X射线荧光光谱检测多层薄膜样品的增强效应研究

研究了X射线荧光光谱检测多层薄膜样品的增强效应。根据多层膜中的X荧光强度理论计算公式编写了计算机程序,并计算了Zn/Fe和Fe/Zn双层膜样品中不同薄膜厚度时Fe Kα的一次荧光强度、二次荧光强度、二次荧光与一次荧光强度比以及二次荧光在总荧光强度中比例。研究发现,在多层膜样品的X射线荧光分析中,激发条件不变的情况下,元素谱线的一次荧光相对强度、二次荧光相对强度和二次荧光在总荧光强度中所占比例都随薄膜厚度及位置的变化而变化。当Fe和Zn层厚度相同时,随厚度的变化,对于Fe/Zn样品,Fe Kα二次荧光强度占总荧光强度最高为9％,而对于Zn/Fe样品这一比例最高可达35％。     

几种消除蛋白质分子荧光方法的比较

对高荧光产率的蛋白质分子,用几种方法进行荧光猝灭实验以获取拉曼信号。如变换激发激光波长、以小功率激光长时间照射样品、以较大功率激光照射样品、表面增强拉曼散射及硝基苯萃取法,对此做了比较研究,发现消除牛血清白蛋白水溶液样品荧光的最佳方法是硝基苯萃取法,并给出由此得到的激光拉曼谱。     

微含量石油类污染物三维荧光光谱及平行因子解析

为解决微含量石油类污染物识别问题,采用三维荧光光谱(EEMs)与平行因子(PARAFAC)相结合的技术,研究了石油类样品荧光组分特征及平行因子组分识别方法。依据水体中石油类含量的标准规定,配制出与Ⅰ—Ⅴ类水体对应的CCL₄含油样品,用来模拟油类污染物成分。首先对97#汽油、0#柴油、普通煤油及CCL₄溶剂进行三维荧光光谱扫描,得到纯组分样品的三维荧光光谱图,其次对97#汽油、0#柴油及普通煤油的标准样品进行三维荧光光谱图测定,最后对97#汽油、0#柴油、普通煤油在CCL₄溶剂中的混合样品进行三维荧光光谱图测定。在掌握上述不同组分样品的三维荧光光谱特性的基础上,重点分析微含量下97#汽油、0#柴油及煤油混合液的三维荧光光谱,应用平行因子方法解析出样品中三种组分的激发与发射特征光谱以及组分间的浓度比。解决了混合样品荧光光谱出现叠加,用化学分离或单纯荧光分析方法较难识别荧光组分的问题,实现了对微含量含油混合样品的主要组分的识别,并得到混合样品溶液中不同组分间浓度比。     

飞秒相干光场激发固体样品的线性与上转换荧光光谱研究

用可变延时的双光束激光激发固态样品,同时测量样品的线性荧光和上转换荧光强度.理论上用Bloch方程描述了激发态吸收上转换过程,通过数量方法解Bloch方程,得到了与激发态吸收过程相关的各能级粒子数布居随时间的变化关系,计算出荧光强度,得到有一定延时的两束光的相干光谱,相干光谱的计算结果和实验结果一致。     

荧光俘获效应对Er3+/Yb3+共掺杂碲钨酸盐玻璃光谱性质的影响

制备了掺杂浓度相同而厚度不同的Er^3 ／Yb^3 共掺杂碲钨酸盐玻璃样品,测量了样品的吸收光谱和970nmLD激发下的Er^3 离子1．5um发射的荧光光谱和荧光寿命,计算了Er^3 离子的发射截面,研究了荧光俘获效应对Er^3 离子1．5um发射的光谱性能的影响。结果表明,样品中Er^3 离子存在很强的荧光俘获效应,且荧光俘获效应随样品厚度的增加而增强。荧光俘获效应使测得的荧光寿命比计算的自发辐射寿命要长,随样品厚度的增加,Er^3 离子1．5um发射的荧光寿命增加;其荧光有效线宽△λeff与次峰值强度和主峰值强度的比值,Ⅰa/Ⅰp也增加,且△λeff与Ⅰa／Ⅰp存在很好的线性关系。首次提出采用Er^3 1．5um波段荧光谱的次峰值强度和主峰值强度的比值,Ⅰa／Ⅰp与从McCumber理论计算得到的次峰值发射截面和主峰值发射截面的比值(σea／σep)的差值或比值来判断基质中Er^3 1．5um波段荧光俘获效应强弱的方法。     

