表面增强能量转移效应的研究

通过分析2、2′菁染料水溶液、银胶体以及2、2′菁染料吸附于银胶表面时的吸收光谱得知,2、2′菁染料吸附于银胶表面时,有J聚集体出现,通过分析基频及高阶线性Raman光谱,证实了一些低波数的Raman信号是由J聚集体产生的,从而进一步证实了吸附于银胶表面的2、2′菁染料以单体和J聚集体形式共存.同时,由吸收光谱还可以看出,2、2′菁染料分子及其J聚集体分子的吸收带都处于银胶吸收带的半高宽范围内,满足共振条件,当用不同激发波长(514.5 nm和488 nm)的光激发吸附于银胶表面的2、2′菁染料时,观察到了J聚集体的敏化荧光,而用此激发光激发2、2′菁染料水溶液时,就没有观察到J聚集体的敏化荧光,从而说明了银胶表面的存在,加速了单体2、2′菁染料分子与其J聚集体分子之间的能量转移速率.     

吖啶橙-罗丹明B二聚体能量转移体系在DNA测定中的应用及机理研究

首次研究了吖啶橙 罗丹明B二聚体能量转移体系作为荧光探针用于DNA的测定 ,并对其机理进行了探讨。用于鲱鱼精DNA和小牛胸腺DNA的测定 ,线性范围分别为 0 33～ 1 33mg·L- 1 ,0 33～ 3 33mg·L- 1 ,检测限分别为 1 6 3× 10 - 3mg·L- 1 ,1 5 2× 10 - 3mg·L- 1 。对 1 0 0mg·L- 1 鲱鱼精DNA和小牛胸腺DNA的测定 ,相对标准偏差分别为 2 4 %和 2 0 %。     

Mid-Infrared Emission Characteristic and Energy Transfer of Ho<Superscript>3+</Superscript>-Doped Tellurite Glass Sensitized by Tm<Superscript>3+</Superscript>

We report on 2.0-μm emission characteristic and energy transfer of Ho³⁺-doped tellurite glass sensitized by Tm³⁺ upon excitation of a conventional 808 nm laser diode. The Judd-Ofelt strength parameters, spontaneous radiative transition probabilities and radiative lifetime of Ho³⁺ have been calculated from the absorption spectra by using the Judd-Ofelt theory. Significant enhancement of 2.0-μm emission of Ho³⁺ has been observed with increasing Tm³⁺ doping up to 0.7 mol%. The energy transfer coefficient of the forward Tm³⁺→Ho³⁺ is approximately 17 times larger than that of the backward Tm³⁺←Ho³⁺ energy transfer. Our result indicates that the maximum gain of 2.0-μm emission, assigned to the transition of ⁵I₇→⁵I₈ of Ho³⁺, might be achieved from the tellurite glass at the concentration of 0.5 mol% of Tm₂O₃ and 0.15 mol% of Ho₂O₃. The high gain coefficient and quantum efficiency (1.16) along with the large value of the product of the stimulated emission cross-section and the measured radiative lifetime (4.12×10⁻²⁷ m²s) of the Ho³⁺/Tm³⁺-codoped tellurite glasses might find potential applications in efficient 2.0-μm laser.     

基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器研究

基于荧光共振能量转移的原理,以修饰于核酸适体上的FAM作为能量供体,以氧化石墨烯作为能量受体,构建了荧光适体传感器,分别对不同浓度的胰岛素和多巴胺进行检测.结果表明,胰岛素的线性检测范围为0.05~10μmol/L,多巴胺的线性检测范围为1~500μmol/L,当胰岛素和多巴胺检测浓度相同时,胰岛素检测信号远强于多巴胺.对胰岛素和多巴胺分别进行特异性实验,发现该传感器对胰岛素和多巴胺有较强的特异性.说明基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器不仅可实现多种物质的微量检测,还具有较强的选择性,在生物和医药检测领域应用前景广阔.     

