细胞色素c电子供体SERS活性基底

线粒体内细胞色素c存在可相互转化的还原和氧化态两种分子形式。基于之前的研究,发现镍纳米粒子可以作为电子供体特异性还原细胞色素c。镍纳米材料具有一定的表面增强拉曼散射增强能力,但其增强因子较小,限制了其应用。在该研究中,成功合成了Ag@Ni核壳纳米粒子,借助于Ag核的拉曼信号增强能力和Ni壳的电子供体特性,该SERS基底可用于氧化还原蛋白的电子传递研究。     

粗糙银电极上高铁血红素的非共振表面增强拉曼光谱研究

以632.8nm为激发线,研究了高铁血红素的非共振表面增强拉曼光谱。结果表明,高铁血红素的氧化和还原状态的拉曼谱图以B_(1g)振动模式为主;血红素以丙酸侧基直接吸附于电极表面,叶啉环则以垂直于电极表面的形式存在。B_(1g)振动模式v_(15)对血红素中心铁的氧化还原状态十分敏感,被指认为非共振条件下血红素氧化还原状态的特征谱峰。     

SERS光谱研究细胞色素c介导的细胞凋亡

基于过渡金属良好的生物相容性和拉曼散射增强能力,在镍纳米材料上成功获得了细胞色素c(Cyt c)的表面增强拉曼散射(SERS)光谱,并发现了镍对Cyt c的电子供体特性,为过渡金属界面上研究Cyt c与其配体的相互作用提供了新的研究方法。此外,我们利用SERS还发现了Cyt c氧化还原态依赖的心磷脂膜渗透性的变化规律,提出了Cyt c氧化还原态调控Cyt c释放的机制,并建立了定量检测凋亡细胞释放Cyt c的SERS方法。     

α-Sr(HCOO)_2单晶的拉曼光谱研究

本文根据α-Sr(HCOO)_2的晶体结构分析了此种晶体的基本晶格振动,用商群分析方法计算了基本晶格振动的对称类型,在室温下记录α-Sr(HCOO)_2晶体的拉曼光谱,对750cm~(-1)—3000cm~(-1)频率范围内的一些谱线的归宿进行了分析。     

基于SERS技术的靶向修饰金纳米探针 用于Hela细胞的检测

表皮生长因子受体(EGFR)是一种肿瘤表面标记性蛋白。本文报道了基于anti-EGFR功能化金纳米棒探针AuNRs probes的表面增强拉曼散射(SERS),用于EGFR阳性肿瘤细胞的检测。通过AuNRs probes上anti-EGFR特异性结合到EGFR阳性癌细胞上,可使修饰于金纳米棒表面的拉曼活性染料4-巯基苯甲酸(4-MBA)位于1 100 cm~(-1)和1 600 cm~(-1)的特征峰强度得到信号增强。该SERS探针由于具有生物兼容性好、细胞拉曼信号稳定、特异性高等优点而具有巨大的临床应用前景。     

结肠癌病人几种细胞的Raman光谱

文章给出了结肠癌病人的几种细胞的拉曼光谱。从实验谱线中得到,均有构像不灵敏的苯丙氨酸的单取代苯环的伸缩振动谱线1002cm~(-1),谱线强而半高宽较小,且不易改变,可作为生物细胞拉曼谱线的内标。白细胞拉曼谱线弱而少,红细胞拉曼谱线强而丰富,且有一个吡咯环的C—N呼吸振动谱带,窄而强的1919cm~(-1)的特征峰,宽而强的谱线1577,1560,1548cm~(-1),这是其他细胞不具有的。腺癌细胞的拉曼谱线相对较弱,许多谱线消失,生长在不同部位癌变细胞的荧光强度分布不同。通过这些特征拉曼谱线的不同,为癌症的诊断和治疗提供了有力的实验依据。     

