荧光猝灭分析中内滤效应的精确校正（英文）

研究了荧光猝灭分析中荧光强度的演变过程,发现样品对激发光的吸收分布会伴随内滤效应对荧光强度产生潜在影响.根据吸收分布影响荧光强度的物理机制,提出了利用荧光响应函数去除吸收分布影响的校正方法.通过分析五聚噻吩与富勒烯C70之间在不同激发波长处光致电子转移引起的荧光猝灭,对校正效果进行验证,结果显示:单独对内滤效应进行校正后,各激发波长处的荧光猝灭率与C70的吸收谱仍具有弱相关性,进一步对吸收分布的影响加以校正,所得荧光猝灭率则不再与C70的吸收谱关联.表明在荧光猝灭分析时增加对吸收分布的校正可有效提高内滤效应的最终校正准确度.     

基于矩阵分析的STR荧光解谱技术

用多种荧光标记物进行STR检测时,由于荧光光谱的谱带展宽特性,各个荧光光谱之间有重叠部分,如何实现将相互重叠的各个波长上的能量有效利用起来,对提高荧光利用效率至关重要。本文给出了一种基于矩阵分析的数据处理方法,该方法在进行荧光探测前首先要对荧光谱进行光谱校正,即要得到每种所用标记染料受激发射荧光的光谱分布,根据光谱分布建立染料组合荧光信号矩阵,然后对矩阵进行归一,利用归一后的矩阵对所探测的荧光谱进行解谱,从而得到所期望的荧光谱图。理论分析和实验结果表明,该方法可以有效的利用各个波长的荧光光谱能量,并实现对不同荧光重叠谱的有效光谱解谱。     

软X射线荧光吸收谱测试方法的建立与应用

提出了一种软X射线荧光吸收谱测试方法。该方法克服了软X射线荧光产率低的问题,消除了荧光自吸收效应,采用部分荧光产额模式获得了材料的软X射线近边吸收结构。使用部分荧光产额模式对钙钛矿太阳能电池的埋藏元素、催化剂的低浓度元素,以及宽禁带半导体进行软X射线近边吸收谱研究。相比全电子产额模式,基于荧光产额模式的软X射线近边吸收结构在材料体相特性、不良导体和低浓度样品测试中更具优势。     

激光诱导击穿光谱自吸收效应校正方法的研究进展

激光诱导击穿光谱作为一种新型的物质成分检测技术,具有快速、实时、微损、原位、多元素同时分析等优势,目前在环境监测,食品安全,选矿冶金,生物医疗,太空探测等多个领域都具有广泛应用。然而,由于元素谱线的自吸收效应,使得激光诱导击穿光谱谱线强度降低,严重时甚至会使特征谱线峰型产生凹陷（即“自蚀”现象）,定标曲线变弯曲,导致该技术的元素检测精准度变差,从而无法实现大规模商业应用。因此,对激光诱导击穿光谱自吸收效应及其校正方法的探索,一直以来是学者们研究的热点。综述了自吸收效应校正方法的研究进展,分析了自吸收效应产生的物理机制,分别从实验参数优化、物理辅助装置、自吸收模型和校正算法等多个角度对自吸收效应的几种主要校正方法进行了归纳和总结,并对其优势和缺点进行了对比分析,其中实验参数优化具有原理简单、易操作的优势;能态选择性共振激发自吸收效应抑制效果稳定;微波辅助激发成本较低,可同时对多元素实现自吸收抑制;自吸收系数法可直接量化自吸收效应强弱,计算步骤简便且所需等离子体参数较少;基于内参考线的自吸收校正算法计算效率高,校正效果明显;光学薄法可直接获取光学薄等离子体谱线,避免理论误差。最后,对自吸收效应未来的研究方向和发展趋势进行了展望。     

