假根羽藻外周天线内能量传递的飞秒光谱研究

在时间相关单光子技术的基础上,对假根羽藻外周天线内叶绿素分子间的能量传递进行研究.采用瞬态吸收与荧光发射谱识别样品内的具有特征光谱组分的分子,得到在叶绿素分子的Q带区主要存在以下六个特征分子：Chlb630,Chlb642,Chla653652,Chla667664,Chla676,680675,Chla683682.630 nm的飞秒脉冲光的激发下,通过对不同特征发射峰出的荧光动力学进行解析得到： 1)Chlb628分子所吸收的能量仅有大约20%被直接传递给其他叶绿素分子,传能时间小于150 fs;2)叶绿素间大部分的能量传递发生在长于76 ps 时间范围内;3)传能时间常量在几百fs及10 ps左右的间接传能可能与具有不同光谱组分特征的叶绿素分子在外周天线内的排列方式以及偶极距的取向有关;4)Chlb654,657652,Chla666664,Chla677,680674和Chla683682以荧光形势耗散能量的时间常量分别为1.41 ns, 1.39 ns, 676 ps, 709 ps,这部分在整个能量耗散中占的比例不超过40%.     

LHCⅡ三聚体中叶绿素分子间能量传递的瞬态差异吸收光谱分析

应用飞秒时间分辨差异吸收光谱技术对PSⅡ的LHCⅡ三聚体中的能量传递过程进行实验研究,分析得到三组能量传递的时间寿命组分：748 fs、3.28 ps、32.15 ps.其中748 fs的组分为单体内Chl b649分子经Chl b658将能量传递给Chl a665分子的过程；3.28 ps时间常量反映单体内能量从Chl a677向吸收更长波长的Chl a688分子的能量传递过程,以及Chl b643、Chl b658和Chl a668～670分子获得能量的过程；而32.15 ps的时间与三聚体内的单体间的能量传递过程有关.     

温度对CP43内色素分子间能量传递的影响

对CP43进行不同温度处理5分钟，采用锁模Ar^ 激光器输出的514.5nm的皮秒光脉冲作为激励光，通过探测CP43的荧光光谱特性，来研究色素分子间的能量传递。分析表明，20℃处理后，CP43内Chla671向Chla679和Chla682同时传递能量，并且Chla679也向Chla682传递能量，Chla682获得的能量是Chla679获得能量的1.5倍。42℃处理后，Chla671向Chla679和Chla679向Chla682的能量传递加速，最终能量几乎全部由Chla682接收。48℃处理后，Chla679向Chla682的能量传递减慢，甚至断裂，Chla671将能量分别传递给Chla679和Chla682，但是Chla682接收到的能量略多于Chla679色素分子。60℃处理后，造成了Chla671向Chla679能量传递截止，Chla671向Chla682的能量传递发生了部分截止，因此Chla671的能量部分传递Chla682。不同温度处理后的荧光强度变化表明，Chla671接收到的能量受到蛋白空间构象的影响，在48℃处理后，接收到的能量是最多的，60℃处理后，接收到的能量最少。     

假根羽藻外周天线三聚体超快荧光动力学研究

通过对稳态、瞬态吸收谱以及瞬态荧光发射谱的测量分析得出：在三聚体内存在以下六个特征叶绿素分子Chl b628、Chl b646、Chl b654,657652、Chl a666664、Chl a677,680674、Chl a683682(下标为吸收峰,上标为发射峰).在波长为655 nm、666 nm、680 nm、683 nm时分别采用时间相干单光子技术(TCSPC)记录其荧光动力学谱.根据荧光产生的物理学机制,对这些荧光动力学谱的分析采用的是分子同时接受能量与耗散能量的指数模型,得出在离体的外周天线三聚体内,Chl b654,657652、Chl a666664、Chl a677,680674和Chla683682分子在接受Chlb628分子的传能时,大部分经过了Chlb646分子,传能时间发生在97~157ps的时间间隔内,可见Chlb646分子在外周天线三聚体中是连接Chlb和Chla传能的主要分子;Chl b654,657652…→Chl a666664…→Chl a677,680674…→Chl a683682分子依次传能的时间在10 ps左右,这种传递过程可归结为是处于激发态分子首先经过内转换后再将能量以Frster共振机制的形式传给了其它分子;大量小于1 ps 的传能过程是叶绿素分子之间以激子共振的方式进行直接传能;Chl b654,657652、Chl a666664、Chl a677,680674和Chl a683682分子以时间常量分别为1.44 ns, 1.43 ns, 636 ps, 713 ps发射荧光回到基态.     

