脉冲电场与牛血清白蛋白相互作用的同步荧光光谱和拉曼光谱比较研究

应用同步荧光光谱和拉曼光谱研究了脉冲电场与牛血清白蛋白的相互作用.同步荧光光谱研究表明,脉冲电场对牛血清白蛋白的发射荧光光谱强度产生影响,降低了处于其活性部位的色氨酸和酪氨酸残基的发射荧光强度.拉曼光谱进一步验证了这种实验结果.两种实验表明:脉冲电场改变了处于牛血清白蛋白活性中心的芳香族氨基酸所处的微环境,进而表明了蛋白质的构象发生了变化,从而影响它的生物学功能.     

肝、肝癌及肝纤维细胞的荧光光谱及其荧光饱和强度分析

对肝细胞及肝病变细胞进行荧光光谱特性研究,能为早期筛查与攻克肝癌提供光谱学依据。实验目的包括,通过光谱实验获得细胞特异性荧光光谱;结合流式细胞仪获得最大饱和荧光强度与细胞直径的相关性。实验过程,首先使用荧光光谱仪来检测肝细胞、肝纤维细胞以及两种肝癌细胞;采用去拉曼散射的方法消除背景噪声,获得五种浓度下细胞荧光光谱;其次,使用流式细胞仪检测四种细胞直径的大小,根据双参数散点图分析四种细胞的直径特点;最后,利用高斯多峰拟合对比光谱差异,并且分析细胞直径对荧光饱和强度变化趋势的影响,得出细胞大小对荧光饱和强度非线性拟合曲线的影响规律。光谱实验发现,在550~750 nm之间,肝细胞存在两个特异性荧光峰,第一个峰值位于592 nm处,第二个峰位于682 nm处,且前者明显高于后者;肝癌,肝纤维细胞除具备与肝细胞相同位置的两个峰外,在726 nm处出现第三个特异性荧光峰,并在592 nm处获得最大激发光强,在726 nm处的荧光峰高于在682 nm处的第二个荧光峰;结合高斯多峰拟合法对峰值和各峰位置,以及峰型展宽进行分析。肝癌细胞和肝纤维细胞三个峰的展宽基本相同,正常肝细胞最大激发峰展宽略小于另三种细胞,但是682 nm处的小峰展宽略大于病变细胞;流式细胞仪实验结果显示,肝癌细胞直径大于肝纤维细胞大于肝细胞,同种浓度下荧光强度也是肝癌细胞高于肝纤维细胞高于肝细胞;利用非线性曲线拟合细胞最大荧光强度随浓度变化曲线,根据曲线斜率的变化规律,发现四种细胞的最大荧光强度会随着细胞浓度增大而增强,但是逐渐呈现荧光饱和状态。随着细胞直径增加,最大荧光强度饱和趋势更为明显,单个细胞自激发效率降低。结果显示,将细胞形态学与光谱学有机的融合,结合两种分析方式,能提高细胞判断的准确性和有效性。通过对肝细胞、肝癌细胞以及肝纤维细胞的荧光光谱特性进行研究,并结合细胞直径分析荧光饱和变化趋势,能够为肝病变细胞的研究提供一定的光谱学依据。     

温度与电磁参数协同影响胰岛素分子构象与功能的光谱学方法研究

近年来,脉冲电磁辐射和弱电磁辐射的生物效应已引起人们的关注.开展了众多的病理学调查和实验研究.但是研究结果并不一致,学术界存在众多争议.由于脉冲电磁辐射和弱电磁辐射不能引起被辐照生物样品产生明显的温升效应(温升小于0.1℃),不能用电磁辐射的热效应机理来解释这类生物效应.因此人们往往称之为"非热效应".文章应用荧光光谱和拉曼光谱方法研究脉冲电场对胰岛素分子构象变化影响的结果表明:(1)尽管这类电磁辐射不会引起被辐照生物样品的温度产生明显变化(0.1℃),但是辐照时的环境温度变化则能改变辐照实验的结果.(2)环境温度能对胰岛素分子结构中的链间二硫键,C-C键的振动等在脉冲电场作用下的变化产生明显的影响,从而对脉冲电场引发的胰岛素的构象变化产生影响.这表明对于"非热效应",表征热的量度的温度,仍是脉冲和弱电磁场辐照生物效应研究中值得关注的极重要参数.     