多酚与蛋白质相互作用的荧光内滤效应校正方法的选择

用荧光猝灭法研究猝灭剂与荧光供体的相互作用时,内滤效应会使分析结果不准确,需加以校正,其中物理与化学方法存在操作复杂、耗资大等缺点,而数学方法简便快捷,较易推广使用。采用荧光光谱法分析酚类物质与蛋白质的相互作用时内滤效应明显,然而目前针对酚类物质与蛋白质作用的荧光校正,国内外鲜见报道。以柿单宁级分(PT40)、A型连接ECG二聚体和EGCG为多酚化合物的代表,以中华眼镜蛇磷脂酶A₂(PLA₂)为蛋白模型,比较了四种数学公式的校正结果,以经典Stern-Volmer回归方程的K值、线性相关性及截距为评价标准,优选一种适用于多酚物质与蛋白质作用的荧光校正方法,并以PT40-PLA₂为例,分析校正前后的差异。结果表明,用Gauthier等建立的数学公式进行校正后,K值有所降低,线性相关性变好且截距更接近于1,此外用该式对PT40-PLA₂体系进行荧光校正后PT40与PLA₂相互作用的结合常数仅为校正前的60%,且对两者相互作用力类型的判断更加准确,推断该式更适合于多酚与蛋白质作用的荧光内滤效应校正。     

钢中化学元素的X—射线荧光光谱分析

本文叙述合金钢中１５种元素的Ｘ射线荧光光谱快速定量分析方法。用Ｘ４０软件中ＰＨ模式进行共存元素间的谱线重叠和基体吸收－增强效应的校正。对于合金中的微量重元素如Ｃｕ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｗ和Ｎｉ以０．０６５ｎｍ处的散射背景为内村局部补偿样品表面结构，仪器波动和基体效应等因素造成的影响，所得分析结果满足生产要求。     

充填处理摩根石的谱学特征研究

采用常规宝石学测试方法,结合能量色散型X射线荧光光谱仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、荧光光谱仪等测试分析方法,对天然及充填处理摩根石的谱学特征进行了对比研究,旨在研究充填处理摩根石的宝石学、谱学特征及探寻有效的无损鉴别充填处理摩根石的方法。结果表明,充填处理摩根石的折射率在1.57左右,略低于天然摩根石折射率;充填处理摩根石相对密度为2.71～2.76。天然摩根石在长波和短波紫外荧光下都不发光,充填处理摩根石在长波和短波紫外荧光下均显示弱至中等的白色荧光,个别样品的荧光沿裂隙分布;放大观察后,部分充填处理摩根石表面可见细网纹状开放裂隙,且在裂隙中可见充胶痕迹。能量色散型X射线荧光光谱仪测试显示天然摩根石及充填处理摩根石中均含有Si,Al,Rb和Cs等元素。天然摩根石与充填处理摩根石的激光拉曼光谱无明显差异,激光拉曼光谱仪对于区分天然摩根石与充填处理摩根石效果不明显。天然摩根石的红外光谱在1 300～400 cm-1间,主要为Si-O-Si环、Be-O和Al-O的基团振动;在4 000～2 000 cm-1官能团区有CO₂产生的2 359 cm-1吸收和NaH产生的3 110和3 168 cm-1特征吸收峰。充填处理摩根石除了摩根石本身基团振动吸收外,在2 870,2 930和2 965 cm-1普遍存在（-CH₃-）、（-CH₂-）吸收;在3 035和3 057 cm-1存在苯环引起的吸收。三维荧光光谱图分析显示天然摩根石荧光非常弱,无特征荧光中心,相对强度在500以内;充填处理摩根石的荧光中心主要为410 nm左右的单荧光中心和440和465 nm的双荧光中心,相对强度在2 000以上。充填处理摩根石的荧光中心相对强度明显高于天然摩根石,归因于充填处理过程中添加的有机胶中的芳香族化合物所致。红外吸收光谱及荧光光谱测试技术可作为区分天然摩根石和充填处理摩根石的快捷有效的无损检测手段。     

水中矿物油三维荧光谱的特征提取与光谱重构

基于荧光激发-发射矩阵的奇异值分解方法,提取矿物油三维荧光谱的特征序列并进行光谱重构研究。对数十个水中污染油的三维荧光谱进行了奇异值分解和参数计算,表明奇异值参数具有明显的能量聚拢特性; 在适当截取奇异值特征参数后,将奇异值与相应的伴随特征向量组合构成三维荧光谱泛基因序列,实现了三维光谱反演重构。作为比较典型的示例,给出了水中柴油的原始三维荧光谱和重构三维荧光谱的对照图。重构的三维荧光谱与原始三维荧光谱基本相同。研究表明,矿物油三维荧光谱的奇异值特征谱能够代表三维荧光谱主能量的分布特征,有限的奇异值泛基因序列具有三维光谱反演重构能力。该结论对于水环境中的污染油模式识别以及矿物油荧光信息文库的建设有重要意义。     

