绿荧光蛋白的双光子激发的荧光特性研究

利用双光子激发方式研究了重组绿荧光蛋白（recombinant green fluorescent protein,简称rGFP)的光转换特性,研究结果表明rGFP具有较强的双光子激发荧光,双光子激发的荧光偏振光谱表明rGFP在辐照前质子态和去质态之间存在着有效的能量转移过程,rGFP辐照后导致生色团构象的变化,部分阻断了rGFP内源的氨基酸与生色团之间的能量转移过程,导致rGFP的双光子激发的荧光强度下降,观察到rGFP的三光子激发的荧光特性,这种三光子激发的荧光主要来源于rGFP内源的氨基酸（色氨酸,酪氨酸等）的吸收。研究结果对在实际使用定量的光显微镜时具有一定的指导意义。     

双光子激发钠分子荧光寿命的测量

本文研究了钠分子高位三重态荧光寿命的测量方法。利用倍频晶体模拟等频双光子激发过程和对荧光衰变曲线求卷积的数值计算方法。有效地消除了测量仪器响应函数的影响,测量了Na_2高位三重态2~3∏_g→a~3∑_u~+的荧光寿命。     

双光子激发时间分辨荧光光谱测量技术

建立了一台基于高重复频率扫描相机的双光子激发时间分辨荧光光谱测量系统，能够同时测量样品的荧光光谱和寿命. 该系统的时间分辨率为6.5—200ps，光谱分辨率为1—3nm，能够实现快速数据采集以及可靠和可重复的寿命和光谱测量. 利用标准荧光染料(若丹明6G、香豆素314)及其混合溶液对该系统进行了测试，所得到的荧光光谱分布和寿命值与文献报道一致. 实验结果表明，该系统能有效区分多组分荧光团. 这为鉴别多荧光团或多组分生物组织提供了一种独特的对比方法，可用于多光谱分辨荧光寿命成像和荧光共振能量转移成像等方面. 关键词： 荧光寿命 荧光光谱 双光子激发 高重复频率扫描相机     

基于双光子激发荧光的单分子探测技术研究

介绍采用双光子激发荧光方法进行单分子探测的原理和自行研制的实验装置,激发光聚焦和荧光收集采用共焦方式。选择香豆素C445水溶液作为研究对象,从样品流速、浓度、激光功率、信噪比和检测限等方面探讨了双光子激发荧光的特性。该谱仪目前己达到探测灵敏区内C445的平均分子数为1.5个的检测限     

双光子阵列点激发同时多维荧光信息的处理

五维同时荧光信息显微成像方法是一种新的荧光信息获取技术，它采用了双光子阵列点激发方式.这一方法可同时获取激发阵列点每点荧光的位置信息、荧光光谱信息和荧光寿命信息，弥补了现有荧光检测技术的不同功能信息不具有同时性的缺陷.给出了从这种技术的复合信息中提取复合光谱几何强度结构图像、不同光谱几何强度结构图像、不同光谱寿命图像的方法.提出了一种激发荧光强度修正系数矩阵方法，消除阵列点激发光强不均匀对激发荧光强弱产生的不利影响，取得明显效果.实验对实际样品做了数据采集和处理，给出图像结果，表明处理的效果良好.对存在的问题也作了讨论. 关键词： 荧光信息处理 双光子 荧光光谱 荧光寿命     

双光子激发SO2气体激光诱导色散荧光光谱研究

以脉冲染料激光器579 nm激光为激发源,采用双光子激光诱导色散荧光光谱方法,对SO2分子第一激发带A对称电子态的激发及复杂退激发过程进行了实验研究.基态SO2分子吸收两个579 nm光子被激发至A1A2态,通过能量内转换或碰撞弛豫实现在A1 A2,B1 B1与a3B1态多个振转能级的再布居.三个电子态基振动能级向基态X1A1不同振动能级跃迁形成了305和425 nm处荧光包络与以347nm为中心的规则序列.另外,还观测到了SO2分子的三光子激发过程X1A1 →C1B2,此激发产生了200～278nm处的荧光包络和425nm处的谱线叠加现象.由实验数据计算出了SO2分子有关电子态的对称振动和弯曲振动模式的基振动角频率及非谐性常数.     

