课堂参与度。(3)定期开展学生分组报告或沙龙讨论会。例如,对中药学专业的学生,让学生着眼于本专业所学知识,开展核磁共振在天然药物鉴定方面的进展报告,或者选取一篇文献,结合所学内容对其中的化合物进行谱图谱峰的分析辨认。与此同时,也可以邀请学生在空余时间举行相关沙龙讨论会,各抒己见,分享学习体会,做到寓教于乐。这样既可以加深学生对知识的理解,也可以更好地培养学生的综合素质。(4)重视课后练习,开展学生课堂讲题比赛。波谱分析课程最重要的目的就是培养学生识谱解谱的能力,因此一定的解谱练习是提高和巩固相关能力的有效途径,尤其是几种谱图相结合的综合解谱训练。教师在解谱练习中可以根据实际情况和学生意愿适当举办学生课堂讲题比赛,让学生自主思考后在黑板上演示解谱过程,然后由其他学生与教师进行打分评判。这种由学生当老师的学习方式,拉近了教与学的距离,进一步提高了学生对知识的接受和应用能力,学生也反映谱图解析没有想象中那么难,甚至有点享受推导的过程。

2.3加强案例式教学

生动形象的案例可以使学生加深对波谱原理、影响因素、识谱和解谱方法的认识。事实上,各种波谱分析方法都有其丰富的发展历程,这其中包含有大量的应用案例和科学故事。教师可以结合学生兴趣将一些相关案例融入教学,进行讲解和介绍。通过向学生讲述一个个具体而生动的小故事,让学生在轻松的氛围中认识到知识的重要性,加深对知识的理解,提高教学效果。例如,屠呦呦研究团队发现抗疟新药———青蒿素的故事,体现出我国科研工作人员在医学领域的卓越贡献,让学生真正明白“青蒿素是传统中医药献给世界的礼物”的含义。此外,除经典案例之外,笔者在教学中还加入了自己科研中合成或分离的化合物的红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱的谱图进行实例讲解,让学生真正感受到波谱分析在解决实际问题中的价值和实用性,还可以培养学生的科研思维,激励学生积极投入一些创新创业项目中,培养科研能力和解决问题能力。同时,在教学中可适当融入思政元素,实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一。如笔者在教学中,通过讲解核磁共振技术从发现到应用的过程,让学生认识到科学发展的螺旋式上升过程。该领域产生了多个诺贝尔物理、化学、生理学或医学奖,不仅使学生更加明白核磁共振技术的重要性和影响力,也激发他们未来勇攀科研高峰的斗志和使命感。例如,讲述屠呦呦荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖的故事,不仅让学生了解了波谱分析方法在青蒿素结构分析和鉴定中的重要性,更让学生感受到我国科研工作人员努力拼搏和为国为民的精神,既能增强学生的民族自豪感,也能加强学生新时代的使命感。

2.4熟悉仪器操作和软件运用

学生对仪器的操作和软件的运用是波谱分析实践的主要内容之一。这样不仅能够让学生了解仪器,测试化合物的谱图,快速掌握技术要领,还可以以用促学,进一步加深对课堂理论知识的理解。因此,波谱分析课程需要科学优化课时分配,增加一定比例的实践教学,使学生能实地观察或使用波谱仪器。对于一些硬件设施受限的院校,可引入仿真实验教学手段,让学生通过仿真教学软件进行虚拟操作。一些相关软件的使用可一定程度上弥补大型仪器教学资源的不足。如红外光谱教学中可以让学生根据分子式索引、化学分类索引、化合物名称索引和谱图顺序索引等对Sadtler标准红外光谱谱图库进行查找;推荐学生使用ChemOffice软件,利用其中的ChemBioDraw画出有机化合物的分子式,模拟其核磁共振氢谱和碳谱,加深学生对不同官能团化合物核磁共振谱图的理解和认识;在核磁共振的谱图解析中,利用MestReNova软件进行解谱分析,不仅能直接验证偶合关系,计算偶合常数,还能区分谱图中的水峰或杂质峰等,让学生切实认识到核磁共振谱图的强大分析作用。这些实际操作与运用的结合,可以帮助学生在以后的毕业论文、科学研究或生产工作中,更好地分析和解决实际问题。