荧光分析法在血糖检测中的应用

用不同波长的光激发葡萄糖溶液和血清样品,确定血清的最佳激发波长。以相同波长的光激发含不同血糖浓度的血清样品,得到不同血清的荧光发射光谱,通过分析其荧光光谱判断血清中的血糖浓度大小。实验结果表明,检测血清的最佳激发波长为340nm,血清中葡萄糖的发射峰位置为470nm;随着血清中葡萄糖浓度的增加,荧光光谱图中荧光峰处荧光强度总体呈上升趋势,光谱的面积积分强度和导数光谱中一阶导数的最大值也呈上升趋势,荧光峰的半峰宽整体呈现下降趋势。荧光光谱分析法操作简单,灵敏度高,费用相对较低,为血糖检测提供了有力的参考。     

荧光光谱及平行因子分析法在植物油鉴别中的应用

利用FS920荧光光谱仪测量市售的八种植物油(大豆油、玉米油、橄榄油、稻米油、花生油、核桃油、葵花籽油和芝麻油)共22个样品的荧光光谱,并对其数据矩阵(EEMs)进行平行因子分析,结合荧光谱分析的直观物质表征和平行因子法对灰色体系的组分识别优势,实现了植物油的种类区分与鉴别。综合分析植物油在特定范围内(激发波长为250～550 nm,发射波长为260～750 nm)的三维荧光光谱和等高线光谱图,给出了各植物油峰位、峰数和峰强等特征信息,确定了植物油各荧光谱峰相应的荧光物质(不饱和脂肪酸类、维生素E及其衍生物、叶绿素及类胡萝卜素);将平行因子模型应用于植物油光谱数据矩阵的分析,确定了平行因子分析模型的因子数及各因子的物质基础(维生素E及其衍生物、亚油酸和亚麻酸、脂肪酸氧化产物、植物油氧化产物)。建立了植物油的4因子激发-发射光谱轮廓图和样品因子投影得分图。通过对植物油荧光光谱的图谱特征和其数据阵平行因子模型的分析,证实荧光光谱技术和平行因子分析法对植物油进行分析和种类鉴别的有效性。     

X射线荧光光谱中散射效应对荧光强度的贡献研究

采用理论计算和实验测定的方法研究了在纯元素样品、BaB二元样品及熔融片样品中三种散射效应对荧光强度的贡献(包括相干散射X射线激发的荧光强度、非相干散射X射线激发的荧光强度以及其他方向的一次荧光X射线被散射进探测方向的强度)大小及其变化规律。研究结果表明,三种散射效应对荧光强度的贡献大小与所研究元素原子特征谱线的能量及样品的基体有关,元素原子的特征谱线能量越高,散射效应对荧光强度的贡献越大;轻基体样品中散射效应对荧光的贡献比重基体样品大。实验证明,将散射效应包括在基本参数法的理论计算中可以有效地提高理论计算的准确度。     

用于可见照明的超宽带黄色荧光玻璃

报道了一种新的可用蓝光发光二极管（LED）有效激发的黄色发光玻璃.这种超宽带黄色荧光玻璃样品是在低硅钙铝酸盐玻璃基质中掺杂Ce³⁺,并采用熔融法制备的.通过对吸收光谱、激发光谱、荧光光谱以及不同激发源下荧光强度和峰值波长的测试,分析了样品的发光特性.并利用蓝光LED来激发样品,获得白光发射.从色坐标的计算和玻璃本身的优势来看,这一发光体系在照明和显示等方面具有很大的潜在应用价值.     