纯钛电极上的表面增强拉曼光谱研究

采用机械粗糙、电化学氧化还原、化学刻蚀等方法对纯钛电极表面进行粗糙,在钛基底上获得了表面增强拉曼光谱(SERS)信号。初步的实验结果表明,采用机械粗糙和电化学氧化还原方法能够获得具有一定粗糙度的电极表面,但是该表面并不具有SERS活性。而采用氢氟酸化学刻蚀方法能够获得具有SERS活性的表面,并且成功检测到吡啶分子的表面增强拉曼信号。实验尝试了在不同条件下进行刻蚀,对酸的刻蚀浓度、刻蚀时间、外接电位等影响因素作了研究,结果发现基底的SERS活性随氢氟酸浓度增大而出现最佳条件,即氢氟酸浓度0.33 Wt%,刻蚀时间为5 min时的拉曼信号最好。实验以0.01 mol·L-1吡啶为探针分子,0.1 mol·L-1 KCl为电解质,在开路电位下成功地观察了钛电极上的表面增强拉曼光谱。     

羟碳铈矿的高压拉曼光谱研究

羟碳铈矿是一种重要的含水稀土氟碳酸盐矿物,了解其高压下的物理性质对于探讨氟和水的存在对碳酸盐矿物物性的影响具有重要意义。运用金刚石压腔(DAC)技术与激光拉曼光谱,在室温下原位开展了羟碳铈矿的高压拉曼光谱学研究。结果显示,在常压下由[CO_3]~(2-)振动引起的拉曼峰共有6条:面内弯曲振动引起的拉曼峰位于604、742 cm~(-1),对称伸缩振动引起的拉曼峰位于1083、 1096和1103cm~(-1),而1430cm~(-1)属于非对称伸缩振动;由[OH]~–振动引起的拉曼峰有6条,分别位于3 174、3 197、3 290、3 345、3 526和3 648 cm~(-1)。随着压力的增加(0～30 GPa),未发现拉曼峰的消失或新拉曼峰的出现,表明在测试压力范围内羟碳铈矿未发生相变。拉曼峰均往高波数偏移,其位移与压力呈现良好的线性正相关关系,由[CO_3]~(2-)的面内弯曲振动引起的拉曼峰对压力的依赖系数最小,为2(0.06) cm~(-1)/GPa,而基团外振动引起的拉曼峰对压力的依赖系数最大,为4.2(0.11) cm~(-1)/GPa。对比无水碳酸盐高压下拉曼峰的位移,认为[OH]~–和F~–的存在导致羟碳铈矿高压下结构中[CO_3]~(2-)基团的振动模式对压力的依赖性发生变化,进一步影响到晶体高压下的各向异性。这为研究地球深部碳酸盐的高压物性行为提供了新的启示。     

红外光谱法氧化石墨烯表面氧化度的测定

氧化石墨烯是由sp~2和sp~3两种杂化碳原子构成的单原子层二维网络结构,富含羟基、环氧基和羧基多种含氧基团,是众多功能化石墨衍生物的前驱体;其中,羟基和环氧基主要分布在氧化石墨烯片层表面,羧基主要位于片层结构的边缘,利用氧化石墨烯表面的羟基或环氧基可以得到垂直于表面的有序结构材料,利用边缘的羧基可得到多种悬垂结构的功能复合材料。利用不同氧化方法和同种氧化剂不同用量进行氧化得到石墨烯的氧化度不同,从而功能化后的石墨烯性能有很大差异。氧化石墨烯的氧化度测定是对其进行改性的基础。科学家们通过XRD, XPS, FTIR, Zeta,拉曼光谱法等研究石墨烯中不同杂化的碳原子和氧原子比例,但是几乎没有报道可以直接测量氧化石墨烯上含氧官能团的量。主要通过苯酚作为标准利用傅里叶变换红外光谱建立一种氧化石墨烯片层间羟基含量的测定方法。采用化学氧化-还原法制备薄层氧化石墨烯(GO),由于苯酚和GO具有相似骨架结构,以苯酚的红外光谱谱图可以作为标准图谱,苯酚红外光谱在1 597, 1 500和1 474 cm~(-1)为其苯环结构的伸缩振动吸收峰;在1 374 cm~(-1)处为苯环C—H面内弯曲振动吸收峰;而在1 234 cm~(-1)处为酚类C—OH伸缩振动吸收峰。氧化石墨烯的红外谱图中1 630 cm~(-1)出现类苯环骨架CC的伸缩振动吸收峰,在1 400 cm~(-1)出现氧化石墨烯片层上C—O(H)的伸缩振动吸收峰。利用测试苯酚中苯环和羟基C—OH吸收峰面积的比值,与氧化石墨烯上类苯环结构CC和片层上羟基C—O(H)吸收峰面积的比值,可以得到片层上羟基含量的值。同时利用场发射扫描电镜,透射电镜,原子力显微镜,紫外可见分光光度计和激光拉曼光谱仪对计算结果进行验证,结果表明类比红外光谱法,可以作为测定氧化石墨烯片层上羟基含量的一种有效方法。     

