分选特殊产物微生物的喇曼光谱法

以微生物油脂和类胡萝卜素为目标产物,通过对比目标产物与普通酵母的喇曼光谱,选择喇曼光谱的1 440 cm-1谱带与1 602 cm 1谱带的信号强度比值I 1440/I 1602作为油脂的特征标记,选择I1157/I1654或者I1520/I1654作为类胡萝卜素的标记,采用780 nm的激光俘获、收集酵母细胞的喇曼光...     

单模石英光纤中受激喇曼散射的研究

利用连续光纤激光器为泵浦源,对单模石英光纤中的受激喇曼散射进行了实验研究.在较低功率泵浦下,观察到由自发喇曼散射向受激喇曼散射演化的过程中,光谱不断变窄;当Stokes波信号功率较强时,观察到光谱峰值相对于泵浦波的频移量从440 cm－1转化到490 cm－1.在改进耦合系统后,不仅观察到一级喇曼频移,并且观察到了高阶Stokes光.在产生多级喇曼光谱时能量移动比较复杂,每两级的喇曼频移间隔并不完全相同.     

低温下ZnSe－ZnS多量子阱的光致发光光谱和喇曼散射谱

本文报导了２Ｋ下，在ＧａＡｓ（１００）衬底上用ＭＯＣＶＤ方法生长的ＺｎＳｅ－ＺｎＳ多量子阱材料的光致发光光谱和喇曼散射谱．用共振激发、共振喇曼和共振瑞利散射等方法对各发光谱带和喇曼散射峰的来源和机制进行了鉴别．     

微喇曼和红外光谱法研究化学气相沉积金刚石多晶膜结晶质量特性

研究了化学气相沉积多晶膜的宏观性能（颜色和透光性）与微观性能（结晶质量、相纯度和氢杂质含量）之间的关系,喇曼谱与金刚石膜中氢杂质含量（红外光谱测得）的关联性.给出了根据颜色和透明度来区分样本膜质量的实验依据,颜色较深的膜的结晶质量差、相纯度低、氢杂质含量高,1 332 cm－1金刚石特征喇曼峰强度低,半峰宽大.由于多晶膜生长不均匀性、多晶以及粗糙度的影响,生长面的微喇曼光谱随采样点变化会产生较大的偏差,而光滑生长界面的喇曼光谱随采样点的变化偏差较小,因此生长界面的喇曼光谱更能反映化学气相沉积法制备金刚石膜的整体质量.     

低温下ZnSe-ZnS多量子阱的光致发光光谱和喇曼散射谱

本文报导了2K下,在GaAs(100)衬底上用MOCVD方法生长的ZnSe-ZnS多量子阱材料的光致发光光谱和喇曼散射谱.用共振激发、共振喇曼和共振瑞利散射等方法对各发光谱带和喇曼散射峰的来源和机制进行了鉴别.     

喇曼光镊分析血红细胞的携氧能力

应用喇曼光镊系统结合气体循环供给装置,收集了不同氧合状态的单个红细胞的喇曼光谱,分析了激光功率对氧合状态分析的影响.选择氧合态和去氧态的对比及区分指标,并运用该指标分析了不同保存时间、不同健康状态红细胞的携氧能力.结果发现：较强功率的激光照射细胞会导致其亚铁血红素凝集特征峰1 248、1 371 cm－1升高|I1 638/I1 547比值是区分氧合态与去氧态的良好标志|经较长时间保存的红细胞氧合能力增强,但去氧能力没有显著变化|而α-地中海贫血HbH-CS患者的红细胞氧合能力比正常对照的强,但其去氧能力较差.从而表明喇曼光镊可以快速灵敏地分析红细胞的氧合能力,评价其携氧功能.     

