癫痫大鼠海马神经元生化分子的同步辐射显微红外光谱成像研究

癫痫是影响所有年龄段的慢性脑功能障碍,主要特征为整个或局部脑区神经元异常同步化高频群集动作电位发放。利用神经毒素海人藻酸（KA）立体定位注射入大鼠海马,诱导大鼠产生癫痫持续状态,建立颞叶癫痫大鼠模型。应用同步辐射显微光谱和同步辐射显微光谱成像分析癫痫持续状态发作后24小时的颞叶癫痫大鼠海马角（CA）1区神经元生物化学分子的胞内浓度和分布是否改变。结果显示反映蛋白质二级结构的酰胺Ⅰ在1 655 cm-1的振动频率和属于脂类功能集团的2 800～3 000 cm-1振动频率,在正常对照大鼠海马CA1神经元胞体内呈高浓度分布,但在癫痫大鼠海马CA1神经元胞体,反映蛋白质二级内呈低浓度分布,并且以细胞核分布浓度最低,但在神经元胞体外围分布浓度相对较高。属于核酸集团的1 055～1 054 cm-1 PO₂反对称拉伸振动在正常和癫痫大鼠海马CA1神经元胞体内分布趋势没有差异,都在胞体内呈高浓度分布,尤其在细胞核分布浓度最高。对属于酰胺Ⅰ的吸收频率进行二级导数分析显示癫痫海马神经元的酰胺Ⅰ相对于正常对照多出1个1 653 cm-1附近的负峰。以上结果提示在发生癫痫持续发作后海马神经元生物化学分子的细胞分布会出现变化。     

鼻咽癌患者指甲的红外光谱研究

利用傅里叶红外光谱研究了20例正常人和3例鼻咽癌患者手指甲的红外光谱,结果表明：癌指甲样品与正常指甲样品的红外光谱在峰形、峰强度、峰频率等方面均存在明显差异;它们的最大区别是：酰氨Ⅱ带峰形的变化,δ_s(CH₃)峰的消失,以及874.0 cm-1附近有无吸收峰。还着重研究了磷酸二酯基团的对称和反对称伸缩振动;以及C—O基团伸缩振动峰的变化。并从蛋白质、核酸氢键的角度以及膜脂碳氢链排列及构像变化角度等方面分析了发生变化的原因。磷酸二酯基团的对称伸缩振动峰呈现有规律的变化, 即癌样品由1 080.0位移到1 077.6 cm-1, 反对称伸缩振动由1 239.4位移到1 238.4 cm-1, 表明指甲核酸分子内磷酸二酯键骨架的结构发生了改变。另外, 膜脂分子中的CH₂弯曲振动 δ(CH₂)的波数也有些改变, 即癌样品由1 453.1位移到1 453.7 cm-1。而且,峰的强度也有所增强, 说明癌患者指甲的膜脂中亚甲基链的无序状态较正常人的大。     

炸药爆轰合成纳米金刚石的拉曼光谱和红外光谱研究

用负氧平衡炸药爆轰法合成纳米金刚石,并用粉末X射线衍射(XRD)仪、激光Raman光谱仪和红外光谱仪等分析仪器对其结构进行表征。XRD结果表明,纳米金刚石为立方结构,由于其内部结构的高密度缺陷、杂质原子的夹杂使谱线偏离,晶格常数比静压合成的大颗粒金刚石大0.72%。由于金刚石晶粒细小,Raman光谱特征峰产生宽化,并且向小波数方向偏移了3 cm-1,此外在纳米金刚石中还含有极少量的石墨。红外光谱测试结果中,3 422 cm-1吸收峰为O—H伸缩振动峰;在1 634 cm-1出现了H₂O的弯曲振动峰,表明在纳米金刚石样品粉末中含有水分;2 930和2 857 cm-1是CH₂的反对称和对称伸缩振动吸收峰;2 971 cm-1是CH₃的反对称伸缩振动吸收峰,说明样品中存在极少量的碳氢化合物;1 788 cm-1吸收峰为CO伸缩振动吸收峰。文章从纳米金刚石的生成机理上分析了产生这些峰位的原因,结果表明纳米金刚石属于Ⅰ型金刚石,在它之中含有ⅠaA型和Ⅰb型金刚石,ⅠaA型金刚石的含量比Ⅰb型金刚石多。     

