紫金山金铜矿明矾石的拉曼光谱特征

紫金山金铜矿是我国大陆首例高硫化型浅成低温热液型矿床。矿床上金下铜,金矿主要赋存在潜水面以上,与强硅化有关;铜矿主要赋存于潜水面之下,与明矾石化有关。明矾石有四种产出状态,分别为蚀变岩型、与铜硫化物共生型、后期脉状、粉末状。不同产出状态的明矾石具有不同的拉曼光谱特征和荧光散射背景。明矾石流体包裹体激光拉曼谱图显示：(1)从蚀变岩型、与铜硫矿化物共生型到后期脉状明矾石均具有明矾石特征性的谱带,只是受荧光散射影响逐渐减弱;粉末状明矾石具有与前三者不同的谱带特性,各谱带强度均较弱,荧光散射较强烈。(2)100～700 cm-1区间谱带可作为明矾石分子结构中阳离子类质同象置换的“指纹谱带”。蚀变岩型明矾石,161和234 cm-1峰变化明显,具有较广泛的Na对K的类质同象置换;与铜硫化物共生的明矾石,381和484 cm-1峰变化明显,指示Cu和Ga等阳离子对Al离子的类质同象置换;后期脉状明矾石,161, 234,484,508 cm-1峰值均比较稳定,Na对K和Si对Al的类质同象置换较少;潜水面附近的粉末状明矾石因荧光散射强烈,各个谱带强度均较弱。(3)明矾石的激光拉曼光谱和红外光谱配合使用,可为明矾石矿物研究提供完整的分子振动光谱特征,为明矾石的成因提供结构信息。在岩相学、矿相学、矿床地质、矿床地球化学、区域地质特征研究的基础上,通过明矾石的激光拉曼光谱(结合荧光散射背景)可进一步为紫金山金铜矿这个典型的高硫化型浅成低温热液矿床的形成机制提供演化进程信息。     

稀土氟碳酸盐矿物的振动光谱研究

利用红外光谱、拉曼光谱和X射线能谱研究了四川冕宁氟碳铈矿和内蒙白云鄂博稀土矿区的黄河矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钡矿的谱学特征。结果表明,振动光谱是表征稀土氟碳酸盐矿物结构和组分特征的有效手段。CO32-离子的ν3红外谱带或ν1拉曼谱带的频率位置、谱带分裂状况和谱峰数目取决于矿物分子中的CO32-离子数目。而CO32-离子的ν2红外谱带或ν4红外和拉曼谱带的特征可区分稀土氟碳酸盐矿物、钡稀土氟碳酸盐矿物和钙稀土氟碳酸盐矿物。发现氟碳酸盐矿物中混有少量的重晶石。     

湖北竹山黄绿色-绿色绿松石伴生矿的谱学研究

近年来绿松石市场上出现了俗称"绿松石伴生矿"的天然矿物,颜色丰富,有紫色、白色、褐黄色、黄绿色、绿色等,其中黄绿色-绿色系绿松石伴生矿相对其他颜色绿松石伴生矿与绿松石外观较为相似,鉴别难度较大。为探究其鉴别特征,选取两块来自湖北省竹山县市场的黄绿色-绿色系伴生矿原石(样品E和F),对其进行基础宝石学、电子探针、 X射线粉晶衍射、显微激光拉曼光谱及紫外-可见分光光谱测试。测试结果显示该色系绿松石伴生矿的主要矿物成分为氟磷灰石(Ca_5(PO_4)_3F)、白云母(KAl_2(AlSi_3O_(10))(OH)_2)等。电子探针背散射照片显示样品为结晶颗粒细小的多物相混杂的混合物,化学成分定量测试结果表明深色物相为含铝的硅酸盐,而浅色物相为含钙的磷酸盐,此外两样品含有2.27～6.22 Wt%的CuO和2.43～4.99 Wt%的FeO;有损测试X射线粉晶衍射可准确测试样品主要矿物为氟磷灰石和白云母及少量绿松石;样品的氟磷灰石和白云母典型拉曼谱峰可作为有效鉴别依据,其中964 cm~(-1)附近氟磷灰石的典型拉曼谱峰以及203, 432, 709和3 626 cm~(-1)附近白云母的典型拉曼谱峰可将其与绿松石有效鉴别。紫外-可见吸收光谱测试结果表明样品的颜色成因与绿松石相似,主要是由Cu~(2+)和Fe~(3+)的电子跃迁所致。通过对该色系样品相对较系统的谱学测试,笔者认为拉曼光谱是鉴别绿松石伴生矿中不同矿物相的无损、快速、有效的方法,氟磷灰石和白云母典型拉曼谱峰可将其与绿松石有效区分。     

