基于紫外吸收光谱的癌细胞模型研究

细胞周期是生命起源最基本也最重要的过程,是细胞全部生理过程的综合体现,文章从紫外吸收光谱随其细胞周期的变化入手,以一种简单且能准确反映癌细胞的生长变化过程的方式建模。通过人工诱导细胞同步化方法对子宫颈癌细胞进行处理,获取了处于G1期、S期、G2期和M期的同步化细胞样品,通过测量这些样品的紫外-可见光光谱,对不同周期细胞紫外-可见光光谱的吸光度随细胞周期中芳香族氨基酸、蛋白质及核酸等物质的变化规律进行了分析。根据细胞周期中不同阶段样品对应紫外-可见光光谱在204和260 nm处的吸光度和时间点的关系,利用分段线性回归法建立了子宫颈癌细胞紫外吸收光谱模型。可对细胞周期进行判断,为对细胞周期进行分析研究提供了新的依据,也为细胞建模提供了新思路。     

基于紫外吸收光谱的酚类衍生物含量检测研究

研究了水溶液条件下苯酚及其酚类衍生物的紫外吸收光谱。2位、3位和4位引入取代基可使酚类化合物的最大吸收波长λ_max发生红移,摩尔消光系数ε_max明显提高。不同取代位置对λ_max和ε_max的影响程度不同。与2位和3位相比,4位取代能使最大吸收波长λ_max发生较大红移,摩尔消光系数ε_max增加较大,这是因为4位取代基能与苯环形成更多共轭结构的缘故。对硝基酚的λ_max和ε_max的特性研究表明—NO₂是酚类化合物较好的助色基。由此,建立了快速测定酚类化合物含量的紫外分光光度法,并选择测定了ε_max>10 000的四种酚类化合物在土壤中的吸附率。结果显示,酚类化合物在质地粘重的土壤中吸附率较大;高浓度的无机盐溶液能够提高酚类化合物在土壤中的吸附率。     

鸡粪堆肥水溶性有机物特征紫外吸收光谱研究

采用紫外-可见吸收光谱,对不同堆肥时期样品中水溶性有机物(DOM)的特征吸收参数进行了研究。结果显示,堆肥进行时样品DOM中的非腐殖质物质不断转化为腐殖质类物质,并且腐殖质物质的芳构化及分子量增加,腐殖化程度加大,同时苯环结构上的脂肪链降解成羰基、羧基等官能团。相关性分析显示,相同DOM浓度(DOC)样品在254与280nm的吸收值SUVA254,SUVA280,226～400nm吸光度的积分A226～400两两间均达到极显著正相关,与DOC均显著负相关,但以A226～400与DOC相关性最高;253和203nm吸光度比值E253/E203与SUVA254,SUVA280及A226～400均达到显著相关,但与DOC的相关性不如后三者;250和365nm吸光度比值E250/E365及465和665nm吸光度比值E465/E665与其他参数均不相关。分析结果表明,随着堆肥的进行DOM稳定度增加,对重金属配位能力增强;在所研究的紫外-可见光谱吸收参数中,A226～400最能反映堆肥腐熟度变化。     

基于血清紫外-可见吸收光谱的胆固醇含量研究

将血清紫外-可见吸收光谱与神经网络理论结合用于血液中胆固醇含量的分析。研究表明,在350～600 nm波段范围内, 吸收光谱具有以下几个特征：(1)不论胆固醇含量如何,在416 nm处均有一个较强的吸收峰;(2)在波段450～500 nm之间有一肩峰, 其中心波长位于460 nm处; (3)在578 nm处还有一个较弱的峰;(4)不同胆固醇含量的吸收光谱的形状是明显不同的。血清吸收光谱是胆固醇等多种组分光谱叠加的结果, 416 nm处的吸光度与胆固醇含量之间无明显相关性,呈现出一种随机的关系, 因此不能由416 nm处的吸光度来确定胆固醇的含量是否异常。基于波段455～475 nm范围内血清的吸光度与胆固醇含量有明显的相关性,文章构建了血清吸收光谱与胆固醇含量之间关系的神经网络模型。     

