菠菜和苏州青类囊体溶液的光谱特性

通过分析不同波长光激发下菠菜(Spinach)和苏州青(Suzhou Green)类囊体溶液的发射光谱和荧光光谱,以及同一波长下磁场处理前后类囊体溶液的光谱变化,探讨了低强度稳恒磁场对类囊体溶液的作用机理.结果表明,类囊体溶液中形成了大量的氢键,磁场处理前菠菜和苏州青的氢键喇曼散射峰为531 nm和533.2 nm,两者光系统II(PSII)荧光分别在689.8 nm和686 nm;磁场处理后两者的喇曼散射峰变为532.8 nm和532.4 nm,PSII荧光变为686.8 nm和685.4 nm.磁场改变了两样品中氢键键能,使其趋于相等.     

高静压对菠菜类囊体膜叶绿素和蛋白光谱特性的影响

研究了100、250和500MPa高静压(High Hydrostatic Pressure,HHP)处理对菠菜类囊体膜叶绿素浓度、可溶性蛋白浓度、叶绿素室温吸收光谱、叶绿素发射和激发荧光光谱、蛋白荧光光谱的影响。结果表明,同热处理的菠菜相比,HHP处理的菠菜类囊体膜能保持较高的叶绿素和可溶性蛋白浓度,较高的叶绿素室温吸收光谱、叶绿素发射和激发荧光光谱、蛋白荧光光谱能力,并且在100和250MPa时效果更加显著。另外,HHP处理后的菠菜类囊体膜仍能保持光系统Ⅱ捕光和被激发的能力,同时蛋白荧光光谱的变化也反应出HHP处理后类囊体膜蛋白组分的变化。由此推断,HHP保持绿色蔬菜的颜色品质可能与类囊体膜功能特性的维持有关。     

水体中溶解有机物的荧光光谱特性分析

以355 nm激光为激发光源,在实验室中利用激光诱导荧光(LIF)方法对不同水体中溶解有机物(DOM)的荧光光谱进行了测量,并以最小二乘法-高斯拟合对水体荧光光谱进行了拟合,解卷积得出了水喇曼散射谱及DOM的荧光光谱.在改变激发光脉冲强度的条件下,以一定浓度腐殖酸溶液为测量样品分析了DOM的荧光饱和特性.结果表明,随着激发光功率密度的增加,水喇曼散射强度线性增加,而DOM的荧光强度随着激发光功率密度的增加先是线性增加,此时归一化荧光强度为一恒定值.当激发光功率密度大于55 mW/cm2时, 荧光强度增加缓慢,归一化荧光强度则逐渐降低.研究发现,在有机物浓度较高时,出现了激发态分子间的单重态-单重态猝灭,并且在低浓度情况下,随着有机物浓度的增加,出现了有机物荧光峰值强度位置的红移并伴有波形的展宽.     

反向泵浦的受激喇曼光声光谱

报道一种改进的受激喇曼光声光谱实验方法 (PhotoacousticRamanSpectroscopy ,PARS) ,该方法的主要特点是将两束激光以反向传播的方式重合 ,从而不仅克服了通常的实验方法 (两束激光通过双色镜片重合 )在测量小喇曼位移方面的限制 ,也使实验的操作更加简单 .在实验中 ,以CH4 分子为研究对象 ,一束波长为 5 3 2 .1nm的激光作为泵浦光 ,另一束可调谐激光作为探测光 (Stokes光 ) ,两束光相向作用于光声池内 ,在 62 5～ 64 2nm和 5 73～ 5 89nm得到了CH4 分子ν1 、ν2 和ν3模的PARS光谱 ,其结果与前人利用自发喇曼散射技术 (ORS)一致 ,其中喇曼活性较弱且喇曼位移较小的ν2 模的PARS光谱是新得到的     

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.     

