利用紫外和荧光光谱指示臭氧降解典型内分泌干扰物的研究

污水处理和再生回用是缓解我国水污染严重和水资源紧张的有效途径。二级出水水量大、稳定且水质相对良好,是污水再生回用的良好水源。然而,二级出水中广泛存在内分泌干扰物(endocrine disrupting compounds, EDCs),对其再生回用形成了潜在的安全风险。臭氧氧化是去除EDCs的有效方法,但二级出水中存在着多种有机质,臭氧降解EDCs的过程中同时和有机质中的活性基团发生反应,引起一定程度的臭氧衰减,从而对EDCs的臭氧氧化造成影响。有机质中与臭氧反应的活性基团变化可反映为特征紫外和荧光光谱的变化。因此,可以采用特征紫外和荧光光谱变化来指示臭氧对EDCs的降解效果。本研究通过考察二级出水中主要的三类有机质代表(腐殖酸、牛血清蛋白和海藻酸钠)对臭氧衰减动力学的影响,进一步解析有机质对5种典型EDCs臭氧降解规律的影响,在此基础上考察特征紫外和荧光光谱与EDCs臭氧降解效果的关系,以期筛选出二级出水中EDCs臭氧降解效果的指示参数,并建立其与EDCs降解效率之间的定量关系,从而以这些指示参数来预测EDCs的臭氧化降解情况,简化EDCs检测。该研究中五种目标EDCs(雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)和双酚A(BPA))采用超高效液相色谱-双质谱联用技术同时分析定量。通过考察不同种类二级出水有机质对臭氧衰减动力学和EDCs降解效果的影响发现三种有机质均可促进臭氧衰减,对EDCs的臭氧化降解效率均有抑制作用,顺序依次是腐殖酸>牛血清蛋白>海藻酸钠;三种有机质的紫外-可见光谱特征谱图表明有机质中能与臭氧反应的活性基团在紫外-可见光有特定的响应特征;三种有机质的三维荧光光谱特征谱图表明富里酸类腐殖质及喹啉类结构对臭氧消耗均有显著的贡献;腐殖酸在254,258和280 nm的紫外吸光度及激发波长/发射波长(Ex/Em)=240/396 nm,Ex/Em=345/436 nm的荧光吸光度去除率与臭氧投加量显著相关;其中280 nm处的特征紫外吸光度UVA₂₈₀,特征荧光吸光度Ex/Em=240/396 nm可作为臭氧降解EDCs的指示参数,具体为UVA₂₈₀去除率大于18%或者Ex/Em=240/396 nm去除率大于35%时,1 μmol·L-1的5种EDCs几乎被完全降解。此研究对污水处理厂臭氧去除EDCs过程中臭氧剂量的优化及EDCs去除效果具有指导作用,且可避免复杂的EDCs检测。     

醇类溶液的紫外吸收和荧光光谱研究

采用UV-240紫外分光光度计及Sp-2558多功能光谱测量系统,研究了正丙醇、异丙醇的紫外吸收光谱及荧光光谱,并对它们进行了比较。研究结果表明,使用紫外吸收光谱和荧光光谱很容易鉴别正丙醇与异丙醇,同时也对正丙醇与异丙醇间光谱有差异的原因做出了解释。并进而对甲醇、乙醇、正丙醇与异丙醇4类醇类物质的光谱进行了对照研究,研究结果为醇类物质的识别提供了一种新而有效的测量方法,对量子化学计算也有理论上的参考价值。     