荧光淬灭与拉曼增强

发展了一种检测高荧光产率分子的拉曼信号的方法,用SERS活性的金属表面使分子的荧光淬灭,同时得到增强了的拉曼光谱。给出了典型样品,如有机荧光分子,生物大分子的实验结果。     

二元合金成份的无标样X光能谱定量分析

一般用电子探针对合金成份进行定量分析时都用标样进行对比。本文提出了一个不用标样的二元合金成份的定量分析方法。利用扫描电子显微镜-X光能谱分析装置同时测定二元合金(Cu-Ga,GaAs)中二元素的K_a光子数比值后,由简化的入射电子能量损失公式和X光激发截面公式并考虑了二次荧光效应后,可计算出二元合金的成份。当入射电子的过电压保持在2—3时,得到和实际成份一致的结果。利用上述简化模型对文献中不同纯元素特征X光的“仪器灵敏度”进行了计算和讨论。 关键词：     

纯元素厚试样的标识X射线强度比

本文在15—30kV加速电压下测定了电子激发的八种纯元素(从铝到锗)的K系X射线强度和四种纯元素(从镍到锗)的L系X射线强度。利用经过我们修正并简化的“完全扩散”电子扩散模型,计算出了这些元素的标识X射线强度比值。新模型本身包含了背散射效应,由模型给出的台阶状X射线分布函数,得出了各元素的吸收修正因子,还考虑了连续谱的荧光效应。计算值与实验值相符合,从而验证了模型的可靠性。 关键词：     

翡翠成分、结构和矿物组成的无损分析

利用便携式能量色散型X射线荧光(portable energy-dispersive X-ray fluorescence,PXRF)、外束质子激发X射线(external beam proton induced X-ray emission,PIXE)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和激光拉...     

Ⅱ-Ⅵ族应变层超晶格的X射线衍射分析

本文报导了用计算机控制的衍射仪(CuKα辐射)测量的金属有机化学汽相沉淀(MOCVD)方法生长的Ⅱ-Ⅵ族应变层超晶格的X射线衍射曲线,观察到了超晶格结构的多级卫星峰,且卫星峰的强度随角度呈周期性变化.对这种卫星峰形成包络的衍射曲线,用X射线运动学衍射理论进行了分析和讨论,这种讨论有助于理解X射线衍射曲线中卫星峰的形成.同时用光致发光和包络峰宽度的方法估算了样品的结构参数.     

Theoretical investigation on the excited‐state intramolecular proton transfer mechanism of 2‐(2′‐benzofuryl)‐3‐hydroxychromone

Spectroscopic studies on excited‐state proton transfer of a new chromophore 2‐(2′‐benzofuryl)‐3‐hydroxychromone (BFHC) have been reported recently. In the present work, based on the time‐dependent density functional theory (TD‐DFT), the excited‐state intramolecular proton transfer (ESIPT) of BFHC is investigated theoretically. The calculated primary bond lengths and angles involved in hydrogen bond demonstrate that the intramolecular hydrogen bond is strengthened. In addition, the phenomenon of hydrogen bond reinforce has also been testified based on infrared (IR) vibrational spectra as well as the calculated hydrogen bonding energies. Further, hydrogen bonding strengthening manifests the tendency of excited state proton transfer. Our calculated results reproduced absorbance and fluorescence emission spectra of experiment, which verifies that the TD‐DFT theory we used is reasonable and effective. The calculated Frontier Molecular Orbitals (MOs) further demonstrate that the excited state proton transfer is likely to occur. According to the calculated results of potential energy curves along O―H coordinate, the potential energy barrier of about 14.5 kcal/mol is discovered in the S₀ state. However, a lower potential energy barrier of 5.4 kcal/mol is found in the S₁ state, which demonstrates that the proton transfer process is more likely to happen in the S₁ state than the S₀ state. In other words, the proton transfer reaction can be facilitated based on the photo‐excitation effectively. Moreover, the phenomenon of fluorescence quenching could be explained based on the ESIPT mechanism. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