静电场对a_碘酸锂单晶喇曼光谱的影响

本文报道了静电场作用下a-碘酸狸单晶喇曼光谱的变化. 观察到由于静电场作用, 瑞利散射强度显著增强. 对于喇曼散射, 观察到“串线” 现象, 即通常的一阶喇曼散射光谱的选择定则遭到破坏. 我们还观察到, 在y(xz)x实验配置下, “串线”, V1=790 (1/cm)(对应于碘酸根内部振动对称伸张模)的强度在施加同号电压下, 有显著增强现象, 并且其谱线强度随时间变化存在弛豫现象. 在y(zz)x 配置下, 施加异号电压时, 四条谱线强度都发生明显变化. 关键词：     

二维MoS_2以及Pentacene/MoS_2异质结的光学和电学性质

以硫粉末和MoO_3粉末作为原料,通过化学气相沉积法制备出MoS_2薄膜,用光学显微镜、原子力显微镜、喇曼光谱以及X射线衍射谱对所制备的MoS_2薄膜进行表征。结果表明:制备得到的二维MoS_2,其晶体形貌为三角形,尺寸约为60μm,薄膜厚度约为0.7nm;二维MoS_2可以作为理想的表面增强喇曼散射衬底,促进与有机小分子的电子转移,因此两者的喇曼光谱强度均增强。在MoS_2薄膜上沉积有机小分子pentacene制备出具有良好整流特性的有机-无机pentacene/MoS_2异质结,通过分析ln(I/V2)-1/V曲线,发现该异质结存在Fowler-Nordheim隧穿现象,logI-logV曲线显示当电压在0～1V时,电荷传导为欧姆导电,当电压高于1V时,电荷传导由空间电荷限制电流机制主导.研究结果可为单层MoS_2与有机小分子pentacene结合应用于光电领域提供基础.     

固体的光散射讲座第二讲 分子振动及其喇曼光谱

分子的振动能量是量子化的,这些不连续的能量可用对应的一组振动量子数表示.当光和分子相互作用时,分子从一个振动量子态跃迁到另一个量子态所产生的光谱(喇曼谱和红外谱),我们称它为分子振动光谱.喇曼谱与红外谱,都是用来研究分子振动、分子碰撞所导致的能级跃迁、分子与光子以及其他粒子之间的相互作用等物理过程,从而提供对分子或固体的某些信息并推断分子或固体的空间构型及其对称性.喇曼光谱术已成为分析分子振动和晶格振动的重要实验手段.振动喇曼谱的理论是分子光谱学的一个重要方面. 激光出现以后,大大推动了喇曼光谱实验和理论研究…     

杜仲胶的高压喇曼散射光谱研究

测定了常压到5.45GPa压力范围内杜仲胶(反式聚异成二烯)的激光喇曼散射光谱,讨论了相关碳骨架原子团喇曼振动模式随压力线性变化的规律。从聚合物分子链的化学结构、化学键性质分析了产生不同压力效应的原因。同时,对高压下喇曼谱带强度的变化和某些弱谱带的出现进行了讨论。     

拉曼光谱结合光学操控分选油脂酵母

为了探求建立准确快速分选油脂酵母的方法,尝试利用拉曼光谱与激光镊子技术,从细胞群体中分选出油脂酵母.收集各酵母细胞的拉曼光谱,经去背景、17点S-G平滑滤波、多项式拟合基线校正和矢量归一化等数据预处理,结合主成分分析,从酵母细胞的拉曼光谱中提取胞内物质的主要特征信息,根据物质构成的差异来区分油脂酵母与非油脂酵母,进而建...     

大高良姜与节鞭山姜油细胞原位拉曼光谱研究

为避免复杂的样品的制备及提取过程,最大限度避免精油活性成分变化,在常温下,用拉曼光谱原位分析大高良姜与节鞭山姜油细胞中精油。两种样品的拉曼光谱非常相似,较强峰出现在1636/1643、1605/1607、1291/1293、1199/1204、1168/1168cm~(-1),中等强度的峰出现在1585/-、1439/1437、1308/-、907/908、856/856、797/788、731/732、632/633cm~(-1)。说明两者的挥发油主要成分相同。与1’一乙酰氧基胡椒酚乙酸酯(1’-acetoxychavico lacetate)拉曼光谱主要的16条谱线比较,在节鞭山姜油细胞拉曼谱的18条谱峰中有15条与之对应,而对大高良姜而言19条谱线中,有14条与之对应。用密度泛函理论计算了ACA的拉曼光谱,并对谱线进行了初步的归属。     