高效率,窄脉冲1 198.5 nm Ba(NO3)2喇曼激光器

利用1064nm的Nd∶YAG激光抽运振荡腔内的硝酸钡晶体,获得高效率、窄脉冲的喇曼激光输出.硝酸钡晶体由水溶液降温法生长,长度为48 mm.喇曼振荡腔由对抽运光、一阶、二阶斯托克斯光有不同反射率的双色平面镜构成.当抽运光功率达到4.5 W时,获得最高的一阶斯托克斯喇曼激光功率为1.48 W,相应的转换效率为32.9%,并测得斜率效率为40%.由于受激喇曼散射的作用,喇曼脉冲光由抽运脉冲光的19.8 ns压缩为2.4 ns,获得的喇曼激光脉冲波形具有的“上升沿陡峭、下降沿缓慢”的特性,对其形成过程作了定性分析.测得喇曼激光的波长为1 198.5 nm,半峰全宽（FWHM）为1.2 nm.     

高效率599 nm Ba(NO3)2外腔喇曼激光器

橘黄色波段固体激光器在基于荧光探测的生物医学诊断和显示等众多方面有着广泛的实际应用. 报道了利用532 nm的Nd∶YAG倍频激光抽运外置喇曼腔内的硝酸钡晶体,获得高效率的599 nm橘黄色喇曼激光的实验结果.对外置喇曼腔实验装置和运转参量进行了优化,喇曼振荡腔由对二阶斯托克斯光有最优化反射率的腔镜构成,对实验中所得到的二阶斯托克斯喇曼激光脉宽压缩及出现双尖峰的现象进行了分析.当抽运光功率达到4.1 W时,获得二阶斯托克斯喇曼激光功率为710 mW,输出光中心波长为599.38 nm,半峰全宽（FWHM）为1.1 nm,激光器最大光光转换效率为17.5%,斜率效率为24.8%.     

用稳态和时间分辨荧光光谱研究乙醇－水分子团簇的可能类型

研究了紫外光照射乙醇－水混合溶液的稳态和时间分辨荧光光谱.通过检测其荧光光谱和激发光谱,得到了稳态发射光谱的三个荧光峰,峰值分别位于290 nm、305 nm、330 nm,相应的最佳激励光分别为265 nm, 280 nm 和236 nm.在荧光光谱峰值波长处分别监测其荧光强度随时间的衰变过程,将获得的荧光衰减动力学曲线采用指数拟合并进行解卷积处理获得不同荧光光子的寿命值.乙醇－水溶液稳态光谱的特点和三个不同的荧光寿命都表明了溶液中含有三个不同的生色团,分析认为乙醇和水分子间通过氢键作用形成了不同结构的团簇分子.     

罗丹明6G的三维荧光和共振散射光谱

研究了罗丹明6G(R6G)的荧光光谱、共振散射光谱和吸收光谱,讨论了共振光散射与共振荧光的区别与联系.在罗丹明6G-水溶液的三维荧光等高线光谱中,瑞利散射线与荧光等高线有部分相交.共振散射峰(544nm)介于荧光激发峰(530nm)和发射峰(552nm)之间.由光偏振实验,测得R6G共振散射光谱544nm处的偏振度P为0.0105.上述实验结果证明,R6G的共振散射峰主要是共振荧光.共振光散射信号随pH值增大而增强的机理是R6G酸碱平衡移动导致荧光型体的形成.由于自吸收的影响,荧光强度、共振散射光强度与R6G浓度之间不是严格的线性关系.     

钡蒸气的受激喇曼散射及碰撞诱导受激辐射

在宽带XeCl激光泵浦的钡蒸气中,观察到波长分别为472.6nm,582.6nm和648.3nm的碰撞诱导受激辐射以及波长为475nm的受激喇曼散射.碰撞锈导受激辐射脉宽为3ns左右的自终止型短脉冲,其强度随缓冲气体压力的升高而上升.喇曼光脉冲前沿与泵浦光脉冲前沿之间有长20ns的时间延迟,喇曼转换效率随缓冲气体压力的升高而下降     

温度对光系统Ⅱ中色素分子取向的影响

利用类囊体溶液的激发光谱和偏振荧光光谱,研究了温度对光系统Ⅱ(photosystemⅡ, PSⅡ)中色素分子取向的影响。激发光谱表明在15～45 ℃范围内,随着温度的升高,叶绿素a对应的吸收峰发生红移,激发谱强度在35 ℃达到最大,65和75 ℃时大大减弱。类囊体溶液的偏振荧光光谱中,荧光峰位在15～45 ℃范围内始终保持不变,计算得到的荧光偏振度随着温度的升高而增加。分析表明温度通过影响光系统Ⅱ内色素之间以及色素蛋白之间的相互作用,改变色素排列方向,调节光合作用效率。结果可为研究光合过程能量吸收与传递、光合保护以及太阳能电池材料等方面提供参考。     