硫酸铵水溶液的超额拉曼光谱研究

利用拉曼光谱与超额拉曼光谱研究室温下不同质量分数的(NH_4)_2SO_4水溶液中氢键网络结构的变化,以及离子缔合情况;研究2800~4000cm~(-1)处的O—H伸缩振动区间以及940~1020cm~(-1)处的SO_4~(2-)全对称伸缩振动区间的拉曼光谱,对拉曼数据进行分峰处理,并对超额拉曼光谱的正、负峰积分面积进行分析。结果表明:质量分数12.00%是溶液中氢键结构以及离子缔合情况发生较大变化的转折点;当质量分数大于12.00%后,溶液中DDA型和DAA型氢键结构增多,DDAA型、DA型氢键结构与自由OH型氢键结构减少,并且溶液中离子对的存在情况也发生了变化,NH_4~+与SO_4~(2-)形成了接触离子对。     

Cl/HN3/I2全气相化学激光体系的化学动力学模拟计算

 对Cl/HN₃/I₂产生NCl(a)/I激光的过程进行了化学动力学计算，主要考察了Cl,HN₃和I₂的初始粒子数密度及其配比对小信号增益系数的影响。结果发现,当温度为400K, 初始Cl粒子数密度为1×10¹⁵，1×10¹⁶和1×10¹⁷cm^-3时,小信号增益系数分别达到1.6×10^-4,1.1×10^-3和1.1×10^-2cm^-1，获得最佳小信号增益系数的HN₃和I₂的初始粒子数密度分别为初始Cl粒子数密度的1～2倍和2%～4%。同时，对Cl，HN₃和I₂配比对小信号增益系数和增益持续时间的影响进行了讨论。     

结直肠组织中脂类的拉曼光谱研究

利用共聚焦显微拉曼光谱系统,检测了结直肠癌组织及邻近正常组织的拉曼光谱234例,从分子水平探讨结直肠癌变的原因。实验结果表明：在900～2 100 cm-1频移范围内,与正常组织比较,归属于结直肠癌组织中脂类伸缩振动的1 067和1 133 cm-1 拉曼峰强度相对较弱,扭转振动的1 299 cm-1与CH面内变形振动的1 264 cm-1拉曼峰的强度比值减少,应用SPSS16.0统计学软件进行平均值计算与比较,正常组织中的1 299和1 264 cm-1的强度比值平均值为3.17,癌变组织的为1.33; 二者的分界值为1.96,以此判别结直肠癌组织和正常组织符合率为94%。研究表明,结直肠癌组织中脂类的链内纵向有序性下降,不饱和度增加。可推测结直肠癌组织中脂类的能量储存增加是引起这些变化的原因,而这些变化将导致细胞膜的流动性增强,从而改变细胞膜的物质运输、能量传递和信号传导,终将引起DNA 结构的变化。因此,脂类的能量分布变化可能是导致细胞癌变的原因之一。     