同步扫描荧光光谱对水体四种重金属离子毒性的研究

采用三维荧光光谱和Δλ=20nm同步扫描荧光光谱技术研究Hg2+,Cd2+,Cu2+,Zn2+胁迫作用下蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)荧光光谱的变化情况,两种光谱技术得到了较为一致的结论:即胁迫作用96h后,蛋白核小球藻荧光中心处的荧光值显著降低,四种重金属离子对藻细胞光合系统的叶绿素a和叶绿素b造成了严重的破坏。进一步分析四种重金属离子浓度与由同步扫描荧光光谱得到的藻荧光猝灭效率I0/I的相关性可知:重金属离子的毒性与荧光猝灭效率I0/I呈正相关关系,均随重金属离子浓度和胁迫时间的增加而增强。对某一种重金属而言,同步扫描荧光光谱可实现藻细胞对该重金属毒性的评价。与三维荧光光谱相比,同步扫描荧光光谱具有耗时少、对特定荧光中心选择性高等优点,是研究水体有毒污染物毒性的有利工具。     

丹参酚酸A和丹参酚酸B与胰岛素相互作用的分子光谱学研究以及葡萄糖的影响

采用紫外-可见光谱、荧光光谱和傅里叶变换衰减全反射红外光谱等技术,研究在模拟人体生理Ph值条件下,丹参酚酸A(或丹参酚酸B)与胰岛素分子之间的结合作用,以及丹参酚酸A(或丹参酚酸B)对胰岛素二级结构的影响,并考察葡萄糖对它们的影响。实验结果表明,丹参酚酸A和丹参酚酸B均能导致胰岛素内源性荧光静态猝灭;同步荧光和三维荧光谱图表明胰岛素与丹参酚酸A(或丹参酚酸B)结合后,构象没有发生明显变化。红外光谱研究表明,胰岛素与丹参酚酸A(或丹参酚酸B)结合后二级结构发生了一些改变,β-转角和无规则卷曲的相对含量略有增加,α-螺旋和β-折叠没有发生明显改变。葡萄糖的加入会改变丹参酚酸A(或丹参酚酸B)与胰岛素的结合程度,并加剧胰岛素构象变化以及二级结构中α-螺旋相对含量改变,从而影响丹参酚酸A(或丹参酚酸B)-胰岛素体系中胰岛素的生物活性。     

基于超短脉冲的癌细胞荧光光谱

研究用于癌症诊断与治疗的光敏剂血卟啉(hematoporphyrin derivative,HPD)的超快光动力学过程。采用超短脉冲激光光谱技术和皮秒时间相关单光子计数系统,测量经血卟啉培养的活体癌细胞与正常细胞的荧光光谱、荧光寿命特性及荧光峰值强度随时间的变化,观测到:癌细胞样品在645nm处具有特征发射光谱峰;癌细胞与正常细胞样品荧光寿命的快成分分别为150,300ps;癌细胞与正常细胞的荧光峰值强度经12h分别衰减10%和55%。对测量所得的荧光光谱曲线及时间分辨荧光衰减曲线分析,计算出:在癌细胞内部血卟啉浓度增大了约2个数量级;癌细胞与正常细胞的荧光寿命分别为824,1798ps;血卟啉在癌细胞与正常细胞样品中滞留时间分别为17,6d。测量结果确认了荧光光谱技术诊断与治疗癌症的可行性,并对发展超短脉冲激光光谱技术早期诊断与治疗癌症具有重要的指导意义和临床应用价值。     

丹参酚酸A和丹参酚酸B与胰岛素相互作用的分子光谱学研究以及葡萄糖的影响（英文）

采用紫外-可见光谱、荧光光谱和傅里叶变换衰减全反射红外光谱等技术,研究在模拟人体生理Ph值条件下,丹参酚酸A(或丹参酚酸B)与胰岛素分子之间的结合作用,以及丹参酚酸A(或丹参酚酸B)对胰岛素二级结构的影响,并考察葡萄糖对它们的影响。实验结果表明,丹参酚酸A和丹参酚酸B均能导致胰岛素内源性荧光静态猝灭;同步荧光和三维荧光谱图表明胰岛素与丹参酚酸A(或丹参酚酸B)结合后,构象没有发生明显变化。红外光谱研究表明,胰岛素与丹参酚酸A(或丹参酚酸B)结合后二级结构发生了一些改变,β-转角和无规则卷曲的相对含量略有增加,α-螺旋和β-折叠没有发生明显改变。葡萄糖的加入会改变丹参酚酸A(或丹参酚酸B)与胰岛素的结合程度,并加剧胰岛素构象变化以及二级结构中α-螺旋相对含量改变,从而影响丹参酚酸A(或丹参酚酸B)-胰岛素体系中胰岛素的生物活性。     

