运动训练大鼠的自体荧光研究

首次通过激光诱导荧光光谱技术(LIF)研究运动训练大鼠心脏、肾脏、肝脏、脂肪以及前腿肌和后腿的比目鱼肌和腓肠肌的自体荧光光谱特性.测量所用的激发光波长为250～650nm而发射波长为300～700nm.比较参照组和3组不同运动状态组的三维荧光光谱,主要在腓肠肌的光谱中发现了和运动相关且位于激发波长(340±10)nm和发射波长(460±10)nm区域的特有荧光峰.根据这一荧光峰可以判别其对应的荧光物质是NADH(还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸).比较3组不同运动模式组的荧光光谱,发现运动模式与其峰强具有明显的相关性.研究结果表明,运动大鼠腓肠肌的能量代谢强于前腿、比目鱼肌及其他脏器,且NADH自体荧光光谱特性是判断肌肉代谢程度的有效的指标之一.     

激光照射血细胞的衰变规律和损伤机制研究

采用FLS900型稳态荧光光谱仪对红色激光持续照射的正常离体血液和酒精中毒离体血液进行了荧光检测,得到了血液物质成分变化及荧光光谱特征随时间衰变的规律.研究结果表明：随着血液离体时间的延长,当407 nm的紫光激励时,在605 nm处的荧光峰峰位保持不变只是强度缓慢减弱,但两者均在离体后的14 h和10 h出现了谱形突变,并在474 nm处产生了一个强荧光峰.比较分析发现激光对正常离体血液的衰变有明显的延缓作用,对酒精作用破坏的红细胞也有部分修复功能,但当激光持续照射一定时间后却导致了细胞的形态改变进而加速了细胞的溶血进程,产生了大量的内源性荧光物质还原烟碱腺嘌呤二核苷酸.本文的研究结果能为血细胞活性衰变规律以及功能结构研究提供有意义的参考.     

激光照射血细胞的衰变规律和损伤机制研究

采用FLS900型稳态荧光光谱仪对红色激光持续照射的正常离体血液和酒精中毒离体血液进行了荧光检测,得到了血液物质成分变化及荧光光谱特征随时间衰变的规律.研究结果表明:随着血液离体时间的延长,当407nm的紫光激励时,在605nm处的荧光峰峰位保持不变只是强度缓慢减弱,但两者均在离体后的14h和10h出现了谱形突变,并在474nm处产生了一个强荧光峰.比较分析发现激光对正常离体血液的衰变有明显的延缓作用,对酒精作用破坏的红细胞也有部分修复功能,但当激光持续照射一定时间后却导致了细胞的形态改变进而加速了细胞的溶血进程,产生了大量的内源性荧光物质还原烟碱腺嘌呤二核苷酸.本文的研究结果能为血细胞活性衰变规律以及功能结构研究提供有意义的参考.     

皮肤的光学性质研究

为了确认通过皮肤进行基于卟啉荧光的元创恶性肿瘤诊断的可行性,应用光谱法分析研究了人皮肤的光学特性。通过测量皮肤的反射光谱、透射光谱和荧光光谱分析确定皮肤中的发光物质及其光谱对卟啉荧光的影响。用280nm激发光对皮肤进行激发,测到皮肤在360nm发出的荧光。与牛血清白蛋白的荧光光谱比较,确定发光物质是某类蛋白质。选择350nm激发光对皮肤进行激发,测得了与离体类胡萝卜素荧光452nm相同的荧光,所以皮肤中的发光物质有类胡萝卜素。光谱分析还表明,皮肤的荧光中还有弹性蛋白和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的荧光发射,荧光峰分别在400,460nm。黑色素不发荧光,但皮肤中可能还存在氧化的黑色素,它的荧光波长是580nm,这些都与卟啉的荧光波长不同。由此可见皮肤中发光物质不会影响卟啉荧光的探测。由皮肤的透射光谱观察到,卟啉的荧光波长恰好在皮肤的透射窗口内,从而进一步确定了卟啉荧光的无创探测的可能性。     

