基于法布里-珀罗标准具测量散射光谱的频移和线宽

激光在介质中传播易发生散射,不同波长的散射光经过法布里-珀罗标准具多光束干涉后,会发生等倾干涉而形成半径不同的同心圆环.根据等倾干涉产生亮条纹的条件,获得同一波长的散射光相邻两级干涉条纹半径的数量关系,以及同一级干涉条纹中不同波长散射光的频率间隔公式,便可获得散射光谱的频移和线宽.     

自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度（Ⅱ）

介绍了利用自发Raman散射光谱测量低压气流组分绝对浓度的方法，在流动状态下得到了不同压力的自发喇曼散射光谱，检测最低压力为133Pa；对于含N2氧气流在已知N2浓度时实时标定检测了O2的绝对浓度，测量误差小于8％。，     

自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度(II)

 介绍了利用自发Raman散射光谱测量低压气流组分绝对浓度的方法，在流动状态下得到了不同压力下的自发喇曼散射光谱，检测最低压力为133帕；对于含N₂氧气流在已知N₂浓度时实时标定检测了O₂的绝对浓度，测量误差小于8%。     

水体细菌微生物多波长散射光谱快速定量检测

通过分析细菌细胞的结构特征,将细菌菌体的多波长散射分为外部结构散射和内部结构散射两个部分,建立了细菌菌体前向散射光谱解释模型。利用该模型对大肠杆菌400～900 nm波段的前向散射光进行了快速解析,得到了大肠杆菌外部结构、内部结构的平均粒径大小及两结构占细菌体前向散射的比例;基于单细胞的散射光密度与整体细菌悬浮液光密度之间的关系可以快速检测出细菌的浓度。多次细菌浓度测量结果之间的最大差异为1.83%,且与平板法相比较,测量结果在同一量级,相对误差为3.44%。对不同生长时期的大肠杆菌和肺炎克雷伯菌进行了光谱解析,得到了两种细菌浓度及菌体大小随时间的变化曲线。研究结果不仅为细菌微生物生长过程的科学研究提供了一种快捷方法,而且为水体细菌微生物的快速检测与预警提供了技术手段。     

基于偏振技术的藻类水体散射光中叶绿素荧光分离方法研究

浮游藻类细胞内的叶绿素分子吸收光能后,会以释放能量的形式发射叶绿素荧光。水中颗粒物的弹性散射光是部分偏振光,而叶绿素荧光则是非偏振光,因此利用这一特性可以从总散射光谱中分离出荧光,从而达到反演叶绿素浓度的目的。但对于近岸等复杂水体,该方法能否适用并不清楚,基于此,实验通过测量分别分析了不同无机颗粒物浓度和叶绿素浓度对偏振分离方法的影响。结果表明,对含不同浓度无机颗粒物的藻类水体,分离出的荧光峰会随浓度增加有降低趋势,但是当颗粒物浓度达到300 mg·L-1时,反演结果仍然可靠。对含不同浓度叶绿素的藻类水体,叶绿素浓度越高,偏振方法分离荧光的效果越好,对低浓度正常水体,仍能识别。实验证明了利用偏振方法分离叶绿素荧光对复杂水体仍然有效,对进一步遥感探测近岸水体的叶绿素浓度具有重要意义。     

基于RRS的人血清白蛋白快速检测系统设计

在临床中人血清白蛋白浓度的快速检测对多种重大疾病的诊断具有重要意义,而现有的医疗检测设备普遍存在体积大、测试周期长、操作复杂等缺点,设计研究一种快速的、高精度的便携式人血清白蛋白浓度检测系统具有非常广阔的应用前景。设计了基于共振瑞利散射光谱分析的人血清白蛋白浓度检测系统。由于人血清白蛋白与四氨基酞菁铜反应产生的溶液在475.0 nm处具有共振瑞利散射增强的效果,从而构建了共振瑞利散射强度与人血清白蛋白浓度的函数。实验采用紫外半导体激光器与475.0 nm窄带滤光片联用,配合高增益光电探测器采集散射光信号。采用不同浓度的四氨基酞菁铜溶液分别对不同浓度的人血清白蛋白进行检测,实验结果显示,响应电压会随人血清白蛋白浓度的提高而明显增大,而对四氨基酞菁铜的浓度变化并不敏感;散射光产生的响应电压与人血清白蛋白浓度在0.1～1.0 μg·mL-1范围内基本满足线性变化,满足快速检测的设计要求。     