基于主成分分析和多元曲线分辨的蓝细菌流式荧光光谱分析方法

利用流式细胞术对细胞进行多色荧光分析时,往往获得的是由多种组分荧光光谱混合的多元荧光光谱。在对蓝细菌进行光谱流式检测时,所测得的荧光光谱同时包含了多种未知荧光光谱,且存在严重的光谱混叠。为了获得蓝细菌中的主要组分光谱及其浓度,提出主成分分析和多元曲线分辨相结合的方法,对蓝细菌的流式荧光光谱进行处理。该方法通过主成分分析获得蓝细菌的主要纯组分数量,然后利用渐进因子分析寻找各组分的起始点和终止点,并估计纯组分的初始光谱,最后利用交替最小二乘结合其纯组分光谱的单峰性和非负性,对初始估计的纯组分光谱进行迭代修正,从而得到纯组分光谱及其组分浓度。仿真和实验结果表明,该方法能够准确地估计混合光谱中纯组分的个数并对其谱峰进行拟合,进而准确地估计各个组分的浓度。该方法不但适用于蓝细菌的光谱分析,还可用于其他多元混合光谱体系的解析。     

基于加权平均法的活体藻类三维荧光标准光谱构建

针对活体荧光光谱不稳定引起的蓝藻门活体藻类定量误差问题,以实验室培养的4种类6个生长期的48个蓝藻样品为研究对象,通过测量样品叶绿素a和藻蓝蛋白的含量,结合藻类活体三维荧光光谱,研究了不同藻种种类、生长期和生长环境下蓝藻细胞色素组成和色素荧光效率的差异;定量分析不同条件对藻类活体荧光光谱不稳定性的影响,获得了不同条件下的光谱不稳定性权重谱;在此基础上,构建基于加权平均方法的蓝藻门活体藻类加权荧光光谱;比较了加权荧光光谱与不同条件下归一化荧光光谱对样品集的测量结果。结果表明:加权荧光光谱能有效降低荧光测量法对藻种种类、生长期、生长环境的依赖性,提高蓝藻门叶绿素浓度的测量准确性;测量结果的相对误差为0.1%~30.4%,平均相对误差为12.8%,相对误差最大可降低104.1%。     

荧光光谱法研究低频脉冲电场对胰岛素分子的作用

胰岛素作为一种胞间信号分子,对于生命信息的传递起着极为重要的作用。探讨低频脉冲电场对胰岛素分子的作用,对于从细胞信号系统的角度来解释生物电磁效应有着十分重要的意义。在实验中,对照组和场暴露组之间荧光峰值强度的差别表明了低频脉冲电场改变了胰岛素分子的构象,低频脉冲电场可能通过破坏胰岛素分子氢键和重新形成某些氢键来改变它的构象。本文结果表明胞间信号分子也是低频电磁场作用的一个重要靶体。     

Analytic study of continuum spectrum pulse dynamics in optical waveguides

It is demonstrated that for femtosecond supercontinuum generation in optical waveguides with nonresonant electronic nonlinearity the squared root-mean-square pulse duration varies near-parabolically with distance, irrespectively of spectrum ultra-broadening scenarios. The derived formulas for parabolic coefficients are applied to find the areas of spectral and energetic parameters of few-cycle pulses propagating in hollow capillaries filled with noble gases, where temporal pulse broadening, compression, or quasi-stationary propagation occur. Each regime is illustrated by the typical changes in the pulse electrical field and spectrum. PACS 42.65.Re     

强流二极管产生脉冲X射线能谱场稳定性研究

 根据二极管结构及运行参数与出射电子、光子能谱的关系，采用Matlab数据处理软件和蒙特卡罗粒子输运计算方法，建立了二极管阳极靶表面出射光子能谱的计算方法。通过多次对二极管单次脉冲运行参数的比较研究，分析了强流二极管多炮运行参数的波动，对所产生的脉冲X射线能谱场稳定性的影响。计算结果表明：电子能谱的差异随着二极管运行的电参数变化而变化，每炮光子能谱谱型的差异趋于减小。当运行参数波动不大时，能谱场稳定性较好。     

Generation of an isolated sub-30 attosecond pulse in a two-color laser field and a static electric field

We theoretically investigate high-order harmonic generation(HHG) from a helium ion model in a two-color laser field,which is synthesized by a fundamental pulse and its second harmonic pulse.It is shown that a supercontinuum spectrum can be generated in the two-color field.However,the spectral intensity is very low,limiting the application of the generated attosecond(as) pulse.By adding a static electric field to the synthesized two-color field,not only is the ionization yield of electrons contributing to the harmonic emission remarkably increased,but also the quantum paths of the HHG can be significantly modulated.As a result,the extension and enhancement of the supercontinuum spectrum are achieved,producing an intense isolated 26-as pulse with a bandwidth of about 170.5 eV.In particular,we also analyse the influence of the laser parameters on the ultrabroad supercontinuum spectrum and isolated sub-30-as pulse generation.     