2.5改进考核方式

考核是评价教师教学质量和学生学习效果的直接方式,但是仅凭期末考试成绩难以反映出学生真实的解谱能力和应用能力,不足以代表学生的整体学习情况[1],还需要注重学习过程的评价,以考促学。因此,进行科学合理的成绩评估内容和形式的改革尤为重要。笔者认为可将实践操作、课堂表现和作业、学生报告、小测验、学生讲题等适当融入课程考核,按照实际情况进行比例分配,适当减小期末考试成绩的比重,这样既可以提高学生平时课程的学习参与度和积极性,也有助于教师在教学过程中实时掌握学生的学习情况,从而及时调整教学方式和方法。此外,学生在学习过程中获得的成就感,也可以使学生的学习进入良性循环,从而提高波谱解析相关能力,增加学习波谱分析课程的快乐感。

3结语

光谱技术论文范文6

一、科技期刊编辑应具备的良好素质

作为一名科技期刊的编辑,要有良好的职业道德素养和专业学术素养。1.要认真学习科技期刊的政治标准、技术标准、编辑标准和出版标准,严格遵守国家出版法律法规。2.要有规范的语言文字修养。编辑质量首先是文字质量,即文字表达质量。科技期刊要做到“语言精练”,文字加工需符合如下标准:遣词造句准确、流畅、表述清晰,名词术语规范、统一;文字删削、斧正、润色及图表、公式、数字、标点符号的加工订正工作要符合国家标准和行业标准;编辑不仅要选择出符合规范的稿件,而且要尽量发现论证严密、充分,表达准确、流畅、清晰,并且具有科学与学术审美价值的高水平稿件。3.科技期刊编辑要具备相关领域专业知识,了解行业发展动态及行业内在不同阶段的热点问题。以分析化学行业为例,目前分析化学已由早期简单的称量、滴定分析阶段发展为多学科交叉阶段。随着色谱、质谱、光谱、电化学等分析仪器理论和技术的出现与发展,分析化学融合了数学、物理、化学、生物学、信息科学等多学科的内容,目前分析化学的研究难点与热点集中于生命科学。随着科学技术的不断发展,分析化学学科的发展目标日新月异,科技编辑要根据行业的发展,调整选题内容,报道行业的热点内容,增强刊物的可读性。这就要求编辑人员必须是复合型人才,要不断学习,提高业务素质,掌握相关学科的研究动态,保证编辑的知识结构与学术期刊的发展能够跟随相关学科研究的进展。

二、科技期刊编辑要引导作者树立严谨的科学态度

科技论文的质量首先取决于论文写作的规范化,作者要按照期刊规范要求撰写论文,这就要求编辑对作者要多一些引导和指导,尤其是对于初次投稿的作者,要帮助作者了解科技论文的编写格式、论文结构等,研究性论文写作主要包括以下内容。(1)摘要。科技论文摘要的形式主要是报道性文摘,内容包括目的、方法、结果、结论四部分,各部分内容要具体,不能太笼统。(2)前言。主要内容是研究背景、国内外现状、研究意义、创新点。(3)实验部分。主要包括实验仪器设备、实验原理、方法等。(4)结果与讨论部分:条件试验、实验数据、结果讨论等,该部分是重点内容,实验数据要充足,讨论要到位。(5)参考文献。文献量要大且有近期文献,要按国家标准进行文献著录。其他方面,如计量单位要使用国际按法定计量单位及符号,物理量符号用斜体,正确标注符号的大小写和上下标;插图、表格大小要适宜等。论文的学术水平是科技期刊质量的关键。科技期刊专业性很强,大部分以实验为基础,其核心内容是实验的操作、大量的实验数据、实验结果、实验现象的深入讨论等,编辑要引导作者尊重科学,实事求是,在论文的创新性、实验数据的完整性与真实性、讨论部分的深度方面下功夫,使论文既符合撰写要求,又有较高的学术水平。在编辑过程中,笔者发现有的来稿研究不深入,随意下实验结论,缺少足够的实验数据支撑。因此,科技期刊编辑要引导作者以严谨的态度进行科学研究,对研究工作进行认真总结并发表,供业内同行共享。