外周天线LHCⅡ的荧光光谱特性

外周天线LHC在光合作用过程中,担负着吸收和传递光能的作用.我们采用扫描成象荧光光谱技术对菠菜中外周天线LHC的荧光光谱特性进行了研究,在514.5nm的激光激励下获取了积分荧光谱,认为从类胡萝卜素分子到叶绿素分子间存在有能量传递.采用高斯组分光谱解析的方法,解析出LHC的荧光发射有七个谱带:656.7、664.6、671.5、677.2、683.5、689.6、695.3nm,各自所占的比例分别为3.0%、13.1%、13.3%、21.1%、13.2%、33.3%、3.0%,其中658.7nm的发射谱是由叶绿素b分子所发射的,其余的发射谱分别是由吸收峰为662、670/671、676、680nm以及吸收大于690nm的叶绿素a分子所发射.3.0%的叶绿素b分子的荧光发射说明在能量平衡过程中绝大部分能量被叶绿素a分子所禁锢,689.6nm处的荧光所占的比例最大,可能与LHC的一种自保护机制有关     

溶液和熔化状态下分子间的能量传递

通过二维红外光谱研究了GdmSCN/KSCN=1/1,GdmSCN/KS¹³CN=1/1和GdmSCN/KS¹³C¹⁵N=1/1三种混合晶体在熔融和溶液状态下的共振和非共振的分子间振动能量传递的性质. 在这些样品中,给体/受体的能量差越大,能量传递越慢. 而能量传递的快慢与拉曼光谱无关. 非共振能量传递与给体/受体的能量差的关系不能用声子补偿的机理来描述. 相反,它们的关系却可以用退相位机理来定量描述. 在熔融状态下,共振和非共振能量速率与温度的依赖关系也与退相位机理的预测相符合. 这一系列的结果表明只要分子的运动(平动和转动)远远快于非共振能量传递速率,那么退相位机理不仅在溶液中占主导,而且在熔融状态下(纯液体,不含溶剂)也占主导.     

稀土配合物分子内能量传递和弛豫过程的光声和荧光光谱研究

将光声光谱和荧光光谱两种互补的手段结合起来 ,从无辐射跃迁和辐射跃迁两个角度讨论了固态稀土配合物的激发 弛豫过程。测定了稀土配合物 (Tb(AA) 3·2H2 O、Tb(AA) 3bpy和Tb(AA) 3phen)固体粉末的光声光谱和荧光光谱。与荧光光谱相结合 ,光声光谱反映了不同配合物发光效率的变化 ,Tb(AA) 3phen、Tb(AA) 3·2H2 O和Tb(AA) 3bpy的发光效率依次增强。研究了配合物的分子内能量传递和弛豫过程 ,配体最低三重态能级与稀土离子共振能级之间的能级差是否匹配是配体敏化中心离子发光的关键因素     

硅酸锶中Pr3+的4f5d态的光谱特性及Pr3+→Gd3+的能量传递

本文研究了室温下Pr^3 在Sr2SiO4中的发射光谱和激发光谱，在激发光谱中，最低激发峰位置低于^1So能级位置，属于5d态的吸收。发射光谱主要由5d→4f的跃迁构成，未观测到Pr^3 和^3Po和^1D2的辐射跃迁。Pr^3 的掺杂浓度在0.01mol左右时，其发射强度接近最大。在Sr2SiO4:Pr^3 ,Gd^3 体系中，Pr^3 体系中，Pr^3 的5d→^3H4的跃迁与Gd^3 的^8S7/2→^6I能级的吸收跃迁相匹配，因此发生了Pr^3 →Gd^3的高效无辐射能量传递。固定Pr^3 的浓度时，随着体系中Gd^3 离子浓度的增加，Gd^3 的发射强度也随之增强，同时，Pr^3 的发射强度则逐渐下降。     

内周天线CP43、CP47中β-Car到Chla分子间的能量传递

采用超快荧光光谱动力学对从菠菜中分离纯化的内周天线CP43、CP47进行研究,获取了它们的动力学三维荧光谱,CP43的荧光光谱范围为640～780nm,最大峰位于680nm处,在该峰值处的荧光寿命约为3.54ns;CP47的荧光光谱范围为630～775nm,最大峰位于691nm处,在该峰值处的荧光寿命约为3.22ns,在CP43和CP47中,Chla分子发射荧光的效率分别约为38.3%和40.6%.依据分子的退激发途径,我们分析认为在CP43、CP47中β-Car→Chla分子的能量传递速率常量分别为9.06×10¹¹s^-1,1.3×10¹²s^-1;能量传递效率分别为47.5%、66.5%;并估计β-Car分子与Chla分子外周之间的距离分别为0.110nm、0.085nm.     

Cr3+/Tm3+/Ho3+共掺氟磷酸盐玻璃的制备及性能表征

制备了不同Al(PO3)3含量的掺铥系列氟磷酸盐玻璃,研究了其结构、热稳定性和光谱性质.研究了不同摩尔百分数Al(PO3)3掺杂下Cr3 /Tm3 /Ho3 共掺氟磷酸盐玻璃在2.0μm处的发光特性.并且用Judd-Ofelt理论计算了强度参量,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参量.结果表明,随着Tm3 浓度增加,2.0μm处发光的强度逐渐增强.证明了Tm3(3F4)→Ho3 (5I7)能量转移是非常有效的,并与掺杂浓度有关.     

