牛奶水溶液的偏振三维荧光光谱研究

测得由伊利、蒙牛公司生产的纯牛奶、高钙奶、高钙低脂奶的偏振三维荧光光谱,发现在激发偏振片和发射偏振片取向平行时,偏振荧光强度高于取向垂直时的值。通过一个简单的模型估算了各种牛奶样品等效荧光团的激发偶极子和发射偶极子之间的夹角,均小于40°,且高钙低脂奶对应荧光团激发偶极子和发射偶极子之间的夹角略小于纯牛奶和高钙奶。实验还发现,在激发偏振片和发射偏振片取向平行时,高钙低脂奶的偏振荧光强度明显高于纯牛奶和高钙奶,与理论计算相符。     

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。     

光系统Ⅱ荧光特性快速扫描成象光谱技术研究

本文以菠菜(Spinica oleracea L.)叶绿体中的PS颗粒复合物、CP47、CP43和LHC为材料,对其结构和功能关系进行了分析,用扫描成象光谱技术对这四种样品的光谱特性进行了研究,并通过对其荧光发射光谱图象的处理,得到它们的荧光发射光谱曲线.分析结果表明,PS颗粒复合物的荧光发射光谱中心波长在680.1nm,波段的范围较宽;CP43荧光光谱的中心波长位于680nm,并在近红外区观察到振动小峰;CP47荧光光谱的中心波长在691.3nm处;CP47和CP43在短波长区640nm和长波长区720nm附近分别出现肩峰,推测可能是样品中游离的叶绿素a和叶绿素b分子引起;LCH荧光发射光谱的峰值位于678nm,光谱范围为576nm～780nm.     

三种品牌牛奶的荧光光谱特性研究

应用FLS920P型稳态和时间分辨荧光光谱仪,对三种品牌不同脂肪含量的纯牛奶和鲜奶（共9种）进行了荧光光谱的测量。9种牛奶样品的三维荧光光谱显示,牛奶的荧光峰值波长为349 nm左右,半高宽为66 nm左右,最佳激发波长为291 nm左右,平均寿命为4.6 ns左右,实验表明9种牛奶的荧光光谱除荧光强度外基本一致。实验测得酪蛋白溶液的荧光峰值波长为344 nm,半高宽为66 nm,最佳激发波长为295 nm,荧光寿命为4.1 ns。酪蛋白的荧光峰值波长和荧光寿命与牛奶基本一致,对比牛奶中其他荧光物质后,推断牛奶的主要荧光物质为酪蛋白。进一步探究9种牛奶荧光强度的差别,对比9种牛奶最佳激发波长下的荧光发射光谱,相同品牌的全脂牛奶荧光强度明显低于脱脂牛奶。对比全脂牛奶、脱脂牛奶和离心处理的全脂牛奶归一化后的荧光光谱,离心后的全脂牛奶荧光强度介于全脂和脱脂之间,离心使得脂肪减少,散射降低,从而导致荧光强度的增强。牛奶的荧光发射全谱显示全脂牛奶的瑞利散射强度明显高于脱脂牛奶,全脂牛奶的脂肪含量高,散射强,激发光入射全脂牛奶后更多地被散射,导致全脂牛奶的瑞利散射强度高于脱脂牛奶。光透过率曲线显示全脂牛奶的透过率都低于脱脂牛奶,入射光通过全脂牛奶时,除了一部分被酪蛋白吸收以外,还有一部分因脂肪的散射而损失,透过率减小,使得全脂牛奶的透过率都低于脱脂牛奶。使用荧光光谱技术在不进行预处理的情况下对牛奶进行检测,确定了牛奶的主要荧光物质,并对全脂牛奶和脱脂牛奶荧光强度存在差别的原因进行了解释。     

乙醇-水溶液中团簇分子的基元荧光光谱研究

采用高斯分解法对236 nm的紫外光激发乙醇体积浓度为10%～95%的乙醇-水二元混合物产生的荧光光谱进行分解,得到了荧光谱线里面所包含的基元峰,发现每种浓度溶液的谱线都是由8个基元高斯峰组成的,并获得了每个基元谱线的相对强度、峰值位置数据。对这些高斯峰及相应参数进行分析,并结合乙醇-水混合物的荧光发射机理得到了各种发光团簇的相对大小以及构象信息,进一步计算了它们各自的荧光主发射跃迁能。另外,还对高斯峰半高宽与溶液中分子间缔合形态之间的联系做了初步探讨。研究结果可为进一步研究乙醇-水二元混合物的微观结构和特性提供理论和实验依据。     