黄化玉米幼苗类囊体膜稳态荧光光谱分析

为了阐明黄化植物光合作用的能量传递过程,对提取的黄化玉米幼苗类囊体膜运用稳态荧光光谱技术进行研究.用高斯解析对黑暗处理的黄化组（T）和对照组（CK）在436nm、473nm和507nm激发下的发射光谱进行分析.结果显示,黄化玉米幼苗类囊体膜中的光合能量传递路径发生了改变,进入PS II和PS I的能量进行了重新分配,同时荧光强度明显降低.     

Implementation of a novel low‐noise InGaAs detector enabling rapid near‐infrared multichannel Raman spectroscopy of pigmented biological samples

Pigmented tissues are inaccessible to Raman spectroscopy using visible laser light because of the high level of laser‐induced tissue fluorescence. The fluorescence contribution to the acquired Raman signal can be reduced by using an excitation wavelength in the near infrared range around 1000 nm. This will shift the Raman spectrum above 1100 nm, which is the principal upper detection limit for silicon‐based CCD detectors. For wavelengths above 1100 nm indium gallium arsenide detectors can be used. However, InGaAs detectors have not yet demonstrated satisfactory noise level characteristics for demanding Raman applications. We have tested and implemented for the first time a novel sensitive InGaAs imaging camera with extremely low readout noise for multichannel Raman spectroscopy in the short‐wave infrared (SWIR) region. The effective readout noise of two electrons is comparable to that of high quality CCDs and two orders of magnitude lower than that of other commercially available InGaAs detector arrays. With an in‐house built Raman system we demonstrate detection of shot‐noise limited high quality Raman spectra of pigmented samples in the high wavenumber region, whereas a more traditional excitation laser wavelength (671 nm) could not generate a useful Raman signal because of high fluorescence. Our Raman instrument makes it possible to substantially decrease fluorescence background and to obtain high quality Raman spectra from pigmented biological samples in integration times well below 20 s. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

SDS胶束溶液在石油类污染物荧光光谱测量中的应用

提出了一种以十二烷基硫酸钠(SDS)胶束溶液为溶剂增溶、增敏、增稳石油类物质的新方法。研究了石油类物质的荧光强度随SDS胶束溶液浓度的变化规律,确定了其溶剂SDS胶束溶液的最佳浓度为0.1 mol·L-1。使用FLS920荧光光谱仪测量得到不同稀释浓度的汽油、柴油、煤油SDS胶束溶液的三维荧光光谱矩阵(EEMs),分析了瑞利(Rayleigh)散射、拉曼(Raman)散射以及仪器光谱特性对测量光谱的影响,经过光谱校正,建立了三种油的SDS胶束溶液在激发波长为250～400 nm、发射波长为260～500 nm范围内的三维荧光光谱图,并确定了在一定浓度范围内荧光强度与浓度具有良好的线性关系。在相同条件下,用同样的方法配制各种浓度汽油、柴油、煤油水溶液作对比,验证了SDS胶束溶液作为石油类物质的溶剂可以使水中石油类物质的溶解度增加、荧光强度增大、稳定性更好,实现了石油类物质可以不依赖于某些有毒溶剂萃取,又解决了其水中溶解度低不宜定量的问题。     

金纳米粒子掺杂DNA-CTMA-DPFP薄膜的表面增强拉曼散射特性

采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料,利用钯催化反应合成9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP),将DPFP与DNA-CTMA混合后,旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量,研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明,薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP,在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振;样品在370,386,408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S₁₀-S₀₀、S₁₀-S₀₁和S₁₀-S₀₂能级的电子振动跃迁;在785 nm激光激发下,薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子,随着金纳米粒子掺杂比的增大,DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此,金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。     

Fluorescence properties of biochemicals in dry NaCl composite aerosol particles and in solutions

