红细胞显微激光共焦拉曼散射光谱扫描技术研究

采用显微激光共焦拉曼散射光谱扫描系统对活态红细胞进行拉曼光谱(点测定、线扫描、二维扫描)测定及成像的技术与方法进行了研究,并对514 nm激光对红细胞在拉曼扫描中的影响进行了评价。通过扫描前后细胞的拉曼光谱变化和亮场图像变化确定了在不同扫描模式下既可获得较好的拉曼散射信号,又不会影响细胞生命活动与功能的合适扫描参数的设置。对于点扫描模式,样品激光功率是重点调节的参数,一般应小于1.5 mW。对于线扫描模式,照射激光功率和扫描间隔(步进)是要重点关注的参数。小扫描间隔意味着激光能量相对聚集,易对细胞造成损伤;大扫描间隔可以较好地降低激光对细胞的损伤,但是空间分辨率会因此而下降。对于线扫描,建议扫描间隔大于0.5 μm、照射激光功率小于0.7 mW。对于二维扫描,除照射激光功率、扫描间隔需要调节外,其他扫描参数也要作相应调节以降低激光对红细胞的影响,可适当降低样品温度和增加共焦孔径尺寸降低二维扫描过程中激光对红细胞的影响。1.0 μm扫描间隔、0.7 mW的照射激光功率和500 μm共焦孔径,以及样品温度适当调低可得到较好的二维红细胞拉曼图像。对于所有扫描模式,如果得到的红细胞的拉曼信号足够强,也可适当降低曝光积分时间以降低激光对红细胞的影响。实验前进行实验过程的优化对活态细胞的拉曼测试也非常重要。     

一种用多色光作为激发源产生拉曼光谱的新算法

探讨用多色光代替激光作为拉曼光源的新型拉曼光谱仪的可能性。根据拉曼光谱原理, 并通过数学分析, 发现当用多色光照射在样品上时, 所得到的散射光经散射频率校正后在不同频率上的强度分布可以写成样品的Raman-Rayleigh联合散射谱和激发光光源的功率谱的卷积。利用傅里叶变换算法,有可能从多色光照射样品所得到的散射光谱中导出样品的拉曼光谱。基于上述原理,可能发展出不用激光的新一代拉曼光谱仪。     

显微拉曼技术对毒品检测分析的研究

利用曙微拉曼技术对八种常见毒品做了测试和分析,得到拉曼散射谱。对毒品拉曼谱和分子结构的分析表明：取代支链上甲基的数目和位置对拉曼谱线均有明显的影响。在激发光５１４．５ｎｍ下,几种常见的毒品都具有不同程度的荧光,采取适合的测试条件,对减小拉曼谱的荧光有明显的作用。此外实验中发现那可汀和蒂巴因对强光照射比较敏感,因此控制样品表面的激光功率约１ｍＷ左右。最后分析比较毒品的拉曼谱,给出它们的拉曼谱线,以区     

多波长消荧光拉曼光谱仪的研制及应用研究

拉曼光谱技术作为探究分子、晶体及其结构特征的有力手段,具有快速、无损、样品用量小、无需前处理且适应性强等优点,已被广泛应用于食品安全、石油化工等领域。但在拉曼光谱应用中,常常受到荧光背景干扰,导致拉曼信号降低,严重的情况下拉曼信号甚至会淹没在荧光背景中。为解决拉曼技术在实际应用中荧光背景干扰的问题,从仪器角度出发,采用二色镜对多波长拉曼光谱进行光路耦合设计,研制了近红外拉曼光谱与移频差分拉曼复合一体的多波长消荧光拉曼光谱检测系统,其中近红外拉曼光谱采用1 064 nm激光光源设计,移频差分拉曼光谱选取784.5和785.5 nm两组激光光源进行时分复用,在移频差分拉曼光谱检测的同时,亦可获得两组单波长拉曼光谱数据。通过对比同步测试和分时逐次测试的强度及峰位稳定性,验证了多波长消荧光拉曼光谱仪的同步测试性能;选取了多种荧光背景强弱不同的样品,进行了单波长拉曼、近红外拉曼及移频差分拉曼光谱的对比分析。针对丙酮、乙腈等荧光背景较弱的样品,可采用单波长拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对食用油、红色塑胶微粒等荧光背景与拉曼信号强度相当的样品,可采用近红外拉曼光谱对样品进行定量及定性分析;针对红酒、棕色塑胶微粒等荧光背景较强的样品,需结合近红外拉曼光谱和差分拉曼光谱对样品进行定性分析。研究表明：通过多波长消荧光拉曼光谱检测系统的研制,在常规单波长拉曼光谱技术的基础上,将两种抑制荧光干扰技术有机结合,有效扩充了应用领域及样品检测范围。     

