拉曼光谱测定单个细菌芽孢吡啶二羧酸浓度及机理研究

应用激光镊子拉曼光谱技术(LTRS)测定19株芽孢杆菌的单个细菌芽孢吡啶二羧酸(DPA)浓度,并验证了系统的重现性。一束30 mW,785 nm的近红外激光导入倒置显微镜,形成光镊,随机俘获水溶液中的单个芽孢,同时收集其拉曼光谱信号。细菌芽孢的DPA是以与钙离子形成的鳌合物(Ca-DPA)形式存在,收集到的芽孢拉曼光谱信号反映的是Ca-DPA信息,选用信号最强、与Ca-DPA浓度成线性关系的1 017 cm-1作为其定量的谱峰。通过1 017 cm-1的峰强,推算出Ca-DPA的浓度。结果显示,单个芽孢的拉曼光谱能够很好地反映出单个芽孢的特征信息,不同种、同种不同菌株之间的芽孢的DPA浓度有所不同,同一菌株的不同芽孢个体之间DPA浓度也存在差异。该方法不需要复杂的分离、纯化过程,可在水溶液中直接俘获单个芽孢并收集其拉曼光谱信号,便可得到单个芽孢的信息,读出DPA的浓度水平。     

2,6-二甲酸-4-氯吡啶合成工艺改进及结构表征

合成2,6-二甲酸-4-氯吡啶并进行工艺改进。以草酸二乙酯为起始原料,经克莱森缩合、氨化、氯化反应得到2,6-二甲酸-4-氯吡啶。所得产物经红外、核磁图谱确证,总收率38%。改进后的工艺,反应条件温和,适合工业化生产。     

人血清白蛋白与3-氨甲基吡啶相互作用的拉曼光谱研究

测量人血清白蛋白和一种新型仿生配基3-氨甲基吡啶与人血清白蛋白复合物的拉曼光谱。Raman光谱表明3-氨甲基吡啶与人血清白蛋白结合导致人血清白蛋白的构象及其结构的变化。人血清白蛋白的主链构象主要是α-螺旋结构,3-氨甲基吡啶结合不改变其二级结构,但二硫键的构象产生改变,唯一的色氨酸残基外环境由亲水变为疏水,酪氨酸所处的外环境也发生改变。     

4-乙酰基吡啶红外和拉曼光谱的密度泛函理论研究

4-乙酰基吡啶是一种重要的添加剂和医药中间体。在室温条件下使用液膜法测定了4-乙酰基吡啶的红外光谱和拉曼光谱,结合密度泛函理论在高水平基组条件下计算得到的稳定构型、振动频率和各谱带的势能分布,对观测到的谱带做出了全面指认和详细分析,为该类化合物的实验鉴别提供了理论依据。     

异硫氰基-孔雀石绿的拉曼光谱计算及分析

异硫氰基-孔雀石绿(malachite green isothiocyanate,MGITC)是应用于细胞探测,生物组织成分分析和细胞成像等方面的拉曼探针分子.本文首先给出了MGITC分子的结构图,并用密度泛函(DFT)算法对其进行了空间结构优化;然后分别用Hartree-Foek(HF)和MP2两种算法基于STO-3G基组计算了它的拉曼光谱与红外光谱,给出光谱强度图;并对比了两种算法的拉曼光谱图和其实验光谱图,结果显示了很好的一致性;本文还给了MGITC分子中的各个原子键长,键角等空间结构参数;并对MGITC分子在550～4 200cm-1区间的振动谱做了指认.这些工作将促进MGITC作为探针分子在生物学领域的应用.     

