基于稳健统计的新鲜乳腺组织拉曼光谱分析

采用便携式拉曼光谱仪对新鲜乳腺正常组织、良性组织和恶性组织进行检测,通过稳健统计方法对拉曼光谱数据进行分析处理,建立乳腺组织拉曼光谱标准图谱,根据标准图谱特征峰归纳3类组织的主要区别和特征.在3类乳腺组织中,正常组织有明显的脂类特征峰(1078,1297,1437,1653,1746 cm-1),而在良性和恶性组织中则出现了较明显的蛋白特征峰(1259,1530,1650 cm-1),正常、良性和恶性组织的主要区别集中在1340和1534 cm-1处,应归属为蛋白和类胡萝卜素,这一结果并不能由经典统计方法得出.基于稳健统计建立的新鲜乳腺组织拉曼光谱标准图谱为构建数学模型来鉴别乳腺病灶的性质奠定了基础.     

近红外光谱技术结合主成分分析法用于子宫内膜癌的诊断

应用近红外光谱技术结合化学计量学方法研究了子宫内膜癌组织近红外光谱特征提取和早期诊断的可行性. 测定了154 例子宫内膜组织切片的近红外光谱, 选取适宜的波段和光谱预处理方法进行主成分分析, 很好地区分了癌变、增生和正常子宫内膜组织切片, 并且分辨出处于不同分化期的组织切片, 为子宫内膜癌的早期诊断提供了可靠依据. 该法快速、简便, 有望发展成为一种新型的肿瘤无创诊断方法.     

激光功率和积分时间对表面增强拉曼光谱的影响EI北大核心CSCD

表面增强拉曼光谱(SERS)技术能够有效增强低浓度样品的拉曼光谱强度,然而由于SERS的结构、材质等工艺原因,SERS实际应用中往往由于未能正确选择激光功率与积分时间而导致测量效果显著下降。本文以浓度为2,0.08μg/mL的三聚氰胺溶液样品、Au@Ag NPs纳米柱结构固态SERS基底为例,使用自主搭建的便携式拉曼光谱仪,采集不同激光功率和积分时间下的SERS光谱,使用算法平滑光谱、计算光谱基线,得到样品SERS光谱强度和SERS光谱基线强度变化趋势。实验表明,激发光源功率和积分时间改变时,SERS光谱基线强度在不同光谱区域变化幅度不同,部分光谱区域基线强度的变化幅度远大于样品光谱强度,导致使用拉曼光谱仪进行光谱测量时极易造成光谱强度饱和,影响低浓度样品的测量。临时更换样品试剂或SERS基底又会增加成本,且操作繁琐。研究发现,通过控制激光功率和积分时间这2个简单可控的变量,可以在一定程度上抑制SERS光谱基线、提高样品光谱强度,从而避免因光谱强度易饱和而无法测得低浓度样品光谱信号的问题。     

时间分辨拉曼光谱研究一氧化氮与肌红蛋白的结合过程

纳秒瞬态拉曼光谱技术是研究分子结构变化超快动态过程的重要实验手段之一.而肌红蛋白(Mb)与小分子配体的结合过程一直是人们研究的焦点.本文旨在利用纳秒瞬态拉曼光谱技术研究小分子配体NO与肌红蛋白结合的动力学过程.通过考察MbNO光解后产物脱氧肌红蛋白(DeoxyMb)与反应物MbNO的ν4特征振动峰的强度比值随激光激发功率的变化,阐述了利用纳秒瞬态拉曼光谱技术研究MbNO体系中NO与DeoxyMb结合过程的可行性.利用纳秒瞬态拉曼光谱技术,获得了与皮秒时间分辨拉曼和皮秒时间分辨吸收相一致的结合动力学实验结果.为研究其它复杂体系的超快结合动力学过程提供了一种新的思路.     

拉曼光谱技术结合主成分分析-支持向量机对砷类矿物药的分类识别研究

为了快速检测砷类矿物药,建立了拉曼光谱技术结合主成分分析(PCA)-支持向量机(SVM)分类识别砷类矿物药的新方法.首先对雄黄、雌黄、信石和砒霜的拉曼光谱进行了归属,并进行了 PCA-SVM分类识别.然后分别测定了五个批次雄黄的拉曼光谱,并进行了 PCA-SVM分类识别,最后对其拉曼光谱的差异进行了分析.该方法快速、方...     