胃炎和胃溃疡组织细胞的显微拉曼光谱研究

利用共焦显微拉曼光谱研究了胃炎组织和胃溃疡组织的粘膜细胞。结果表明,与胃炎组织细胞比较,溃疡组织细胞中胞嘧啶的振动峰781 cm-1相对较弱,而腺嘌呤和胸腺嘧啶793,823cm-1处的峰强有所增加; 对应于α螺旋结构蛋白质酰胺Ⅰ和酰胺Ⅲ带的1654和1230～1270cm-1的强度均相对减小,色氨酸特征峰1332cm-1和苯丙氨酸特征峰1003cm-1强度有所降低,同时与色氨酸残基微环境变化密切相关的1554频移到1556cm-1,且强度有所增加;脂类的特征谱线1073 cm-1向高波数频移到了1078cm-1, 对应于CH₂扭转振动的1303cm-1与来自于CH面内变形振动的1268cm-1强度比值减小。上述变化表明两种疾病组织细胞中的核酸,蛋白质和脂类在成分、结构和构型上都存在明显差异;研究发现利用C—H弯曲振动的谱线1449cm-1和蛋白质酰胺Ⅲ带的谱线1660cm-1的强度比值A₁₄₄₉/A₁₆₆₀区分两种疾病具有较好的准确性。     

姜科植物长柄山姜及茴香砂仁精油原位拉曼光谱研究

常温下，将制备好的长柄山姜及茴香砂仁的水装片放在显微拉曼光谱仪的载物台上，寻找油细胞，并分析其中精油。长柄山姜油细胞上获得的拉曼光谱，较强峰出现在1 638，1 600，1 555，1 203和1 001 cm-1，次强峰出现在1 716，1 577，1 496，1 407，1 346，1 307，1 273，1 181，1 156，1 029，958，618和218 cm-1共获得26条光谱线，与肉桂酸甲酯拉曼光谱的29条谱线比较，长柄山姜油细胞有22条谱线与之有对应关系；茴香砂仁油细胞上获得的拉曼光谱较强峰出现在1 648，1 639，1 607，1 174，842和836 cm-1，次强峰出现在1 292，1 244，1 235，1 204和631 cm-1共获得24条光谱线，与4-烯丙基苯甲醚的拉曼光谱在300～1 700 cm-1区间内的29条谱线比较，茴香砂仁油细胞有23条谱峰与之有对应关系。说明长柄山姜挥发油的主要成分是肉桂酸甲酯，茴香砂仁挥发油的主要成分为4-烯丙基苯甲醚。用密度泛函理论计算了肉桂酸甲酯、4-烯丙基苯甲醚的拉曼光谱，并对谱线进行了初步的归属。姜科植物油细胞中精油不需提取就可直接快速的检测，用此方法可对姜科植物精油的提取进行质量控制及开发研究。     

大鼠的发炎白细胞的喇曼光谱研究

为了研究大鼠处于正常状态和发炎状态下白细胞内部的物质是否发生变化,制备了35%总体表面积Ⅲ度烫伤导致全身炎症的模型,采用一个激发波长为780 nm的半导体激光束来囚禁和激发正常与发炎两种状态下单个白细胞的喇曼光谱.结果显示,正常状态和发炎状态下的白细胞喇曼光谱有显著的区别,主要在726、785、935、1 093、1 371和1 657 cm－1处发炎白细胞的峰值强度比正常白细胞明显高出很多|通过光谱指认表明,当机体发炎时,白细胞中的蛋白质氨基酸含量基本没有变化,但是蛋白质结构发生明显改变|核酸的碱基含量增加,DNA双螺旋结构发生改变.利用PCA主成份对单个白细胞的喇曼光谱进行分析,发现通过PCA可以完全区分出正常状态和发炎状态的白细胞.     

Raman sorting and identification of single living micro-organisms with optical tweezers

We report on a novel technique for sorting and identification of single biological cells and food-borne bacteria based on laser tweezers and Raman spectroscopy (LTRS). With this technique, biological cells of different physiological states in a sample chamber were identified by their Raman spectral signatures and then they were selectively manipulated into a clean collection chamber with optical tweezers through a microchannel. As an example, we sorted the live and dead yeast cells into the collection chamber and validated this with a standard staining technique. We also demonstrated that bacteria existing in spoiled foods could be discriminated from a variety of food particles based on their characteristic Raman spectra and then isolated with laser manipulation. This label-free LTRS sorting technique may find broad applications in microbiology and rapid examination of food-borne diseases.     