2-烷基TCNQ的红外光谱和结构研究——CH_2剪式振动的双峰与晶体场分裂的关系(英文)

测量了2-烷基TCNQ(C8TCNQ,C12TCNQ,C18TCNQ)浇铸膜的红外光谱,发现这类化合物的红外CH2剪式振动在1 471和1 462 cm-1处显示2个峰。这2个峰的强度比(I1 471/I1 462)随着烷基链的长度增加而明显减少。另外,来自CH2的1 471 cm-1吸收峰与来自TCNQ环的1 529 cm-1吸收峰的相对强度随着碳链的长度增加而不发生变化。CnTCNQ系列化合物的红外光谱CH2的剪式振动行为与长链脂肪酸中CH2行为很不相同。在长链脂肪酸中,晶体场效应导致了剪式振动分裂。考虑C12TCNQ的晶体结构,而将1 471cm-1峰归属为非叉指对接的碳链,将1 462 cm-1峰归于叉指对接的碳链,双峰的出现与晶体场分裂无关。并且得到烷基TCNQ中,非叉指对接的碳链的长度与碳链总长度无关的结论。     

单细胞拉曼光谱分析地中海贫血红细胞的氧合态和去氧态

应用光镊拉曼光谱系统俘获单个红细胞并收集其拉曼光谱,选择I1638/I1547比值为区分红细胞氧合及去氧态指标,比较分析地中海贫血HbH-CS和健康个体单个红细胞的氧循环过程的氧合和去氧能力及去氧态群体红细胞.结果发现,在氧循环的去氧态中,地中海贫血HbH-CS的I1638/I1547显著高于正常对照;氧合态的I1638/I1547也略高于正常对照.群体统计中,若以小于正常对照I1638/I1547的平均值为去氧态基准,则正常对照46%的红细胞达到去氧态.而地中海贫血HbH-CS仅有15%,表明地中海贫血HbH-CS红细胞的氧合能力较强,但去氧能力显著低于正常对照,而且地中海贫血HbH-CS红细胞个体差异较大.该研究在单细胞水平上,揭示了地中海贫血HbH-CS红细胞氧合,去氧能力以及细胞个体差异性,以评价其携氧功能,为诊断治疗提供一定的理论依据.     

FTIR光谱法整体评价蜂王浆新鲜度的研究

测定了在不同温度下经过不同时间贮存后的蜂王浆的FTIR光谱,以新采收蜂王浆的红外谱图为参考标准谱,利用光谱比对软件进行了一系列的相关分析。结果表明：不同贮存条件下的蜂王浆红外光谱图中酰胺Ⅰ带(1 700～1 600 cm-1)波段的相关系数和相对峰强度I_{1 647}/I_{1 541},I_{1 647}/I_{1 409},I_{1 647}/I_{1 247}和I_{1 647}/I_{1 054}都随着蜂王浆贮存时间延长和温度升高而降低,且与贮存时间存在着良好的线性关系,变化幅度顺序为28＞16＞4＞-18 ℃。因此,初步选定红外光谱图中酰胺Ⅰ带的相关系数和4个相对峰强度(I_{1 647}/I_{1 541},I_{1 647}/I_{1 409}、I_{1 647}/I_{1 247}和I_{1 647}/I_{1 054})作为新鲜度的评价指标,相关系数的阈值设定为0.910 0,4个相对峰强度的阈值分别设定为1.744,2.430,3.345和1.412。只要有1个或多个指标低于相应的阈值,可初步判定此蜂王浆是不新鲜的。该方法利用FTIR光谱法并结合计算机辅助解析技术能从宏观上、整体和快速地评价蜂王浆的新鲜度。     