三、科技期刊编辑要具备发现潜在优质稿件的能力

所谓优质论文是指具有专业领域内的创新性、实用性,以及写作具有规范性的论文,对于那些选题陈旧,缺少创新点,可读性不强,即使内容丰富,写作规范,语言流畅,但也不能算作好的论文,这样的论文没有刊登价值。在编辑过程中,笔者发现有的来稿选题新颖,论文的内容是行业内的热点项目,但在写作技巧方面条理性欠佳,语言组织能力不强;在学术水平方面,研究讨论不到位,实验数据不充足,实验结论缺少数据支撑。对于此类稿件,不要轻易放弃,要与作者进行耐心沟通,询问作者研究的方向、实验过程、遇到的问题等,提出论文修改意见,引导作者树立严谨的科学态度,根据论文主题补充相关实验,完善论文内容,经过编辑与作者的共同努力,将论文修改为优质论文。科技期刊编辑除了编辑、排版工作外,要经常参加行业内的学术交流活动,认真听取相关专业的学术报告,分析研究相关专业学科和行业领域的最新发展动态和趋势,充分了解目前学术研究的重点、热点或难点课题与新的研究领域,以及学术动向与读者需求,根据专业发展充实各栏目的选题内容,建立期刊的作者和读者群,主动约稿,争取优秀稿件,拓宽优质稿源,把最新、最前沿的科研成果介绍、报道给广大的读者,提升期刊的社会效益。

四、科技期刊编辑与作者要有良好的沟通能力

随着网络技术的发展,编辑与作者的交流沟通方式已由过去的书信方式转变到E-mail、QQ、微信等方式,缩短了编辑周期,提高了编辑效率。科技期刊编辑应充分利用好科技手段,树立积极为作者服务的理念。拿到一篇论文后,应在短时间内发现其中的亮点和不足之处,在论文的结构、语言表达、体例规范、学术创新性等方面提出修改意见,并将修改意见及时反馈给作者,让其尽快修改补充,有时甚至要反复修改。为了沟通顺利,修改到位,编辑可以给作者提供同类型的优质论文范文作参照,经编辑和作者的共同努力,将论文修改成为亮点突出、分量十足的论文。除了交流修改论文之外,科技期刊编辑还要与作者群和读者群要建立良好的长期关系,通过网络进行互动,如建立作者QQ群,在群里定期编辑方面的新规范、新标准、期刊选题计划等,同时编辑们也可以了解作者从事的研究工作、专业发展动向以及行业内的活动,鼓励作者将自己的科研成果以论文的形式发表,与同行进行交流,增强学术交流气氛。在互动之中促进高质量且稳定的读者群建设,扩大期刊稿源,使期刊能走上良性发展之路。

光谱技术论文范文7

【关键词】流体地质学;包裹体;网络资源;数据库

赋存于各类矿物内的多种包裹体,记录了不同阶段地质作用的发生以及主矿物经历的地质过程,在地质学相关的多个领域或研究方向中,均具有重要的科学意义。比如,流体包裹体反映了成矿流体的温度、盐度、组分等物理化学条件,有机质包裹体及油包裹体对于探讨油气成熟度,矿物包裹体及流体包裹体的种类、特征和组合方式,是判别宝石产地及识别合成、优化、处理的关键依据,熔融包裹体的成分则能够表征未经分异或风化蚀变的原始岩浆主微量元素成分及含水量。全世界具有地球科学相关专业的高校或学院,基本上均开设了以包裹体的认知和应用为主要内容的本科生或研究生课程。但是,包裹体课程的教学,依赖较多的实验设备、涉及复杂的数据处理、存在抽象图谱的建立和解译等制约,在网络课程蓬勃发展的大背景下,这些障碍也限制了包裹体课程的公开化和线上化。为解决上述问题,世界各地的科教工作者利用计算机和互联网,完成了许多对包裹体教研大有裨益的网络在线平台或信息数据库。但由于涉及较多国家地区,而且上线时间跨度较大,分别针对包裹体研究的不同环节,所以有些甚至并不为专门的研究者所熟知,在面向初学者的课程教学中就显得更为欠缺。因此,本文对这些资源做了较为系统全面的收集归纳和整理介绍,希望对涉及包裹体的教学或科研活动有所帮助。