多糖对白细胞荧光发射特性及变化机制研究

细胞微环境的稳定是保持细胞正常增殖、代谢和功能活动的重要条件,微环境成分的异常变化可使细胞发生病变。采用荧光光谱技术研究离体白细胞在多糖微环境中荧光发射特性的变化规律和发光机制,并进一步的分析了多糖对白细胞的生物活性的影响。实验结果表明：当白细胞受波长为407 nm的激光照射时,发射位于450 nm的荧光。在加入脂多糖或葡聚糖时,白细胞的荧光发射峰的位置不会变化,峰值受到影响。脂多糖的加入会减弱白细胞荧光峰强度,且荧光强度随脂多糖浓度（0～500 μg·mL-1范围内）的增加而持续减弱。而葡聚糖可以一定程度增加白细胞的荧光强度,浓度越高,荧光强度越大。分析认为白细胞发射的450 nm荧光来自发射物质烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)。白细胞内NADH随着离体时间的增长,被氧化成不发荧光的烟酰胺腺嘌呤磷酸二核苷酸（NAD+）,导致细胞荧光峰值下降,从而引起细胞凋亡。加入脂多糖产生的羟自由基（·OH）会与NADH发生氧化反应,因此脂多糖加速了NADH的消耗,导致白细胞荧光减弱,加快细胞凋亡。而葡聚糖主要是由葡萄糖单体组成,葡聚糖的加入会将NAD+还原成NADH,因此延缓了白细胞的凋亡。分析认为脂多糖可以加速白细胞的凋亡,提高细胞发生炎症甚至是肿瘤的机率,而葡聚糖对白细胞有保护作用。该研究为研究肿瘤的发生和发展过程以及治疗提供有价值的参考。     

血液激发荧光强度分析及应用

文章采用荧光分析技术,对血液激发荧光强度进行研究。给出了有关理论分析,并给出了正常血样与异常血样（高血糖、高胆固醇）对比实验结果。研究发现：血液中血糖的浓度影响血液的激发荧光,其大致趋势是：在相同波长的激发光激发下,随着血糖浓度的提高,血液的激发荧光强度也逐渐增强,显然,血液中的血糖也是一种荧光物质,其浓度对血液的荧光强度的影响与理论分析相一致,这表明所得的实验结果是合理的,同时还表明了可以通过比较血液的激发荧光强度来区分血液中血糖浓度的高低;研究还发现：胆固醇含量越高,所得的荧光强度也越强。因此,根据血清的荧光强度可以知道血清中胆固醇含量的高低,尤其是当使用波长位于435nm附近的激发光时,结果非常明显。文章提出的血液激发荧光强度分析技术,为血样快速检测及疾病诊断提供了新的途径。     

扩环荧光碱基类似物x-腺嘌呤分子基态和激发态性质的理论研究

近年来, 设计合成荧光碱基类似物成为科学家研究的一个热点. 利用含时密度泛函理论考察了腺嘌呤类似物x-腺嘌呤的电子激发态性质, 计算了其电子吸收光谱和荧光光谱, 并对其若干低能电子激发态进行了详细解析归属. 同时考察了甲醇溶剂、糖环和与胸腺嘧啶配对对其光谱性质的影响. 研究表明, 在低能区域, x-腺嘌呤的吸收光谱与天然腺嘌呤相比发生了很大红移, 使其可以被选择性地激发. 计算得到的吸收光谱和荧光光谱与实验值符合很好. 溶剂化和糖环对x-腺嘌呤的电子吸收光谱具有增色效应, 同时发现溶剂化和糖环均使其荧光发生红移, 而碱基配对对其最低激发态ππ^* 和荧光发射无显著影响, 但使其最低nπ^* 态发生显著蓝移. 关键词： x-腺嘌呤')" href="#">x-腺嘌呤 电子吸收光谱 荧光光谱 含时密度泛函     

