基于波导耦合天线阵列的SERS光谱研究

在亚波长尺度操纵光从而获得强局域电磁场是表面增强拉曼散射(SERS)研究中人们关注的重要问题。本研究分别探讨激发和发射过程对SERS增强的放大效应。以波导结构捕获入射光,在波导表面产生增强的消逝场作为激发过程,并以金属天线阵列的局域等离激元耦合发射过程。讨论了波导耦合尖锐锥状天线阵列结构的局域增强效果,该结构对4-巯基苯硼酸(4-MBA)的检测限可以达到1.0×10~(-10) mol·L~(-1)。这种波导耦合天线阵列的结构可用于检测几百纳米甚至微米尺寸的生物大分子。     

空气中O2和N2摩尔分数的拉曼散射多通道测量

开发了一套基于激光拉曼散射的多通道气体光学检测系统,应用于空气中主要组分的摩尔分数定量测量.针对性的设计了532 nm激光脉冲展宽器,能有效地避免脉冲激光在高能量状态下造成气体裂解、石英玻璃损伤等现象的发生,提高了气体拉曼散射的信噪比.在实验室环境压力和温度下,对气体样池内空气进行了长66 mm×直径1 mm激发区域同步10通道(每通道长约6.6 mm)的拉曼散射实验.得到了各通道下氧气(O2)和氮气(N2)的拉曼光谱和摩尔分数,及O2相对于N2的相对响应因子RO2.完成了26次重复性实验,每次为200个激光脉冲激发自发拉曼光谱的累加.结果表明,各通道间计算的平均的氧摩尔分数x-O2和相对于氮气的相对响应因子-RO2的标准偏差分别为0.015和0.024,但它们的平均值与10通道合并方式下的实验结果完全相同,准确率达98%,完全满足实时地并具有时空分辨力的定量测量混合气体摩尔分数的要求.该系统可满足于各种动态燃烧过程的光谱检测与分析.     

碳化聚合物点发光主体的探究

以聚丙烯酸和乙二胺为原料, 通过水热法合成了碳化聚合物点(CPDs), 利用荧光光谱、 X射线光电子能谱和时间相关单光子计数等手段对3种不同碳化温度下形成的CPDs进行表征; 采用375 nm的紫外光对200 ℃下合成的CPDs进行光漂白, 分析了CPDs漂白前后的荧光寿命以及基团的变化, 探究了该CPDs的发光机理, 确定该CPDs具有碳核态和分子态共同控制的双发光中心.     

新鲜宫颈癌组织的拉曼光谱研究

采用便携式拉曼光谱仪对新鲜宫颈癌组织、 宫颈上皮内瘤变Ⅲ级(CIN Ⅲ)组织及正常宫颈组织进行检测, 通过光谱特征峰分析比较了各组织中化学成分的差异, 归纳了3类组织的拉曼光谱特征及区别. 正常组织以脂类特征峰(817, 1127, 1176, 1450, 1769 cm^-1)为主, 而宫颈癌和宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织则以蛋白特征峰(755, 1003, 1372, 1542, 1577 cm^-1)为主. 病变组织的主要区别在于宫颈上皮内瘤变Ⅲ级组织在853和1542 cm^-1处出现了较明显的蛋白特征峰; 宫颈癌组织则含有明显的核酸特征峰(784, 1094, 1345 cm^-1). 通过特征峰归属及分析发现, 3类组织在磷酸二酯基团形成氢键的能力、 DNA的相对含量、 亚甲基的无序性、 酰胺Ⅰ带的CO变形振动及类胡萝卜素的有无等方面存在显著差异. 表明拉曼光谱可检测宫颈癌组织, 探索宫颈癌与宫颈上皮内瘤变Ⅲ级的联系与区别, 以早期诊断宫颈癌, 具有良好的临床应用潜力.     

SERS活性光纤光谱微探针研究

用真空蒸镀银岛膜和银溶胶自组装膜两种方法对光纤探针进行表面增强拉曼(SERS)活性修饰,构造了圆锥型SERS活性光纤光谱微探针.选取几个有代表性的分子作为检测样品,得到了低浓度样品的SERS光谱,对样品BVPP的检测下限达到10^-9mol/L.比较两种修饰光纤探针的检测结果可知,银溶胶自组装膜修饰更有优势.     

密度泛函理论研究4-巯基吡啶及其二聚体的结构与振动光谱

利用B3LYP/6-311++G(d, p)方法对4-巯基吡啶及其二聚体的结构和振动光谱进行了计算,对形成二聚体后在结构和光谱上的变化及作用力做了初步分析,并对光谱做了指认。结果显示,4-巯基吡啶(4MPY)的稳定结构为C_s对称性,其二聚体是由SH基团中H原子与另一个环上的N原子靠分子间氢键形成的;相对于单体来说,二聚体形成后在结构与光谱上均有一定的变化。