X射线荧光测井谱漂校正技术研究

X射线荧光测井技术是一种可以在井下原位进行元素定量(半定量)分析的测井技术,对矿产勘查具有重要意义。受井下温度影响,X射线荧光测井仪容易发生谱漂。X射线测井仪采用硬件进行稳谱,采用软件实现微小谱漂校正。X射线荧光测井的谱数据量大,难以采用人工校正的方法实现。文章在总结了X射线荧光测量专业人员进行谱漂校正经验的基础上,结合专家系统研究了X射线荧光测井谱漂的校正方法。在谱漂校正过程中,采用对散射本底变化不灵敏的对称零面积法进行自动寻峰,并用标准方差进行指示峰判别。利用先验知识(上一次能量刻度)和高斯概率密度函数对当前指示峰进行定性分析,确定指示峰能量。将指示峰峰位和定性分析获得的能量值采用最小二乘法进行拟合,获得能量刻度系数,并对偏离较大的数据进行筛选,达到能量自动刻度目的,实现X射线荧光测井仪器谱谱漂校正。文章采用所述的谱漂校正方法对某次X射线测井仪温度实验的322条谱线进行校正,结果表明该方法能够有效地自动校正X射线荧光测井仪谱漂。     

基于二维相关荧光谱土壤中PAHs检测方法研究

传统荧光光谱技术已被用于土壤中多环芳烃(PAHs)的检测,但由于土壤体系的复杂性、PAHs污染物的多样化和微量化,传统的荧光光谱技术无法有效提取土壤中PAHs的特征信息。为了解决上述问题,提出并建立一种基于二维相关荧光谱土壤中多环芳烃的检测方法。以土壤中典型的多环芳烃蒽和菲为研究对象,配置38个蒽菲混合标准土壤样品(蒽和菲的浓度范围均为0.000 5～0.01 g·g-1),在激发波长265～340 nm,发射波长350～500 nm范围内采集了所有样品的三维荧光谱。以激发波长为外扰,对外扰变化的动态一维荧光谱进行相关计算,得到每一样品的同步二维相关荧光谱。研究了浓度均为0.005 g·g-1蒽菲混合土壤样品的三维荧光谱和同步二维相关荧光谱特性,在同步谱主对角线398,419,444和484 nm处存在自相关峰,其中,398和484 nm荧光峰来自土壤中的菲,419和444 nm荧光峰来自土壤中的蒽;在主对角线外侧,蒽和菲两组荧光峰之间存在负的交叉峰,进一步验证了其来源不同;同时,在(408,434) nm和(434,467) nm处出现交叉峰,其中408和434 nm荧光峰来自土壤中的菲,467 nm荧光峰来自土壤中的蒽。指出与三维荧光谱表征的信息相比,二维相关荧光谱不仅能提取更多的特征信息(408和467 nm的特征峰在三维荧光谱中未被表征),而且还能提供荧光峰之间的相互关系,对其来源进行有效解析。在上述研究二维相关荧光谱特性的基础上,基于同步相关谱矩阵(38×151×151)建立了定量分析土壤中蒽和菲污染物浓度的多维偏最小二乘(N-PLS)模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.986和0.985,校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)分别为4.33×10-4和5.55×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.981和0.984,RMSEC和RMSEP分别为5.20×10-4和4.80×10-4 g·g-1。为了比较,基于三维荧光光谱矩阵(38×16×151)建立了定量了分析土壤中蒽和菲的N-PLS模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.981和0.972,RMSEC和RMSEP分别为5.09×10-4和6.74×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.957和0.956,RMSEC和RMSEP分别为7.36×10-4和7.77×10-4 g·g-1。指出,对于土壤中的蒽和菲检测,基于二维相关荧光谱的N-PLS模型的相关系数r,RMSEC和RMSEP都要优于基于三维荧光谱的N-PLS模型。研究结果表明：所提出和建立的方法-二维相关荧光谱直接检测土壤中PAHs污染物不仅可行,而且能提供更好的分析结果。该研究为激光诱导荧光结合相关谱技术现场直接检测土壤中多环芳烃污染物提供了理论和实验基础,具有较好的应用前景。     

基于荧光非共线光参量放大光谱技术的溶剂化动力学研究中的光谱矫正

利用荧光非共线光参量放大光谱技术测量了DCM染料乙醇溶液的溶剂化动力学过程. 实验结果表明,瞬态荧光光谱经过光谱矫正后,可以产生准确的溶剂化相关函数以及溶剂化过程中瞬态光谱峰值频率移动. 本文的工作表明荧光非共线光参量放大光谱技术有益同时关注荧光强度动力学以及光谱谱型演化的研究领域.     