紫外吸收光谱法研究硝酸盐溶液

分析硝酸盐溶液的紫外吸收光谱,对于人类健康、环境治理等问题具有重要意义。水中氮含量超过一定标准,会造成水体富营养化,引起水体污染,水质开始恶化,并伴有腥臭味,对人体健康非常不利。实验表明,硝酸盐溶液的紫外吸收光谱谱线在200—240nm内具有明显的吸收峰,浓度处于1—7mg/L之间,吸光度正比于溶液浓度。在200—240nm范围内确定了线性程度最好的波长点为220nm。经过一元线性回归建模,获得220nm处的回归直线关系式,它的相关系数为0.9974,回归系数的标准误差分别为0.022307和0.005152。整个结果为水中氮测定及其特性研究、光电检测提供了科学参考。     

基于紫外吸收光谱的血浆泄漏监测系统的研究

介绍了血液体外循环治疗仪工作原理. 对含不同浓度血浆的血液体外循环治疗仪废弃液进行了紫外吸收光谱的实验研究, 发现此混合液在278 nm左右存在明显的吸收峰. 在血浆紫外吸收光谱的实验基础上, 开发出了与血液体外循环治疗仪配套的血浆泄漏监测系统. 血浆浓度在0~0.06 ml/ml连续变化的废弃液的监测实验结果表明此系统具有较高的灵敏度. 在血浆浓度为0 ml/ml、0.015 ml/ml、0.03 ml/ml时的连续监测实验结果显示此系统具有良好的稳定性. 结论表明基于紫外吸收光谱的血浆泄漏监测系统用于血液体外循环治疗仪治疗过程中的血浆泄漏监测是完全可靠的.     

基于PSO-PLS混合算法的水体COD紫外吸收光谱检测研究

化学需氧量（COD）是反映水体受有机物污染程度的重要指标。紫外吸收光谱法是目前水体COD检测研究中应用最为广泛的方法,具有样品无需预处理,成本低,无污染,测定速度快等优点。但是,原始光谱数据维数高,光谱信息中包含大量冗余变量,直接将全光谱数据进行建模存在精度低,计算复杂等问题。针对紫外吸收光谱全光谱建模精度低,光谱数据存在大量共线性的问题,提出了一种基于粒子群算法（PSO）结合偏最小二乘（PLS）优选特征波长建立预测模型的方法,以提高紫外吸收光谱预测模型的精度和适用性,简化模型。利用搭建的紫外吸收光谱装置,采集29份不同浓度的COD标准溶液的紫外光谱数据,每份标准溶液采集5次取平均值并对其进行平滑处理,减少仪器和环境带来的误差。考虑到标准溶液在200～310 nm的光谱范围内存在吸收,故选取该波段范围内246个波长点作为建模数据,每个波长点下的吸光度数据作为一个粒子并按照顺序编号,以PLS为建模方法,相关系数r和均方根误差（RMSE）为评价指标,设置粒子群算法适应度函数f(x)=min（RMSE）,取粒子初始种群数为20个,惯性权重w=0.6,自我学习因子c1=1.6,群体学习因子c2=1.6,最大迭代次数为200次,算法终止条件为达到最大迭代次数。算法输出全局最优变量取值为168,94,181,183,175,209,106和142。采用粒子群算法优选的8个波长点建立PLS预测模型的相关系数r和预测均方根误差RMSE分别为0.999 98和0.155 1。为了验证PSO-PLS建立的预测模型效果,建立了PLS,iPLS和SVR三种预测模型进行对比。验证结果表明,PSO-PLS模型的相关系数r和均方根误差RMSE均优于其他三种预测模型,说明粒子群算法能有效的提取用于PLS建模的特征波长,消除子区间变量的共线性,提高预测模型的精度。该方法为实现水体COD实时在线监测提供了一种有效途径。     