水稻叶绿素浓度对荧光光谱的影响（英文）

为了加强对水稻生长状况的监测,指导水稻的田间施肥,提高施肥利用效率,以增加农作物产量、提高粮食品质,实验室搭建了基于激光诱导荧光技术的荧光探测系统,以研究水稻叶片的叶绿素含量与荧光峰值比之间的相关性。文中测量样本为水稻分蘖期和拔节期的倒二叶,栽培地区位于中国江汉平原。文中先采用凯氏定氮法和相应公式结合测得水稻叶片的叶绿素含量(mg·g-1),再用搭建的荧光探测系统采集了水稻叶片不同叶绿素含量的荧光光谱(激发波长为355nm)。获得了水稻叶片在不同叶绿素含量下的荧光光谱数据库,定量分析了荧光峰值比F740/F685(荧光谱峰740nm、685nm处的荧光强度比)与叶绿素含量的相关性,发现叶绿素含量的变化对荧光光谱特性影响明显。由实验数据分析可知荧光参数中的峰值比(F740/F685)与叶绿素含量呈现很好的线性正相关,相关系数(R2)在水稻的分蘖期和拔节期分别达到了0.901 3和0.912 5。实验分析结果表明诱导荧光光谱技术具有方便、快捷、无损等优点,在农作物生长状况的遥感定量监测等方面也具有一定发展潜力。     

新型BODIPY荧光染料的合成及光谱性质研究（英文）

传统的BODIPY荧光染料具有荧光量子效率高、摩尔消光系数大、紫外吸收和荧光发射峰窄等优点,然而这类荧光染料普遍存在荧光发射波长短和Stokes位移小的缺点,因而限制了它们在体内生物传感及成像方面的广泛应用。为了得到荧光发射波长较长和Stokes位移大的BODIPY荧光染料,以BODIPY母核为基本结构,通过在它的8位连接吸电子性质的酯基来增加分子内电荷转移程度,同时在其3,5位引入供电子的芳香取代基增加分子的π共轭结构,合成得到了一类8位酯基取代的新型BODIPY荧光染料。所得到的新型BODIPY荧光染料的化学结构经过1 H NMR,13 C NMR和HR-MS得以确认。光谱测试结果表明,这类染料的紫外吸收光谱(λabs=536nm)和荧光发射光谱(λem=592nm)与普通的BODIPY相比都发生显著红移(80nm),并且保持了较高的荧光量子效率(Ф=0.43)。此外,这类BODIPY荧光染料的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱几乎完全分开,Stokes位移长达60nm,可以有效地避免自吸收和生物样品的背景干扰。密度泛函理论计算结果表明,这种相对较大的Stokes位移主要是由于染料分子在基态和激发态下不同的几何构型所造成的。该类化合物的光物理性能受溶剂的影响小,是一类性能优良的新型荧光染料。细胞成像结果表明,染料1具有良好的细胞渗透性和光稳定性,可以实现对细胞的荧光成像。     

酯基取代的吲哚衍生物的红外和荧光光谱研究（英文）

色氨酸衍生物长期以来一直被用作位点特异性的非天然氨基酸红外和荧光探针.其中,4-氰基色氨酸的荧光在可见光范围,是目前已知的最小的非天然氨基酸蓝色荧光探针.本研究组致力于发展其它小型的基于吲哚或色氨酸衍生物的蓝色、绿色和红色荧光探针.本文利用傅立叶红外光谱、紫外可见吸收光谱、稳态和时间分辨荧光光谱系统测量了酯基取代的六种吲哚衍生物在不同溶剂中的光谱.发现吲哚-4-甲酸甲酯的荧光在450 nm,并且具有较长的荧光寿命,有望被用作新型的非天然氨基酸荧光探针.本文的研究不仅为选择合适的吲哚衍生物进行实际应用提供了指导,并且为计算吲哚不同位置的取代对电子跃迁的影响提供了实验数据.     

番茄红素的紫外可见光谱和荧光光谱分析

研究了番茄红素在不同溶剂中的紫外可见光谱图,对结果进行分析后发现番茄红素在正己烷、石油醚、丙酮、乙酸乙酯具有较低折光率的溶剂中的特征吸收带波长非常接近,但在较高折光率的溶剂苯、二硫化碳中的特征吸收带与以丙酮作为溶剂相比有不同程度的红移。番茄红素溶于丙酮与水的混合溶剂,当丙酮与水的体积比达到3∶2时,吸收光谱在紫外区出现一新的吸收峰,在可见区吸收光谱的精细结构消失。用荧光光度计采集不同溶液的番茄红素的荧光光谱,番茄红素的荧光峰位于580—590nm,在极性溶剂中荧光发射增强。     

利用油品紫外荧光特性的多光谱成像检测

利用石油及其产品具有的紫外荧光特性, 搭建了一套紫外诱导多光谱成像系统.该系统主要由3个紫外诱导光源、8个滤波片和1个彩色CCD相机组成.采集了6种油品的多光谱图像, 以有效光斑的24个颜色分量均值作为特征, 提出了一种联合熵最大化的独立分量分析特征优化方法.K均值聚类和支持向量机识别结果表明, 较改进前的ICA方法, 该方法的特征优化性能得到了有效提高, 油种识别率达到了92.3%.     