人乳腺癌组织的特征红外光谱研究

应用傅里叶变换红外光谱对２０例人乳腺病理样品进行了分析。实验发现,乳腺癌组织与乳腺良性病变组织之间有较大的红外光谱差异。与乳腺良性病变组织比较,乳腺癌组织的红外光谱中磷酸二酯基团反对称伸缩振动向短波方向位移了２ｃｍ＾－１,其对称伸缩振动向短波方向位移了３ｃｍ＾－１,Ｃ－Ｏ伸缩振动吸收Ａ１１７３／Ａ１１６３比值增加,Ａ１０２５／Ａ１０８２比值下降;ＣＨ３的反对称及对称伸缩振动减弱,ＣＨ２的对称及反对     

同步辐射显微红外光谱研究6-OHDA诱导帕金森病细胞模型

神经毒素6-hydroxydopamine (6-OHDA)处理的人神经瘤母细胞系SH-SY5Y是一种经典的帕金森病细胞模型。利用同步辐射红外显微光谱研究6-OHDA处理的SH-SY5Y细胞系的生物化学成分。与正常细胞相比较,所含磷脂的平均饱和水平显著提高,蛋白质的二级结构发生显著变化,其中的β-sheet的比例明显增高,核酸的含量明显下降,提示神经毒素6-OHDA对细胞造成了严重的氧化损伤。同步辐射红外显微光谱能够精确有效的检测到细胞生化成分的改变,从而对细胞的病理损伤进行评估。     

肺癌患者及正常人指甲的红外光谱比较研究

用傅立叶变换红外光谱研究了6例肺癌患者和16例正常人手指甲的红外光谱.结果表明,它们在峰形,峰频率,峰强等方面均有差异:在3315cm-1处蛋白质酰胺A带N-H峰向低波数频移,而在3061cm-1处蛋白质酰胺B带N-H峰向高波数频移;在1539cm-1处蛋白质酰胺I带和1396cm-1处角蛋白脂质CH3弯曲振动向低波数频移;CH2和CH3的相对吸收强度比值A2848/A2872和A2918/A2956在肺癌患者指甲中要小于正常人指甲;在1072cm-1处核酸分子磷酸二酯基团PO-2的对称伸缩振动的相对吸收强度明显高于正常人指甲;在1041cm-1处糖原C-O的伸缩和弯曲振动峰向高波数频移了约6cm-1.     

胃癌组织与正常组织样品FTIR研究

用傅里叶变换红外光谱仪研究胃癌组织及相应正常组织的红外光谱。结果表明癌组织样品与正常组织样品的红外光谱在峰形、峰强度、峰频率等方面均存在明显差异。讨论了磷酸二酯基团（PO2^-）的对称和反对称伸缩振动;CH3、CH2基团的伸缩及弯曲振动;C－O基团伸缩振动峰的变化。并从蛋白质、核酸氢键的角度以及膜脂碳氢链排列及构象变化角度分析了发生变化的原因。磷酸二酯基团（PO2^-）的对称伸缩振动vs,PO2^-呈现有规律性变化,即癌化后由平均1080．92cm^-1向高波数方向位移到平均1085．93cm^-1处,反对称伸缩振动vas,PO2^-由平均位于1239．64cm^-1位移到平均位于1238．73cm^-1处,表面核酸骨架上磷酸二酯基团中的氧原子形成氢键的程度加强了。另外膜脂分子中的CH2弯曲振动δCH2也呈有规律地向高波数方向移动,癌化后由平均位于1455．23cm^-1位移到1457．37cm^-1处,表面了膜脂双分子层结构中磷脂分子CH2链无序程度加大了。细胞蛋白的C－O伸缩振动谱带VC-0由平均位于1166．08cm^-1位移到平均位于1166．58cm^-1,表明癌化后细胞蛋白的C－O基团氢键的程度下降的。     

