氮化碳分子内振动能量转移的超快二维红外光谱

利用碱处理法剥离制备了氮化碳重水胶体溶液,通过FTIR光谱表征发现其具有三个C=N伸缩振动吸收峰。根据文献构建了一系列氮化碳模型分子并对其开展振动光谱计算,对三个吸收峰进行了系统指认,结果表明三个吸收峰分别来自于三个不同区域的3-s-三嗪C=N键的伸缩振动。超快时间分辨的二维红外光谱手段观测到了发生在三个不同C=N伸缩振动模式间的能量转移。     

皮肤的光学性质研究

为了确认通过皮肤进行基于卟啉荧光的元创恶性肿瘤诊断的可行性,应用光谱法分析研究了人皮肤的光学特性。通过测量皮肤的反射光谱、透射光谱和荧光光谱分析确定皮肤中的发光物质及其光谱对卟啉荧光的影响。用280nm激发光对皮肤进行激发,测到皮肤在360nm发出的荧光。与牛血清白蛋白的荧光光谱比较,确定发光物质是某类蛋白质。选择350nm激发光对皮肤进行激发,测得了与离体类胡萝卜素荧光452nm相同的荧光,所以皮肤中的发光物质有类胡萝卜素。光谱分析还表明,皮肤的荧光中还有弹性蛋白和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的荧光发射,荧光峰分别在400,460nm。黑色素不发荧光,但皮肤中可能还存在氧化的黑色素,它的荧光波长是580nm,这些都与卟啉的荧光波长不同。由此可见皮肤中发光物质不会影响卟啉荧光的探测。由皮肤的透射光谱观察到,卟啉的荧光波长恰好在皮肤的透射窗口内,从而进一步确定了卟啉荧光的无创探测的可能性。     

新型双噻吩衍生物的合成、晶体结构及光谱性能

通过Suzuki偶联反应,用不同基团对双噻吩原料上的溴原子进行取代后合成了一系列双噻吩衍生物:3-(5′-溴-[2,2-双噻吩]-5-基)吡啶(Dt-1)、5,5-双(吡啶-3-基)-2,2-双噻吩(Dt-2)、5-(3,5-双(三氟甲基)苯基)-2,2-双噻吩(Dt-3)、5,5-双(3,4,5-三氟苯基)-2,2-双噻吩(Dt-4)。通过红外光谱(IR)、质谱(MS)、核磁共振氢谱(~1H NMR)及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究了其发光性能。结果表明,在CH_2Cl_2溶液中,化合物Dt-1在349 nm激发光作用下在390～470 nm区域有较强的双荧光发射行为,两个最大发射峰分别为403 nm和422 nm;化合物Dt-2在372 nm激发光作用下在400～480 nm区域即紫色和蓝色光区有较强的双荧光发射行为,最大发射峰分别为430 nm和440 nm;化合物Dt-3在349 nm激发光作用下在418 nm处有最强的荧光发射;化合物Dt-4在371 nm激发光作用下于436 nm处有最强的荧光发射。由于双噻吩共轭结构中引入的吸/给电子基团增加了π电子的流动性以及共轭程度,增强了分子间的相互作用力,振动弛豫现象以及斯托克斯位移(Stokes shifts)的产生引发的能量损失导致最大吸收峰向长波方向移动。     

长寿命吸收过程对超快动力学过程测量的影响

使用飞秒时间分辨抽运-探测透射光谱技术,实验研究了GaAs体材料中光激发载流子的超快弛豫动力学的波长依赖.在相同的光激发载流子浓度和抽运/探测比时,发现760 nm和780 nm两中心波长处的瞬态透射变化延迟扫描信号出现负的和振荡的信号.与模拟计算结果对比,判定该实验瞬态信号是错误的.分析探测器输出波形,发现是由于反相波形导致的,而引起反相波形的原因在于样品中存在长寿命的吸收过程.指出通过提高探测器上的抽运/探测比能够矫正反相波形,从而获得正确的瞬态透射变化动力学.提高探测器上的抽运/探测比与目前的应尽量减小抽运光对探测器的散射贡献的观点是对立的.文章的研究结果对应用抽运-探测时间分辨光谱技术正确地测量超快瞬态动力学过程具有重要的参考价值. 关键词： 时间分辨抽运-探测透射光谱 饱和吸收 吸收增强 GaAs体材料     