Study on dielectric surface discharge in transformer oil under high voltage nanosecond pulse

Electrical equipments are always subjected to different operating conditions and voltage waves which cause electrical failure on the surface and in the bulk of dielectrics. In this paper, experiments have been carried out to study main factors that influence the characteristic of dielectric surface discharge in transformer oil. Experimental study on flashover of nylon 6 and polymethyl methacrylate (PMMA) under applied voltage ranged from 50 to 250 kV shows that the flashover voltage U is influenced by the insulation structure, rise velocity and pulse width of the applied voltage. Flashover electrical field value E in pulse with rise time less than 10 ns is higher than that in DC and AC voltages. When angle between electrode and the sample is about 45°, nylon 6 and PMMA show the best flashover performance. From these results, the influence of the secondary electron emission and space charges on the electrical breakdown of dielectrics has been stressed.     

Magnetohydrodynamic Stagnation Point Flow of a Maxwell Nanofluid with Variable Conductivity

This article reports the simultaneous properties of variable conductivity and chemical reaction in stagnation point flow of magneto Maxwell nanofluid.The Buongiorno's theory has been established to picture the inducement of Brownian and thermophrotic diffusions effects.Additionally,the aspect of heat sink/source is reported.The homotopic analysis method(HAM) has been worked out for the solution of nonlinear ODEs.The behavior of inferential variables on the velocity,temperature,concentration and local Nusselt number for Maxwell nanofluid are sketched and discussed.The attained outcomes specify that both the temperature and concentration of Maxwell fluid display analogous behavior,while the depiction of Brownian motion is quite conflicting on both temperature and concentration fields.It is further noted that the influence of variable thermal conductivity on temperature field is similar to that of Brownian motion parameter.Moreover,for the confirmation of our study comparison tables are reported.     

Carrier-envelope phase effects of over-saturated few-cycle laser pulses on high-order harmonic generation

We investigate theoretically the high-order harmonic generation driven by few-cycle laser pulses with intensities above the saturated intensity using the Lewenstein model. It is found that the carrier-envelope phase of the laser pulse has great influences on the coherence of the high-order harmonic spectrum in the plateau region when driven by a relatively weaker driver field in the oversaturated regime. While for a much higher intensity the coherence of the high-order harmonic spectrum is almost independent on the carrier-envelope phase.     

The influence of substrate and annealing temperatures on electrical properties of p-type ZnO films

In this study, p-type ZnO films with excellent electrical properties were prepared by ultrasonic spray pyrolysis (USP) combining with a N-Al codoping technique. The influence of the substrate temperature and annealing temperature on electrical properties of ZnO films was investigated. The growth and doping process of ZnO films was explored by thermogravimetry, differential scanning calorimetry and mass spectrum (TG-DSC-MS) measurements. It is suggested that the variation of electrical properties of ZnO films with the substrate temperature and annealing temperature results from the removal of H element out of the films.     

飞秒激光诱导铝等离子体时间分辨光谱研究

在大气环境下利用中心波长800nm、脉宽为30fs的激光聚焦在铝靶上,测定了激光诱导铝等离子体中铝原子的时间分辨发射谱。在局部热平衡条件近似下,根据实验测定的谱线相对强度得到了等离子体的电子温度;研究了激光脉冲能量对等离子体电子温度的影响和等离子体电子温度的时间演化特性。同时,实验发现了394.4nm和396.1nm两条铝原子谱线存在较强的自吸收效应,实验结果表明随着激光脉冲能量的减少和延时的增加,自吸收现象逐渐消失。     

High-order harmonic generation in sub-one-cycle regime

We theoretically investigate the high-order harmonic generation from the hydrogen atom driven by the laser pulses with the durations less than the optical cycle.It is found that the switching term of the laser field may have an obvious influence on the cutoff,intensity or plateau structure of the high-order harmonic spectrum.Generally speaking,the switching term can shorten the cutoff of the high-order harmonic spectrum for a relatively longer pulse and extend the cutoff for a relatively shorter pulse.     

染料掺杂液晶可调谐光纤荧光光源的研究

本文提出了染料掺杂液晶填充空心光纤构造荧光可调谐光源.基于染料分子能级结构理论分析B4400荧光光谱依赖温度的变化特性,采用脉宽8 ns,波长为532 nm YAG倍频脉冲激光器抽运,向列相液晶作基体,实验分析染料B4400掺杂液晶填充空心光纤荧光光谱选择性荧光放大规律及温度调谐特性.结果表明:通过控制染料浓度可控制荧光输出功率水平;当温度升高时,中心波长发生红移,中心波长调谐范围为590—605 nm;荧光谱宽呈单调展宽,调制范围为228—236 nm;染料掺杂液晶填充空心光纤荧光光源可实现一定范围内的温度调谐.