同分异构体菲与蒽三维荧光特征的比较

近年来三维荧光光谱法越来越多地用于研究环境领域污染物的迁移转化,但荧光光谱特征与物质分子结构的关系不清晰始终制约着应用。研究了典型的芳香族污染物同分异构体菲和蒽的荧光光谱特点。结果表明,菲和蒽有共同荧光峰λ_ex/λ_em=225/340 nm,且菲275/360 nm的荧光峰与蒽285/360 nm峰位置也接近,然而两者荧光光谱仍存在明显差异。菲有3个清晰的荧光峰,在275/340 nm附近还有一峰,225/340 nm处的荧光最强。蒽的荧光光谱较复杂,250/380,250/400和250/425 nm附近荧光峰的强度较强。浓度为0.058 1 mg·L-1时,共同荧光峰225/340 nm处蒽的荧光强度大约为菲的1.63倍。利用密度泛函理论的计算结果表明,蒽和菲的前线分子轨道能级差ΔE分别为3.621和4.779 eV。由于ΔE小和电子云的对称性好,蒽可在波长更长的激发光下发光且荧光强度更强。密度泛函理论可以用来判断有机物的发光能力。     

甲醇和乙醇的三维荧光光谱特性研究

为阐明甲醇和乙醇的光谱学特性,建立两者快速的辨析方法。采用三维荧光光谱,对甲醇和乙醇的荧光特性进行了研究。分析结果显示,甲醇的三维荧光光谱中出现了两个特征荧光峰,其荧光强度在甲醇体积浓度小于15%时与其浓度成正相关,乙醇的三维荧光光谱中出现了一个完整的特征荧光峰,其荧光强度在乙醇体积分数小于50%时与乙醇浓度成相关,甲醇比乙醇具有更高的荧光效率,以甲醇为有机溶剂研究化合物的荧光特性时,需要考虑甲醇的本底荧光。甲醇和乙醇的特征荧光峰位置差别较大,前者特征荧光峰出现在225/35 0nm和250/375nm处,而后者特征荧光峰位于240/310nm,据此可以有效辨析两种醇。     

特征光谱法研究贵州两类不同香型风格烟叶

利用三维荧光和紫外-可见吸收光谱对贵州典型植烟区烤烟石油醚提取液进行光谱测定,获得烟叶化学物质总体特征光谱信息。光谱总体相似,但强度存在差异。三维荧光光谱中观察到三个特征峰,分别为峰Ⅰ:Ex/Em=297/326nm,峰Ⅱ:Ex/Em=250/330nm,峰Ⅲ:Ex/Em=225/336nm。峰强度表现为峰Ⅰ峰Ⅲ峰Ⅱ;紫外-可见吸收光谱在300~500nm波段呈现4个特征吸收峰,最大吸收波长λmax分别为329,419,445和472nm。根据三维荧光及紫外-可见吸收光谱特征峰的相对强度得到表征不同香型风格烟叶的总体化学物质相对含量的差异。利用三维荧光强度分数(D)及强度比值(R)的光谱数据进行聚类分析,在一定的距离系数范围内,能清晰划分贵州典型区域的"清甜香"和"醇甜香"两类特征香型烤烟。用荧光强度比值聚类较强度分数聚类更能在较小的距离系数内实现分类;三维荧光法较紫外-可见光谱法聚类的特征性更好。     

矿物油-乙醇溶液三维荧光光谱的实验研究

研究了矿物油-乙醇溶液的三维荧光光谱特性。通过空白扣除法消除了乙醇的拉曼散射对矿物油三维荧光光谱的影响,而采用将瑞利散射及其附近区域置零的方法去除了瑞利散射对矿物油三维荧光光谱的影响。经校准,矿物油的三维荧光光谱特征荧光峰表现为：煤油主要为一个宽峰,最大激发/发射荧光峰的位置在270/290 nm附近;0#柴油有两个峰,最大激发/发射峰分别位于240/344 nm和270/362 nm附近;润滑油存在多个荧光峰,其中两个比较强的最大激发/发射峰分别位于240/348 nm和258/358 nm附近。此外,还研究了矿物油的荧光光谱强度与浓度的关系,并对测量的灵敏度和检测限进行了分析。研究表明,利用三维荧光光谱特征测量可以实现低浓度矿物油的测定。     