PAR-吖啶黄能量转移荧光猝灭法测定痕量铁(Ⅱ)的研究

对 4 (2 吡啶偶氮 ) 间苯二酚 (PAR)与吖啶黄间荧光能量转移进行了探讨 ,研究了其能量转移的最佳条件 ,并应用该体系测定痕量铁 (Ⅱ ) ,由此建立了能量转移荧光测定痕量铁的新方法。在λex/em =46 5nm/5 0 5nm ,十二烷基硫酸钠 (SDS)作用下 ,pH =9 2时 ,吖啶黄与PAR 铁 (Ⅱ )络合物间能发生有效能量转移 ,使吖啶黄的荧光猝灭。铁的量在 0～ 10 μg·L-1范围内呈良好的线性关系。最低检出限 0 0 6 μg·L-1。该方法用于水样、发样中痕量铁的测定 ,结果满意。     

荧光共振能量转移-荧光寿命显微成像(FRET-FLIM)技术在生命科学研究中的应用进展

细胞是动植物结构和生命活动的基本单位.细胞过程的一个重要特点就是其生化组分在时空调控上的相互作用关系.然而,利用传统的生化方法(如酵母双杂交系统、pull-down系统等)很难在空间上评估活细胞内分子间的相互作用.光学技术的快速发展,为研究活细胞中生物分子的时空动态提供了新的遗传研究工具,其中荧光共振能量转移-荧光寿命...     

Practical Use of Corrected Fluorescence Excitation and Emission Spectra of Fluorescent Proteins in Förster Resonance Energy Transfer (FRET) Studies

Corrected fluorescence excitation and emission spectra have been obtained from several enhanced variants of the green fluorescent protein (EGFP) isolated from the jellyfish Aequorea victoria, blue fluorescence protein (EBFP), cyan fluorescent protein (ECFP), EGFP and yellow fluorescent protein (EYFP–citrine) and from the red fluorescent protein (DsRed) isolated from the coral species Discosoma. The spectra are stored in a database. This report describes how the spectra can be used as templates to derive the critical transfer distance for any pair of fluorescent proteins.     

含有萘环荧光团的共聚高分子电荷转移配合物的形成和发光特性研究

利用荧光法研究了甲基丙烯酸－β-萘基酯（NMA）与咔唑（VCZ）合成的共聚功能高分子Copolymer（NMA－VCZ）的发光特性，结果表明，Copolymer（NMA－VCZ）可表现出萘和咔唑两种荧光团特征的激发和发射光谱，但在低的浓度下（约10^-9mol.L^-1），主要表现出萘环的发光特性。其荧光可被电子体化合物对苯二甲酸二甲酯（DMPT）以及电子给体合物三乙胺（Et3N）所猝灭。通过对相应吸收光说煌测定，发现DMPT，Et3N均能与Copolymer（NMA－VCZ）形成1：1的电荷转移配合物。     

钨-硅基红色荧光粉的制备及其能量传递

通过溶胶-凝胶技术制备了以稀土离子Eu3＋为激活剂的硅基发光材料,并考察了Na2WO4的掺杂对体系发光性能的影响。主要通过研究三维荧光光谱,荧光激发光谱和发射光谱,分析探讨了Na2WO4的掺入对发光中心Eu3＋发光性质的影响,结果发现,三维荧光光谱高斯图像充分表明了Na2WO4的掺杂有效地提高了Eu3＋的5D0→7F2特征跃迁。用荧光激发光谱图和发射光谱图进一步详细的表征了基质和Eu3＋的f→f跃迁及其强度变化情况。通过能级图、位形坐标图和敏化过程示意图等理论对这个影响的原因进行了进一步的说明和探讨。结果表明,O→W的电荷迁移带吸收了大量的能量,并有效地将能量传递给Eu3＋,促使发光中心的发光强度增大。但由于Na2WO4的掺杂还增加了硅基质的能量吸收而使整体材料的发光效率下降。     

两种主体材料中Ir(ppy)3和Rubrene的能量传递特性

OLED技术被认为是最有可能取代液晶显示的全新技术,而OLED中的有机电致磷光器件是近年来的研究热点.有机电致磷光器件的发光层往往采用主客体掺杂体系,主客体分子内的能量传递是磷光发光体分子被激发的主要途径,因此选择吸收能量和传递能量好的主体材料是改进有机电致磷光器件性能的主要途径之一.文章分别以PVK和CBP作为主体材料,以磷光材料Ir(PPY)3和荧光材料Rubrene作为掺杂剂,制备了不同配比的器件,研究了主体材料和掺杂剂之间的能量传递特性.结果发现,这两种主体材料分别通过Ir(ppy)3向Rubrene传递能量是主要的能量传递机制,而且CBP作为主体时能量传递比PVK更充分.另外掺入Ir(ppy)3后的器件比不掺Ir(ppy)3的器件在相同电压下的光功率明显增强.当我们增加Ir(PPY)3的浓度时,相同电压下的光功率下降,浓度猝灭效应增强.     