宝石级蓝方石的荧光光谱

蓝色蓝方石,属于方钠石族矿物,是稀有的宝石品种,主要产自德国埃菲尔地区,具有特征的橙黄色荧光,文献中未见对其荧光光谱的记录。对20余颗该地区产出的蓝色蓝方石进行了宝石学基本性质的测量与观察,观察发现这批蓝方石具有不同程度的蓝色体色,橙黄色荧光仅在长波紫外光(365 nm)下可见,在短波紫外光(254 nm)下惰性。依靠荧光光谱仪对样品的光致发光现象进行定量描述可以得到一系列发射光谱。实验表明,发橙黄色荧光的样品中存在以566和425 nm为中心的荧光峰。其中565 nm的荧光可以被300～500 nm范围的入射光所激发,最佳激发波长397 nm,它决定了样品的荧光颜色;而350 nm荧光可以被260～325 nm范围内的紫外光所激发,最佳激发波长310 nm。397 nm激发下的高分辨率荧光发射光谱表明, 565 nm荧光峰上伴有大量阶梯状峰肩,中心分别是581, 600, 621, 642和666 nm,相邻两峰间能量差值约为0.07 eV。观察到荧光的强度与样品的蓝色深浅呈负相关,即蓝色越浅的样品橙色荧光越强,因此推测566 nm处荧光峰及后续肩峰与致色团S~-_2有关。     

83 K光系统Ⅱ核心复合物不同激发的荧光光谱学

在83 K低温下,利用稳态荧光光谱技术对光系统Ⅱ（PSⅡ）核心复合物中激发能的传递进行了研究,激励波长分别选择为436 nm,480 nm,495 nm和507 nm,得到4种波长激发下的稳态荧光光谱.经过比较发现其最大峰值所在的位置没有因激发波长的不同而发生改变,都在696 nm处,在不同激发波长下经过高斯解析获得不同的谱带.根据发射光谱与吸收光谱的对应性,反映了不同的光谱特性,说明在不同波长光的激发下,核心复合物中能量传递的途径不同.同时,可以分析出在核心复合物中,至少有Chl a670.4670,Chl a684.7,685.1683,Chl a689.0687,Chl a690.9,693.4,695.2,698.06904种Chl a组分参与了能量的传递.     

血卟啉衍生物与人血清白蛋白作用的光谱特性研究

研究了用于光动力学诊断和治疗的光敏剂血卟啉衍生物(HpD)、人血清白蛋白(HSA)及其复合物的光谱特性。HpD与HSA作用形成HSA-HpD复合物大分子,其吸收光谱主峰(402 nm)和荧光发射光谱主峰(622 nm)与纯HpD的主峰相比都红移了8 nm以上。当使用对应HSA的激发峰228和279 nm及HpD的激发峰394 nm的光源,分别激发HpD-HSA混合体系时,发现体系中的HSA与HpD的吸收对复合大分子在622 nm的荧光发射均有贡献。当使用对应HpD-HSA吸收峰的激发波长402, 502, 537和570 nm,分别对HpD-HSA体系进行激发时,发现402 nm波长对该体系的荧光激发效率最佳,且吸收次峰537和570 nm对HpD-HSA的激发效率则明显高于纯HpD水溶液体系。实验结果表明,在肿瘤的临床诊断和治疗中选择合适的激发波长和荧光接收波长时,应考虑HpD与体内的特征蛋白结合后发生的光谱红移。该研究结果同时预示,当选用穿透能力较强的长波吸收次峰对肿瘤组织进行激发时,其激发效率应高于体外该波长激发单纯HpD水溶液体系的效率。     