蒽芘混合溶液二维荧光相关谱解析

采用二维荧光相关光谱技术有效地对严重重叠的蒽、芘混合溶液的荧光峰进行解析。为了实现上述研究目标,设计并配置了9个蒽、芘混合溶液。采集了蒽、芘单组份以及两种物质混合溶液的常规一维荧光谱,研究了其荧光特性,并进行对比、分析。在此基础上,以混合溶液中蒽和芘的浓度为外扰,构建二维荧光相关同步谱和异步谱。结果表明:在同步谱上出现6个较强的自相关峰,位置分别在373nm、379nm、391nm、401nm、413nm和425nm处;依据未被覆盖的蒽在425nm的处荧光与各波长处荧光交叉峰的正负,指出379nm、401nm和452nm处的荧光峰来自蒽,而373nm、391nm和413nm处的荧光峰来自芘。同时,又根据相关异步谱交叉峰的有无,进一步确认和验证了混合溶液中各荧光峰的来源。该方法为解析农业环境中多种污染物的光谱特征提供理论和实验基础。     

低压段DHPM作用对木瓜蛋白酶结构影响的荧光光谱分析

以荧光光谱为检测手段研究了低压段(60～100 MPa)动态高压微射流作用(DHPM)对木瓜蛋白酶(Papain)分子结构的影响。结果显示,在60～100 MPa下经DHPM处理后,Papain,Tyr残基和Trp残基荧光强度均有不同程度降低,且随着处理压力的增加,Papain,Tyr残基和Trp残基的荧光强度逐渐增大,Papain,Trp残基荧光发射峰的位置分别从未处理时的334和277.5 nm逐渐红移至100 MPa处理后的335和278.5 nm;在0～4 ℃放置24 h后,Papain,Tyr残基和Trp残基的荧光光谱均基本保持了0 h时的变化趋势。表明低压DHPM处理后,Papain中Trp残基逐渐暴露出来,并形成了较为稳定的新分子构象。     

基于二维相关荧光谱土壤中PAHs检测方法研究

传统荧光光谱技术已被用于土壤中多环芳烃(PAHs)的检测,但由于土壤体系的复杂性、PAHs污染物的多样化和微量化,传统的荧光光谱技术无法有效提取土壤中PAHs的特征信息。为了解决上述问题,提出并建立一种基于二维相关荧光谱土壤中多环芳烃的检测方法。以土壤中典型的多环芳烃蒽和菲为研究对象,配置38个蒽菲混合标准土壤样品(蒽和菲的浓度范围均为0.000 5～0.01 g·g-1),在激发波长265～340 nm,发射波长350～500 nm范围内采集了所有样品的三维荧光谱。以激发波长为外扰,对外扰变化的动态一维荧光谱进行相关计算,得到每一样品的同步二维相关荧光谱。研究了浓度均为0.005 g·g-1蒽菲混合土壤样品的三维荧光谱和同步二维相关荧光谱特性,在同步谱主对角线398,419,444和484 nm处存在自相关峰,其中,398和484 nm荧光峰来自土壤中的菲,419和444 nm荧光峰来自土壤中的蒽;在主对角线外侧,蒽和菲两组荧光峰之间存在负的交叉峰,进一步验证了其来源不同;同时,在(408,434) nm和(434,467) nm处出现交叉峰,其中408和434 nm荧光峰来自土壤中的菲,467 nm荧光峰来自土壤中的蒽。指出与三维荧光谱表征的信息相比,二维相关荧光谱不仅能提取更多的特征信息(408和467 nm的特征峰在三维荧光谱中未被表征),而且还能提供荧光峰之间的相互关系,对其来源进行有效解析。在上述研究二维相关荧光谱特性的基础上,基于同步相关谱矩阵(38×151×151)建立了定量分析土壤中蒽和菲污染物浓度的多维偏最小二乘(N-PLS)模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.986和0.985,校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)分别为4.33×10-4和5.55×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.981和0.984,RMSEC和RMSEP分别为5.20×10-4和4.80×10-4 g·g-1。为了比较,基于三维荧光光谱矩阵(38×16×151)建立了定量了分析土壤中蒽和菲的N-PLS模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.981和0.972,RMSEC和RMSEP分别为5.09×10-4和6.74×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.957和0.956,RMSEC和RMSEP分别为7.36×10-4和7.77×10-4 g·g-1。指出,对于土壤中的蒽和菲检测,基于二维相关荧光谱的N-PLS模型的相关系数r,RMSEC和RMSEP都要优于基于三维荧光谱的N-PLS模型。研究结果表明：所提出和建立的方法-二维相关荧光谱直接检测土壤中PAHs污染物不仅可行,而且能提供更好的分析结果。该研究为激光诱导荧光结合相关谱技术现场直接检测土壤中多环芳烃污染物提供了理论和实验基础,具有较好的应用前景。     