高铁酸钾降解苯并芘的荧光光谱研究

在优化的反应条件下, 研究了高铁酸钾与苯并芘(BaP)的降解反应过程, 通过联合应用同步, 三维(EEM), 时间扫描及荧光光度定量等多种荧光光谱分析方法所提供的多角度的荧光光谱信息, 揭示了BaP分子在降解过程中浓度随时间变化规律, 尤其高铁酸钾与BaP作用过程的动力学特征。同步荧光和三维荧光光谱共同揭示出, 高铁酸钾在20 s内能降解91%的BaP, 60 s以后反应趋于缓慢的变化规律; 由时间扫描荧光光谱结合发射和同步两种荧光光度定量方法, 便捷地获得了高铁酸钾与BaP的反应过程中的动力学方程: ln(F₀/F_t)=0.563 2t+0.171 2, (R2=0.994 2), 由此推测高铁酸钾与BaP的反应过程符合一级反应动力学规律。为研究高铁酸钾降解其他污染物反应过程的机理提供了十分有益的参考。     

基于原油配比混合实验的显微荧光光谱特征研究（英文）

显微荧光光谱已经成为流体包裹体系统测试分析中较为成熟的一项技术,可用于区分不同类型的原油与油包裹体,从而为研究含油气盆地的油气成藏历史提供重要依据。不同来源的原油在运聚的过程中可能会发生不同程度的混合作用,为了有效识别这一类地质过程,基于不同比例的原油配比混合实验,研究原油混合后的显微荧光光谱的具体变化特征。结果表明:原油混源使得显微荧光光谱参数λmax,QF-535和CIE-XY发生了非线性变化,具体表现为混源后原油的荧光光谱参数均介于两个端元油之间,混源油中某一端元油的比例越大,其荧光光谱参数越靠近这一端元油。在CIE-XY色品图中主要表现为非线性渐变的荧光颜色特征。光谱谱形的改变主要表现为谱形由"单峰型"变为"双峰型"和"三峰型",同时主峰波长和次峰波长保留了两个端元油的信息;QF-535与混源比例可建立曲线用来定量计算两端元油的相对贡献度。综合上述荧光光谱参数和谱形的变化特征,利用原油和油包裹体的显微荧光分析,识别出东海盆地西湖凹陷A气田有三种不同类型原油充注,中间还发生了一次原油混源作用,即蓝绿色荧光原油和黄色荧光原油发生了混合,定量计算其混源程度为介于47%~55%。     

利用自体荧光成像量化分析牙菌斑（英文）

牙菌斑是造成龋病及牙周病的主要因素之一,通过检测牙齿表面牙菌斑含量多少能在一定程度上了解牙齿健康程度,对口腔健康的维护有重要意义。利用牙菌斑与牙齿组织自体荧光光谱的差异性,本文设计了一套便携式的基于自体荧光成像的检测系统。(1)该系统以中心波长为405nm的LED作为激发光源,辅以中心波长520nm的长波通滤光片提高系统信噪比,CCD作为感光器件;系统采集荧光图像后,根据成像结果分析牙面上牙菌斑含量。(2)设计了验证实验采集受试者牙齿图像,并以牙菌斑百分比作为量化牙菌斑多少的指标。实验结果表明荧光图像菌斑百分比与Turesky改良的Quigley-Hein菌斑指数的Spearman等级相关系数为0.944,牙齿荧光图像牙菌斑百分比与染色图像牙菌斑百分比的Pearson相关系数为0.875。由此可见,文中的检测系统具有较好的准确性,而且因为采用光学检测方法,具有非侵入性且可重复性,所以它有广阔的临床应用前景,有望成为家用口腔健康的检查手段。     