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     

Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的近红外发光及能量传递机理

采用高温熔融法制备了组分为TeO2-ZnO-Na2O的Tm3+离子单掺和Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品的强度参量Ωt(t=2,4,6),自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等光谱参量,测量得到了不同Yb3+离子掺杂浓度下玻璃样品的Tm3+离子上转换发光谱.结果显示,在980nm泵浦光激励下玻璃样品发射出强烈的近红外上转换荧光.对Tm3+离子上转换发光分析表明,强烈的Tm3+离子近红外上转换发光主要来自于Yb3+/Yb3+离子间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb3+/Tm3+离子间的非共振能量传递过程,并进一步计算得到了声子贡献比和能量传递系数.最后,计算分析了Tm3+∶3 F4→3 H6能级间跃迁的1.8μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数.研究表明,Yb3+/Tm3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为近红外波段固体激光器的潜在增益基质.     

LaF3纳米晶体中 Sm3+/Eu3+能量传递效应的光谱学特性

采用水热合成法,在较低的温度下制备了分散性,均匀性良好的 LaF3∶ Sm3+,LaF3：Eu3+和LaF3∶Sm3+／Eu3+纳米晶体样品。通过 X 射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和光致发光(PL)等手段,分别对 Sm3+／Eu3+单掺和共掺 LaF3纳米晶体的物相,表面形貌,晶粒尺寸和荧光特性进行了表征。XRD 和 TEM 检测结果显示,所制备的 LaF3纳米晶体呈六方晶体相,平均粒径在40 nm 左右。当采用波长为442 nm 的 He-Cd 连续激光器激发 Sm3+／Eu3+共掺 LaF3样品中的 Sm3+时,在样品发射光谱中观测到了Eu3+的特征荧光发射谱线,实现了 Sm3+向 Eu3+的能量传递。采用光谱学研究方法讨论了能量传递的机理和效率。结果表明,能量传递过程是 Sm3+的4 G5／2激发态与 Eu3+的 5 D 1和5 D 0激发态之间的交叉驰豫所致,并且随着 Eu3+的掺杂浓度的增大,共掺 LaF3∶Sm3+／Eu3+样品的发射谱中的 Eu3+的特征荧光发射强度也随之增强,这说明增加受主 Eu3+的掺杂浓度能够有效地提高 Sm3+→Eu3+能量传递的效率。     

Detection and Characterization of Membrane Microheterogeneity by Resonance Energy Transfer

The application of resonance energy transfer (RET) in the study of heterogeneity in membrane systems is described. Useful formalisms for monophasic and biphasic systems are presented, together with quantitative studies. Evidence for reduction of dimensionality, probe segregation, and microdomain sizes in these systems is discussed. Selected examples of multicomponent systems (natural membranes or model systems including proteins) are also referred, as well as recent work using RET under the microscope.     

吖啶橙-罗丹明6G能量转移荧光猝灭法测定维生素B12

研究了吖啶橙(AO)与罗丹明6G(R6G)间发生能量转移的最佳条件,在pH5·0的Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液,十二烷基苯磺酸钠介质中,AO-R6G间发生有效能量转移,使R6G荧光大大增强。维生素B12(VB12)的加入使AO-R6G体系的荧光猝灭,以此建立了利用AO-R6G能量转移荧光猝灭法测定维生素B12的新方法。在优化的实验条件下,维生素B12工作曲线的线性范围为:0~3·0×10-5mol·L-1;检出限为:4·8×10-7mol·L-1;平行6次测定相对标准偏差为0·51%~0·64%;回收率为98·40%~103·62%。该方法的稳定性好,选择性高,用于维生素B12注射液中维生素B12含量的测定,结果满意。     

Radiationless Energy Transfer Between Rare-Earth Ions in Solutions and its Application to the Investigation of Complexation Processes

Radiationless energy transfer between rare-earth ions (Ln³⁺) in solutions has some features: 1) the electronic transitions in Ln³⁺ complexes causing the luminescence of energy donor and the absorption of energy acceptors are forbidden by Laporte's rule and are weakly intensive. Therefore the critical radius (R_o) of energy transfer between the rare-earth ions for dipole-dipole mechanism is close to that for exchange-resonant mechanism. This fact presents difficulties for unequivocal interpretation of the energy transfer mechanism. 2) The plus-three lanthanide ions exist in solution as a set of complexes with different number of charged ligands in the inner coordination sphere and hence with different total charge of complexes.     