基态S和D原子的低能弹性碰撞及SD(X~2Ⅱ)自由基的准确相互作用势与分子常数

使用Gaussian03程序包提供的CCSD(T)理论及Duning等的相关一致基cc-pVnz和aug-cc-pVnZ(n=2,3,4,5),对SD(X~2Ⅱ)自由基的平衡核间距、谐振频率及相互作用势进行了计算,并拟合出了相应的光谱常数.在CCSD(T)/aug-cc-pV5Z理论水平下,光谱常数D_0,D_e,D_e,R_e,ω_e.a_e,B_o及B_e的值分别为3.65730 eV,3.77669 eV,0.13424 cm~(-1),1938.372 cm~(-1),0.09919 cm~(-1),4.88585 cm~(-1)和4.8872 cm~(-1),均与已有的实验结果相符很好.利用在CCSD(T)/aug-cc-pv5Z理论水平下获得的相互作用势,在绝热近似下通过数值求解双原子分子核运动的径向薛定谔方程,找到了J=0时SD(X~2Ⅱ)自由基的全部23个振动态,完整地求出了每一振动态的振动能级及相应的经典转折点、惯性转动常数和离心畸变常数;在1.0×10~(-11)-1.0×10~(-4)a.u.的碰撞能区内通过数值求解原子.原子散射的径向薛定谔方程,研究了基态S原子和基态D原子沿sD(X~2Ⅱ)相互作用势的弹性碰撞,计算了这一弹性碰撞的总截面和各分波截面,分析了各分波截面对总截面的影响.结果表明:总截面的形状主要由S分波截面决定,尽管直到l=4的各分波截面均有形状共振存在,但由于其强度都较弱,全部被湮没在较强的总弹性截面中.

Abstract：

The equilibrium internuclear separations, harmonic frequencies and interaction potentials have been calculated by employing the CCSD(T) theory in combination with the series of the correlation-consistent basis sets, cc-pVnZ and aug-ce-pVnZ (n = 2, 3, 4, 5), of Dunning and co-workers. The potential energy curves are all fitted to the Murrell-Sorbie functions, which are used to determine the spectroscopic parameters. At the CCSD(T)/aug-cc-pV5Z level of theory, the values of D_0, D_e, R_e, w_e, a_e,B_0 are 3.65730 eV, 3.77669 eV, 0.13424 cm~(-1), 1938.372 cm~(-1), 0.09919 cm~(-1) , 4.88585 cm~(-1) and 4.8872 cm~(-1), respectively, which conform almost perfectly with the available measurements. With the analytic interaction potential obtained at the CCSD(T)/aug-cc-pV5Z level of theory, a total of 23 vibrational states has been predicted for the first time when the rotational quantum number J is set to equal zero (J = 0) by solving the radial Schrodinger equation of nuclear motion. The complete vibrational levels, classical turning points, inertial rotation and centrifugal distortion constants are reproduced from the SD (X~2Ⅱ) potential when J = 0. The total and various partial-wave cross sections are calculated for the elastic collisions between the ground-state S and D atoms at energies from 1.0 × 10~(11) to 1.0 × 10~(-4) a.u. when the two atoms approach each other along the SD(X~2Ⅱ) interaction potential. No shape resonances can be found in the total elastic cross sections. The results show that the shape of the total elastic cross sections is mainly dominated by the s-partial wave at very low temperatures. Because of the weakness of the shape resonances coming from various partial waves, they are all covered up by the strong total elastic cross sections.     