以Au/Cu纳米棒为基底的肺腺癌组织的特征表面增强拉曼光谱研究

通过金铜共混法制备了Au/Cu合金纳米棒,研究了铜掺杂对金纳米棒等离子体共振吸收和结构的影响,探究了Au/Cu合金纳米棒的等离子体共振拉曼增强效应.以Au/Cu合金纳米棒为基底对肺腺癌组织和癌旁正常组织进行了表面增强拉曼光谱检测.结果显示,癌变组织具有比癌旁正常组织更强的拉曼信号峰,位于1250,1344,1408,1568,1608和2560 cm~(-1)附近的拉曼峰分别与蛋白质的AmideⅡ氨基化合物、C—H弯曲振动、核酸中CH_3的对称变角振动、蛋白质色氨酸惰性环振动、蛋白质酰胺I谱带分子间反平行β-折叠的C—O健伸缩振动和蛋白质的巯基(S—H)伸缩振动有关,2936 cm~(-1)附近的拉曼峰为蛋白质CH_2的对称伸缩振动和CH_3的反对称伸缩振动共同作用产生.以铜掺杂的金纳米棒为基底的表面增强拉曼光谱法有望成为检测肺癌组织的有效手段.     

基于拉曼光谱的细菌检测研究进展

细菌是一种与人类生命活动息息相关的微生物, 其快速、 高灵敏检测对重大传染性疾病的防控至关重要. 本文介绍了拉曼光谱用于细菌检测的基本原理, 综述了3种拉曼光谱用于细菌检测的主要方式, 包括细菌组成成分检测、 细菌代谢物检测以及基于拉曼探针标记的检测模式, 并对各种拉曼检测方法进行了分析比较. 最后, 展望了拉曼光谱在细菌检测领域的发展前景, 并提出了5条建议.     

激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用

激光、CCD检测器和光纤探针等相关技术的发展使激光拉曼光谱在生物医学领域中的研究进展日新月异,本文将从器官组织、细胞两方面进行分别阐述.前者立足于疾病诊断,探讨各种器官正常与病变组织的光谱差异及活体研究的现状及前景;后者以细胞为检测对象,介绍拉曼光谱的新方法和新进展.     

新鲜乳腺癌组织的近红外拉曼光谱分析

采用便携式拉曼光谱仪对正常、良性和恶性的乳腺癌组织进行检测,通过对其拉曼光谱的指认,归纳了其主要区别和特征. 在3类乳腺组织中有明显的脂类的特征峰（1230,1268,1301,1440和1743 cm^-1）,而在良性和恶性的组织中,则出现了较为明显的蛋白（1246,1271,1315和1364 cm^-1）和核酸（1340 cm^-1）的特征峰. 良性和恶性组织的区别在于恶性组织特有的特征峰（1340 cm^-1）,而良性组织所特有的特征峰则应归属为蛋白. 在数据分析过程中,选择能够反映样本化学本质的特征峰,利用高斯过程的机器学习对特征峰值建立模型. 特异性（0.94）、灵敏度（0.95）和Matthews相关系数（0.86）表明在模型中3种组织有比较良好的辨别度,对于应用拉曼光谱方法辨别正常和患病乳腺组织具有参考价值.     