荧光分析法在血糖检测中的应用

用不同波长的光激发葡萄糖溶液和血清样品,确定血清的最佳激发波长。以相同波长的光激发含不同血糖浓度的血清样品,得到不同血清的荧光发射光谱,通过分析其荧光光谱判断血清中的血糖浓度大小。实验结果表明,检测血清的最佳激发波长为340nm,血清中葡萄糖的发射峰位置为470nm;随着血清中葡萄糖浓度的增加,荧光光谱图中荧光峰处荧光强度总体呈上升趋势,光谱的面积积分强度和导数光谱中一阶导数的最大值也呈上升趋势,荧光峰的半峰宽整体呈现下降趋势。荧光光谱分析法操作简单,灵敏度高,费用相对较低,为血糖检测提供了有力的参考。     

西维因在甲醇-水二元混合溶剂中的三维荧光光谱特性研究

农药的广泛使用对环境产生了重要的影响,西维因作为一种重要的广谱高效杀虫剂在很多地表水中残留,了解和掌握西维因在环境中的光谱特性及检测方法具有重要意义。研究了西维因的激发-发射三维荧光光谱特性,通过改变甲醇-水二元混合溶剂中甲醇的体积比,探讨了不同体积比的甲醇-水混合溶剂对西维因三维荧光光谱的影响。研究结果表明,西维因的特征荧光光谱峰为单峰,西维因的激发波长和发射波长范围分别处于： 244~304和300~350 nm,最大激发/发射峰位置分别位于280和335 nm。随着甲醇-水二元混合溶剂中甲醇含量的增加,西维因的三维荧光光谱未出现明显位移,但是荧光光谱强度随甲醇含量的增加出现了非线性的变化,这主要与二元混合溶剂自身独特的性质有关。     

缅甸琥珀的三维荧光光谱特征研究

琥珀是一种天然有机宝石,普遍具有荧光现象。利用三维荧光光谱分析技术,以缅甸琥珀为研究对象,探讨了不同品种缅甸琥珀的荧光峰分布特征,并初步判断了血珀荧光峰红移的原因。结果表明,在长波紫外光照下呈强蓝白色荧光的缅甸金珀、棕珀,三维荧光光谱中均含有一个荧光峰,荧光峰范围约在λ_(ex)350～400 nm/λ_(ex)400～450 nm,荧光主峰位于λ_(ex)360 nm/λ_(em)425 nm,荧光强度大。在长波紫外光照下呈弱土黄色荧光的缅甸血珀,三维荧光光谱中荧光峰范围约在λ_(ex)420～520 nm/λ_(em)500～580 nm,荧光峰分散呈多个小峰分布,荧光强度小。在氧化条件下加热金珀样品得到烤色"血珀"并对比加热前后的三维荧光光谱特征,发现烤色"血珀"的荧光峰较加热前红移,荧光峰范围由λ_(ex)350～400 nm/λ_(ex)400～450 nm红移至λ_(em)480～530 nm/λ_(em) 520～570 nm,荧光强度极小,与天然血珀的荧光特征一致。结合红外吸收光谱测试,氧化作用使血珀及烤色"血珀"分子结构中含氧基团羰基CO浓度升高,羰基CO作为强助色基团,浓度升高与吸收强度增加使琥珀产生红色外观;同时作为得电子取代基,羰基CO会取代分子结构中的H原子与具有未键合的杂原子相连,产生n→π~*_1跃迁,使血珀荧光强度减弱甚至消失,同时荧光峰向长波长方向移动。三维荧光光谱能够快速有效地表征缅甸琥珀的荧光现象,为研究琥珀荧光特征与分子结构提供新依据。     

