槲皮素的表面增强拉曼光谱研究

本文报告了利用高效薄层色谱（ＴＬＣ）分离技术和表面增强拉曼散射技术（ＳＥＲＳ）的结合，建立了分析中草药有效成分槲皮素的新方法。ＳＥＲＳ结果揭示出，在ＴＬＣ原位约３μｇ样品就可获得槲皮素的主要振动特征谱带。从而阐明了ＴＬＣ—ＳＥＲＳ的有效结合，可对中草药化学成分进行高灵敏度的检测。     

抗癌新药安吖啶的近红外拉曼光谱及近红外表面增强拉曼光谱的研究

采用近红外表面增强拉曼光谱技术对抗癌新药安吖啶的结构进行了研究。     

纳米银膜的制备及其表面增强拉曼光谱研究

纳米银膜是用硝酸银和聚乙烯醇加入去离子水中作为电解液, 以紫外光激发, 用银棒电解而得到的。扫描电镜被用来具体观测了纳米银的形貌, 发现银膜上的颗粒是紧靠在一起的。我们以结晶紫作为探针分子进行了表面增强拉曼散射效应的的测定, 所用设备为便携式拉曼光谱仪。结果表明光谱的检测限为10-10, 具有很好的增强效果, 这为研究表面增强效应提供了一种新的基底。     

有序银纳米线阵列的表面增强拉曼光谱研究

本文通过模板法制备了一系列不同孔径的氧化铝模板 ,并通过交流电向模板中沉积银而制成有序银纳米线阵列。以SCN- 作为探针分子 ,用H3PO4溶解模板并用共焦显微拉曼系统现场检测SERS信号。结果表明 ,SERS信号的强度随露出表面纳米线的长度的增加而变大 ,到一定程度后又逐渐减弱。这说明只有具有合适长径比的纳米线才会有最大的增强     

基于空间可分辨光谱的番茄成熟度判别方法研究

对基于空间可分辨光谱的番茄成熟度分类判别方法进行了试验研究。首先根据番茄的内部颜色,将600个番茄分为6个不同成熟度 (green, breaker, turning, pink, light red and red) ,然后用自行开发的多通道高光谱成像探头采集番茄的空间可分辨(SR)光谱,建立基于空间可分辨光谱的番茄成熟度偏最小二乘判别(PLSDA) 模型和支持向量机判别(SVMDA)模型。结果显示,对于PLSDA模型,SR光谱15为最佳分类光谱,分类正确率达到81.3%;对于SVMDA模型,SR光谱10为最佳预测分类光谱,分类正确率为86.3%。对六个成熟度等级番茄的判别分类,SVMDA模型要明显优于PLSDA模型。此外,相对于较小的光源-检测器距离SR光谱,较大的光源-检测器距离SR光谱可以获得更好的判别效果,显示出空间可分辨光谱在果蔬品质检测方面的应用潜力。     

农药残留检测中表面增强拉曼光谱的研究进展

农药直接污染环境和食物,最终被人体吸收。其残留物具有高毒性,对人体健康造成严重影响。色谱法、气液色谱串联质谱法等在农药残留检测中应用较为广泛,但存在预处理步骤复杂、费时耗力等缺点。表面增强拉曼光谱（SERS）技术因具备灵敏度高、特异性好、提供全面指纹信息且对样品无损等优点被视为一种新型农残检测方法,可通过简单提取实现液体或固体样品中痕量农药残留的高效检测。在这篇综述中,主要从SERS的增强基底制备、检测方法以及光谱智能解析三个方面对农药残留SERS检测技术及方法的研究进展进行综述,以期为农药残留检测方法提供新的参考。首先,针对SERS增强基底制备,单一的贵金属溶胶纳米颗粒因其“热点”随机、不可控等因素导致稳定性和灵敏性较差,已不能满足痕量农药残留检测。为提高SERS基底的吸附能力使待测物在其表面富集且信号不发生显著变化,对单一贵金属溶胶纳米颗粒进行组装,或加入化学物质、惰性材料等进行修饰制备均一性高的SERS复合基底,保证SERS信号有良好的重现性和灵敏性。其次,为了实现特异性和高灵敏检测,SERS检测方法不再只以单纯的金、银纳米颗粒作为增强基底,而是逐渐趋向于优化样本前处理技术、化学修饰法制备特异性SERS探针、基底物理结构突破以及动态SERS（D-SERS）检测等方向发展。在获得物质的拉曼光谱后,有效拉曼特征区通常在较短的波数范围内,而光谱数据高达上千维,冗余较多,导致后续分析复杂度增加。SERS光谱智能分析则采用化学计量学方法对原始光谱进行预处理、特征提取和模型构建,实现数据降维和主要信息提取,进而实现农残的定性与定量。综上,SERS作为一种快速检测农药残留的方法具有很好的发展前景,可为今后的分析检测领域提供新的借鉴。     