表面增强的分子间能量转移效应的机理研究

对吸附于粗糙金属银表面的分子间能量转移效应的机理进行了研究.采用电磁理论,讨论了金属银表面对分子间能量转移速率的影响.结果表明,当能量供体(D)分子的辐射频率和能量受体(A)分子的吸收频率同时与银表面等离子体激发频率共振时,分子间非辐射的能量转移速率被增强10~3—10~4倍.采用表面增强喇曼散射(SERS)活性表面-银胶,测量了吸附的2,2菁染料单体分子和J聚集体分子的荧光光谱,观察到的J聚集体分子增强的592.4nm的荧光带是通过被加速的分子间能量转移过程而产生的,从而证实了表面增强的分子间能量转移效 关键词：     

测量非辐射能从荧光分子到介电界面的传输

我们测量了被Al2O3隔离层与Ag,In2O3和SnO2表面分隔开的噻吩甲酰三氟丙酮铕〔europium(Ⅲ)thenoytrifluoroacetonate,EuTTA〕分子的荧光强度。实验结果显示当隔离层厚度为1～10nm时,由于非辐射能从发射中心Eu3+离子传输入介电界面,荧光强度随隔离层厚度减少按指数式减弱。这与能通量模型理论结果相符合.     

凝聚相有机分子的激发能传递研究(Ⅱ)——激光染料二甲基-POPOP和DCM分子间的激发能传递

利用荧光发射及其衰变动力学测量,研究了激光染料分子二甲基-POPOP和DCM在溶液中的分子间能量传递。所得结果证实:激发态二甲基-POPOP分子荧光被猝灭的程度,随所加入DCM浓度的增大而增大。尽管DCM的荧光寿命随二甲基-POPOP的猝灭而增加。然而,DCM的加入并不改变二甲基-POPOP的荧光寿命。在固定DCM浓度,而增加二甲基-POPOP浓度时,相似的结果同样被观测到。这些结果表明:激发态二甲基-POPOP分子通过辐射传能机理向基态DCM传递激发能,其结果将入射光的波长从紫外直接转换到波长大于600nm的光谱区。在本文中也简要讨论了进一步改善这一传能过程效率的措施。     

PSII各功能单元间能量传递理论与实验研究

在四能带模型的基础上,建立了光系统II各功能单元间的能量传递动力学模型,分析了不同光照情况下的能量传递差异情况.在适当光照下,能量以单向优化方式传递到反应中心,能耗很小;在强光照射下,发生逆向能量传递;在超强光照射下,会引起光合器官损伤.     

PSII各功能单元间能量传递理论与实验研究

在四能带模型的基础上,建立了光系统II各功能单元间的能量传递动力学模型,分析了不同光照情况下的能量传递差异情况.在适当光照下,能量以单向优化方式传递到反应中心,能耗很小;在强光照射下,发生逆向能量传递;在超强光照射下,会引起光合器官损伤.     

类胡萝卜素、叶绿素A之间的敏化荧光研究

本文采用Förster理论,分析了苯溶剂中类胡萝卜素与叶绿素A之间的敏化荧光.估算了传递效率,定性地分析了能量受体浓度对能量供、受体之间传递效率的影响.     

藻红蛋白与叶绿素A之间的能量传递

蓝、红光可以促进绿色植物的光合作用．紫菜、鹿角菜等红藻生活在海洋深水中，由于海水的光吸收，能透过深水的光仅有微弱的绿光，红藻却能有效地进行光合作用，茁壮地生长．这除了反映出红藻的光生态不同外还说明红藻中的天线色素与光合作用中心存在着高效率的能量传递．...     

氟里昂113在多频强红外场离解过程中的V-V能量转移

用TEACO₂激光9P(24),9P(22),9P(20),9P(18)四支线组成的多频强红外场“超激发”氟里昂₁₁₃分子,使其达到很高激发态。由分解曲线可以看出CF₂Cl·CFCl₂与CF₃·CCl₃之间的V-V能量转移有明显的“虹吸”作用。从所得主要产物C₂P₆,C₂Cl₆,C_关键词：     

激发态铯原子间的碰撞能量转移

用激光抽运基态Cs₂分子,通过预离解或碰撞转移,由一部分的激发态Cs₂产生Cs原子6P,5D激发态。测量了Cs(5D)+Cs(6P)→Cs(7D_J)+Cs(6S)碰撞激发能量转移截面σ_(7DJ),以及Cs(7D_J)+Cs(6S)→除Cs(7D)外的态的截面σ_tr。结果是,对于J=5/2,3/2,σ_(7DJ)(以 关键词：