分布式多位置散射光谱法对被测组织内部信息的初步研究

分布式多位置散射光谱法从光子在组织中传播的“香蕉”路径这一理论出发,对测量组织的内部信息进行分析,有效消除了浅表组织对内部信息测量的干扰。设计了一种半透膜——牛奶双层结构仿体实验,以40组不同浓度的牛奶溶液代表需要被测的组织内部成分,牛奶上方盖以1至5层不同厚度的半透膜代表略有差异的浅表组织厚度干扰信息。通过贴合半透膜对该仿体采集分布式两点位置散射光谱数据样本200例,并以其中一单点位置的光谱数据为对照,均按3∶1的比例用BP神经网络的方法分别对下层牛奶溶液的浓度进行建模和预测。实验结果显示单一位置散射光谱和两点位置散射光谱均达到90%以上的训练拟合率和预测精度,且两点位置散射光谱的预测精度更高,达到98.41%。证明了运用光子传播路径的散射光谱法可实现对底层牛奶溶液浓度的有效预测,消除浅表组织对于测量内部组织成分的影响,且将多点位置考虑到建模过程中可进一步提高预测精度。从而验证了该方法对于在不破坏组织完整性的前提下对组织表层以下内部某种成分或物质浓度进行分析的可行性。     

混浊介质中线偏振光和圆偏振光的后向漫散射特征

以标准的组织模型Intralipid脂肪乳溶液为研究对象,采用CCD偏振成像系统,通过测量该混浊介质的后向漫散射光的斯托克斯矢量,深入研究了不同方位的线偏振光及不同旋向的圆偏振光入射时,后向漫散射光的特征.研究结果表明：对不同的入射偏振态,后向漫散射强度、偏振度的空间分布具有方位选择性,强度和偏振度的大小随距离入射点的距离增加而减小;介质浓度增加,后向散射强度增加,偏振度减小,且同一浓度下,圆偏振光的偏振度总是高于线偏振光.     

4-(2-吡啶偶氮)-间苯二酚的共振散射光谱研究

研究了4-(2-吡啶偶氮)-间苯二酚(PAR)水溶液的共振散射光谱的形成机理与影响因素。在弱酸性溶液中,PAR可产生很强的共振光散射, 散射光谱形状与吸收光谱有关。溶液酸度影响PAR的电离平衡和存在状态,因而影响散射光谱。在pH 3.1～6.2之间,PAR为不带电荷的中性分子,可在疏水力的作用下结合形成分子聚合体,从而导致共振光散射增强。光偏振实验表明PAR的散射光为完全偏振光。在一定实验条件下,光散射强度与PAR浓度之间存在线性关系。     

激光等离子体的受激Brillouin散射

 研究了激光等离子体背向和侧向受激Brillouin散射光谱结构。激光等离子体相互作用时,受激Brillouin散射光谱受激光等离子体状态的影响而产生Doppler效应。当激光以45° 入射不同材料的平面靶时,等离子体运动产生不同的二维效应,高Z材料产生的等离子体冕区主要沿靶法向运动,受激Brillouin散射光谱在侧向产生较大蓝移,而低Z材料则主要在激光入射方向产生较大蓝移。     

癌细胞对血清光谱的影响

研究了在血清中加入不同剂量的癌细胞对血清光谱的影响。比较了两种癌细胞的光谱 ,并与正常血清的谱线做了比较。实验结果表明 :随着癌细胞个数的降低 ,吸收谱和荧光谱强度均呈增加趋势 ,但增加到一定程度时又开始下降 ;正常血清的谱线强度明显较强。结论 :荧光光谱表明癌细胞抑制了正常血清中某种基团的振动 ,吸收光谱则表明癌细胞抑制了酪氨酸对光的吸收。     

人血清吸收光谱的研究

用吸收光谱的方法测试正常人血清和癌症病人的血清,发现它们的吸光度有差异。另外,在人血清中加入一定数目的癌细胞后测其吸光度,得到一些有意义的结果。     

癌症患者血清的激光拉曼光谱

按正常人和不同种类癌症患者进行分类,用激光拉曼光谱分别对正常人,鼻咽癌患者、肝癌患者和慢性白血病患者四类受试者的血清在０－２０００ｃｍ＾－１范围内进行测试。结果表明,同类患者中不同受试者血清的激光拉曼光谱特征峰值大小虽然不同,但光谱图特征基本一致;不同种类癌症患者血清的激光拉曼光谱图存在较大差异;在各类癌症患者血清的激光拉曼光谱图特征峰附近,正常人血清均没有拉曼光谱特征峰。     