六方相LaOF纳米体系中Sm3+/Eu3+的能量转移效应

为了探讨Sm3+/Eu3+共掺体系的荧光光谱特性和能量转移机理,采用水热-烧结法制备了Sm3+/Eu3+共掺LaOF纳米晶体颗粒,并用X射线衍射和透射电子显微镜对纳米晶体颗粒进行了表征.结果显示,所制备的纳米晶体颗粒呈六方相,均匀性和分散性良好,平均粒径为70 nm左右.通过442 nm连续光激发,在六方相LaOF:Sm3+/Eu3+纳米体系中实现了Sm3+离子向Eu3+离子的能量转移,观测到了因能量转移效应而产生的Eu3+离子5D0能级的荧光发射谱线.光谱学研究发现,能量转移源于Sm3+离子4G5/2能级向Eu3+离子5D0能级的弛豫过程,并且随着受主离子Eu3+浓度的增加,能量转移效率也随之提高.     

碳量子点/罗丹明B分子复合体系中的能量和电子转移过程研究

本文采用荧光光谱结合稳态和瞬态吸收光谱技术,研究了碳量子点(CQDs)/罗丹明B(RhB)分子复合体系o-CQDs/RhB和m-CQDs/RhB中的能量转移和电子转移过程以及它们之间的关系. 研究发现在能量转移效率为73.2%的o-CQDs/RhB体系中,电子转移过程可以忽略;而在能量转移效率低于33.5%的m-CQDs/RhB体系中,电子转移过程则较为显著. 在这个由碳量子点和染料分子组成的典型复合体系中所揭示的能量转移与电子转移过程之间的内联关系,将为与激子猝灭相关的应用提供有用的视角.     

Improvements in the Sensitivity of Time Resolved Fluorescence Energy Transfer Assays

The effect on fluorescence resonance energy transfer (FRET) of multiple labelling of DNA oligonucleotides with donor lanthanide chelate and acceptor CyDye fluors has been investigated. It is shown that using a multiple donor lanthanide chelate with a single acceptor Cy or Cy5 can increase sensitivity and fluorescence output. The enhanced FRET observed in the multiple donor label system has been utilised in two different DNA based assay formats to demonstrate the advantages over a steady state fluorescence assay and a radiometric assay.     

碳点与曙红B间的荧光共振能量转移效应测定培氟沙星

通过构建碳点（CDs,供体）和曙红B（EB,受体）间的荧光共振能量转移（FRET）体系,建立了一种灵敏且具有选择性的检测培氟沙星（PEFL）含量的新方法。以紫叶草为碳源,采用热解法制备了荧光碳点（CDs）,其在水中分散性较好、稳定性较高、量子产率为3.7%。利用高分辨电子显微镜（HRTEM）、X射线电子衍射仪（XRD）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等手段对碳点进行了形貌和结构表征,结果表明,所制得的碳点为无定形态,其表面含有羟基（-OH）和羧基（-COOH）等活性基团。利用能量转移Frster理论,确定CDs和EB之间发生了荧光共振能量转移,从而在CDs和EB之间构建了荧光共振能量转移体系。并考察了影响荧光共振能量转移效应测定培氟沙星的重要因素,如反应介质和酸度、反应时间、供体和受体的浓度和盐效应等。结果表明,在pH 3.0的磷酸盐（PBS）缓冲溶液中,以340 nm为激发波长,碳点将能量转移给曙红B,使得曙红B的荧光信号增强。加入培氟沙星之后,由于培氟沙星与碳点之间相互作用,从而使得碳点的荧光显著增强。并且在优化的实验条件下,培氟沙星的浓度在0.0168~6.71 μg·mL-1范围内与体系的荧光强度改变值（ΔF）之间有较好的线性关系,检出限为0.072 5 ng·mL-1（3s/k,n=11）。一些常见的阳离子（如Fe3+,Al3+,Ca2+,Zn2+,Cr3+,Co2+,Cu2+,Mn2+等）、阴离子（如Cl-,NO-₃,I-,S2-,SCN-,SO2-₄,Br-,NO-₂,IO-₃,F-,ClO-₃,SO2-₃等）和药物（异烟肼,抗坏血酸和肝素钠）及三聚氰胺均不影响培氟沙星含量的测定。将该方法用于甲磺酸培氟沙星胶囊和片剂中PEFL含量的测定,回收率为100.4%~105.1%,相对标准偏差（RSD,n=5）均不大于2.5%,表明该方法可用于甲磺酸培氟沙星药物中培氟沙星的实际检测。该方法具有灵敏度高、选择性好等优点。