五种中国画矿物颜料的紫外光老化研究

本研究对在模拟古书画载体上的石青、石绿、朱砂、雌黄、雄黄五种矿物颜料进行紫外光老化,分析试样老化前后的色差变化,并结合视频显微镜和显微激光拉曼光谱仪对试样进行观察和检测。研究结果显示,雄黄样品受紫外光照射后色差迅速发生变化,老化271小时后,色差达到25以上,样品发生了褪色,说明雄黄颜料在紫外光照射下稳定性差。激光拉曼光谱检测发现,雄黄样品在受到紫外线照射后逐步转化成了拟雄黄从而产生了褪色现象。与雄黄相比,其他矿物颜料样品石青、石绿、朱砂和雌黄在此次老化过程中色差变化较小,其拉曼光谱在老化前后也未发生明显变化。     

单个活态细胞显微激光拉曼散射光谱处理方法研究

单细胞激光共焦拉曼散射光谱由于受扫描条件、样品自身浓度以及样品分子组成等因素的影响,其谱线信噪比较低、荧光背景有时较明显从而导致谱线质量较差.本文主要针对活态单细胞的拉曼光谱进行谱线预处理技术研究用以提高谱线的信噪比、灵敏度及降低荧光背景干扰.首先是宇宙射线的去除,之后进行谱线的归类,这是提高谱线灵敏度的关键步骤;其次...     

ZnO纳米棒的拉曼和发光光谱研究(英文)

本文对采用湿化学方法合成的ZnO纳米棒样品的拉曼光谱和发光光谱进行了研究。由扫描电镜结果可知,合成的ZnO纳米棒具有很好的尺寸发布均匀性,直径在30 nm左右,长度大于1微米。采用显微拉曼光谱技术,得到了632.8 nm波长激发的拉曼光谱,并和体相样品的拉曼光谱进行了对比分析;由325 nm激光波长激发得到的荧光光谱可知样品具有很好的紫外发光性质。     

痕迹走私海洛因显微拉曼测试分析

利用显微拉曼技术对手指沾有微量毒品--走私海洛因做了测试分析，在可见光514.5nm激发下，低浓度的走私海洛因具有很强的荧光，通过对样品表面的分析，得到了高质量的海洛因拉曼散射谱。研究表明选取样品表面合适测试点和控制激光功率对减小走私海洛因拉曼散射谱的荧光有明显的作用。     