Eu（o－MBA）_3phen配合物的荧光光谱和喇曼光谱

配合物Ｅｕ（ｏ－ＭＢＡ）３ｐｈｅｎ（ｏ－ＭＢＡ：邻甲基苯甲酸酸根离子；ｐｈｅｎ：１，１０－二氮杂菲）在紫外或可见光激发下，能发出很强的红色荧光．以Ｅｕ（Ⅲ）离子为光谱探针，７７Ｋ下测得其高分辨激发和发射光谱．选择激发配合物的５Ｄ０能级，得到两组不同的５Ｄ０→７Ｆ２发光光谱，表明配合物中Ｅｕ（Ⅲ）离子有不同的化学环境．配合物的喇曼光谱中，羧基阴离子的反对称伸缩振动（γａｓ（ＣＯＯ））和对称伸缩振动（γｓ（ＣＯＯ））谱带是明显分裂和带肩峰的宽带，说明配合物中羧基同时存在多种配位方式，这与它的晶体结构测定结果一致．     

几种典型石油类污染物紫外激光诱导荧光光谱特性研究

为实现海岸带石油类污染物的快速与非接触性检测,文章基于激光诱导荧光探测技术,利用紫外激光作为激发光源,建立了石油类污染物荧光探测系统.利用此系统测量了多种石油类样品的荧光光谱信号,结果表明,不同种类的石油样品荧光信号存在较大差异,因此,荧光光谱可以作为石油类污染物分类识别的一种依据.     

近红外光谱模型传递研究（英文）

针对不同型号的近红外光谱仪器(主机:SupNIR-2700,从机:Nicolet AntarisⅡ)间的模型传递和同一仪器(Nicolet AntarisⅡ)不同分辨率的光谱间的模型传递进行研究,提出了一种改进的PDS算法-SPSG1st-PDS算法,该方法结合三次样条插值、Savitaky-Golay一阶求导和PDS算法。思路是通过三次样条插值拟在不破坏原始光谱固有的信息的前提下实现了主光谱与从光谱之间的匹配,然后对光谱进行S-G一阶求导去除光谱的基线漂移,再通过PDS算法进行模型传递,有效消除主、从光谱之间的差异,提高多元校正模型的预测精度。该方法用于醋酸乙烯酯在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中含量的研究,并且与小波去噪方法和S-G平滑方法作比较。实验表明:对于不同型号的仪器间的模型传递,新方法采用S-G一阶求导较其他方法有明显的优势,其验证集预测精密度RMSEP从20.595 0降低至0.374 8,明显优于S-G平滑(0.522 1)和小波去噪(0.516 7)方法,预测偏差也同样地被改善。对于同一仪器不同分辨率的光谱之间的模型传递,在模型传递前后其模型预测精密度RMSEP从0.272 2减少至0.255 3。通过提出的SP-SG1st-PDS算法,模型传递能应用于不同类型仪器之间,也能用于相同仪器不同分辨率的光谱之间,并且取得了满意的传递结果。     

三核铜（I）配合物的合成与荧光光谱

室温下，通过双核配合物[Cu(dppm)(NO3)]2(dppm=双二苯基膦甲烷)与四苯基硼钠在甲醇和二氯甲烷混合溶剂中反应制备了三核铜(I)配合物[Cu3(dppm)3(NO3)(OH)](NO3)，经过红外光谱、热重分析、核磁和ES-MS等现代分析手段表征了配合物的物理化学性质，并进一步研究了配合物在室温下的荧光光谱特征。     