烷烃相变过程的拉曼光谱研究

利用激光拉曼光谱监测正二十烷相变过程中的有序无序变化。发现位于1 300 cm-1处谱峰的积分强度在相变温度区间发生较大变化,这与以前相关的理论及实验工作存在较大区别,由此讨论了1 300 cm-1谱峰在有机物及生物膜结构的拉曼光谱实验中作为参考峰的局限性。此外,由于序参量可以定量的标定有机物及生物膜结构中各种有序无序结构的含量,所以成为现在拉曼光谱研究中的一个热点问题。Meier对于有机物拉曼光谱研究中长时间以来一直使用的序参量定义提出了质疑,文章的相关实验支持了Meier的看法,并从实验证据上表明了惯用序参量定义的有限性。     

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。     

环境光对谷氨酸钠溶液激光拉曼光谱的影响

探讨了环境光的存在,对谷氨酸钠溶液的激光拉曼光谱的影响。研究表明,不同的环境光,自然光和室内荧光灯光,会对拉曼光谱产生不同的干扰效应,存在着特征谱峰、负峰或尖锐正峰, 干扰的影响不能忽略。建议在进行溶液激光拉曼光谱检测时,需在暗室或暗罩中进行,以完全隔离环境光的影响。     

环境光对谷氨酸钠溶液近红外激光拉曼光谱的影响

探讨了环境光,对谷氨酸钠溶液的近红外激光拉曼光谱的影响。研究表明不同的环境光,自然光和室内荧光灯光,均会对近红外拉曼光谱产生不同的干扰效应,存在着特征谱峰,倒峰或尖锐正峰。虽干扰表现不同,但都有影响,不能忽略。建议在进行溶液近红外激光拉曼光谱检测时,须在暗室或暗罩中进行,以完全隔离环境光的影响。     

锡石振动光谱特征与矿物成因类型

以芙蓉矿田个别矿床为例,研究了锡石的振动光谱和成因之间的关系。芙蓉矿田锡石中含有一定量的Fe, Mn, Ti, Nb和Ta等元素。X光粉晶衍射分析得出锡石晶胞体积平均为nm3量级,明显比其他成因类型的锡石晶胞体积大,主要为锡石—硫化物型。锡石样品红外光谱中4个本征峰的相对强度表明矿田中锡石的红外光谱主要为变形谱,进一步表明芙蓉矿田锡石成因以锡石—硫化物型为主。锡石拉曼光谱中A1g峰频率为632 cm-1左右,与锡石—硫化物型接近,并且锡石中的Nb和Ta含量越高,A_1g峰向低频方向的频移越大。A_1g作为全对称伸缩振动模式是锡石以及同结构类型的AO₂氧化物的特征峰,锡石中的杂质元素将会影响它的拉曼频率。结合前人的研究结果认为锡石样品激光拉曼光谱中A_1g峰的拉曼频率对其成因有指示意义。拉曼光谱的测试结果与锡石晶胞参数和红外光谱分析的结果一致。结合锡石晶体化学特征和振动光谱特征对矿物成因研究有一定的参考意义。     

基于自适应免疫算法重叠拉曼谱峰的解析

拉曼光谱测量速度快,可以实现原位实时测量,现已成为过程控制中物料检测的一种重要手段。但由于环境的复杂性以及拉曼光谱信号特点,目前在线检测时难免会出现一些重叠谱峰。基于免疫算法特点,将该方法用于芳烃重叠拉曼谱峰信号的解析中,提取混合物质中单个组分拉曼谱峰信息进行分析,结果表明该方法解析快速、定量准确,相对误差低于1%,是解析重叠拉曼光谱信号的有效方法。针对现场样品检测中出现的重叠谱峰伴随荧光背景信号,提出了结合独立成分分析的自适应免疫算法,有效地解析出荧光背景信号,为复杂样品的拉曼光谱检测分析提供了新的手段。     

荧光物质光学性质对受激拉曼散射的影响

荧光在受激拉曼散射中能发挥良好的外部种子作用,可以极大幅度降低受激拉曼阈值、增加散射模式的强度。将溶解了荧光物质的CS2溶液作为液芯光纤的芯液体进行荧光增强受激拉曼散射研究。结果表明,很小能量(1.86 mJ)的激光激发就能获得较强的斯托克斯和反斯托克斯拉曼光。以荧光光谱范围较小的罗丹明B(rhodamine B)作为荧光种子,只获得了强度较高的一阶反斯托克斯谱线和强度较低的一阶斯托克斯谱线;以荧光光谱范围很大的β-胡萝卜素(β-carotene)作为荧光种子,很小的抽运能量就获得了7阶斯托克斯光谱。因此可以选用不同光学性质的荧光种子来选择性增强受激拉曼散射的某一散射模式。     