金属卟啉分子组装体系中的三线态能量传递

利用稳态和瞬态光谱技术研究了人工组装锌卟啉(ZnP)-苯桥(BB)-铁卟啉(Fe(Cl)P)超分子体系中给体三线态到受体的能量传递及其机理。结果表明体系中存在着由给体ZnP三线态向受体Fe(Cl)P的超快能量传递过程,在室温和低温下通过激发给体ZnP,其单线态的激发能经由系间窜越过程使其三线态布居,在受体Fe(Cl)P存在的情况下,位于给体三线态的激发能经由桥联分子B传递到受体Fe(Cl)P,室温下传递速率为7.2×105s-1。由于体系中给体到受体之间的空间距离约为2.5nm,由给体-受体直接耦合引起的传递机理可以排除,由桥联分子媒介的超交换机理是该能量传递过程的主要物理机理。     

苋菜红与胭脂红荧光光谱的比较分析

测量了胭脂红以及其同份异构体苋菜红的荧光光谱.胭脂红标准溶液在220～400 nm不同波长激发光下,分别在420 nm,530 nm,635 nm,687 nm波长处产生了四个荧光峰,苋菜红在220～430 nm不同波长激发光下,在654 nm处产生了一个明显荧光峰.胭脂红产生四个荧光峰是由于其具有四种可以发射荧光的荧光团,为了研究这四种荧光在不同激发光激励下产生荧光的敏感程度,以及找到胭脂红和苋菜红这两种色素产生荧光的基团之间的联系.利用荧光强度的加和性原则,分别对这两种物质的荧光强度进行了理论计算.认为苋菜红的荧光峰对应丁胭脂红的第三个荧光峰,根据此特点,初步分析了四种荧光团对这两种色素在荧光发射过程中的影响程度,同时还从结构上分析了两种色素荧光光谱差异的根本原因.     

CdTe量子点-铜酞菁复合体系荧光共振能量转移的研究

以波长为780 nm、重复频率为76 MHz、脉宽为130 fs的飞秒激光作为激发光源, 采用超快时间分辨光谱技术研究了CdTe量子点-铜酞菁复合体系的荧光共振能量转移. 实验结果表明, 在780 nm的双光子激发条件下, 复合体系中CdTe量子点的荧光寿命随着铜酞菁溶液浓度的增加而减少, 荧光共振能量转移效率增加. 同时也研究了激发功率对荧光共振能量转移效率的影响. 结果表明, 随着激发光功率的增加, 复合体系溶液中CdTe量子点的荧光寿命增加, 荧光共振能量转移效率减小, 其物理机理是因为高激发功率下的热效应和由双光子诱导的高阶激发态的跃迁. 当激发光功率为200 mW时, 双光子荧光共振能量转移效率为43.8%. 研究表明CdTe量子点-铜酞菁复合体系是非常有潜力的第三代光敏剂.     

海水养殖黑色珍珠UV-Vis反射光谱的类型及其特异的PL光谱特征

采用紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)反射光谱并结合405 nm为激发光源的光致发光(photoluminescence,PL)光谱对海水养殖的黑色系珍珠进行较系统的光谱采集、比对,以期探究天然色黑色珍珠在上述光谱中的异同特性。结果表明:(1)基于UV-Vis反射光谱中250～800 nm区间的谱图特征,首次将黑色系珍珠的UV-Vis反射特性归类为四大类,即①在约400, 500和700 nm处均存在吸收峰;②在约400和500 nm两处存在吸收峰;③在约400和700 nm两处存在吸收峰;④在约500和700 nm两处存在吸收峰;(2)在405 nm激发光源下,黑色珍珠的PL光谱在约620, 653和677 nm处皆出现特征吸收,上述各吸收峰位在其他类别的淡海水珍珠的PL光谱中未曾见有具体报道。且有趣的是,首次发现黑色珍珠的PL光谱中约677 nm处的特征吸收峰表现出较强的光敏特征,即随着激发光源辐照时间的延长,该处吸收峰的强度渐弱甚至消失。研究结果可为黑色系珍珠其颜色形成属性的鉴定、判断提供理论与技术支撑。     