不同产地翡翠的紫外-可见吸收光谱特征研究

翡翠为一种珍贵的玉石。不同产地的翡翠价值差异较大,有些不法商人以某些产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取高价。迫切需要一种可靠方法来确定宝石地理起源,翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义,目前主要在翡翠生成时代、矿物组合、硬玉组分含量等方面探讨不同产地翡翠,缺乏快速有效鉴别产地的方法,以缅甸、俄罗斯、危地马拉翡翠为研究对象,对不同产地相同厚度翡翠样品的谱学研究发现：不同产地翡翠紫外-可见吸收光谱中都存在两个明显的吸收峰,紫区437 nm的吸收峰为Fe3+的吸收,430 nm处的吸收峰为Ｍn２＋的自旋禁阻跃迁所致,但是三个产地翡翠紫外-可见吸收光谱的吸收系数范围不同,430 nm处吸收系数峰值范围小于0.62,437 nm处吸收系数峰值小于0.66时,为缅甸翡翠,430 nm处吸收系数峰值范围大于1.1,437 nm处吸收系数峰值大于1.1,为危地马拉翡翠,430 nm处吸收系数峰值范围0.62~1.14,437 nm处吸收系数峰值范围0.66~1.1时,俄罗斯、危地马拉及缅甸翡翠紫外吸收波段重合,为三个产地翡翠共同区域。采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)确定MnO和FeO元素含量,发现不同翡翠产地紫外-可见430和437 nm吸收峰值与MnO和FeO元素含量呈正相关关系,该研究为紫外-可见吸收光谱技术应用于翡翠产地快速鉴别,有一定的实用性和可行性。     

烟草过氧化物酶Ⅰ的紫外-可见吸收光谱研究

通过对烟草过氧化物酶Ⅰ (TOPⅠ )的紫外 可见光谱进行分析 ,证实了TOPⅠ为一含血红素的酸性蛋白酶。发现pH变小 ,TOPⅠ的在紫外 可见区的Soret带特征吸收峰出现蓝移 ;当pH变大时 ,则产生红移。变性剂脲对TOPⅠ的紫外 可见光谱的影响结果表明 ,当加入变性剂后 ,变性的TOPⅠ可能发生了去折叠的结构变化 ,使肽链充分伸展。向脱铁烟草过氧化物酶TOPⅠ加入相同量的Fe(Ⅲ ) ,Fe(Ⅱ ) ,Cu(Ⅱ ) ,Zn(Ⅱ ) ,Co(Ⅱ ) ,Ni(Ⅱ ) ,Sn(Ⅱ )金属离子后 ,发现除Fe(Ⅲ )基本不变外 ,溶液的UV Vis谱图发生变化 ,Soret带的最大特征吸收峰均发生不同程度的蓝移 ,且峰强减弱 ,α带和 β带特征吸收峰位置基本不变 ,但二者的相对峰强均略有减弱。     

基于紫外光谱分析的水质监测技术研究进展

基于紫外光谱分析的水质监测技术具有实时在线、无试剂、无需样品预处理、无二次污染、体积小、成本低等特点,在对饮用水、地表水、工业废水等水体的在线监测中具有显著优势,已成为现代水质监测技术的一个重要发展方向。本文介绍了基于紫外光谱分析的现代水质监测技术的原理、特点、现状及发展的新趋势,并提出亟待解决的关键技术问题。     

基于基线校正和主元分析的紫外-可见光光谱在线水质异常检测方法

近年来,饮用水安全问题引起社会的广泛关注。采用紫外-可见光吸收光谱对水质进行异常检测,具有现场原位、无需试剂、分析快速等优点,适合快速在线监测。然而,紫外-可见光光谱数据量大,且易受仪器和水质正常波动的干扰,从而影响水质异常检测结果。提出一种基于基线校正和主元分析的紫外-可见光光谱法来检测污染物引起的水质异常,该方法利用非对称最小二乘校正基线,采用主元分析法从基线校正后的光谱矩阵中降维并提取特征,然后根据残差子空间的Q统计量评估测试样本的离群点,最后采用累计概率来更新异常报告结果。通过苯酚注入的实验,验证了该算法的有效性,实验结果表明,提出的方法与单波长法相比,有效地提高了污染物的检出下限;与未经基线校正采用主元分析进行的异常检测方法相比,提高了检出率,降低了误报率。     

一种基于主分量分析的恒星光谱快速分类法

恒星光谱分类是天体光谱自动识别中的重要组成部分。本文主要介绍一种实用的基于主分量分析(PCA)法对恒星光谱进行快速自动的分类方法。该方法在恒星的主分量空间中对样本点进行投影 ,并利用最近邻分类器进行分类 ,获得与恒星MK分类标准的光谱型基本一致的结果。本文的主要工作有 :(1 )利用PCA方法构造恒星光谱的特征矩阵 ,建构恒星的主分量空间 ;(2 )对恒星光谱进行主分量投影 ,对投影点进行光谱型和光度级的分类器设计 ,利用最近邻法分类 ,最后得出恒星的分类树。该分类法速度快 ,分类准确率较高 ,对目前许多大型光谱巡天计划所获得的大量光谱数据的处理有着重要的意义。     