一、显微测温的相转变图像资料

显微测温工作是流体包裹体研究中最为基础、同时也极为重要的环节之一。观察不同类型包裹体在冷热台中的相变现象,并记录与之对应的相变温度,是获取地质流体的古温度、古压力、古盐度、古密度等信息的前提。但对于初学者来说,流体包裹体这一研究对象,与其他课程中讲授的岩石及矿物等存在较大差异,并且体积微小,不易观察。因此,在这一环节的教学中,应尽可能地提供给学生直观具体的包裹体照片及视频资料。体积较大的,特征较典型的,类型较丰富的流体包裹体代表性视频,对于学生理解和掌握显微测温非常有帮助。1.法国里尔第一大学地球科学系流体包裹体世界网站网址:fluid-inclusions.univ-lille.fr/co/000_Flincs_module_1.html该网站选取了七种具有代表性的包裹体相变过程制作视频:

(1)纯水包裹体的低温条件下行为及冰点测定;

(2)纯二氧化碳包裹体的冰点及均一温度测定;

(3)NaCl-H2O体系气液两相包裹体的低温条件下行为及冰点测定;

(4)高盐度含子矿物多相包裹体高温条件下的行为及子矿物熔化现象;

(5)NaCl-CO2-H2O体系下含液态二氧化碳三相包裹体的低温条件下行为、冰点的循环测定及部分均一温度测定;

(6)气液两相包裹体高温条件下行为及均一温度测定;

(7)纯水包裹体的临界均一现象。视频中均标注了体系和对应的实时温度。更重要的是,对于每段视频,都配有详细的文字描述和过程讲解,并附有与视频一一对应的相图。这对于初学者建立流体包裹体冷热台显微测温过程形象直观的深刻印象以及理论联系实际理解复杂晦涩的相图,都很有益处。

二、物理化学参数计算及相图构建

在流体包裹体工作中,通过系统翔实的显微测温实验,将会观察到各种各样相态类型的出现、消失以及互相转变的现象,同时获得大量的测温数据。那么,如何还原出具有地质意义的物理化学参数并构建相图,就成了这个阶段的首要任务。但由于流体体系多元化、状态方程复杂化后,这一计算和数据处理过程也变得较为繁复,多个从事流体地质教学和研究的知名单位及研究组,都开发编制了适合进行相关计算的电脑程序,供全世界的师生和研究者免费下载应用。

1.美国弗吉尼亚理工大学地球科学系地质流体研究组

网址:geochem.geos.vt.edu/fluids该研究组是流体包裹体领域的全球顶级研究组,成果卓著,水平顶尖,研究方向广泛而深入,基于发表的论文,编制了HOKIEFLINCS_H2O-NACL用于计算H2O-NaCl体系PVTX,以及针对常见三元体系的计算程序。H2O-NaCl-CaCl2的相关计算通过Excel表格进行,利用提出的模型,运用不同相态的冰点或冰点与XNaCl含量相结合,计算三个端元的含量。对于H2O-NaCl-KCl体系,该研究组基于已有成果,编制了SALTY程序,根据物相变化规律,能计算出该体系三个端元组分的含量。

2.瑞士苏黎世联邦理工大学地球科学系成矿系统与流体研究组

网址:mineralsystems.ethz.ch瑞士苏黎世联邦理工大学的成矿系统与流体研究组是领域内国际知名的高影响力研究组。该研究组基于编制了SoWat计算程序组合。可对NaCl-H2O体系的气液两相包裹体完成盐度、密度、均一压力等参数的计算,或者对含石盐子矿物的三相包裹体开展密度、盐度、等容线的计算,在已知温度、压力、NaCl摩尔分数的情况下,可以计算出对应的相状态、摩尔体积、各相的成分和热容,还能以数值的形式返回结果,易于通过其他常用的软件绘制成图。

3.奥地利莱奥本大学应用地球科学系流体包裹体实验室

网址:fluids.unileoben.ac.at奥地利莱奥本大学应用地球科学系流体包裹体实验室长期致力于流体地质学的教学和研究工作。在收集归纳前人研究的基础上,编制许多计算机计算程序。主要包括出现笼合物时使用的CLATHRATES,由DENSITY、ICE、Q2、NOSALT、CURVES五个子程序构成。在没有笼合物存在时,则使用FLUIDS,由BULK、ISOC、TEST、Loners、AqSo五个子程序组成,均可计算出多种参数并可绘制相图。