3-羟基黄酮在不同极性和酸碱度溶剂中的光谱研究

实验观测了3-羟基黄酮(3-HF)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,发现在吸收光谱中有3个吸收带,峰值位于300和345 nm的两个吸收带较强,位于415 nm处的吸收带较弱。用345 nm作为激发光,观测到两个荧光带,其中峰值位于400 nm的荧光带为3-HF稀醇式构型的发射,随着溶剂极性的增大其强度增强,峰值位于526 nm的荧光带为3-HF互变异构体的发射,随着溶剂极性的增大其强度减弱,这表明溶剂极性阻碍质子转移的发生。用415 nm的光激发样品,在荧光光谱中发现了3个新荧光谱带,峰值分别位于440,471和515 nm,这3个荧光谱带归属至今未见报道。为了指认这3个荧光谱带,分别观测了3-HF在不同酸碱度溶液的荧光光谱及其吸收光谱,通过对这些光谱的分析研究,指认出荧光峰位于440和471 nm的荧光谱带为3-HF的两种阳离子的发射,峰值位于515 nm的荧光谱带为3-HF的阴离子的发射。     

DMSO溶剂中All-trans-astaxanthin激发态的飞秒时间分辨光谱

基于飞秒时间分辨瞬态吸收和多元瞬态光栅光谱技术对全反式Astaxanthin(AXT)在DMSO溶剂中的超快激发态弛豫动力学进行了观测.结果表明,光激发后AXT/DMSO体系直接发生S_0→S_2跃迁,基态漂白对应光谱范围为420~550nm.由S_2→S_1的内转换过程发生的时间常数为120~160fs.S_1态激发态吸收对应的光谱范围为550~740nm,基态漂白恢复过程对应的是S_1→S_0的内转换过程,其时间尺度为4.50~5.50ps.     

三维紫外血浆荧光光谱学特性及机理分析

采用FLS920型多功能光谱仪,得到了220~320 nm紫外光激发的血浆荧光激发与发射的三维光谱图.结果表明,血浆的紫外荧光光谱在334 nm附近存在一个约100 nm宽的谱峰：300~400 nm.该谱峰是由多种荧光团共同作用的结果,血浆的紫外荧光光谱主要是由血浆中高丰度蛋白的色氨酸和酪氨酸的贡献.另外,血浆中存在的其他大量蛋白质和小分子可通过直接发荧光和间接的能量转移或相互作用使血浆荧光光谱谱峰的加宽,即低丰度的、大量蛋白质或小分子的存在,对血浆的荧光光谱特征变化可以起到调制作用.     

利用二次谐波在体分析番茄中的番茄红素和β-胡萝卜素含量

番茄中含有番茄红素和β-胡萝卜素两种重要的营养成分.两种成分的主要拉曼光谱基团相同,利用基频很难在体将两种成分区分开.应用激发波长为514.5 nm的激发光恰好处在番茄红素和β-胡萝卜素主要吸收带的半高宽范围内,因此能够发生共振拉曼效应.利用共振拉曼光谱技术,通过在体测量番茄中的番茄红素和β-胡萝卜素C=C碳碳共轭双键伸缩振动的二次谐波,用软件获得每种成分光谱的积分强度而得到番茄红素和β-胡萝卜素的含量,为在体检测同种基团成分含量提供一种方法.     