快重离子辐照引起Ni/SiO2界面原子混合及相变研究

在室温下用308 MeV的Xe离子和853 MeV的Pb离子辐照Ni/SiO2样品, 用卢瑟福背散射和X射线衍射技术对样品进行了分析。 通过分析Ni/SiO2样品中元素成分分布和结构随离子辐照剂量和电子能损的变化, 探索了离子辐照在Ni/SiO2样品中引起的界面原子混合与结构相变现象。 实验结果显示, Xe和Pb离子辐照均能引起明显的Ni原子向SiO2基体的扩散并导致界面附近Ni, Si和O原子的混合。 实验观测到低剂量Xe离子辐照可产生NiSi2相, 而高剂量Xe离子辐照则导致了Ni3Si和NiO相的形成。 根据热峰模型, Ni原子的扩散和新相的形成可能由沿离子入射路径强电子激发引起的瞬间热峰过程驱动。Ni/SiO2 interface were irradiated at room temperature with 308 MeV Xe ions to 1×1012, 5×1012 Xe/cm2 and 853 MeV Pb ions to 5×1011 Pb/cm2, respectively. These samples were analyzed using Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and X ray diffraction spectroscopy (XRD), from which the intermixing and phase change were investigated. The obtained results show that both Xe and Pb ions could induce diffusion of Ni atoms to SiO2 substrates and result in intermixing of Ni with SiO2. Furthermore, 1.0×1012 Xe/cm2 irradiation induced the formation of NiSi2 and 5.0×1012 Xe/cm2 irradiation created Ni3Si and NiO phases. The diffusion of Ni atoms and the formation of new phase may be driven by a transient thermal spike process induced by the intense electronic energy loss along the incident ion path.     

高压下正戊醇的拉曼光谱原位研究

在室温(23℃)高压条件下,利用立方氧化锆压腔研究了正戊醇在波数800~3 000 cm-1范围内的拉曼光谱。拉曼谱峰随着压力的增大变得越来越尖锐,C—H伸缩振动峰在高压下不易被分离。在0.1 MPa~1.75 GPa,其C—H伸缩振动峰均随着压力的增大向高波数方向线性移动,拉曼频移与压力的线性拟合方程分别为:P(MPa)=69.652 65.(Δνp)single,T=23℃+105.806 93,0(Δpν)single(cm-1)≤23;P(MPa)=77.974 04.(Δpν)2 960,T=23℃+95.390 5,0(Δνp)2 960(cm-1)≤21;P(MPa)=126.956 39.(Δpν)2 863,T=23℃-110.648 09,0(Δpν)2 863(cm-1)≤13。正戊醇的C—H伸缩振动单峰拟合的波数随压力的变化关系为(sνingle/P)T=(14±1)cm-1,适合用来标定体系压力。在压力为1.75 GPa时,正戊醇的拉曼谱峰有明显跳跃,同时镜下观察到其液-固相转变。液-固相转变过程中的摩尔体积变化为ΔVm=1.84×10-6m3.mol-1。     

金等离子体的荷态分配数的计算

在非局域热动力学平衡(Non-LTE)下,采用类氢近似,计算得出电子密度分别为6.0×10~(20) cm~(-3)、1.4×10~(21) cm~(-3)、1.0×10~(22) cm~(-3)和1.7×10~(22) cm~(-3)的条件下的三体复合、辐射复合、双电子复合系数随电子温度的变化,得出总的复合系数随电子温度的变化关系;结合相关的电离系数得出相应的离子占有数的比,最后,计算出一定电子密度和温度条件下Au~(48+)～Au~(52+)离子的离子丰度,从而得到金等离子体的荷态分配数与电子温度和电子密度的关系.     

高位K2(1Λg) 与基态原子的碰撞转移

在K原子密度约为0.5～5×1016cm-3的样品池中,脉冲激光710 nm线双光子激发K2基态到高位1Λg态,研究了K2(1Λg)+ K(4S)碰撞转移过程.K原子密度由测量KD2线蓝翼对白光的吸收得到.测量不同K密度下1Λg态发射的时间分辨荧光强度,它是一条指数衰减曲线,由此得到1Λg态的有效寿命,从描绘出的有效寿命倒数与K原子密度关系直线的斜率得到1Λg态总的碰撞猝灭截面为(2.1±0.2)×10-14cm2,从截距得到的辐射寿命为(22±2)ns.测量了K的6S →4P3/2和4D→4P3/2在不同K密度下的时间积分荧光强度,得到了K2(1Λg)+K→K2(11∑ +g)+K(6S,4D)碰撞转移截面为(1.5±0.3)×10-15cm2(对转移到6S)和(8.5±3.0)×10-15cm2(对转移到4D).