双光子激发荧光成像技术对小鼠植入前胚胎的实时观测

双光子激发的蓝移效应可使利用同一束超快激光同时激发多种不同荧光特性的生物荧光染料的设想得以实现。选取锁模飞秒掺钛蓝宝石(Ti-sapphire)激光器输出的730nm激光,分别激发Hoechst33342,Fluo-4,PI和Indo-1四种常用生物荧光染料,分别利用(455±15)nm,(540±15)nm,(580±16)nm和(500±15)nm四种滤光片获得特异性荧光图像。结合双光子激发荧光成像技术穿透深,光损伤小,信噪比好等优势,选取合适的荧光染料组,应用单束激光激发、双染双通道成像方法,对小鼠植入前胚胎内细胞中的钙信号和染色体进行三维、四维实时成像,为探究小鼠植入前胚胎发育规律提供一种全新的多参数观测手段。     

脉冲压缩在双光子荧光显微成像中的应用研究

本刊讯自20世纪90年代末,双光子荧光显微成像技术已经逐步成为利用光学手段研究生物组织和细胞的重要工具。由于双光子激发属于非线性光学过程,     

多色双光子激发荧光显微技术实验研究

双光子激发荧光(two-photon excited fluorescence, TPEF)显微是一种非线性光学显微技术, 具有高的时间分辨率和空间分辨率、高的信噪比和固有的三维层析分辨能力等优点. 传统的TPEF显微一般采用波长可调谐的超短脉冲激光器作为光源. 在实际应用中, 利用TPEF显微技术研究含有多种荧光团或未知成分的待测样品, 往往需要多次改变激发光的波长以获得对各种荧光团的最佳激发. 为了同时获取不同荧光团的荧光信号, 利用超连续谱激光光源实现了多色TPEF显微成像, 实验中无需调节波长, 能够同时获得具有两种不同发射波长的荧光标记的铃兰根茎切片样品的TPEF图像. 实验结果表明, 与传统的TPEF显微相比, 该方法能够同时获取含有多种荧光团的待测样品的高对比度TPEF图像, 具有系统结构简单、操作简便、信息量大等优点, 在生物医学和材料科学等领域具有广阔的应用前景.     

DHL细胞中5-ALA代谢PpIX的双光子荧光光谱

双光子激发生物组织荧光,激发光仅作用于焦点区域,对生物样品的光漂白性和光毒性都很小,因而双光子荧光显微技术已成为细胞生物学研究的一种新技术。文章采用波长为820 nm飞秒激光激发孵育有5-ALA的DHL细胞,在激光扫描显微镜的Lambda模式中获得单个DHL细胞的双光子荧光光谱,并测量DHL细胞内积聚的卟啉九(PpIX)特征荧光值。获得了浓度分别为2, 4和10 mmol·L-1的5-ALA溶液中,细胞代谢的PpIX含量随孵育时间的变化情况。DHL细胞内积聚的PpIX处于动态变化过程,并呈现出两阶段性的特点：细胞内积聚的PpIX含量随着孵育时间增长而增加,在3 h附近达到最大值,随后随着孵育时间增长反而下降。结果表明,基于激光扫描显微的双光子荧光光谱可成为DHL细胞等白血病细胞摄取5-ALA并生成PpIX的动力学研究的有效方法。     

NO分子A2∑←X2Ⅱ跃迁的激光双光子荧光激发谱

以Nd:YAG脉冲激光器泵浦的光学参量发生器/放大器(OPG/OPA)作激发光源,获得了420～472nm波长范围内NO分子的双光子激光荧光激发谱,并利用此技术对NO分子的能级结构进行了实验研究,将所得谱线峰归属为NO(A2∑←X2Ⅱ)的跃迁,荧光强度随激光强度的二次方变化关系表明此过程是一双光子激发过程.利用实验所得峰值波长计算了NO(A2∑)态的基振动频率ωe和平衡位置的力常数k.通过对NO分子A2∑→X2Ⅱ跃迁的荧光时间分辨光谱进行实验研究,得到266 Pa气压下A2∑(v′=0)态的能级寿命τ=53.76ns.测量荧光寿命随气压的变化,利用曲线拟合得到NOA2∑(v′=0,1)两振动态的自发辐射寿命和无辐射跃迁驰豫速率常数.     

NO分子A~2Σ←X~2Π跃迁的激光双光子荧光激发谱

以Nd :YAG脉冲激光器泵浦的光学参量发生器 放大器 (OPG OPA)作激发光源 ,获得了 4 2 0～ 4 72nm波长范围内NO分子的双光子激光荧光激发谱 ,并利用此技术对NO分子的能级结构进行了实验研究 ,将所得谱线峰归属为NO(A2 Σ←X2 Π)的跃迁 ,荧光强度随激光强度的二次方变化关系表明此过程是一双光子激发过程。利用实验所得峰值波长计算了NO(A2 Σ)态的基振动频率ωe 和平衡位置的力常数k。通过对NO分子A2 Σ→X2 Π跃迁的荧光时间分辨光谱进行实验研究 ,得到 2 6 6Pa气压下A2 Σ(v′ =0 )态的能级寿命τ=5 3 76ns。测量荧光寿命随气压的变化 ,利用曲线拟合得到NOA2 Σ(v′=0 ,1) 两振动态的自发辐射寿命和无辐射跃迁驰豫速率常数     