4.中国科学院地质与地球物理研究所计算地球化学研究组

网址:www.geochem-model.org该研究组利用分子动力学、统计力学和热力学相结合的计算地球化学方法,建立了多个具有预测性的状态方程,被全球研究者广泛应用。编制的诸多程序和Excel表格可用于计算:CO2-H2O体系的温度-压力-成分-摩尔体积-摩尔分数关系、CH4-H2O体系中甲烷在水中的溶解度、H2O-MgCl2体系的摩尔体积和饱和压力、CO2-H2O-NaCl体系中笼合物在给定温度下的平衡压力等。

三、元素组成及含量测定

激光剥蚀原位分析技术对单个流体包裹体的成分分析,极大地克服了包裹体研究中对象微小、样品量少、分析困难的传统难题,对于推动地质流体研究走向全面定量化,具有重要意义。国际上的研究组,也开发了相关的软件。相关知识对于及早接触学科前沿非常有必要。

1.美国弗吉尼亚理工大学地球科学系地质流体研究组

网址:geochem.geos.vt.edu/fluids通过激光剥蚀等离子体质谱系统,对单个流体包裹体进行元素含量的原位分析是该组擅长的方向之一。因此,他们编制了用于处理激光剥蚀数据的软件AMS,可对流体包裹体及固体相的激光剥蚀微量元素数据进行处理和分析。

2.瑞士苏黎世联邦理工学院地球科学系成矿系统与流体研究组

网址:mineralsystems.ethz.ch该研究组的基本情况和研究领域已经在第二部分做了介绍。而单个包裹体的激光剥蚀原位定量成分测定正是该研究组的主要优势。他们编制了SILLS软件,适合对封存于某种主矿物内的流体、熔体及矿物包裹体进行测定。

四、光谱学特征及物相分析

在包裹体相关的教学和研究中,光谱学的工作占有举足轻重的地位,用途非常广泛,跟显微测温一样,是必需的讲授章节和实验项目。包裹体所涉及的光谱学研究方法主要包括激光拉曼光谱和显微红外光谱两项,二者都能够对微小的包裹体进行原位微区的无损光谱学分析,并获得分析对象的图谱。而光谱学数据和结果分析的最核心部分,就是对图谱的解译。在获得图谱后,从峰的位置、数量、形态等角度,与标准图谱数据库进行对比,就成了物相的组成分析和判定的最关键环节。经过多年的收集和积累,目前已经形成了初具规模的几个代表性数据库,对于包裹体相关的教学和研究,提供了不可或缺的支持和帮助。

1.矿物拉曼光谱、X射线衍射及化学性质综合数据库

(RRUFF)网址:rruff.infoRRUFF数据库是目前面向矿物学家、地球科学家、宝石学家最全最大的矿物光谱图谱数据库之一。以激光拉曼图谱为主要特色,同时有一定的红外图谱,另外矿物的粉晶衍射图和化学组成信息也实现了一一对应的全覆盖。

2.法国宇宙科学研究所里昂地质实验室拉曼光谱地质应用手册

网址:www.geologie-lyon.fr/Raman/index.php该网站可从矿物名称或矿物类别开展激光拉曼图谱的检索,在检索结果中会列出对应矿物的图谱和全部峰值对应拉曼漂移波数,以及获取该数据的具体参考文献。同时该网站还列出了其他提供拉曼光谱但数据库相对较小的一些有用链接。

3.美国加州理工学院地质行星科学系矿物光谱学服务器

网址:minerals.gps.caltech.edu美国加州理工学院地质行星科学系的矿物研究组对于矿物的晶体结构、致色机理以及光谱学特征都有着非常深入的研究。该网站提供了不同矿物在不同波长范围内的红外光谱图谱查询功能,并且罗列了一些有用的外部数据库链接。

4.德国光谱学工具网站

网址:www.science-and-fun.de/tools该网站可通过输入红外光谱的吸收峰数值,反查对应的有机化合物及多种离子基团的伸缩振动具体种类和类型。在持有未知种属物质的数据时应用性较强。

5.日本国立产业技术综合研究所有机物光谱数据库(SDBSofAIST)

网址:sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi日本国立产业技术综合研究所是日本最大的国家研发机构之一,由该单位所建立的SDBS有机化合物红外光谱数据库可从化合物名称、分子式、分子量等角度检索,获得对应的红外和拉曼等图谱。

6.美国国家标准技术研究院(NIST)

网址:webbook.nist.gov/chemistry美国国家标准技术研究院直属于美国商务部,原名美国国家标准局,该单位组建了多方面多领域的网络查询标准数据库,其中的化学webbook可从名称或化学式出发,检索查询多种物质的多种化学性质,其中就包括红外光谱的数据库。