1,10-菲啰啉-四氰基乙烯配合物发光性质的研究

基于探针在近年来得到发展,制备光学性能更为良好的发光材料成为当前化学工作者的研究热点,该工作预制备光学性能更为优良的新型发光材料,以满足人们日常生活及医疗等方面的需求。该工作以四氰基乙烯(TCNE)为第一配体,以1,10-菲啰啉(phen)为第二配体,通过分子间的电荷转移,合成1,10-菲啰啉-四氰基乙烯的电荷转移络合物,并对此反应机理进行初步探索。运用紫外光谱法、荧光光谱法和拉曼光谱法对配合物进行表征及发光性质的研究。比较配合物和配体的紫外吸收峰发现,配合物的吸收均源于配体1,10-菲啰啉的吸收,说明TCNE与Phen形成了稳定的络合物。同时分析荧光光谱,发现配合物的发射峰与配体四氰基乙烯相似,可认为配合物的荧光来自于配体的π—π*电子跃迁。从拉曼图谱中可以看出,在1 000~1 600 cm-1处配合物的拉曼强度比TCNE配体有明显的增强。共振拉曼散射在1 000~1 600 cm-1处振动模式被强耦合,由于分子间的电荷转移使得这些共振拉曼峰被强烈增强。分析结果表明,在一定条件下,1,10-菲啰啉能与四氰基乙烯形成稳定的络合物,且光学性能显著增强。上述研究,合成并研究了1,10-菲啰啉-四氰基乙烯荷移络合物的光学性质,为设计、合成荧光性能良好的配合物提供了实验依据, 并为探索和开发新的核酸探针做出了贡献。     

Classification of Raman spectra using the correlation kernel

The classification of Raman spectra can be very useful in a wide range of diagnostic applications including bacterial identification. Before any form of classification can be carried out on the Raman spectra, some form of pre‐processing is commonly applied. This pre‐processing greatly affects the accuracy of the results and introduces user bias and over‐fitting effects. In this paper, we propose using support vector machines with the correlation kernel. The use of the correlation kernel on Raman spectra has not been presented before in any published work. Our results illustrate that the correlation kernel is ‘self‐normalizing’ and produces superior classification performance with minimal pre‐processing, even on highly noisy data obtained using inexpensive equipment. Such effective classification approaches can lead to clinically valuable diagnostic applications of Raman Spectroscopy. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

白酒质量检测的新方法——激光拉曼散射

本文提出了白酒质量检测新方法——激光拉曼散射。测量了多种白酒的拉曼光谱,经过分析和比较,找到了鉴定白酒真伪的依据。从理论上推导出了酒的浓度与乙醇和水的拉曼散射强度比的关系,通过对实验数据的拟合确定出二锅头酒浓度表达式的具体形式。     

SERS studies on 1–4 dihydroxyanthraquinone at Ag electrode

Raman scattering studies on 1–4 dihydroxyanthraquinone (DHAQ) at Ag electrode have been carried out to investigate the enhancement in the spectral line intensity after adsorption. Charge transfer between the adsorbate and the substrate is more pronounced for certain normal modes of vibration. It is found that the DHAQ molecules are lying with their molecular plane on the top of the metal surface. Laser induced fluorescence spectra of DHAQ have also been analysed with a view to assign the relative orientation of absorption and emission dipoles.     

类胡萝卜素的分子光谱研究

类胡萝卜素是含有9个CC共轭双键的短链多烯类生物分子. 特殊的分子结构, 使其不仅在光采集, 光防护, 防癌, 抗癌等生物学领域有重要应用, 而且在分子导线, 光开关, 滤光器等光电器件研制中也有重要的非生物学应用. 本文对它的分子光谱进行研究和总结, 结果表明, 类胡萝卜素具有宽带荧光, 将其用于荧光增强受激拉曼散射可以获得宽带受激拉曼散射; 电子能隙随温度降低而收缩, 电子吸收光谱红移, 这特性使它能研制优质半导体元件; 极大的拉曼活性和三阶非线性系数, CC键基频拉曼散射截面可以比普通分子大10个数量级, 和频、倍频拉曼散射强度也很高, 低温下与基频强度比可达0.5. 类胡萝卜素分子的这些光谱特性对多烯类分子结构、性能研究及其在非生物学中的应用有重要参数价值.     