同步辐射讲座 第二讲 同步辐射X射线荧光及其在植物微量元素分析中的应用

比较了同步辐射（SR）X射线荧光（XRF），电子和质子激发的X射线谱，介绍了XRF谱的采集方法及数据处理方法（主要是能谱方法），智能方法的无标样（基本参数法）定量分析原理，以及近期在植物微量元素分析中得到的结果。     

The ESIPT mechanism of dibenzimidazolo diimine sensor: a detailed TDDFT study

Spectroscopic investigations on excited state proton transfer of a new dibenzimidazolo diimine sensor (DDS) were reported by Goswami et al. recently. In our present work, based on the time‐dependent density functional theory (TDDFT), the excited‐state intramolecular proton transfer (ESIPT) mechanism of DDS is studied theoretically. Our calculated results reproduced absorption and fluorescence emission spectra of the previous experiment, which verifies that the TDDFT method we adopted is reasonable and effective. The calculated dominating bond lengths and bond angles involved in hydrogen bond demonstrate that the intramolecular hydrogen bond is strengthened. In addition, the phenomenon of hydrogen bond reinforce has also been testified based on infrared vibrational spectra. Further, hydrogen bonding strengthening manifests the tendency of ESIPT process. The calculated frontier molecular orbitals further demonstrate that the excited state proton transfer is likely to occur. According to the calculated results of potential energy curves along O–H coordinate, the potential energy barrier of about 5.02 kcal/mol is discovered in the S₀ state. However, a lower potential energy barrier of 0.195 kcal/mol is found in the S₁ state, which demonstrates that the proton transfer process is more likely to happen in the S₁ state than the S₀ state. In other words, the proton transfer reaction can be facilitated based on the photo‐excitation effectively. Moreover, the phenomenon of fluorescence quenching could be explained based on the ESIPT mechanism. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于ESIPT机理检测Al3+荧光探针分子结构和电子光谱的理论研究

本文应用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法，研究了具有激发态分子内质子转移（ESIPT）特性的3-羟基黄酮（3HF）及其两种氰基和氨基取代衍生物（3HF-CY和3HF-AM）作为水溶液中Al3+离子检测的荧光探针分子结构和电子光谱性质. 计算得到了与ESIPT过程相关的键长、键角以及势能曲线，模拟计算了单独分子和分子@Al3+复合物的吸收和荧光光谱. 结果表明，氰基或氨基的引入均会抑制3HF的质子在基态（S0）或激发态（S1）的转移. 而从得到的吸收光谱可以看出，在3HF中引入吸电子基团氰基可以引起其吸收光谱的红移，而给电子基团氨基的引入则出现相反现象. 此外，与3HF-AM的荧光光谱相比，3HF-AM@Al3+复合物发生了75.88 nm的蓝移，由此推测3HF-AM与水中的Al3+反应后，在光激发下溶液荧光会由绿色转变为紫色，表明3HF-AM分子可以作为有效检测水中Al3+的荧光探针.     

衍射增强成像中的折射角与边界可见度

X射线衍射增强成像技术可以精确得到样品内部结构的折射角信息, 对提高轻元素物质的成像衬度有着重要的意义. 本文对楔型和圆形两种模型样品进行了DEI实验的研究, 对3种不同能量的X射线均精确得到了样品的折射角信息, 与理论计算值吻合的很好. 利用边界可见度(Edge Visibility)对楔形样品进行了定量的分析. 结果表明, 对于特定折射角的界面, 能精确计算其最佳可见度的位置, 并与实验结果吻合的较好. 最后对一块实际医学肿瘤样品边界处的可见度进行了定量的研究, 讨论了获得最佳成像衬度的条件.