傅里叶变换红外光谱应用于乳腺癌临床诊断的探索

应用了ATR探头测定了10例正常乳腺组织块和8例乳腺癌组织块的傅里叶变换红外(FTIR)光谱,用统计学的方法详细比较了乳腺癌组织与正常乳腺组织的13条谱带的19个红外光谱指标的差异。结果表明：乳腺癌组织的红外光谱中与蛋白质、脂类、碳水化合物和核酸相关的谱带同正常乳腺组织之间存在明显的差异：(1)N—H的相对强度明显增高,蛋白质酰胺Ⅰ带显著红移。(2)—CH₂基团的对称伸缩振动和反对称伸缩振动以及CO的伸缩振动明显减少;(—CH₂)_n变角振动的相对强度降低。(3)1 160 cm-1谱带与1 120 cm-1谱带的相对强度明显降低。(4)1 080 cm-1谱带红移。这些差异是应用红外光谱诊断乳腺癌的基础。FTIR光谱在乳腺癌的临床诊断和治疗方面有着十分美好的前景。     

H2SiCl2分子Si-H振动"基座"SiCl2的有效质量

用傅立叶变换光谱仪和激光腔内吸收光谱仪记录了H2 SiCl2 分子 2 0 0 0～ 90 0 0和 12 0 0 0～ 12 90 0cm-1的红外吸收光谱 .依据局域模理论的非谐性耦合非谐振子 (ACAO)模型 ,分析并拟合了Si-H的对称伸缩振动和反对称伸缩振动 ,得到描述Si-H伸缩振动的Morse离解能De、Morse振子参数α和键振子势能耦合系数frr′.分析中忽略了SiCl2 “基座”对Si-H伸缩振动的影响 ,拟合结果与实验值符合的很好 ,拟合方差小于 1cm-1,表明这一近似是可取的 .分析拟合结果表明 ,Si-H振动时“基座”SiCl2 的有效质量为 75 .     

Vibrational Spectra and Adsorption of Trisiloxane Superspreading Surfactant at Air/Water Interface Studied with Sum Frequency Generation Vibrational Spectroscopy

使用界面和频振动光谱(SFG-VS)测量了空气/水界面三甲基硅烷表面活性剂Silwet L-77的C-H伸缩振动光谱．这些光谱峰主要是在2905 cm-1附近属于-Si-CH3基团的对称伸缩(SS)振动,在2957 cm-1的主要是-Si-CH3基团反对称伸缩(AS)振动,以及明显较弱的在2880 cm-1附近的属于-O-CH2-基团的对称伸缩(SS)振动．通过比较低于和高于临界聚集或胶束浓度(CAC)的SFG-VS偏振光谱显示Silwet L-77分子的C-H基团取向在不同的界面密度下变化很小．SFG-VS测量的吸附等温线表明Silwet L-77分子在空气/水界面没有形成所谓的双层结构的迹象．Silwet L-77分子在空气/水界面的Gibbs吸附自由能为-42.2±0.8 kJ/mol,表明该分子具有很强的表面吸附能力．     

台湾蓝玉髓的振动光谱表征

蓝玉髓是中国台湾所产的名贵宝石之一,素有"台湾蓝宝"的美誉.文章通过红外吸收光谱和激光拉曼光谱,对不同颜色及质地的台湾蓝玉髓的振动光谱特征进行了研究.结果表明,台湾蓝玉髓均显示典型的石英质玉石的振动光谱特征.其红外吸收光谱主要表现为:1 250～1 110 cm-1为最强吸收区,属Si-O非对称伸缩振动,800～600 cm-1间中等强度的吸收窄带,由Si-O-Si对称伸缩振动致,Si-O弯曲振动位于600～300 cm-1内.台湾蓝玉髓样品的激光拉曼光谱散射峰主要分布在499 cm-1,464 cm-1和214～208cm-1处,分别归属为"Moganite"石英中的Si-O对称弯曲振动、Si-O弯曲振动和[SiO4]的旋转振动或平移振动.     