一种新型全光开关

提出了一种用指数型变耦合系数定向耦合器同高斯型变耦合系数定向耦合器级联所构成的新型全光开关。理论分析及数值模拟均表明,它同用常系数定向耦合器级联所得的器件相比,具有一个很大的优点,即可以消除开关曲线在过开关区中的振荡,因而具有更好的开关特性;同时,它同用高斯型变耦合系数定向耦合器级联所得的器件相比,具有陡峭的动态开关区(即功率透过率从0逐渐升至1的区域)。综上所述,该级联耦合器更加适合于做全光开关,且在满足一定的开关曲线的要求下,可以通过改变各级联耦合器的参量以改变单元耦合器的数目。     

一种新型有机染料HEASPS在不同波长时的双光子吸收和频率上转换性质研究

报道了一种新型双光子吸收染料 ,即反式 - 4- [4′- (N-羟乙基 - N-乙基胺基 )苯乙烯基 ]- N-甲基吡啶对甲苯磺酸盐的非线性光学性质 ;测试了染料在 72 0～ 110 0 nm波段的非线性透过率曲线。结果发现 :双光子吸收最强波长相对线性吸收峰波长的两倍处有明显蓝移 ;计算出的相应波长的双光子吸收截面在 930 nm处染料有最大双光子吸收截面(2 .0 6× 10 - 4 7cm4·s/ photon) ;测量了染料在 90 0～ 110 0 nm波段的上转换效率 ,在 10 2 0 nm处有最高效率 (5 .1% ) ,最高激射效率的波长相对最强双光子吸收的波长有明显红移     

一种新型缺陷模迁移光子晶体全光开关设计

提出了一种新型缺陷位移光子晶体全光开关.基质光子晶体通过在硅介质上构造三角形周期排列的空气孔形成,同时引入线缺陷和点缺陷,获得了一种具有高品质缺陷模的光子晶体点、线混合缺陷结构.在此基础上,通过点缺陷处填充克尔型非线性光学介质-有机聚合物含对甲苯磺酸取代基的聚二乙炔(PDA-PTS),调节控制光使缺陷模发生动态迁移,从...     

一种新型的光控光导半导体开关解析模型

建立了一个新型的光控光导半导体开关（简称光导开关）解析模型,该模型通过拉氏变换求解了连续性方程,考虑了载流子的表面复合和体复合效应、载流子输运过程中的载流五－载流子散射效应和漂移速度的负微分效应、光作用过程的丹倍效应和光的反射、光强随深度的衰减效应。计算了光导开关的几个重要参考并获得了开关电流和输出电压等的波形,。计算表明光电导的关系在所谓的“线性模式”下并非是严格线性的。最后将计算结果与实验结果进行了比较,两者相符较好。     

一种提高角色散器件的色散补偿能力的新方法

本刊讯 飞秒激光通过色散介质后,脉冲会展宽。展宽的脉冲不利于飞秒激光的应用,比如会降低双光子荧光的激发效率。为了使展宽的脉冲恢复原始脉冲宽度,需要能够提供负色散的光学元件进行色散补偿。传统的提高负色散量的方法是通过调整角色散器件的角色散参数和色散补偿距离来实现的。武汉光电国家实验室生物医学光子学研究团队首次提出了通过增大飞秒激光光束尺寸提高角色散器件提供的负色散量的方法。     

偏振激发-能量色散X-射线荧光光谱法快速分析地质样品中34种元素

报道了利用偏振激发 能量色散X 射线荧光光谱法快速定量分析地质样品中 34种元素所得到的结果。制样方法采用粉末压片法。原子序数低于Fe的元素采用基本参数法 ,Fe及其他元素采用散射线内标法进行校准。实验中分别采用了高取向热解石墨 (HOPG) ,Al2 O3 ,Mo ,Co等不同偏振靶 (或二级靶 ) ,对目标元素组进行选择激发和探测。在总测量时间为 6 0 0s·(每个样品 ) -1的条件下 ,得到的各元素的检出限达到 0 5～ 30 μg·g-1。     

一种新型微通道分析系统——发光二极管诱导荧光检测器

报道了一种新型发光二极管诱导荧光检测器。该系统采用共线性光学结构、通过柱上检测可与微通道分析系统在线联用。以异硫氰酸荧光素(FITC)及其标记的氨基酸为标样、结合毛细管电泳和流动注射技术评价了该系统。对FITC标记的苯丙氨酸浓度检测限为10-8 mol·L-1(柱上检测,0.05 mm内径),在1×10-7～2×10-5 mol·L-1有很好的线性关系(r2 =0.999),6次连续进样所得峰高值相对标准偏差(RSD)小于3 %。