咖啡酸分子表面增强拉曼光谱的理论与实验研究

咖啡酸（CA）是一种具有很高的医学价值的药物成分,在抗菌抗病毒方面应用广泛,尤其是咖啡酸及其衍生物在抗肿瘤方面有着巨大作用,现在对咖啡酸的相关研究越来越多,但大部分都是关于咖啡酸医学性质的研究,所以对咖啡酸分子的微观结构研究是非常有必要的。目前关于CA在Ag表面上的表面增强拉曼散射（SERS）光谱的理论与实验结合的研究尚未见报道,而对其振动光谱及表面增强机理的研究可以为咖啡酸的各种药学机理的研究提供一种科学的物理解释,所以有必要将密度泛函理论（DFT）方法与表面增强拉曼散射技术相结合,对咖啡酸在Ag纳米颗粒上的吸附性质及表面增强机理进行全面的研究,这对推进它们在医药学等领域的相关研究有着重要的参考价值。采用SERS与DFT技术对CA分子在Ag纳米颗粒表面上的表面增强拉曼光谱进行了研究。在实验方面,利用热还原反应原理,使用柠檬酸三钠和硝酸银在加热搅拌情况下制备Ag纳米颗粒,并使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪测量了CA分子的常规拉曼散射（NRS）光谱及其表面增强拉曼散射（SERS）光谱。在理论计算方面,采用DFT的B3LYP方法,以6-31+G**和LANL2DZ分别作为C,H,O和Ag的计算基组来优化咖啡酸的分子构型,羟基与Ag₄的吸附构型,羧基与Ag₄的吸附构型,羟基与羧基共同与Ag₄吸附的构型,并以此为基础分析计算了CA分子的NRS光谱以及三种可能吸附模型的SERS光谱,并结合实验结果进行比较。同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。根据实验数据和理论结果分析,在452 cm-1处的谱峰归属为环面外弯曲振动和O-H面外弯曲振动的耦合,这说明CA分子上的酚羟基是与Ag纳米颗粒表面作用的,不过相互作用较弱,推测CA分子平面可能与Ag基底表面不垂直;出现在1 338 cm-1处的谱峰归属于COO-伸缩振动,则可以说明CA分子上的羧基可能与Ag纳米颗粒垂直吸附。结果表明,CA分子是以羧基和酚羟基为吸附位吸附在Ag纳米颗粒表面上的。同时对CA分子的振动模式进行了详细指认。该工作对推进咖啡酸在生物医药等领域进一步的应用将起到重要作用。     

SERS活性表面荧光增强或淬灭的机制研究

利用银胶和银镜两种SERS活性表面,对吸附分子的荧光增强或淬灭机制进行了实验和理论研究.结果表明,荧光增强或淬灭主要取决于局域电磁场增强和分子到金属表面无辐射能量转移过程的竞争效应.当满足吸收共振增强和辐射共振增强时,荧光被增强,反之荧光被淬灭.荧光增强最大一般只为10—10²倍,远小于喇曼截面的增强. 关键词：     

胆红素络合物的表面增强拉曼光谱研究

本文通过对近红外激发傅里叶变换拉曼光谱(NIR-FT-Raman)与表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)技术的联用,测得胆红素及其络合物Na     

一种碳纳米管表面增强拉曼散射的新方法

介绍了一种碳纳米管表面增强散射的新方法。该方法消除了溶剂的干扰,保证了结果的准确性,理论分析和实验结果证明该方法是正确的,可行的。     

Potential dependent thiocyanate adsorption on gold electrodes: a comparison study between SERS and SHINERS