甲磺酸帕珠沙星荧光光谱特性研究及应用

研究了低浓度甲磺酸帕珠沙星水溶液的最佳激发波长,荧光光谱和同步共振光谱,不同实验条件对其荧光强度的影响。结果显示,甲磺酸帕珠沙星溶液在407nm出现明显的荧光峰,在375nm出现共振荧光峰,最佳激发波长为285nm。随浓度增加,407nm处的荧光强度线性增强,当浓度增至6×10~(-4)mol/L后,发生荧光猝灭,荧光强度线性减弱。不同的表面活性剂对甲磺酸帕珠沙星水溶液荧光强度有增强或猝灭作用。在pH为9.18硼砂的缓冲溶液中,甲磺酸帕珠沙星水溶液荧光强度最强。利用其荧光光谱特性,测定样品中甲磺酸帕珠沙星,结果满意。     

捕光天线LHCⅡ的荧光光谱特性研究

采用稳态荧光光谱技术在低温83 K下用波长为436 nm和507 nm的连续光激发对LHCⅡ进行研究,得到两种波长光激发下LHCⅡ的荧光光谱,并采用高斯组分光谱解析的方法,分别解析出四个谱带,结合吸收光谱和发射光谱分析,认为各自其中两个反映了两种光谱特性：Chl a683.6680/681、Chl a694.0690.0和Chl a/b671.4670.0和Chl a683.8680/681,其余两个长波长组分可能是Chl a分子主发射峰的振动副带.另外还将两种波长光激发下得到的荧光光谱特性做了比较,436 nm光激发下LHCⅡ发出的荧光强度要高于507 nm光的激发,这是由于接收436 nm光的Chl a分子数目多于接收507 nm光的类胡萝卜素分子,且436 nm下Chl a的吸收率也大于507 nm下类胡萝卜素的.从峰值上看,436 nm较507 nm光激励下的荧光光谱峰值产生红移,表明在不同波长光激励下,色素分子之间的能量传递途径是不同的.     

基于偏最小二乘回归的荧光粉涂覆型白光LED的光谱预测研究

为了更便捷高效地对荧光粉涂覆型白光LED的发光光谱进行预测,利用GaN蓝光LED芯片与杭州萤鹤光电材料有限公司的YH-S525M绿色荧光粉和YH-C640E红色荧光粉进行实验样品的制备。分别测量其单色荧光光谱,测得蓝光芯片的发射峰波长为453 nm,选用的红色和绿色荧光粉的发射峰波长分别为631和526 nm。制备红色和绿色荧光粉通过AB胶混合并涂覆于蓝光芯片上的LED实验样品,红粉/绿粉质量比设置为1∶3,1.2∶3,1.4∶3,1.6∶3,1.8∶3,2∶3,红粉混胶后的浓度为7%,9%,11%,13%,15%,17%。每组质量比和混胶浓度条件下的样品制备3~5份,利用杭州远方色谱有限公司的HAAS-2000高精度快速光谱辐射计测试样品的发光光谱,并进行蓝峰归一化处理得到共36组光谱数据。将白光光谱视为蓝色,绿色和红色三种单色荧光光谱的线性叠加,蓝色和红色峰项直接选用对应的发射谱,而绿色峰项选用两个高斯线型方程拟合,系数均由强度决定。通过循环搜索算法,分别计算36组实验条件下的模型参数最优值,对拟合结果进行优度检验,R2的范围为99.33%~99.88%。然后运用偏最小二乘回归方法建立荧光粉质量比和浓度与模型参数间的回归方程,最终得到一种能够精确预测两种荧光粉混合涂覆的白光LED发光光谱的新方法。用一组新制备的样品测得的光谱功率分布进行预测效果检验,得到的预测光谱相对于实测光谱的拟合优度为99.62%,证明该方法的预测效果良好。该研究建立的预测模型从该类型的白光LED的发光机理出发,分析发光时两种荧光粉之间的相互作用,并引入绿色荧光谱线的展宽效应,更加简单有效地建立起两种荧光粉的质量比和混胶浓度与白光光谱间的数学关系。该方法具有更好的普适性,为荧光粉涂覆型LED的光源参数优化提供了一种新的思路。     