铝(Ⅲ)-盐酸洛美沙星荧光体系的研究及应用

在HCl介质中,溶液中的铝(Ⅲ)能与盐酸洛美沙星反应生成一稳定的络合物.使盐酸洛美沙星的内源性荧光显著增强,据引建立了铝(Ⅲ)-盐酸洛美沙星体系测定铝(Ⅲ)的荧光分析新方法.该体系的最大激发波长λex=365nm,最大发射波长λem=420nm,铝(Ⅲ)浓度在8.0×10-10-3.2×10-8g/mL范围内.与荧光增强程度成正比.方法用于水样微量铝(Ⅲ)的测定,结果令人满意.     

苋菜红与胭脂红荧光光谱的比较分析

测量了胭脂红以及其同份异构体苋菜红的荧光光谱.胭脂红标准溶液在220～400 nm不同波长激发光下,分别在420 nm,530 nm,635 nm,687 nm波长处产生了四个荧光峰,苋菜红在220～430 nm不同波长激发光下,在654 nm处产生了一个明显荧光峰.胭脂红产生四个荧光峰是由于其具有四种可以发射荧光的荧光团,为了研究这四种荧光在不同激发光激励下产生荧光的敏感程度,以及找到胭脂红和苋菜红这两种色素产生荧光的基团之间的联系.利用荧光强度的加和性原则,分别对这两种物质的荧光强度进行了理论计算.认为苋菜红的荧光峰对应丁胭脂红的第三个荧光峰,根据此特点,初步分析了四种荧光团对这两种色素在荧光发射过程中的影响程度,同时还从结构上分析了两种色素荧光光谱差异的根本原因.     

荧光猝灭法研究NADH、Thio-NAD~＋与3α-HSD的相互作用

采用荧光猝灭法研究了两种辅酶,还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸（NADH）、氧化型硫代烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Thio-NAD＋）与3α-羟类固醇脱氢酶（3α-HSD）的相互作用。研究结果表明,NADH和Thio-NAD＋的加入均能使3α-HSD的内源性荧光发生猝灭,其猝灭机制均属于生成复合物的静态猝灭;25℃下NADH、Thio-NAD＋与3α-HSD的结合常数分别为7.38×104、1.23×104L.mol-1;37℃下NADH、Thio-NAD＋与3α-HSD的结合常数分别为4.69×104、9.74×103L.mol-1;NADH与3α-HSD的结合作用力为氢键和范德华力,Thio-NAD＋与3α-HSD的结合作用力主要为静电引力和疏水作用力;NADH和Thio-NAD＋均能使3α-HSD构象发生变化,导致色氨酸残基所处环境极性增大。     

Steady state and time-resolved autofluorescence studies of human colonic tissues

Steady state and time-resolved autofluorescence spectroscopies are employed to study the autofluorescence characteristics of human colonic tissues in vitro. The excitation wavelength varies from 260 to 540 nm, and the corresponding fluorescence emission spectra are acquired from 280 to 800 nm. Significant difference in fluorescence intensity of excitation-emission matrices (EEMs) is observed between normal and tumor colonic tissues. Compared with normal colonic tissue, low nicotinamide adenine dinucleotide (phosphate) (NAD(P)H) and flavin adenine dinucleotide (FAD), and high amino acids and protoporphyrin Ⅸ (PpⅨ) fluorescences characterize high-grade malignant tissue. Moreover, the autofluorescence lifetimes of normal and carcinomatous colonic tissues at 635 nm under 397-nm excitation are about 4.32±0.12 and 18.45±0.05 ns, respectively. The high accumulation of endogenous PpⅨ in colonic cancers is demonstrated in both steady state and time-resolved autofluorescence spectroscopies.     