A review on the methods for correcting the fluorescence inner-filter effect of fluorescence spectrum

Fluorescence spectroscopy is frequently used to analyze the concentration of fluorescent materials in solution. However, in conventional fluorescence spectroscopy, the response between the fluorescence intensity and fluorophore concentration is nonlinear at high concentrations due to uncompensated inner-filter effects (IFE). Many methods to resolve this problem have been developed in recent decades. This review introduces the methods used to correct the IFE, including direct correction and parameter correction. Relevant detection parameters, including the materials, matrices, detection limits, detection instruments and relative standard deviations, are tabulated. The advantages and limitations of these correction techniques are also discussed. Finally, the methods used to correct for the IFE are summarized, and future research directions are discussed.     

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。     

番茄红素可见吸收光谱和荧光光谱的测量与分析

采用ICCD光谱探测系统对不同浓度番茄红素的二硫化碳溶液吸收谱的相对吸收强度进行了测量,结果显示在一定浓度范围内,番茄红素稀溶液的吸收规律满足朗伯-比尔定律;分别用丙酮、正己烷、石油醚、苯、乙酸乙酯和二硫化碳作为溶剂对番茄红素可见吸收光谱进行了测量,对结果进行分析后发现苯、乙酸乙酯和二硫化碳的番茄红素溶液的特征吸收峰的波长位置与以丙酮作为溶剂相比有不同程度的红移效应;番茄红素-丙酮溶液中加入水后溶液颜色随着加水量的增加逐渐变浅,溶液吸光度降低,当丙酮与水的体积比为4∶1时吸收光谱在紫外出现一新的吸收峰。产生这些现象的原因是番茄红素溶于不同溶剂时,溶剂分子对番茄红素分子作用不同。用荧光光度计采集不同浓度的番茄红素丙酮溶液的荧光光谱,结果表明番茄红素溶液的荧光光谱主要集中在500～680 nm波段,浓度低于50 μg·mL^-1时,番茄红素的荧光强度随着浓度的增加而呈线性增加。当浓度高于60 μg·mL^-1时,荧光强度因为番茄红素分子间的相互作用而下降。     

小分子荧光探针的光谱

运用紫外-可见光谱、荧光光谱法研究了以二烯酮为荧光团的1,5-双(4-羟基)-1,4-戊二烯-3-酮探针的光学性质.一系列pH滴定实验表明探针的紫外吸收和荧光光谱随溶液的pH值的改变而变化.同时,探针紫外吸收光谱发生明显的红移,荧光光谱强度也随之变化,在碱性条件下,相对荧光强度浮动较大.解离常数pK<,α>为9.25,...     

Fluorescence of a photosensitizer based on an indotricarbocyanine dye in photochemotherapy

We present the results for studies of the spectral luminescence properties of a symmetric indotricarbocyanine dye (PD1) in HeLa tumor cells and animal tissues in vivo during a photochemotherapy session and after the end of the session. We have established that when the dye is exposed to light in tumor tissues, changes occur in the position and half-width of the dye fluorescence spectra, while in a culture of HeLa cells its spectral characteristics are constant. Based on analysis of the effect of overlap between the absorption spectra of endogenous biomolecules and the fluorescence spectra of the dye plus comparison of the experimental data with numerical modeling results, we have concluded that the observed changes in the fluorescence spectra of PD1 in vivo are due to a change in the ratio of the different forms of hemoglobin in the tumor tissue. We have shown that the spectral characteristics of PD1, fluorescing in the near IR range, correlate with the depth of tumor tissue necrosis achieved on exposure to light. We have established that tumor tissue necrosis occurs down to a depth of 2 cm in the case of all strains studied: S-45, SM-1, and W-256, where as a result of exposure to light, we observe an increase in the half-width and a short-wavelength shift of the fluorescence spectrum of the dye PD1, and also the intensity of its fluorescence does not recover.     