基于拉曼光谱成像的食品中化学添加剂的无损检测

基于拉曼光谱成像技术对小麦粉中过氧化苯甲酰和L-抗坏血酸进行快速、 无损、 原位检测, 并对2种添加剂的空间分布进行了可视化研究. 采用实验室自行搭建的线扫描式拉曼光谱成像系统, 激发光源波长为785 nm, 有效光谱范围为0~2885.7 cm^-1. 分别在小麦粉中添加含量为0.1%~30%的过氧化苯甲酰和L-抗坏血酸, 对制备的样品进行拉曼光谱扫描, 选取感兴趣区域的光谱信号进行平均, 得到平均光谱代表该样品的拉曼信息. 分别选取过氧化苯甲酰和L-抗坏血酸的2个特征峰, 与该物质在小麦粉中的含量建立线性关系, 其决定系数R²分别为0.9828 和0.9912. 采集的特征波段拉曼图像经过自适应迭代重加权惩罚最小二乘(airPLS)方法扣除荧光背景后, 选取合适的特征峰强度作为阈值, 对校正拉曼图像进行二值化分析, 得到添加物的空间分布可视化图像. 该方法与点检测拉曼技术相比, 具有检测结果准确且检测时间较短的优势, 且可以实现不均匀样品中多种物质的同时检测与分布可视化.     

在不同激发波长下的单壁碳纳米管的拉曼光谱研究

采用直流电弧法制备单壁碳纳米管样品,用457.5和632.8nm两种不同的激发光分别测得单壁碳纳米管的正常拉曼光谱和共振拉曼光谱.通过理论分析得到了单壁碳纳米管的直径分布,进一步推测了其类型及结构参数;对单壁碳纳米管的正切拉伸模的成分进行了归属.在632.8nm激发波长下得到了IG/ID值随激光功率变化的曲线,认为在2.5mW时,单壁碳纳米管缺陷的结构可能发生了改变.在用457.5nm波长激发的单壁碳纳米管的拉曼光谱中,首次发现了1421cm-1的拉曼谱峰.     

拉曼光谱法定量分析焦磷酸根离子的含量

应用拉曼光谱技术研究了焦磷酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、乙二胺四乙酸钠等十余种可溶性盐水溶液以及它们的混合物溶液的拉曼光谱特征,考察了共存组分对焦磷酸根拉曼光谱特征峰的影响;建立了基于拉曼光谱技术定量分析溶液中焦磷酸根离子含量的方法。结果表明,以硝酸钾为内标物,保持被测溶液pH 11,焦磷酸根离子拉曼光谱特征峰强度与硝酸根离子拉曼光谱特征峰强度之比值对焦磷酸根浓度呈良好的线性关系,所得线性回归方程为y=1.2110x+0.1515,相关系数R2=0.9996;已经研究过的十余种可溶性盐共存物几乎不干扰焦磷酸根离子的定量分析。     

女性乳腺肿瘤的傅里叶变换红外光谱鉴别方法的探索

通过75例女性良,恶性乳腺肿瘤及正常乳腺组织的傅里叶变换红外光谱(FTIR)对比研究发现,它们之间存在着明显而规律的光谱差异,这反 映了组织中蛋白质,核酸和脂类等生物分子在不同性质的乳腺肿瘤中的构型与构像及以及相对含量上的差别,研究表明,FTIR可从分子水平上揭示肿瘤组织的特性,能对良,恶性乳腺肿瘤的鉴别提供丰富而可靠的结构信息,极有可能发展成为一种肿瘤鉴别方法.     

血卟啉衍生物(HpD)的表面增强共振拉曼光谱

近年来,采用光敏剂(H_pD)与光的协同效应,诊治癌肿疾病有了较大的进展,所以,研究其光谱特性是有其现实意义的。 用共振拉曼光谱和表面增强拉曼光谱所获得的散射强度,都比通常的拉曼光谱有几个数量级的增强,并可得到稀溶液(10~(-6)～10~(-3)mol/L)的高质量光谱,本文报道了8×10~(-3)mol/L HpD水溶液的共振拉曼光谱和5×10~(-5)mol/L HpD水溶液的表面增强共振拉曼光谱,结果表明,表面增强共振拉曼光谱比共振拉曼光谱的散射强度滴出三个量级。     

用傅立叶变换拉曼光谱法测定乙醇浓度

激光拉曼光谱可以迅速准确的分析混合溶液的成分及比例,为溶液浓度检测提供了一种新的方法.以乙醇溶液为例,研究用拉曼光谱法分析溶液的浓度.     