紫外臭氧处理超薄银修饰ITO电极的高效柔性有机太阳能电池（英文）

以紫外臭氧处理超薄Ag复合MoO_3或PEDOT∶PSS修饰ITO电极的高效柔性有机太阳能电池。通过优化紫外臭氧处理Ag薄膜的时间,提高了以P3HT∶PCBM为有源层的器件的功率转换效率,从1.68%(未经过紫外臭氧处理)提高到2.57%(紫外臭氧处理Ag 1 min)。提高的原因推测是紫外臭氧处理形成了AgO_x薄膜,提高了电荷提取并使器件具有高光学透明度、低串联电阻和优异的表面功函数等一些性能。并且,紫外臭氧处理Ag薄膜与MoO_3或者PEDOT∶PSS复合修饰ITO的器件效率分别得到提高,Ag薄膜与MoO_3复合修饰ITO的器件效率从2.02%(PET/ITO/MoO_3)提高到2.97%(PET/ITO/AgO x/MoO_3),Ag薄膜与PEDOT∶PSS复合修饰ITO的器件效率从2.01%(PET/ITO/PEDOT∶PSS)提高到2.93%(PET/ITO/AgO x/PEDOT∶PSS)。此外,以PBDTTT-EFT∶PC71BM为有源层的柔性聚合物太阳能电池效率可达6.21%。基于ITO的柔性光电器件效率的提高主要归于ITO被Ag/PEDOT∶PSS或Ag/MoO_3修饰后功函数的提高。     

利用单油包裹体的显微荧光和红外光光谱联合识别原油的气洗和水洗作用（英文）

采集已报道具有规模气洗作用和水洗作用的油气田岩样制成流体包裹体薄片,进行单油包裹体的显微荧光光谱和傅里叶红外光光谱测试,分别研究了遭受气洗作用和水洗作用后捕获的油包裹体的显微荧光和红外光光谱的变化规律特征,总结了两者的变化差异性。气洗导致原油光谱参数QF_(535)值向减值和增值方向分别扩大,CH_2/CH_3分布值范围未发生明显扩大,而峰值被平均化,H_2O/Alkanes比值分布无变化。水洗导致原油的QF_(535)值向增值方向扩大,CH_2/CH_3分布范围发生了明显的增移,H_2O/Alkanes明显增加。针对轻质油藏气洗后QF_(535)变化不明显以及中重质油藏水洗后CH_2/CH_3变化不明显的特点,首次总结出针对轻质油藏和中重质油藏的水洗和气洗作用的油包裹体光谱参数分布趋势鉴别图版。该研究对利用流体包裹体进行成藏期次精细划分和油气成藏过程恢复具有重要实际意义。     

十二羰基三铁与DNA相互作用的紫外和荧光光谱研究

采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等法研究了十二羰基三铁簇合物与小牛胸腺DNA的相互作用.在簇合物存在下,DNA的紫外吸收光谱产生了明显的增色效应.荧光光谱表明簇合物的荧光强度随DNA的加入其荧光强度增加,说明簇合物与DNA之间发生了插入作用.     

LiBr分子基态光谱常数和分子常数研究（英文）

采用高精度的量子化学从头计算多参考组态相互作用方法(MRCI)和相关一致基,计算了Li Br分子基态的光谱常数(Re,ωeand De)和势能曲线.为获得更准确的结果,计算中还考虑了二阶Douglas-KrollHess相对论修正对Li Br分子基态的平衡键长、谐振频率和离解能影响.将计算得到的势能曲线拟合为Murrell-Sorbie解析势能函数形式,并进一步计算得到Li Br分子基态的其它光谱常数(ωeχe,αe,Beand D0).比较发现它们与实验值符合的非常好.通过求解核运动径向Schrdinger方程,找到了Li Br分子基态的全部振动态.还计算了每一个振动态的振动能级、经典转折点和惯性转动常数,这些结果与已有的实验值一致.     

光谱响应对辐射光谱测温法的影响研究（英文）

针对光谱响应系数对辐射光谱测温法的影响问题,利用200~1 100和900~1 700nm两种波段光纤光谱仪测量了不同温度下黑体炉辐射光谱,分析了不同波段高温黑体辐射光谱特征,确定了不同波段光谱分析适宜采用的有效响应波段,获得了不同温度下该波段光谱响应系数变化情况,详细分析了温度对光谱响应系数的影响,总结了辐射光谱法温度拟合时的波长范围以及响应系数选择原则,并分析了波长范围以及响应系数选择对测温的影响,这为提高辐射光谱测温法的测量精度具有重要价值。