基于电子顺磁共振的ZnTPP激发态及其TEMPO各向异性的研究

为了研究卟啉类敏化剂的光致激发态能量转移和电子转移问题,本文基于紫外可见光谱仪和电子顺磁共振波谱仪,构建了以锌卟啉为研究对象的"锌卟啉-稳态自由基-二甲苯"实验体系.锌卟啉的紫外可见光谱显示,在可见光谱的B带和Q带出现明显的特征峰,是锌卟啉分子中电子由基态能级跃迁至激发态能级产生的.低温条件下受紫外可见光辐照的实验体系的电子顺磁共振波谱,检测到了稳态自由基四甲基哌啶氧化物的增强吸收电子顺磁共振波谱.根据分子激发态相关理论、光化学物理反应理论和化学诱导电子自旋极化理论对实验结果进行了分析,结果表明,四甲基哌啶氧化物稳态自由基电子顺磁共振波谱的增强吸收对应于锌卟啉光致激发态的能量转移和电子转移;四甲基哌啶氧化物在低温(143 K)下的电子顺磁共振波谱表现出的各向异性特征现象来源于氮氧自由基电子与氮核的各向异性超精细相互作用.     

基于密度泛函理论的叶绿素A性质的研究

在液相环境中,采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TD-DFT)、Multiwfn波函数分析软件,在pbepbe/6-311g(d)基组水平上,计算并分析了叶绿素A的结构、紫外光谱和电子—空穴分布,结果表明:pbepbe/6-311g(d)方法是计算叶绿素A紫外吸收光谱更精确的方法;叶绿素A分子的吡咯环与取代基相互作用的过程中,吡咯环Ⅳ受侧链"尾巴"的影响最大;理论计算的紫外光谱与实验数据吻合较好,其中635.71 nm和446.87 nm处的两个吸收峰可认为是叶绿素A的特征吸收峰;侧链或取代基团在叶绿素A激发过程中是给电子体,卟啉"头"既是电子供体,也是电子受体.     

单、双掺钒酸钇晶体的Raman光谱与能量转移研究

文章采用双光栅单色仪(HRD-1),氩离子激光器的488.0 nm波长激发,分别测得室温下,激发光平行、垂直晶体c轴入射时,Tm3 ,Ho3 单掺和双掺钒酸钇晶体的拉曼光谱,对检测结果进行分析并探讨了对能量转移的影响.观测到对Ho3 :YVO4,激发光垂直c轴时的散射光强明显强于激发光平行c轴时的散射光强;由于488.0 nm波长靠近Ho3 的一个吸收峰,吸收和散射相互竞争,使475 cm-1被削弱,且外模振动展宽;测得样品最大声子能量集中在880cm-1附近.主要是(VO4)3-的A1g呼吸模引起的,表明与YAG基质一样,也是一种具有高声子能量的晶体.用808 nm激发,锁相放大器,PbS探头接收,测得双掺Tm3 :Ho3 :YVO4的2.09 μm荧光强度是单掺Tm3 ∶YVO4 1.85 μm的4/5,意味着Tm3 对Ho3 的敏化效率高达80%,因为Tm3 :YVO4的荧光谱与Ho3 吸收谱重合甚少,由辐射跃迁导致的能量转移可能性不大,因此Tm3 离子之间的交叉弛豫以及Tm3 的3F4与Ho3 的5I7之间近共振的能量转移主要是依靠声子辅助的无辐射跃迁.     

正丁基苝四羧酸二酰亚胺的晶型和性能研究

文章合成了N,N'-二正丁基苝四羧酸二酰亚胺,并纯化、调晶,进行了IR、元素分析、X射线等测定.分析该化合物在DMF中的紫外光谱(最大吸收波长524.80 nm)、荧光光谱(最大发射波长539.0 nm)、Stokes位移(数值15 nm)等光谱性质.在400～700 nm范围内,α晶型薄膜紫外-可见吸收出现很强的吸收峰,且由β型变为α型,最大吸收波长有明显的红移(545 nm变为580 nm).X射线粉末衍射也反映出α晶型的2θ在26.0°处衍射峰CPS为2 508,β型在25.2°为1 891.α,β晶型作为电荷产生材料制得的功能分离型有机光导体,在光源滤波波长λ=532 nm曝光下,测得含α,β感光体达到饱和电位的时间分别为46,93.98 s,光衰电位(5.3千伏电压负充电电晕,1～2 s后的表面电位)分别为727和525 V,半衰曝光量分别为4.32,4.34μJ·cm-2,残余电位分别为30和45 V等光导性能数值.     