Intraneuronal investigations of organic components and trace elements with the use of synchrotron radiation

Three techniques based on synchrotron radiation microbeam analysis were applied to biochemical investigations of human central nervous system (CNS) tissue. Thin tissue slices representing Parkinson's disease (PD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and control cases were studied. Synchrotron radiation microbeam x‐ray fluorescence (micro‐SRXRF) was applied to the analysis of the elemental distribution inside single nerve cells. Investigation of copper oxidation state was performed with the use of micro x‐ray absorption near‐edge structure spectroscopy (micro‐XANES). Moreover, the organic components of the tissues were analyzed by means of synchrotron radiation Fourier transform infrared microspectroscopy (SR‐FTIRM). Topographic differences in elemental composition were observed for the nerve cell body. Higher levels of Fe, Zn and Ca were found for the neurons of PD cases in comparison with the control group. The IR spectra measured in neurons of PD, ALS and control cases showed differences in absorption bands associated with characteristic groups of selected biological molecules. Additionally, results of SR‐FTIRM measurements indicated inhomogeneous accumulation of the main organic components in PD nerve cells, in contrast to the control cases. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

用同位素替代方法识别化合物ABPO_5(A=Ca,Sr,Ba)的内振动模

用同位素替代方法识别化合物ＡＢＰＯ５（Ａ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）的内振动模张昊施颖朱恪刘玉龙刘竟青赵铁男梁敬魁（中国科学院物理研究所北京１０００８０）ＶｉｂｒａｔｉｏｎａｌＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙＳｔｕｄｉｅｓｏｆＩｎｔｅｒｎａｌＭｏｄｅｓｏｆＳｔｉｌｗ...     

Vibrational features of confined water in nanoporous TiO_2 by Raman spectra

Raman spectra of confined water adsorbed in nanoporous TiO_2 are obtained in experiment. TiO_2 samples with different pore diameters under different humidity conditions are investigated. The results indicate that the symmetric vibrational mode of water molecule is destroyed when relative humidity decreases. This indicates that the interaction between water molecules and surface of TiO_2 becomes stronger when the distance between water molecules and surface turns smaller, and the interaction plays a major role in depressing the symmetric vibrational peak. The spectra of confined water in TiO_2 and Vycor are compared. When filling fractions are the same, their spectra show distinctions no matter whether they are in partial filling condition or in full filling condition. The spectra of HDO confined in TiO_2 with different filling fractions are compared with each other. There is no clear distinction among their vibrational peaks, and the peaks mainly relate to asymmetric vibration. Therefore, the interaction between water molecules and the wall of pore decouples the symmetric vibrational mode only, and the influences on asymmetric vibrational mode show little differences among different filling fractions.     

Study of the vibrational states of nanocrystalline carbon by diffuse reflection spectroscopy

The possibility of performing a quantitative analysis of vibrational states of nanocrystalline carbon has been explored by using the spectroscopic method of diffuse IR reflection. An expression derived from the Kubelka-Munk relation has been proposed and employed to investigate the effect of the original parameters of a sample (absorber concentration, sample dispersion, radiation frequency, scattering factors) on the characteristic features of IR spectra. The IR absorption bands observed in the diffuse reflection spectrum of pyrographite were assigned.     