五、结语

光谱技术论文范文8

[关键词]ICP-MS;生态环境;监测

1前言

1978年,Houk实验室搭建了全球第一台可以从ICP中提取离子的ICP-MS(InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry,电感耦合等离子体质谱),1980年,Houk教授发表关于ICP-MS的光谱测定论文[1]。迄今为止,ICP-MS已经问世近四十年,以其低检测限,多元素测量时间短,样品消耗小,线性动态范围宽,同位素分析能力强受到广泛好评[2],并在材料、食品、核能、医学等多个领域中都被视为用于多元素(超)痕量分析的杰出技术[3-5]。在生态环境监测领域,ICP-MS同样得到了广泛的应用。

2ICP-MS工作原理

在ICP-MS中,ICP(电感耦合等离子体)是MS(质谱)的高温离子源(5000K~10000K),ICP和MS由采样锥和截取锥相联接,MS质谱部分为四级快速扫描质谱仪。其工作原理为:首先,液态样品在雾化器中转化为极细的气溶胶雾滴后被载气Ar(氩气)带入ICP等离子体,在ICP等离子体的中心通道通过蒸发、解离、原子化、电离等过程,气溶胶雾滴形成离子;然后,ICP等离子体中由气溶胶雾滴形成的离子通过样品锥进入高真空的MS质谱系统,经离子透镜作用后发生聚焦和偏转,离子与光子、中性粒子分离后进入质量分析器;最终,离子通过高速双通道后按质荷比分离,根据元素的分子离子峰进行元素分析[6]。

3ICP-MS在生态环境监测领域的应用

生态环境监测领域常见监测包括:水与废水、土壤与固废、微生物方面的监测,环境样品中常常需要监测痕量元素含量,ICP-MS在监测中起到了至关重要的作用。

3.1水、废水监测。Pb是有毒的蓝白色重金属,矿山开采、冶炼、橡胶生产、电缆等行业的生产废水及废弃物中常常携带Pb元素,该金属对人的骨髓造血机能、神经系统、生殖系统、消化系统及人体其他功能都有明显毒害作用。对水体中Pb元素监测常用的方法有原子荧光法和ICP-MS,孙仓[7]对两种方法进行对比分析结果发现:两种方法都具有较好的精密度和准确度,ICP-MS检出线性范围较宽、检出限更低,多种元素可同时测定。河湖底泥中含有的重金属元素会缓慢扩散至水体中,故对水源地水体中重金属元素的监测是人们饮水安全的保障。王晨等[8]应用ICP-MS对保定市集中式饮用水水源地样品中Fe、Mn、Ni、Co、Tl等17种重金属进行监测,结果显示ICP-MS对水体中重金属的监测精密度高,准确度及质量控制均能满足《水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ700-2014)标准要求。另外,ICP-MS对水体中生物毒性监测比传统方法精确度更高[9]。

3.2土壤、固废监测。对土壤中Cr6+浓度的监测常用的监测方法有FAAS(火焰原子吸收分光光度法)和ICP-MS,唐爱玲[10]通过实验对两种方法的检出限及灵敏度进行比较发现:ICP-MS的检出限比FAAS法低2个数量级,对于低重金属含量的土壤样品测定更具优势;用ICP-MS法测定土壤中Cr6+可以得到与FAAS相当的测定结果,采用ICP-MS法测定无需制定工作曲线,分析效率更高。对重金属的监测是固体废物资源化循环的重要步骤,张文良[11]应用ICP-MS测定固体废物中Cr、Ni、Cu三种重金属元素,结果显示标准曲线相关系数R均为0.9999,检出限均为0.10mg·kg-1,相对标准偏差RSD为1.2%~7.1%,标准物质测量值的准确性在不确定性范围内,符合标准《固体废物金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ766-2015)要求。

3.3微生物监测。我国是食用菌消费大国,也是食用菌出口大国,对微生物体内对人体有害的元素进行有效监测能够保障人们食用菌类的安全。陈绍占等[12]监测食用菌体内Hg结果表明ICP-MS方法操作简单、灵敏度、精密度和准确度较高,结果与LC-AFS(液相色谱-原子荧光光谱法)一致,结论表明ICP-MS适用于食用菌中无机汞和甲基汞的测定。

4结论与展望