Several fluorophores, such as tryptophan, NADH, NADPH, and riboflavin are found in airborne micro-organisms. In this work, the fluorescence properties of these biochemicals were studied both in dry NaCl composite aerosol particles and in saline solutions by means of laser-induced fluorescence. Fluorescence spectra were measured from individual, airborne aerosol particles and from solutions in cuvette. The excitation wavelength was varied in steps from 210 nm to 419 nm and the fluorescence was detected within a wavelength band of 310–670 nm. For each sample, the measured fluorescence emission spectra were combined into fluorescence maps. The fluorescence maximum of riboflavin in a dry NaCl composite particle is 20 nm red-shifted compared with the solution, whereas the maxima are blue-shifted by about 25 nm for tryptophan and 15 nm for NADH and NADPH. The molecular fluorescence cross sections have significant differences between the aerosol particles and the solutions, except for tryptophan. For NADH and NADPH the cross sections are over 20 times larger in the aerosol particles than in the solutions probably as a result of partial quenching of fluorescence in solution caused by the collision or stacking with the adenine moiety. The fluorescence cross section of riboflavin is almost 60 times larger in the solution than in the dry NaCl composite aerosol. This is probably caused by the different microenvironment around the fluorophore molecule and by the concentration quenching in the particles where the fluorescing molecules are relatively close to each other.     

菲的三维荧光光谱特性研究

多环芳烃(简称PAHs)具有高荧光量子产率,利用三维荧光光谱研究了PAHs中菲的荧光光谱特性.菲具有两个荧光峰.通过对菲的三维荧光光谱的分析,选择在激发波长255 nm、发射波长370 nm对菲进行定量分析.菲溶液在5.0～250.0 ng·mL-1的范围内工作曲线呈线性关系,检出限为3.88 ng·mL-1,相对标准偏差为4.23%(n=5),实验还尝试了对自来水样品的测定,测试效果良好,回收率为90.0%～105.4%.该研究为快速检测水源水中痕量PAHs提供了方法基础.     

多波长消荧光拉曼光谱仪的研制及应用研究

拉曼光谱技术作为探究分子、晶体及其结构特征的有力手段,具有快速、无损、样品用量小、无需前处理且适应性强等优点,已被广泛应用于食品安全、石油化工等领域。但在拉曼光谱应用中,常常受到荧光背景干扰,导致拉曼信号降低,严重的情况下拉曼信号甚至会淹没在荧光背景中。为解决拉曼技术在实际应用中荧光背景干扰的问题,从仪器角度出发,采用二色镜对多波长拉曼光谱进行光路耦合设计,研制了近红外拉曼光谱与移频差分拉曼复合一体的多波长消荧光拉曼光谱检测系统,其中近红外拉曼光谱采用1 064 nm激光光源设计,移频差分拉曼光谱选取784.5和785.5 nm两组激光光源进行时分复用,在移频差分拉曼光谱检测的同时,亦可获得两组单波长拉曼光谱数据。通过对比同步测试和分时逐次测试的强度及峰位稳定性,验证了多波长消荧光拉曼光谱仪的同步测试性能;选取了多种荧光背景强弱不同的样品,进行了单波长拉曼、近红外拉曼及移频差分拉曼光谱的对比分析。针对丙酮、乙腈等荧光背景较弱的样品,可采用单波长拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对食用油、红色塑胶微粒等荧光背景与拉曼信号强度相当的样品,可采用近红外拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对红酒、棕色塑胶微粒等荧光背景较强的样品,需结合近红外拉曼光谱和差分拉曼光谱对样品进行定性分析。研究表明：通过多波长消荧光拉曼光谱检测系统的研制,在常规单波长拉曼光谱技术的基础上,将两种抑制荧光干扰技术有机结合,有效扩充了应用领域及样品检测范围。     

两种激发波长下蔬菜水果的拉曼光谱对比研究

本文通过改变不同的激光光源波长,测试分析了一系列蔬菜水果表面的拉曼谱。比较514.5nm和1064nm波长下的拉曼谱,发现514.5nm激发下许多蔬菜水果的拉曼谱均出现胡萝卜素的共振拉曼光谱,同时有很强的光荧光。更换成1064nm的近红外激光波长后,基本消除了光荧光和共振效应的影响,可用来测量蔬菜水果的有效成分,而514.5nm激发下只出现胡萝卜素的光谱,为区分蔬菜水果表面的外来物质,如农药,提供了很大的方便。