Vibrational Spectra, DFT Calculations, and Assignments of the syn and the gauche Forms of Vinylphosphine

Infrared spectra (3500-600 cm(-1)) of vinylphosphine and its P-dideuterated derivative in the gas phase were recorded at 1 cm(-1) resolution. Both the infrared absorption bands of the syn and gauche conformers of the vinylphosphine were observed and assigned. The assignment was based on density functional theory calculations performed at the B3LYP/6-311G(d) level. The agreement between calculated and observed frequencies for both CH(2)&dbond;CHPH(2) and CH(2)&dbond;CHPD(2) was fairly good. The integrated intensities of isolated and overlapping vibrational bands were determined experimentally. Copyright 2001 Academic Press.     

3-氨基-2,5-二氯苯甲酸振动光谱的密度泛函研究

为了本质地把握3-氨基-2,5-二氯苯甲酸(3A2,5DBA)的振动光谱和结构间的关系,在HF和B3LYP水平上利用6-311G(d,p)基组对3A2,5DBA进行了结构优化和振动频率的计算,得到了3A2,5DBA的结构信息和全部45个简正振动模式.通过与苯甲酸的结构参数以及相关文献数据的对比,发现B3LYP/6-311G(d,p)方法较HF/6-311G(d,p)方法能给出更加合理的结果.考虑到计算模拟分子和实验测量样品间的差异,对计算所得到的频率进行了合理的标度修正.在B3LYP/6-311G(d,p)方法下,对波数小于800cm-1的振动频率,标度因子取1.001 3,而波数大于800 cm-1的标度因子取0.961 3.借助Gaussian View程序包对所计算得到的振动模式进行了高精度指认,对3A2,5DBA的主要官能团及取代基团进行了振动分析.通过和实验测量的FTIR数据的比对,发现经标度修正后的计算结果和实验测量符合的很好.同时结合相关的文献报道,表明所做的振动指认和振动分析是合理的.     

1,1'联萘-2,2'-二胺拉曼和红外光谱的实验和DFT计算研究

实验测量了1,1''-联萘-2,2''-二胺（BINAM）的红外吸收光谱、可见光激发普通拉曼光谱、紫外共振拉曼光谱.用电子密度泛函方法计算了BINAM的基态几何构型、振动频率、普通拉曼和近共振拉曼强度.通过实验和理论计算对比,对所得红外和拉曼提出了详细的指认,并且分析了各振动模式的特征.BINAM的紫外共振拉曼光谱与普通拉曼光谱相比较,发现有若干拉曼谱带出现了选择性共振增强.基于共振拉曼强度分析,讨论了BINAM可能的激发态几何结构的变形.     

云南楚雄新发现粘土矿中主要矿物组成分析

为了分析云南楚雄新发现粘土矿中主要矿物组成,确定其主要矿物是否是凹凸棒石粘土,对其五种样品进行了红外光谱与X射线荧光光谱的测试与研究。结果发现,3 437 cm-1处的吸收带是凹凸棒石粘土中的结晶水的羟基振动引起的,3 621和3 651 cm-1处的吸收带是与凹凸棒石粘土孔道边缘的Mg, Al八面体相连的结构水的羟基的对称和不对称伸缩振动产生的;3 699 cm-1处的吸收峰是与结构内部的四面体结构和八面体之间的Mg,Al相连羟基的伸缩振动;1 633 cm-1处的吸收峰是结构水与吸收水羟基弯曲振动的吸收峰;1 010 cm-1处的吸收带是共价键Si-O-Al的Si-O键的特征峰,913 cm-1处的吸收带是二八面体的羟基(Al₂OH)的变形振动的特征吸收峰。表明：粘土矿的五种样品均含有较高凹凸棒石粘土成分;三种黑色样品的中红外光谱与谱库中凹凸棒石粘土谱图比对的相似度在93%以上,三种黑色样品含凹凸棒石粘土成分很高,五种粘土矿样品的主要矿物均是分子式为Al₅Si₈O₂₀(OH₂)₄·4H₂O的凹凸棒石粘土粘土矿样品的凹凸棒粘土的。