超高压引发胰蛋白构象变化与酶活性间的关系

采用超高压技术处理胰蛋白酶,改变其空间结构,研究酶空间结构变化与酶活力之间的关系。采用傅立叶红外光谱(FTIR)检测超高压处理后胰蛋白酶的二级结构变化;采用荧光光谱检测处理后胰蛋白酶的三级结构;酶活力的检测采用福林酚法。结果显示,与未处理的相比,在37 ℃,不同压力(100～600 MPa)条件处理20 min,对胰蛋白酶活力影响显著(p＜0.05)。其中,300 MPa处理,胰蛋白酶活力达到最大,较未处理的酶活提高了0.386倍。FTIR检测分析显示,300 MPa处理的胰蛋白酶,α-螺旋与β-转角的峰面积比值达到最大(2.749);内源性荧光光谱检测结果显示,当激发波长为295 nm,其荧光强度达到最高值(1 353);激发波长为280 nm,其荧光强度达到最高(4 262);外源性荧光光谱结果显示,当激发波长为228 nm,疏水氨基酸残基的荧光强度达到最高(2 022); 上述荧光强度的变化较0.1 MPa处理的胰蛋白酶均有显著差异(p＜0.05)。结论：超高压处理影响胰蛋白酶的空间结构及酶活性。其中,胰蛋白酶活性与α-螺旋和β-转角的峰面积的比值、色氨酸等疏水氨基酸及酪氨酸残基暴露程度有关。     

Hydrostatic pressure effects on the fluorescence of tyrosine solution with different concentrations of copper ion

The effects of hydrostatic pressure on the fluorescence of tyrosine (Tyr) solution with different concentrations of copper ion (Cu²⁺) were investigated. The fluorescent intensity of pure Tyr aqueous solution enhanced with the increase of hydrostatic pressure, the fluorescent intensity increased by 8.8% when the pressure was up to 60 MPa. The fluorescence of Tyr aqueous solution was quenched obviously due to complex formation with Cu²⁺ and the quenching became stronger when the concentration of Cu²⁺ was higher. When the concentration ratio of Cu²⁺ and Tyr ([Cu²⁺]/[Tyr]) increased from 0 to 40, the fluorescent intensity decreased to 19.0% at 0.1 MPa and 24.2% at 60 MPa. It was also found that the effects of pressure on the fluorescent intensity of Tyr aqueous solution were different at various [Cu²⁺]/[Tyr]. The fluorescent intensity increased by 14.4% and 38.4% for 1 and 40 ratio respectively when the pressure was changed from 0.1 MPa to 60 MPa.     