α-异(哑心)唑偶氮基-β-二酮类衍生物及其互变异构体的光谱

研究了5种新型的具有不同结构的α-异(哑心)唑偶氮基-β-二酮类衍生物的红外光谱和紫外光谱, 讨论了它们的酮式-烯醇式以及偶氮式-腙式之间的互变异构化现象. 结果表明, 所有化合物无论以固体形式或在溶液中均以腙式二酮体和偶氮式烯醇体的混合形式存在. 各化合物的紫外吸收谱均呈双峰状, 峰值分别处于246～262 nm和326～339 nm之间, 其中, 高波长吸收峰的强度明显高于低波长吸收峰强度, 说明了各化合物中偶氮式烯醇体形式均多于腙式二酮体形式, 其原因是由于各化合物中偶氮式烯醇体的异构体较多, 且易以分子内氢键形式形成六元环, 有利于结构稳定.     

谷胱甘肽比率荧光探针分子的设计合成及其光谱性能

将喹啉和丹磺酰胺两种荧光基团同时引入配体L1,利用L1与锌离子自组装构筑三核锌有机-金属大环化合物H-1(比率荧光探针),实现了对生物分子谷胱甘肽(GSH)的有效识别。利用紫外光谱、荧光光谱、~1H NMR、ESI-MS等表征方法研究了H-1对生物分子谷胱甘肽(GSH)的光谱识别作用。紫外滴定光谱表明,当向H-1中加入谷胱甘肽分子后,425 nm处的吸收峰强度降低,320 nm处的吸收峰强度增大,等吸收点为355 nm。利用320 nm处的吸光度值模拟计算平衡常数,lg K为4.03±0.11,说明H-1与GSH形成了1∶1的包合物。荧光光谱分析表明,当向H-1中加入GSH后,以340 nm光激发,波长为513 nm处丹磺酰胺的荧光强度下降,并且发生红移,而396 nm处喹啉基团的荧光强度增大。利用喹啉基团与丹磺酰胺基团荧光发射峰强度变化的比值可以精准检测谷胱甘肽分子,检测限可达到2.5×10~(-6)mol·L~(-1)。     

基于跃迁偶极矩取向特征研究乙醚溶液中分子的各向异性度

利用偏振荧光光谱和偏振激发光谱研究了乙醚溶液中荧光分子跃迁偶极距的取向特征.实验结果表明,在垂直线偏振光照射下,乙醚溶液发射出峰值位于305 nm的荧光谱,对应的最佳激励光波长为256 nm.由偏振激发光谱分析得到荧光体的吸收跃迁偶极矩和发射跃迁偶极矩间夹角α的变化规律,揭示了荧光去偏振过程：在粘性溶液中的荧光分子具有一定的偶极取向,α随激发光波长发生变化,当激发波长接近最佳激发光波长时,吸收跃迁偶极矩和发射跃迁偶极矩间趋于平行,荧光的退偏效果较弱,偏振度最大.研究结果能为分子空间取向特征的理论研究提供参考.     

反式-4-甲氧基偶氮苯超快激发态性质研究（英文）

本文利用飞秒瞬态吸收光谱结合量化计算研究了反式-4-甲氧基偶氮苯的超快激发态动力学和光异构过程,瞬态光谱中在400～480 nm波段出现永久的正吸收,表明反式分子被激发到第二激发态后最终产生了顺式结构.在乙醇和乙二醇溶剂环境中分别获得了三个衰减组分,时间分别为0.11、1.4、2.9 ps和0.16、1.5、7.5 ps.快速的时间组分是源自第二激发态弛豫到第一激发态的内转换过程.另外两个组分和第一激发态的弛豫相关:一个是经第一激发态的内转化和光异构过程,另一个是顺式结构的振动冷却过程.基于不同溶剂环境中的动力学差别,证实了光异构路径是反转机制而不是旋转机制.