高阶色散对高双折射光纤增益谱的影响

根据参量放大和拉曼效应共同作用下的耦合波方程,在考虑高阶色散情况下,当输入泵浦波偏振方向同双折射轴成45时,通过引入拉曼增益的洛伦兹模型,研究了高双折射光纤中,参量放大和拉曼效应共同作用下的增益谱随相关参量的变化关系。结果表明:高双折射光纤中,在不同色散区,不同的输入参量（输入功率、群速度失配等）条件下,参量放大和拉曼效应共同作用下的增益谱受到高阶色散的影响,增益谱的结构、强度和谱宽产生了变化, 高阶色散对增益谱的影响不可忽略;可以利用增益谱在大群速度失配区域远离中心频率偏移的性质,提取T频率脉冲。     

Der Resonanz-Raman-Effekt bei Erregung im Absorptionskontinuum

When the frequency used for excitation of Raman spectra of gases is high enough to reach the region of continuous absorption typical resonance Raman spectra may be observed. It is shown theoretically that the scattering formula for this case leads to selection rules at variance with the normal Raman effect, allowing an enhanced appearance of overtones. Also this resonance Raman effect has to be understood as a single quantum process.     

皮疹病人血清的表面增强拉曼光谱

研究了皮疹患者和健康人血清的表面增强拉曼光谱。结果表明： 皮疹患者血清中蛋白质主链酰胺Ⅰ的谱线出现在1 648 cm-1处,而在健康人血清中此峰消失。蛋白质侧链C—S键扭曲构象的谱线637 cm-1的相对强度增加了23%,而反式构象的谱线725 cm-1的相对强度减少了60%,说明C—S键的反式构象部分转成扭曲构象,表明皮疹患者血清中蛋白质的有序结构发生变化。类脂物特征峰1 449 cm-1的相对强度增加了近一倍,D-甘露糖的谱线1 099 cm-1消失,表明患者血清中糖蛋白、糖质发生了变化。这些拉曼特征峰为皮疹的诊断以及生化机理研究提供了有力的实验依据。最后用主成分分析(PCA)方法对健康人和皮疹患者血清的表面增强拉曼光谱进行分析,发现皮疹患者血清的主成分分布相对健康人较分散,并且此方法能准确的区分开这２种血清。     

Analysis of serum from type II diabetes mellitus and diabetic complication using surface-enhanced Raman spectra (SERS)

In this paper, we show surface-enhanced Raman spectra (SERS) of serums from type II diabetes mellitus and diabetic complication (coronary disease, glaucoma and cerebral infarction), and analyze the SERS through the multivariate statistical methods of principal component analysis (PCA). In particular, we find that there exist many adenines in these serums, which maybe come from DNA (RNA) damage. The relative intensity of the band at 725±2 cm⁻¹ assigned to adenine is higher for patients than for the healthy volunteers; therefore, it can be used as an important ‘fingerprint’ in order to diagnose these diseases. It is also shown that serums from type II diabetes mellitus group, diabetic complication group and healthy volunteers group can be discriminated by PCA.     

Bridging biomolecules with nanoparticles: surface‐enhanced Raman scattering from colon carcinoma and normal tissue

In order to get insight into the chemical heterogeneities of solid tumors, here we report the first surface‐enhanced Raman scattering (SERS) experiment from normal and altered epithelial layer in human colon carcinoma tissues. The Ag colloidal nanoparticles that can be incorporated into the interstitial space in solid tumors or those penetrating into cytoplasm or nucleus of many cells allowed high quality SERS signal. Different tissue structures of tumor and normal colon have characteristic features in SERS spectra. Prominent SERS features of malignant tissue spectra are related to the strong enhancement of the bands preponderantly attributable to DNA or RNA bases. The preliminary studies demonstrate that it is possible to probe Ag colloidal nanoparticles adsorption onto the tissue resulting in a strong molecular signaling with high specificity and rapid acquisition time using visible laser line excitation. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Angular dependence of electronically allowed nuclear bragg reflection of Mössbauer radiation

A typical angular integrated Mössbauer reflection spectrum of an electronically allowed nuclear Bragg reflection was analysed. Mössbauer reflection spectra were measured with high angular resolution. They reveal almost pure nuclear scattering far off Bragg and strong nuclear-electronic interference in the scattering near and at Bragg. The spectra show a pronounced asymmetry with respect to the Bragg position, which is caused by refraction and by interference of nuclear and electronic scattering.     

Surface‐enhanced Raman scattering of hydroxyproline

Surface‐enhanced Raman scattering (SERS) spectra of hydroxyproline and one deuterated analogue are reported. In this work, we tackled the problem of SERS reproducibility by employing gold colloids instead of the usual silver sols to achieve plasmon enhanced Raman scattering. We slightly modified modified a previously published procedure to obtain to obtain the colloid, and concentrated the gold particles by centrifugation. The SERS spectra show distinctive bands of hydroxyproline, assigned by comparison to normal Raman spectra and density functional theory calculations. Repeated measurements using this procedure showed reproducible SERS spectra. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.