2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的光谱特性

合成了一种新型的蓝光发射材料2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙,并利用红外光谱、X射线衍射谱、DSC热分析、UV-vis吸收谱、荧光激发光谱和荧光发射光谱研究了其结构、晶态、热稳定性以及光学特性,分析了它的能态结构和发光机理。结果表明,2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的热稳定性较高,是一种多晶粉末发光材料,禁带宽度2.93eV,在紫外光的激发下,固态荧光发射峰在449.7nm处,在乙醇溶液体系中的荧光发射峰在491nm处,均为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,其荧光发射主要来源于长波吸收带,最大波长吸收带对荧光发射贡献最大。     

叶绿体延迟荧光中730nm成分产生机理的光谱学研究

叶绿体685 nm延迟荧光成分被认为源于PSⅡ作用中心的电荷复合。利用多种光谱学测量手段研究了叶绿体延迟荧光光谱中730 nm峰的产生机制。不同浓度下叶绿体延迟荧光光谱实验结果表明：初始随浓度的增加,延迟荧光光谱中685和730 nm成分强度均增强;当浓度增加到7.8 μg·mL-1时,685 nm成分强度达最大,730 nm成分强度继续上升;当浓度增加到31.2 μg·mL-1时,延迟荧光光谱中730 nm成分强度达最大,而685 nm成分已明显下降。吸收光谱实验结果表明：A₆₈₅/A₇₃₀在叶绿体浓度增加的过程中几乎不变。叶绿体730 nm荧光成分的激发光谱实验结果表明：685 nm光对730 nm荧光有较高的激发效率。上述实验结果表明叶绿体延迟荧光光谱中730 nm峰是由PSⅡ所发685 nm成分激发PSⅠ所产生的荧光。同一浓度下叶绿体延迟荧光光谱波形随延迟时间(1～9 s)的不变性进一步证明了这一结论。     

肝、肝癌及肝纤维细胞的荧光光谱及其荧光饱和强度分析

对肝细胞及肝病变细胞进行荧光光谱特性研究,能为早期筛查与攻克肝癌提供光谱学依据。实验目的包括,通过光谱实验获得细胞特异性荧光光谱;结合流式细胞仪获得最大饱和荧光强度与细胞直径的相关性。实验过程,首先使用荧光光谱仪来检测肝细胞、肝纤维细胞以及两种肝癌细胞;采用去拉曼散射的方法消除背景噪声,获得五种浓度下细胞荧光光谱;其次,使用流式细胞仪检测四种细胞直径的大小,根据双参数散点图分析四种细胞的直径特点;最后,利用高斯多峰拟合对比光谱差异,并且分析细胞直径对荧光饱和强度变化趋势的影响,得出细胞大小对荧光饱和强度非线性拟合曲线的影响规律。光谱实验发现,在550~750 nm之间,肝细胞存在两个特异性荧光峰,第一个峰值位于592 nm处,第二个峰位于682 nm处,且前者明显高于后者;肝癌,肝纤维细胞除具备与肝细胞相同位置的两个峰外,在726 nm处出现第三个特异性荧光峰,并在592 nm处获得最大激发光强,在726 nm处的荧光峰高于在682 nm处的第二个荧光峰;结合高斯多峰拟合法对峰值和各峰位置,以及峰型展宽进行分析。肝癌细胞和肝纤维细胞三个峰的展宽基本相同,正常肝细胞最大激发峰展宽略小于另三种细胞,但是682 nm处的小峰展宽略大于病变细胞;流式细胞仪实验结果显示,肝癌细胞直径大于肝纤维细胞大于肝细胞,同种浓度下荧光强度也是肝癌细胞高于肝纤维细胞高于肝细胞;利用非线性曲线拟合细胞最大荧光强度随浓度变化曲线,根据曲线斜率的变化规律,发现四种细胞的最大荧光强度会随着细胞浓度增大而增强,但是逐渐呈现荧光饱和状态。随着细胞直径增加,最大荧光强度饱和趋势更为明显,单个细胞自激发效率降低。结果显示,将细胞形态学与光谱学有机的融合,结合两种分析方式,能提高细胞判断的准确性和有效性。通过对肝细胞、肝癌细胞以及肝纤维细胞的荧光光谱特性进行研究,并结合细胞直径分析荧光饱和变化趋势,能够为肝病变细胞的研究提供一定的光谱学依据。     

Implementation of a novel low‐noise InGaAs detector enabling rapid near‐infrared multichannel Raman spectroscopy of pigmented biological samples