磺基水杨酸的荧光光谱与荧光量子产率

报道了磺基水杨酸 (SSA)的荧光光谱和荧光量子产率。在 pH <2时 ,SSA无荧光 ,随pH升高 ,SSA荧光增强 ,在 pH 5～ 10 5之间 ,SSA有稳定的强荧光 ,最大发射波长为 4 0 2nm ,激发波长为 2 12 ,2 38和2 97nm。在 pH >13的强碱性条件下 ,SSA转变为另一种荧光型体 ,最大激发波长 2 6 1nm ,最大发射波长390nm。SSA浓度较高时 ,荧光激发光谱发生变化 ,但发射光谱不变。在近中性条件下 ,SSA稀溶液的荧光强度与浓度之间存在良好的线性关系 ,线性范围为 5～ 2 5 0ng·mL- 1 ,检测下限为 5ng·mL- 1 。以硫酸奎宁为参比 ,测量了SSA在不同波长下的荧光量子产率 ,在最大激发波长 2 97nm处的荧光量子产率为 0 5 4。     

Influence of hydrostatic pressure on the ductility of copper as a function of its initial state

The influence of hydrostatic pressure in the interval 0-250 MPa on the deformation properties of copper versus its initial state is studied. After liquid nitrogen storage, the torsion strain to fracture is found to increase when the pressure rises to 200 MPa. As the pressure rises further and reaches 250 MPa, the torsion strain to fracture drops. Preliminary torsion to a strain of 5% in opposition to torsion under pressure makes the pressure dependence of the ultimate strain linear. If the prestrain equals 25%, a rise in the pressure to 150MPa increases the ductility of the material. A further increase in the pressure to 250 MPa changes the ductility insignificantly.     

高压条件下酪氨酸在线荧光光谱研究

在Cu2+与酪氨酸摩尔浓度比为0至40范围内,考察了压力对酪氨酸荧光光谱的影响,结果表明:在无Cu2+情况下,压力对酪氨酸荧光强度具有增敏作用,压力越高,增敏效果越显著,当压力为60 MPa时,荧光强度增加了约9%.Cu2+对酪氨酸荧光有猝灭作用,Cu2+浓度越高,猝灭越强;在Cu2+存在的情况下,压力对酪氨酸荧光的影...     

曲通X-100的荧光光谱与荧光量子产率

报道了曲通X-100(TX)水溶液的荧光光谱与荧光量子产率。实验发现,在强酸性条件下,TX没有荧光,当pH ＞1时,TX有稳定的强荧光,荧光激发波长为229和275 nm,发射波长为302 nm。TX水溶液可产生共振荧光,共振荧光峰位于285 nm。在0.1～90 mg·L-1浓度范围内,TX荧光强度与浓度之间存在线性关系,检测限为0.1 mg·L-1。以L-色氨酸为参比,测得在激发波长280 nm处TX水溶液的荧光量子产率为0.121。     

Conformational fluctuations in a green fluorescent protein-like Akane family protein: a high-pressure fluorescence study at 0.1–700 MPa

ABSTRACT

We have investigated conformational fluctuations in a new green fluorescent protein(GFP)-like protein rb-Akane found in a red-brown-colored octocoral, Scleronephthya gracillima (Kuekenthal)), with high pressure fluorescence spectroscopy at 0.1–700?MPa. Besides the green fluorescence at 510?nm, two red fluorescence peaks are observed at 590 and 629?nm, the relative intensity of which varies reversibly with pressure. The phenomenon is interpreted as representing the cis–trans isomerization of the chromophore accompanied by the conformational transition between two sub-states of the red fluorescence form of rb-Akane. The two sub-states are separated only marginally in free energy (ΔG⁰?=?1.9?±?0.4?kJ?mol^?1), but significantly in partial molar volume (ΔV⁰?=??19.8?±?1.4?ml?mol^?1) at 0.1?MPa (pH 7.5, 25°C). Above 500?MPa, the fluorescence at λ_max 629?nm undergoes another reversible change with pressure, showing the onset of unfolding.     

Effect of hydrostatic pressure on the plasticity of copper

A new technique is designed to plot stress-strain curves during torsion at hydrostatic pressure up to 250 MPa. It is used to study the effect of pressure on the torsional strain to failure of copper. The experimental results demonstrate that the plasticity of the material increases in the pressure range 0–150 MPa and remains constant in the range 150–250 MPa. This reaction of the material is likely to be related to the fact that pressure can increase the dislocation density required for plastic flow.