安徽齐云山恐龙蛋化石的显微结构和拉曼光谱特征

安徽齐云山恐龙蛋化石为最新发现,为研究恐龙蛋壳形成方式的多样性提供了新的资料。利用偏光显微镜和激光拉曼光谱仪分析了齐云山恐龙蛋蛋壳的内部矿物组成和结构特征,结果表明：齐云山恐龙蛋壳的主要组成为方解石和有机基质,其次还包括少量的石英、蛋白石、白云母、白云石、海绿石和针铁矿,成因归属于矿质填充作用和碳化作用。偏光显微结构特征显示,原生方解石和次生方解石呈明暗交替的文象结构。原生方解石结晶较差,为蛋壳成岩石化的产物,次生方解石结晶较好,其中可见少量的石英。拉曼测试原生方解石和次生方解石的主要特征峰均位于1 087,282,713和155 cm-1附近,但次生方解石比原生方解石的特征拉曼峰散射强度更强,结晶程度更高,颗粒更粗大,与镜下观察结果一致。有机基质微晶振动和晶面内C-C伸缩振动的拉曼峰分别位于1 360和1 600 cm-1附近。466,209,130,357和404 cm-1附近的拉曼峰为石英的特征峰。此外,898,629,1 458,654和481 cm-1附近的特征峰分别代表蛋白石、白云母、白云石、海绿石和针铁矿,表明围岩中的矿物质已通过蛋壳气孔或裂隙进入其内部。该结论为研究恐龙蛋壳化石的矿物成因和赋存层位的沉积环境提供了重要的参考资料。     

饱和激发下叶绿素荧光非线性变化及影响分析

叶绿素浓度是海洋初级生产力的重要指标之一,激光诱导荧光技术可以实现海水叶绿素浓度的快速测量。测量叶绿素浓度的传统激光诱导荧光原理,是利用叶绿素荧光与水体Raman散射的强度比值（I_F/R）进行反演,即叶绿素浓度n_chl＝CI_F/R,其中C为系统常量。这是依据叶绿素荧光685 nm、水体Raman散射强度都与激发光强呈线性关系。然而,该理论并没有考虑诱导荧光饱和现象的存在。当诱导激光强度达到一定程度后,685 nm荧光强度随激发光强非线性变化。另外,值得注意的是,水体Raman散射并不存在信号饱和现象。为了探讨饱和激发造成荧光非线性变化的影响,在激光诱导荧光技术测量叶绿素浓度的实验中,设计两种测量方案,即：不同激光功率诱导单一浓度样本的荧光测量,和固定激光功率时不同浓度样本的荧光测量。实验中利用Nd∶YAG三倍频激光355 nm激发获得叶绿素溶液的404 nm处 Raman散射和685 nm荧光。实验结果分为2部分进行讨论：（1）为了分析饱和激发造成荧光变化的非线性特性,通过调节激发光功率测量溶液的受激发射光谱,发现水体Raman散射强度与激发光强呈线性关系,而685 nm荧光强度出现饱和激发下的非线性变化。而且,随叶绿素浓度的增加,685 nm荧光的非线性趋势更为明显,Raman散射强度与激发光强的线性关系中斜率变小。数据分析表明,685 nm荧光数据拟合的4阶多项式和Raman散射效率值,可以定性地表征685 nm荧光的饱和程度。（2）考虑实际海洋激光雷达探测叶绿素浓度应用中存在饱和激发荧光非线性现象,为了分析荧光非线性对传统叶绿素浓度反演理论适用性的影响,在固定激发光强情况下对不同浓度叶绿素溶液的发射光谱进行测量。将激发光功率调节至52.00,80.70,132.10和197.30 mW·cm-2,获取相应激发光强下685 nm荧光与水体Raman散射的强度比值和叶绿素浓度之间的关系。实验表明,激发光强不变的情况下,685 nm荧光与水体Raman散射的强度比值,与叶绿素浓度仍满足线性关系。但是,在较高光强激发时,饱和激发造成的叶绿素荧光非线性变化,导致利用传统激光诱导荧光理论反演的叶绿素浓度值偏小。因此,需要对饱和激发下荧光非线性的影响进行修正,其关系为I_F/R=n_chl/C+C_F,修正值C_F不可忽略。另外,值得一提的是,修正关系中系统常量C随激发光强增加而增大。研究表明,饱和激发造成的荧光非线性,会对激光诱导荧光技术测量叶绿素浓度产生影响,但由于造成荧光非线性因素的复杂性,仅通过荧光数据拟合获得的多项式,无法定量说明其影响权重。然而,当激发光强不变时,可以实验测量获得基于激光诱导荧光原理的修正关系,从而准确反演叶绿素浓度。     

用SERS研究一种新的钌(Ⅱ)联吡啶配合物及其与DNA的作用机理

着重讨论了用ＳＥＲＳ研究Ｒｕ（ｂｐｙ）２ｄｐｐｚ配合物及其与ＤＮＡ作用的机理。当这种钌配合物与ＤＮＡ发生作用时,只是它的ｄｐｐｚ配体插入了ＤＮＡ双链的碱基对中,与碱基对形成了共轭体系,影响了Ｒｕ配合物的ＭＬＣＴ跃迁,产生了荧光,同时也在拉曼谱图和电子吸收谱图上有所表现。