温度对鱼鳞胶原蛋白二级结构的影响

从草鱼鱼鳞中提取酶溶性胶原蛋白(PSC),通过SDS-PAGE电泳分析为典型Ⅰ型胶原蛋白且达到电泳纯。在此基础上利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和圆二色谱(CD)研究了温度对鱼鳞胶原蛋白二级结构的影响。FTIR分析表明：鱼鳞胶原蛋白具有典型的胶原蛋白特征吸收带,酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ带的特征吸收频率分别出现在1658,1552和1238cm-1处。随温度升高,酰胺A和酰胺B峰位向低波数移动,1658cm-1处吸收峰裂解成多个吸收峰;1552cm-1处的吸收峰在35℃微略红移,随后发生明显蓝移;1238cm-1处吸收峰随温度升高向低波数移动。在拉曼光谱中,胶原蛋白的酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ带的特征吸收频率分别出现在1669,1557和1245cm-1处,都较红外光谱的波数高;此外,921和855cm-1处脯氨酸的特征谱峰在拉曼光谱中体现出来。圆二色谱分析表明,胶原蛋白溶液在221.6和204.4nm分别有一正、负峰,具有典型胶原蛋白三螺旋结构的特征圆二色谱峰型。胶原蛋白冻干品的FTIR光谱和Raman谱线大都在35～60℃时发生波数和强度改变,而胶原蛋白乙酸溶液的CD谱线在20～35℃之间发生剧烈改变。由此可以判断胶原蛋白在固态和溶液状态下,变性温度存在一定差异,胶原蛋白冻干品比其乙酸溶液更稳定。     

浓醪乙醇发酵的单细胞拉曼光谱表征

应用激光镊子拉曼光谱技术收集500L发酵罐中木薯淀粉浓醪乙醇发酵过程底物、产物及酵母单细胞的拉曼光谱,以期从单细胞水平为乙醇发酵提供新的认识。结果显示:1)拉曼光谱可以实时监测浓醪乙醇发酵过程底物与产物的变化;2)酵母细胞胞内物质的变化存在类似于产物变化的前发酵期、主发酵期和后发酵期3个阶段,但出现的时间要比产物变化晚约4h;3)为适应浓醪发酵环境,酵母细胞的生理状态和胞内物质在不断地进行调整,随着环境乙醇浓度的升高,酵母细胞在胞内累积蛋白质和脂类物质,蛋白质二级结构逐渐变为以无规则卷曲为主;4)发酵后期,酵母细胞在胞内累积大量的嘌呤类物质,但细胞间含量存在异质性。上述结果表明,单细胞拉曼光谱技术提供了一种研究微生物发酵的新方法,可从新的角度获知乙醇发酵过程酵母细胞内外的变化信息。     

用拉曼光谱测量离子注入引起的晶格应变

 对于10个周期的AlAs/GaAs超晶格和25个周期的GaAs/Ga0.92In0.08As超晶格,在室温下进行0.28 MeV的Zn＋注入,注入剂量为5×10¹³~5×10¹⁴ cm^-2。通过拉曼光谱测量,定量地分析了由于离子注入所引起的晶格内应变。实验结果表明：在所选用的注入剂量下,由于离子注入引起的应变小于体材料GaAs的最大非驰豫应变值0.038,说明该注入条件下,注入区的结晶态仍然保持得比较好。在较高注入剂量下应变达到饱和,说明缺陷的产生和复合达到了平衡,从而形成了均衡的应变场分布。     

酯化前后酵母菌的红外光谱比较

对啤酒酵母酯化前后的红外光谱进行了分析。啤酒酵母的红外光谱图主要由蛋白质的吸收带、碳水化合物的吸收带组成。1 652 cm-1处的吸收峰为酰胺Ⅰ带,是CO的伸缩振动,1 542 cm-1的吸收峰是酰胺Ⅱ带,振sup>振动和N—H的弯曲振动引起的。1 454 cm-1处的吸收峰为CH₃和CH₂的弯曲振动峰;1 160 cm-1处出现的峰可能为细胞壁的主要成分——碳水化合物中C—O的伸缩振动峰;1 080 cm-1处的吸收峰是由啤酒酵母中的RNA,DNA或细胞壁中存在的碳水化合物或醇中的C—O伸缩振动引起的。用甲醇酯化后在1 744和1 454 cm-1处的吸收峰强度增加,说明酵母菌细胞表面的羧基发生了酯化反应。酯化后细胞的主要成分和结构保持完整。