UV照射大肠杆菌对其吸收光谱的影响

探讨了样品池溶液及分光光度计内置紫外光对大肠杆菌吸收光谱测定的影响。发现样品池溶液(2.8 mL双蒸水+0.1 mL生理盐水+0.1 mL LB培养基)较为合理,既给细菌提供了有利的生存环境,又对细胞的紫外吸收影响较小;研究同时发现在257 nm波段150 s内细胞吸收强度基本没有变化,说明内置的紫外光不会影响试验测定结果。在此基础上,研究了UV照射0,20,40,60,80,120 s大肠杆菌吸收光谱的变化情况。结果显示随着UV照射剂量的增加,大肠杆菌吸收光谱存在一个先降后升再降的现象。该现象反映了辐射中细胞损伤死亡和修复存活的生物学效应。该研究从光谱学角度探讨了UV对大肠杆菌细胞的损伤作用,对利用光谱技术研究细胞的辐射损伤、死亡和修复具有一定参考意义。     

Sn-C60薄膜的紫外吸收光谱和X-射线衍射谱分析

对Sn-C60薄膜进行紫外可见光吸收，X-射线衍射和扫描电镜的测定结果显示，薄膜样品紫外可见光吸收的两个短波段吸收峰比纯C60薄膜的吸收峰显著下降，说明Sn-C60薄膜的电子光吸收跃迁为间接跃迁，能带中有杂质能级的存在；样品的X射线衍射峰则对应于面心立方结构；扫描电镜结果显示薄膜为纳米级颗粒组成。     

CdSeS量子点的光吸收谱亚结构和光致发光激发谱分析

用光致发光激发(PLE)谱分析吸收谱的亚结构。实验样品是共熔法制备的CdSeS量子点玻璃,量子点的生长时间分别为2h和4h,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析得到样品中量子点的平均直径分别为3．6nm和3．8nm。在室温下对样品进行了光吸收谱和光致发光激发谱研究。光吸收谱显示了量子尺寸效应,光致发光激发谱中低能端有两个明显的峰。考虑价带简并以及电子与空穴之间的相互作用,通过理论分析和数值计算,得到1S3/2-1Se和2S3/2-1Se的跃迁能量及其随量子点半径的变化,由此确认光致发光激发谱中的两个峰分别为1S3/2-1Se和2S3/2-1Se跃迁。     

基于监督学习的紫外-可见光光谱水质在线异常检测方法研究

水资源关系到国计民生,近年来时有发生的水污染事件使污染物入侵预警得到了广泛的社会关注。针对现有基于紫外-可见光光谱的水质异常检测方法存在的检出下限偏低的问题,提出一种基于监督学习的紫外-可见光光谱水质异常检测方法。该方法首先获取不同数据集中的正常样本差异性空间,再使用正交投影方法去除差异性空间中的光谱数据分量,以达到基线校正的目的;然后采用偏最小二乘判别分析从校正后的光谱中提取特征,利用训练集得到的最优阈值确定离群点;最后采用序贯贝叶斯滚动更新每个时刻上的异常概率,确定水质报警序列。实验选用苯酚作为模拟污染入侵事件的注入试剂,采样2周内的紫外-可见光光谱数据,在实验平台上对提出的方法进行了验证。实验结果表明,采用的正交投影基线校正方法可以消除不同批次水质光谱的背景差异,更为充分的利用了光谱信息,降低了对特征污染物的检出下限。     

磺酸基对掺杂酞菁在溶胶-凝胶复合体系中UV/Vis吸收光谱的影响

选择、设计具有代表性无取代酞菁镍(NiPc)和周环带有4个磺酸基的四磺化酞菁镍(NiTSPc),采用溶胶-凝胶湿化学将其均匀掺入SiO₂凝胶基质,制备无机基质酞菁掺杂复合光功能材料并考察磺酸基的引入对掺杂酞菁在溶胶-凝胶复合体系中UV/Vis吸收光谱的影响。研究结果表明水溶性磺酸基的引入有助于改善酞菁的溶解性,进而实现其与溶胶-凝胶体系的稳定互溶,使酞菁均匀掺杂复合材料的制备成为可能。