强碱胁迫枯草芽孢杆菌芽孢致死的拉曼光谱研究

应用单细胞拉曼分析技术结合PCA方法,以枯草芽孢杆菌芽孢为对象,以强碱为诱导剂实时记录芽孢生理变化过程,探究芽孢在强碱胁迫下的致死机制。实验表明,枯草芽孢杆菌芽孢和其萌发后芽孢在一定范围均有一定的耐受强碱能力,但萌发后芽孢的耐受力明显下降,主要原因是释放了维持其抗性及稳定性的特有Ca2+-DPA的保护;芽胞受强碱胁迫也会有少量Ca2+-DPA释放过程的行为特征,但通过分析所记录的光谱数据结果表明,其释放行为不同于由L-丙氨酸引起的芽孢的正常Ca2+-DPA释放过程。通过PCA比较分析强碱胁迫芽孢和萌发后芽孢Ca2+-DPA释放过程,主要是强碱破坏芽孢膜结构,膜损伤后强碱比较容易进到芽孢内部从而破坏蛋白质的主链结构链及核酸;芽孢膜通道也可能受到强碱的伤害,造成微量Ca2+-DPA的释放。     

氯化亚锡抑制吡啶分子表面增强拉曼光谱测定中的碳化现象

碳化是表面增强拉曼光谱中难以避免的干扰现象,特别是对于活性有机和生物分子的检测。作为一种最常用的探针分子,吡啶同样也存在碳化的问题。然而,作者发现通过引入SnCl2,可以有效地抑制表面增强拉曼光谱测定中吡啶分子的碳化现象。该方法操作简单,所引入的SnCl2只在谱图低波段处出现少而易区分的特征峰,不干扰被测样品的光谱分析。有别于文献中所采用的真空、惰性气氛、低温和低激光功率等物理方法,此法是解决碳化问题的一种崭新的化学方法,可望应用于其他易碳化的有机和生物分子的表面增强拉曼光谱检测。     

密度泛函理论研究过渡金属对吡啶的拉曼光谱强度的影响

本文采用杂化密度泛函理论计算了过渡金属M -Py分子的基态振动频率和拉曼光谱强度。计算结果表明过渡金属对Py分子的振动频率影响较小 ,但对Py分子的A1 振动模式的拉曼谱强度影响较大。对于A1 对称性的非C -H伸缩振动模 ,吡啶分子环呼吸振动和高频的C -C对称伸缩振动有较大的拉曼散射因子 ,我们还将此结果与典型的SERS活性金属 (铜族金属 )进行了比较     

苯的激光拉曼光谱研究

采用激光拉曼光谱技术获得了苯的振动拉曼光谱,结合群论分析、退偏度测量和相关文献对其中8条拉曼谱线进行了分析.1550～1650cm-1区间内的两条谱线是由于费米共振而形成的.     

基于SERS技术的食源性致病菌芽孢拉曼光谱特征结构分析及快速识别

为了探究食源性致病菌芽孢的拉曼特征指纹图谱,实现快速识别,该研究以产气荚膜梭菌(C.perfringens)、艰难梭菌(C.difficile)和蜡样芽孢杆菌(B.cereus)的芽孢为研究对象,以柠檬酸钠还原法制备的AgNPs溶胶为基底材料,用SERS技术对芽孢进行拉曼光谱检测,解析食源性致病菌芽孢的分子结构、不同芽孢之间的异同之处。将3种食源性致病菌芽孢的SERS光谱与主成分分析(PCA)和系统聚类分析(HCA)相结合并进行对比分析,实现不同种属食源性致病菌芽孢的定性识别。结果表明,不同食源性致病菌芽孢的SERS光谱的特异性和重现性良好。芽孢光谱中Ca²⁺-DPA的拉曼振动峰数量和峰强度占主要地位,其拉曼振动峰位置在657～663, 818～820, 1 017, 1 389～1 393, 1 441～1 449和1 572～1 576 cm^-1波段。C.difficile spores SERS光谱中Ca²⁺-DPA的六个特征峰峰强度均高于C.perfringens spores和B.cereus spores,C...     

Theoretical analysis of the structure of excited electronic states, Raman, and resonance Raman spectra of indole in the isolated state and aqueous solution

The structure of the first excited electronic states of indole has been calculated for the isolated state and aqueous solution. The vibrational spectra of isolated indole have been calculated by the DFT method in the harmonic and anharmonic approximations. The resonance Raman spectra of indole have been calculated quantum mechanically in the Herzberg-Teller approximation. The effect of hydrogen bonds on the structure and vibrational (Raman and resonance Raman) spectra of indole has been analyzed.     