拉曼积分球对水中微量硫酸根和碳酸氢根离子定量分析可行性研究

拉曼光谱因非接触、无损、指纹光谱特性,广泛应用于科学研究领域,主要集中于定性研究,拉曼光谱定量分析较为缺乏,尤其在液体中的定量分析研究明显不足.因此,有必要进一步开展水中拉曼光谱定量分析研究.探讨了将拉曼积分球应用于液体拉曼光谱定量分析技术,对水中SO24-和HCO-3进行了定量分析可行性研究.定量分析基于内标法,选取...     

原位拉曼光谱研究激光诱导化学反应的最新进展

原位拉曼光谱兼具激发和原位监测化学反应的双重功能,为深入研究光化学反应及相关机理提供了新的途径.结合本课题组的研究成果,本文总结了近年来利用原位拉曼光谱和原位表面增强拉曼光谱(SERS)研究激光诱导化学反应的最新进展.首先,概述了利用原位SERS技术研究表面等离激元(SP)诱导催化反应的研究进展,着重介绍了SP诱导偶合反应的发现和发展.其次,回顾了利用原位拉曼光谱研究激光诱导化学反应的研究情况.最后,讨论了原位拉曼光谱研究激光诱导化学反应存在的问题并展望了未来的发展趋势.     

激光波长对拉曼光谱检测地质成分的影响

随着激光技术的不断发展,以激光为光源的拉曼光谱检测技术由于其快速、无损、无接触探测等优势,已成为地质样品成分鉴别的一种重要途径。由于激光波长是样品拉曼效应的重要决定因素之一,进一步明确其在地质样品成分检测中的影响,能够为开展行星矿物成分研究提供重要参考依据。本工作基于自主建立的532nm/785nm双色光源激光拉曼光谱探测系统,开展了不同激光波长对地质样品成分拉曼光谱的影响研究,获得了包括硝酸根、碳酸根、磷酸根、硅酸根等分子基团以及硫化物、氧化物等多种地质样品主要成分的拉曼特征光谱。通过对比表明,532nm激发光具有更高的光子能量,能够检测更多的样品成分,但荧光效应较强,785nm激发光存在拉曼信号强度较低问题,但是具有很好的荧光抑制效果,可根据实际样品种类进行最佳激发光波长的选择。     

应用激光拉曼光谱法检查核桃油的掺假

应用激光拉曼光谱法对掺入其它植物油(如大豆油、花生油、玉米油、棕榈油或棉籽油)的核桃油进行检测。从上述6种纯植物油的拉曼光谱图中取6个主峰的相对拉曼光谱强度为变量进行主成分分析,从所得的二维散点图可知核桃油与其它5种油均分处于图的不同区域;对掺杂不同比例(质量分数)其它油品的核桃油,在其散点图中也可见两者分处不同区域,据此可对掺杂其它油品的核桃油作出定性鉴别。利用波数为1 256cm-1处拉曼光谱相对强度与掺杂油品的含量(w%)之间的线性关系及其所建立的线性回归方程,对掺杂的样品进行了定量分析。在纯核桃油中分别掺入质量分数从8%~95%的棕榈油制备了10份试样,按上述方法进行定量分析,结果表明预测值与已知值的相对误差在1.01%~2.35%之间。     

基于表面增强拉曼光谱的苹果毒死蜱残留无损检测方法

对表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)技术在苹果毒死蜱残留量无损快速准确检测中的应用进行了研究. 以银溶胶作为表面增强剂, 采用实验室搭建的拉曼光谱系统, 无损地采集苹果样品拉曼光谱. 分别采用二阶导数法(Secondary Derivative Transformation, SD)和极小极大值自适应缩放法(Min-max Signal Adaptive Zooming, MSAZ)扣除所得拉曼光谱的荧光背景以消除样品和环境的干扰, 从而提高检测的准确度. 对获取光谱后的苹果样品采用标准理化方法检测其毒死蜱含量, 在最优条件下, 建立拉曼光谱与15.52～0.064 mg/kg范围内毒死蜱含量的线性关系, 结果表明毒死蜱的两个主要特征峰强度和其浓度呈良好的线性关系, 预测集的相关系数为0.969, 预测均方根误差为1.24 mg/kg. 本研究所开发的方法为果蔬安全品质的无损快速检测提供了一种新思路.