高胆固醇血症血清内胆固醇的光谱学研究

应用光谱分析方法对高胆固醇血症血清中胆固醇的不同含量情形进行了研究,给出了正常人血清和高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱,并分析了二者的谱线特征与差异。结果表明,高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱不同于正常人血清的吸收光谱和荧光光谱,高胆固醇血症血清不仅是吸收率和荧光强度高于正常人血清的相应值,而且还有新的吸收峰和荧光峰出现。研究表明,通过比较待测血清的吸收光谱和荧光光谱可以初步判定血清中胆固醇的含量。这为发展一种新的血液中胆固醇含量的检测方法提供了实验依据。     

Fluorescence and absorption spectra of Rose-Bengal dye in the presence of surfactants

The fluorescence and absorption spectra of Rose Bengal dye in aqueous solution have been studied in the presence of various nonionic, anionic and cationic surfactants. With cationic and nonionic surfactants, shifts occur in the absorption and emission peaks of the dye solution, with a large enhancement in the absorption and fluorescence intensity at the shifted λ_max. No appreciable change in the absorption and fluorescence spectra of the dye has been observed on the addition of anionic surfactants.All the changes observed in the absorption and fluorescence spectra of the dye solution with surfactants may be attributed, to binding of the surfactant with dye molecules and the disaggregation of the dye multimer forms into the monomeric form.     

橄榄油的聚集荧光猝灭及吸收光谱特性的研究

素有“液体黄金”之称的橄榄油已成为健康食用油的代名词,不仅身价陡增,而且在非产地市场也已成为一种畅销油。在橄榄油检测技术中光谱法与其他技术相比具有快速、无损、无样品处理等优势而备受关注,而不同的光谱检测方法在检测的物质成分上各有侧重,例如红外光谱法侧重于脂肪酸含量的检测、拉曼光谱法侧重于分子的检测、荧光光谱法侧重于光敏物质的检测以及吸收光谱法侧重于光敏物质和不饱和脂肪酸的检测等。荧光及吸收光谱对光敏物质反应极其灵敏,而橄榄油富含叶绿素等光敏物质,因此荧光及吸收光谱成为一种鉴别橄榄油的有效技术手段。叶绿素是一种含有环卟啉结构的有机分子,该类分子结构具有吸光特性,且不同的叶绿素吸收光谱各异,其中绿色植物的叶绿素a含量最多。为深入研究叶绿素的吸收光谱及荧光特性在橄榄油鉴别中的应用,将特级初榨橄榄油中掺入不同比例的玉米油,已达到间接调控橄榄油中叶绿素含量的目的,测量不同掺伪比例橄榄油的荧光及吸收光谱并研究与叶绿素浓度的相关性,以此来研究叶绿素浓度与掺伪量对橄榄油吸收光谱及荧光特性的影响。取10份同批次的特级初榨橄榄油,将其中9份按照等比例稀释,并对10份样品按照掺伪量依次排序;依次采集这10份样品的荧光及吸收光谱,比较叶绿素浓度与掺伪量的相关性及对这两种光谱技术在橄榄油鉴别中的影响。随着叶绿素浓度的上升,荧光强度由弱变强,并在某一时刻后会出现荧光强度急剧减弱的现象,即聚集荧光猝灭。这种现象主要是由于叶绿素的环卟啉分子结构引起的分子间π-π作用,使未被激发的低能分子与高能分子堆叠在一起,能量的辐射跃迁（荧光）也转变为分子间的能量转移（热能交换）。对于吸收光谱,随着叶绿素浓度的上升,吸收光谱的强度也逐渐增强。橄榄油中叶绿素吸收的能量主要去向包括镁电子辐射跃迁产生荧光以及分子间热能交换两部分,而橄榄油的吸收光谱并未出现类似于聚集荧光猝灭的现象,且吸收光谱强度与掺伪浓度间存在近似线性相关的关系。结果表明：当聚集荧光猝灭出现时,叶绿素吸收的能量仍然与浓度呈线性相关,此时高、低能分子堆叠引起的热能交换效率提高。     

赤藓红荧光激发光谱突变的研究

实验测量了10,20,30,40,50和60μg·mL-1六种浓度赤藓红溶液的荧光激发光谱和吸收光谱.发现在浓度为10和20μg·mL-1时,其荧光激发光谱在530 nm处会出现一个明显的激发峰,而当溶液浓度超过30μg·mL-1后,荧光激发光谱线型会发生突变,530 nm处成为谷值位置,并在530 nm两侧出现两个新...