Pigmented tissues are inaccessible to Raman spectroscopy using visible laser light because of the high level of laser‐induced tissue fluorescence. The fluorescence contribution to the acquired Raman signal can be reduced by using an excitation wavelength in the near infrared range around 1000 nm. This will shift the Raman spectrum above 1100 nm, which is the principal upper detection limit for silicon‐based CCD detectors. For wavelengths above 1100 nm indium gallium arsenide detectors can be used. However, InGaAs detectors have not yet demonstrated satisfactory noise level characteristics for demanding Raman applications. We have tested and implemented for the first time a novel sensitive InGaAs imaging camera with extremely low readout noise for multichannel Raman spectroscopy in the short‐wave infrared (SWIR) region. The effective readout noise of two electrons is comparable to that of high quality CCDs and two orders of magnitude lower than that of other commercially available InGaAs detector arrays. With an in‐house built Raman system we demonstrate detection of shot‐noise limited high quality Raman spectra of pigmented samples in the high wavenumber region, whereas a more traditional excitation laser wavelength (671 nm) could not generate a useful Raman signal because of high fluorescence. Our Raman instrument makes it possible to substantially decrease fluorescence background and to obtain high quality Raman spectra from pigmented biological samples in integration times well below 20 s. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

常见翡翠的三维荧光光谱特征研究

翡翠为一种珍贵的玉石。不同品级的翡翠价值差异巨大,翡翠经充填、染色等处理以提高外观质量,并冒充天然翡翠。鉴别翡翠就显得非常必要。全面收集了市场上常见的A,B,C,不同颜色B+C货翡翠样品,在常规宝石学特征描述的基础上, 进行了三维荧光光谱测试。三维荧光光谱技术是近年发展起来的一门新的荧光分析技术,该技术在宝石学方面还未得到广泛应用。目前主要依赖红外光谱对经充胶处理的宝石进行无损检测,其测试结果会受到样品表面抛光程度及样品透明度的影响,三维荧光光谱技术对样品抛光程度及透明度要求不高,在一定程度上能避免红外光谱由于抛光程度、透明度对测试结果的影响,采用三维荧光光谱技术对市场上不同处理类型翡翠样品的三维荧光光谱特征进行分析, 结果显示：除A货翡翠没有荧光反应外, B货翡翠荧光中心多集中在380 nm(λ_ex)/440 nm(λ_em),在长波紫外灯下具有中强蓝白色荧光。C货翡翠荧光中心集中在365 nm(λ_ex)/443 nm(λ_em),在长波紫外光下呈弱紫色荧光,B+C紫色翡翠荧光中心集中在365(λ_ex)/443 nm(λ_em), 长波紫外光下具有蓝紫色荧光。B+C绿色翡翠荧光峰值主要集中在290(λ_ex)/308 nm(λ_em),短波紫外光下具有弱蓝白色荧光。B+C黄色翡翠荧光峰值集中在335(λ_ex)/377 nm(λ_em), 长波紫外光下具有弱绿色荧光。B+C红色翡翠荧光峰值为290(λ_ex)/308 nm(λ_em),长波紫外光下具有弱绿色荧光。在255 nm激发光源下时,不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-蓝区域,发光中心波长呈B+C绿色翡翠>B货翡翠>C货翡翠,在365 nm的激发光源下,翡翠样品的荧光明显强于短波,不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-绿区域,发光中心波长呈B+C黄色翡翠>B+C绿色翡翠>B+C紫色翡翠>C货翡翠>B货翡翠的大小关系。三维荧光光谱有助于表征树脂,有机染料及金属染剂, 它能快速有效鉴别不同方法处理的翡翠类型。     

荧光光谱法检测中药茯苓中的异丙威

利用分子荧光光谱,对异丙威溶液用三维荧光方法进行检测,建立了用异丙威的256nm/290nm荧光峰进行检测的实验方法。结果表明,该方法在高浓度和低浓度都具有较好的稳定性,在9.75×10-3—4.875×10-2mg/mL范围内线性相关系数为0.9970;在1.95×10-5—1.95×10-4mg/mL范围内线性相关系数为0.9955;且具有重现性好,检出限低,方法快速等优点。