Comparison of Raman spectra and vibrational density of states between graphene nanoribbons with different edges

Vibrational properties of graphene nanoribbons are examined with density functional based tight-binding method and non-resonant bond polarization theory. We show that the recently discovered reconstructed zigzag edge can be identified from the emergence of high-energy vibrational mode due to strong triple bonds at the edges. This mode is visible also in the Raman spectrum. Total vibrational density of states of the reconstructed zigzag edge is observed to resemble the vibrational density of states of armchair, rather than zigzag, graphene nanoribbon. Edge-related vibrational states increase in energy which corroborates increased rigidity of the reconstructed zigzag edge.     

Raman spectra of lithium hydroxide single crystals

First order Raman frequencies, linewidths, intensities and assignments to the symmetry species of all modes predicted by group theory at 20°C and at 78 K are reported for the first time. Assignments of the fundamental frequencies to stretching vibrations or librations of the OH^? ions, internal vibrations of Li⁺ ions of the same layer or translational modes of the Li⁺ and OH^? layers are derived from factor group analysis and correlation methods. They correspond to the constructions of unit cell modes by Wickersheim[2].     

Raman spectra of α-GaTe single crystals

Raman-active lattice vibrational modes of GaTe have been investigated at 300°K in the frequency range 13–300 cm^-1. The spectra of the Bridgman grown crystals were excited with the 1.06 μm line of the continuously operated YAG : Nd³⁺ laser. Fourteen Raman bands were observed. All phonon modes have been assigned on the basis of their observed polarisation dependence to an irreducible representation of the appropriate point group. The results are consistent with the existence of GaTe in monoclinic α-polytype (C³_2h).     

Second-order Raman spectra of CsCl single crystals

The second-order Raman spectra of CsCl single crystals have been measured at room temperature for different Raman polarizations and crystal orientations. With the help of the calculated selection rules for a CsCl-type lattice, observed nineteen peaks and shoulders were assigned by the critical point analysis based on the neutron scattering data. By comparing the observed Raman intensities with the thermally weighted two-phonon density-of-states calculated by using a simple shell model, it has turned out that though the measured spectra are dominantly determined by the two-phonon density-of-states, the effect of the q-dependence of the polarizability cannot entirely be neglected.     

不同激发波长下单壁碳纳米管与多壁碳纳米管的拉曼光谱比较

对不同激发波长下单壁和多壁碳纳米管的激光拉曼光谱进行了比较。发现单壁碳纳米管D峰强度和G峰强度的比值(ID/IG)几乎不随激发光子能量的改变而变化,多壁碳纳米管ID/IG值随着激发光子能量的增加以斜率0 3/eV减小。并对此现象进行了初步的分析。此外,还发现在1064nm激发波长下,单壁和多壁碳纳米管2500-3500cm-1之间拉曼峰的相对强度随着入射激光功率的增加而增加。     

拉曼光谱法研究不同环境温度下脉冲电场对胰岛素二级结构影响及理论模型分析

近年来,弱电磁辐射生物效应已受到人们的普遍关注.前期研究发现脉冲电场与环境温度对胰岛素分子的构象产生协同效应.因此,文章首先应用拉曼光谱法研究了不同环境温度下脉冲电场对胰岛素分子二级结构的影响,得到胰岛素分子α螺旋结构含量的变化;并运用蛋白质螺旋-线团结构转变模型对实验结果进行定量分析,得到的理论模型可以较好地刻画不同环境温度下,脉冲电场对胰岛素分子α螺旋结构含量的影响.脉冲电场的作用及热力学环境的改变,使蛋白质螺旋结构向无规线团结构发生转变,可以解释脉冲电场作用下,胰岛素分子α螺旋结构含量随环境温度升高而下降的原因.研究结果为进一步研究弱电磁辐射对生物大分子二级结构的非热效应机理提供了一定的实验依据及理论参考.