Potential dependent adsorption of target molecules on electrode surface has long been analyzed by several analytical techniques at the electrochemical interfaces. Here, the adsorption of thiocyanate (SCN⁻) on gold electrodes [Au (111) and Au (poly)] is investigated by electrochemical shell isolated nanoparticle‐enhanced Raman spectroscopy (EC‐SHINERS) and surface‐enhanced Raman spectroscopy. Based on the experimental observation, C − N stretching mode of N‐bound SCN⁻ can be observed around 2080 cm⁻¹ throughout the whole potential range. The band corresponding to ν_C−N of S‐bound SCN⁻ appears as a shoulder at more negative potentials, and as a well‐defined band are more positive potentials. However, the overlapped bands provoke a negative shift in the frequency of S‐bound thiocyanate. Therefore, a change in the calculated Stark slope is observed. Interestingly, SHINERS has been employed to demonstrate the thiocyanate orientation and its effect on Raman spectra. Our results widen the opportunities of SHINERS to unravel the potential‐dependent adsorption behavior of target molecules on single‐crystal electrode surfaces. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Proposition of Single Molecular Orientation Determination Using polarization Controlled Beam by Liquid Crystal Spatial Light Modulators

We have proposed a method to control the three-dimensional electric field in the focus of an optical microscope using two non-twisted liquid crystal spatial light modulators, and to detect the molecular orientation of a single molecule. The three-dimensional electric field is generated by focusing the beam with two dimensional spatial distribution of polarization. The possibility of detection of three-dimensional single molecular orientation was shown by numerical calculations. © 2005 The Optical Society of Japan     

Investigation on SERS of different phase structure TiO2 nanoparticles

In this paper, anatase and rutile TiO₂ nanoparticles as well as their mixed crystal phase structure TiO₂ nanoparticles were synthesized by a sol‐hydrothermal method, and were served as active substrates for surface‐enhanced Raman scattering (SERS) study. The results show that the 4‐mercaptobenzoic acid probe molecules exhibit different degree SERS enhancements on the surface of different phase structure TiO₂ nanoparticles. The mixed crystal structure TiO₂ with an appropriate proportion of anatase and rutile phase is favourable to SERS enhancement of adsorbed molecules. These are mainly attributed to the contributions of the TiO₂‐to‐molecule charge transfer mechanism and the mixed crystal effect. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

空间分辨散射光谱多参数信息融合方法的生鲜肉嫩度无损检测

嫩度是猪肉食用品质最重要的指标之一。猪肉嫩度取决于猪肉组织复杂的物理、化学特性,目前难以实现快速无损伤检测。探索空间分辨光谱技术用于生鲜肉嫩度无损检测的可行性。首先利用点光源高光谱扫描系统采集54块猪肉背最长肌的空间可分辨散射光谱,经过感兴趣区域选择,提取出猪肉样本表面光斑的空间扩散轮廓,结合4-参数洛伦兹分布函数对扩散轮廓进行非线性拟合,拟合优度R2>0.992,并通过残差分析,表明4-参数洛伦兹分布函数符合肉样表面光强的空间散射规律,进而提取出480～950 nm波长下空间分辨光谱的四个形态学参数：渐进值a、峰值b、半带宽c以及半带宽处的斜率d。然后将单参数谱分别与猪肉样本Warner-Bratzler剪切力（WBSF）测量值进行偏最小二乘回归（PLSR）分析。结果表明不同参数谱都含有猪肉嫩度信息,其中峰值参数谱b建模效果最佳,其回归模型的校正集决定系数R2_c为0.674,均方根误差SEC为8.396N,预测集决定系数R2_p为0.610,均方根误差SEP为8.643N。为提高模型的预测精度和稳定性,实现多参数谱信息的融合,先通过PLSR分析,分别提取出每个参数谱中对猪肉嫩度方差贡献大的公共因子,然后将其因子得分组合在一起作为参数谱的特征变量,与猪肉样本WBSF测量值作多元统计回归分析。为避免数据冗余,对不同参数谱特征变量进行多重共线性判别,进一步采用PLSR算法对参数谱特征变量进行降维和变换,采用交叉验证方法,选择前两维因子得分进行校正模型的建立。其中所提取第一维公共因子对猪肉WBSF值方差解释率达92.28%。与单参数谱所建PLSR模型相比,多参数谱信息融合模型预测效果有了较大提高,其R2_c和R2_p分别为0.923和0.800,SEC和SEP分别为4.083N和5.655N。通过对回归系数进行统计量t检验,结果表明所有回归系数极显著（p<0.01）。本研究通过采取多参数信息融合方法为空间分辨光谱在生鲜肉嫩度无损检测应用提供一种思路,该方法有效将空间分辨光谱解析为4个形态学参数,并实现不同参数谱信息的提取和融合,为开发基于空间分辨光谱的生鲜肉嫩度无损快速检测装备提供技术支撑。     