Advances in fluorescence diagnosis to track footprints of cancer progression in vivo

Fluorescence spectroscopy and imaging have been widely used for in vivo cancer diagnosis and therapy monitoring in preclinical models, as well as clinical translation. Great attempts have been made to develop novel fluorescence techniques and improve on existing ones, which can now be used in conjunction with newly developed fluorescent probes for specific cancer imaging. In this review, a broad overview of fluorescence techniques is provided, including photodynamic diagnosis, laser confocal endomicroscopy and fluorescence lifetime imaging, coupled with endogenous and exogenous fluorophores. In particular, endogenous fluorophores, such as nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) and flavin adenine dinucleotide (FAD), are highlighted as they are linked to cellular metabolism in precancer growth. The use of near‐infrared dyes, such as indocynanine green (ICG), for imaging deep‐tissue regions is also reviewed. In addition, diagnostic algorithms used for tissue classification and cancer detection will be discussed. Lastly, emerging technologies in fluorescence diagnosis will also be included.     

平行因子分析法在太湖水体三维荧光峰比值分析中的应用

以太湖水样三维荧光光谱数据为例,提出在采用平行因子分析法(PARAFAC)处理后的荧光数据中提取荧光峰强度计算荧光峰比值进行水环境分析评价的方法,较直接在水样原始荧光谱图中获取的荧光峰强度更加准确客观。天然水体中各水样间由于受荧光团复杂多样性等因素的影响,某类荧光物质荧光峰的激发发射波长位置并不是固定不变的,就同一水样而言各类荧光峰之间的相互重叠干扰也将影响到荧光峰强度和位置的准确判断。而在PARAFAC模型各因子中提取相应荧光峰值可以保证各水样间同类荧光物质荧光峰在同一位置又有效减弱同一水样中各类荧光物质荧光峰之间的相互干扰,更加高效准确的利用荧光峰比值进行水环境分析。区域差异性分析时水样因子得分比值的区域变化与原始荧光峰比值变化趋势是一致的。     

三维荧光光谱结合HGA-RBF神经网络在多环芳烃浓度检测中的应用

采用FS920荧光光谱仪分析了苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[b]荧蒽(BbF)和两者混合物的荧光特性.结果表明BkF的两个荧光峰分别位于306 nm/405 nm和306 nm/430 nm,BbF的两个荧光峰分别位于306 nm/410nm和306 nm/435 nm.BkF和BbF不同浓度配比及其相互间的荧光干扰,使得混合物荧光特性差异较大,荧光强度和浓度间关系变得复杂.为准确测定混合物中BkF和BbF的浓度,采用递阶算法优化的径向基神经网络对其进行检测,结果表明BkF和BbF的平均回收率分别为98.45％和97.71％.该方法能够实现多环芳烃类污染物共存成分的识别和浓度预测.     

甲醇和乙醇的三维荧光光谱特性研究

为阐明甲醇和乙醇的光谱学特性,建立两者快速的辨析方法。采用三维荧光光谱,对甲醇和乙醇的荧光特性进行了研究。分析结果显示,甲醇的三维荧光光谱中出现了两个特征荧光峰,其荧光强度在甲醇体积浓度小于15%时与其浓度成正相关,乙醇的三维荧光光谱中出现了一个完整的特征荧光峰,其荧光强度在乙醇体积分数小于50%时与乙醇浓度成相关,甲醇比乙醇具有更高的荧光效率,以甲醇为有机溶剂研究化合物的荧光特性时,需要考虑甲醇的本底荧光。甲醇和乙醇的特征荧光峰位置差别较大,前者特征荧光峰出现在225/35 0nm和250/375nm处,而后者特征荧光峰位于240/310nm,据此可以有效辨析两种醇。     

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.     