10 nm Spatial Resolution Fluorescence Imaging of Single Molecules by Near-Field Scanning Optical Microscopy Using a Tiny Aperture Probe

We demonstrate high-resolution fluorescence imaging of single molecules using near-field scanning optical microscopy (NSOM) with a tiny aperture probe for two different wavelengths in visible range in the illumination mode of operation. The spatial resolutions obtained at both excitation wavelengths were almost the same and the highest resolution realized was about 10 nm. To discuss the achievable resolution in aperture NSOM, we also employed a computer simulation by the finite-difference time-domain method for various aperture sizes and wavelengths. The resolution of 10 nm is predicted to be contributed by the single peak of localized near-field light around the rim of the aperture.     

原子核单粒子共振态的研究进展

共振是自然界普遍存在的有趣现象。在核物理领域,存在许多奇特现象,共振在其中扮演着重要角色。介绍了近期发展的RMF-CSM、RMF-CGF和RMF-CMR方法及其对原子核单粒子共振态的研究。给出了120Sn,31Ne等核的单粒子共振态的能量和宽度及其随质量数、形变的变化规律,分析了19C,31Ne和39Mg等核的晕形成的物理机制和在N=20附近能级反转的原因。特别是新发展的RMF-CMR方法,在描述稳定核和奇特核方面都取得了成功,支持Zr同位素存在巨晕的预言。Resonance is an interesting phenomenon in nature. In nuclear physics, resonance plays an important role in the formation of many exotic phenomena. This paper introduces the recently developed RMF-CSM, RMFCGF, and RMF-CMR methods and their researches on nuclear single-particle resonances. The energies and widths of the single-particle resonant states in 120Sn and 31Ne and their evolution to mass number and deformation are given. In addition, the physical mechanism of the halo formation in 19C, 31Ne and 39Mg and the cause of energy level inversion near N=20 are analyzed. In particular, the newly developed RMF-CMR approach has been successful in describing stable and exotic nuclei and supports the prediction that Zr isotopes exist in a giant halo.     

高分辨率开环液晶自适应光学视网膜成像系统

利用液晶空间光调制器和夏克-哈特曼波前探测器作为核心器件搭建了一套开环双光源液晶自适应光学视网膜成像系统。系统采用人眼屈光0D基准设计并使用动态视标定位人眼,提高了人眼在测试时的稳定性,有效降低了由不同人眼个体差异带来的影响。通过补偿镜预补偿,配合微调照明光焦面,使照明光聚焦在眼底视觉细胞层,保证了像差探测精度和成像质量。利用人眼的偏振特性,采用偏振光照明的方式,将系统的能量利用率提高了20%。优化了系统的工作流程,优化后系统连续工作频率可超过20Hz。对4名志愿者进行了实验,均获得了清晰的眼底视网膜细胞图像。     

基于像素结构空间光调制器的全息再现像问题研究

基于纯相位空间光调制器的全息显示系统在重构显示时,再现像的视觉效果受到空间光调制器像素结构引起的多级衍射光和多级再现像的干扰。在分析具有有限填充因子空间光调制器的像素结构对再现像影响的基础上,提出了一种提高全息再现像的视觉效果并且再现像成像位置和大小可调节的方法。先加载闪耀光栅到纯相位全息图,其次通过叠加会聚球面波相位,分离再现像与空间光调制器像素结构引起的多级衍射光的聚焦平面的位置,再利用光阑和高通滤波器的共同作用,消除高级衍射光、多级再现像以及零级光干扰对重构视觉效果的影响,最后引入成像透镜,调节再现像的成像位置与大小。建立了一套基于硅基液晶的全息显示系统用于实验验证。实验结果表明,最终的单一再现像清晰且可以方便地调节成像位置和大小。该方法同样适用于各种基于像素结构空间光调制器的全息光学系统。     

CdGd2(WO2)4单晶的顺磁共振谱研究

通过粉末XRD测定了CdGd₂(WO₂)₄单晶的晶格常数,由σ- T和ESR实验得出晶体具有顺磁性,但又具有磁各向异性,探讨了晶体的磁各向异性与晶体结构的关系,计算了各向异性g²张量,所得结果和实验符合甚好. 