Fluorescence lifetime-enhanced spectral characterization of human serum

Frequency-domain fluorescence lifetime techniques were used for the characterization of pooled human serum, including normal serum, hyperlipid serum, and sera that had been stripped of various components. Fluorescence lifetime measurements of normal human serum revealed lifetime components primarily in the regions of 10² ps, 1–2 ns, 4–7 ns, and 9–10 ns. Phase-resolved fluorescence spectroscopy (PRFS), a frequency-domain technique that combines spectral and lifetime information, in measurements of phase-resolved fluorescence intensity (PRFI), provided the basis for comparison of the various sera. Measurements of PRFI vs excitation wavelength and emission wavelength yield a phase-resolved excitation-emission matrix (PREEM) at a given modulation frequency. Multifrequency measurements yield a three-way excitation-emission-frequency array. The multifrequency PREEMs of the various sera were compared with each other and with the corresponding two-way excitation-emission matrices (EEMs) that are obtained using conventional, steady-state fluorescence spectroscopy. Application of matrix-based analysis techniques to the steady-state and PRFS data arrays allowed direct comparison between the two approaches. Results demonstrate the enhanced discrimination among samples that is achieved through the additional dimension of fluorescence lifetime in PRFS.     

三种酚类化合物的三维荧光光谱特性研究

三维荧光光谱技术通过在不同激发波长下扫描发射光谱获得荧光强度变化信息,由于其灵敏度高,选择性好,被广泛用于环境中污染物的监测。利用该方法研究3种酚类化合物的荧光光谱特性,在激发波长为240～360nm,发射波长为260～500nm范围内,确定了苯酚、间甲酚和麝香草酚的荧光峰位置分别为272/300,274/300和276/304nm。由于3种酚类物质为同系物,结构相似,因此得到的激发光谱和发射光谱在形状上极为相似。工作液浓度在0.02～1.0mg.L-1范围内,3种酚类物质的浓度与荧光强度之间均呈现较好的线性关系,且检出限达到1μg.L-1。实验结果表明,用三维荧光光谱法可对3种酚类化合物进行定性和定量分析。     

Sensing cell metabolism by time-resolved autofluorescence

We built a time-resolved confocal fluorescence spectroscopy system equipped with the multichannel time-correlated single-photon-counting technique. The instrument provides a unique approach to study the fluorescence sensing of cell metabolism via analysis of the wavelength- and time-resolved intracellular autofluorescence. The experiments on monolayered cell cultures show that with UV excitation at 365 nm the time-resolved autofluorescence decays, dominated by free-bound reduced nicotinamide adenine dinucleotide signals, are sensitive indicators for cell metabolism. However, the sensitivity decreases with the increase of excitation wavelength possibly due to the interference from free-bound flavin adenine dinucleotide fluorescence. The results demonstrate that time-resolved autofluorescence can be potentially used as an important contrast mechanism to detect epithelial precancer.     

东海硅藻赤潮后海水溶解有机物的荧光特征

利用激发-发射矩阵光谱法(EEMs),测定了2007年4月下旬东海硅藻赤潮消亡后海水溶解有机物的三维荧光,并对荧光特征及其强度与盐度、叶绿素a和碳水化合物的关系进行了分析和讨论.结果显示东海硅藻赤潮后海水中有较强的类蛋白荧光,主要荧光峰有Exmax/Emmax为270～280/290～315 nm(B峰)和220～230/290～305 nm(D峰)的类酪氨酸荧光峰,230～240/335～350 nm(S峰)和280/320 nm(T峰)的类色氨酸荧光峰,其中B峰强度最大.个别站点荧光强度高达3 955.赤潮消亡主要海区的FIB/FIS较大,表明类蛋白溶解有机物主要是由赤潮藻破碎分解产生的类酪氨酸.在255～270/435～480 nm(A峰)和330～350/420～480 nm(C峰)还观察到两种类腐殖质荧光峰,它们的强度低于类蛋白荧光.S峰、A峰和C峰三者之间互相呈较好的正相关,且三者荧光强度与盐度都有显著的线性负相关,其分布均呈现出近岸高远岸低的特点,表明江浙沿岸水的输入是其共同的重要来源.各类荧光峰的强度与叶绿素a的相关性不显著,现存的浮游植物不是赤潮消亡水体中荧光溶解有机物的主要直接来源.