空间偏移拉曼光谱技术及数据处理方法研究

传统拉曼光谱分析技术在对容器内未知样品进行检测时极易受到容器壁的荧光和拉曼散射干扰,其商业应用往往仅限于透明塑料或玻璃包装的情况。由于光子在介质内部的迁移方向具有随机性,与表层相比内部深层处产生的拉曼散射光子在扩散过程中更易于横向迁移,因此偏离激光入射点不同距离的拉曼光谱包含了不同深度层的拉曼光谱信息。空间偏移拉曼光谱技术通过将拉曼光收集点偏离激光入射点,能够抑制容器壁的荧光和拉曼散射干扰,从而实现对有色、不透明包装内样品的有效检测。通过设计搭建了空间偏移拉曼光谱实验装置,实现-1.0～10.0 mm偏移距离的可调节。使用青色、不透明的1 mm厚PMMA平板来模拟容器壁,使用碳酸钙(CaCO_3)粉末作为内部待测样品。分别采用传统方式(零偏移)和空间偏移方式对容器内样品进行测量。对采集的原始光谱首先进行平均和7阶多项式拟合去除基线(荧光),然后以3个最大特征峰的平均值作为光谱强度的评价指标,对空间偏移拉曼光谱信号随偏移距离的变化规律进行分析,发现:随着空间偏移距离的增大,容器壁的拉曼散射强度快速下降,而内部样品的拉曼散射强度先上升后缓慢下降;对于均匀厚度、各向同性的样品,变化趋势关于零偏移两侧对称,此外光束的斜入射会引起轻微的不对称;在某个偏移距离处样品与容器壁的光谱强度比值达到最大值,存在最优探测偏移距离,对于此次样品其最优偏移距离为1.2 mm。在容器和样品材质未知的情况下,采用比例相减的方法仍可以得到各层干净的拉曼光谱,通过对零偏移和最优偏移处的光谱进行计算,分别得到容器壁和内部样品干净的拉曼光谱,实现对内部样品的有效检测。研究结果在一定程度上证明了空间偏移拉曼光谱技术在不透明、有色容器内样品的检测方面的潜力,为进一步研究空间偏移拉曼光谱技术及数据处理方法提供基础。     

激光诱导水体中DOM的荧光猝灭特性分析

以355 nm激光为激发光源,在实验室中用激光诱导荧光(LIF)方法以不同浓度的腐殖酸为测量样品研究了水体中溶解有机物(DOM)的荧光猝灭特性。研究表明,随着腐殖酸浓度的增加,水拉曼散射强度逐渐减弱,当浓度为40 mg·L-1时,水拉曼散射信号几乎完全被DOM的荧光基态分子所吸收,而DOM的荧光强度随着浓度的增加,先是线性增加,当浓度为16 mg·L-1时,荧光强度达到最大,再继续增加腐殖酸浓度,荧光强度则缓慢降低。因此,通过对不同浓度下腐殖酸荧光猝灭特性的分析,可以更加有效的实现水体中DOM浓度的探测。     

紫外辐射对牛血清白蛋白影响的拉曼光谱分析

检测了牛血清白蛋白粉末和水溶液及其经过40min、3h、5h和8h紫外辐射的拉曼光谱图。实验结果表明紫外辐射改变了牛血清白蛋白中硫硫键的几何构型,40min的紫外辐射使牛血清白蛋白粉末中一半以上的硫硫键由“扭式-扭式-扭式”构型变成了“反式-扭式-扭式”构型,经过3h和5h的紫外辐射,从拉曼谱图上已看不到表征硫硫键几何构型的谱峰。40min和3h的紫外辐射使牛血清白蛋白水溶液中部分硫硫键由“扭式-扭式-扭式”构型变成了“反式-扭式-扭式”构型,但当紫外辐射时间长达5h时,硫硫键又只有“扭式-扭式-扭式”一种构型。经过紫外辐射,牛血清白蛋白粉末中酪氨酸残基有由“暴露”式向“埋藏”式转变的趋势;水溶液中一部分酪氨酸残基经紫外辐射后由“暴露”式变成了“埋藏”式。紫外辐射对粉末状态牛血清白蛋白主链构象影响要比溶液状态大。     

荧光光谱法研究亚甲基蓝与蛋白质的结合反应

应用荧光光谱法研究了水溶液中亚甲基蓝与牛血清白蛋白分子间的结合反应 ,讨论了亚甲基蓝对蛋白质内源荧光的猝灭机理 ,测定了结合常数 (KA=3 44× 10 5L·mol-1)和结合位点数 (n =1 0 3)。依据F rster非辐射能量转移 ,理论确定了授体 受体间的结合距离 (r=1 6 7nm)和能量转移效率 ,并用同步荧光技术考察了亚甲基蓝对牛血清白蛋白构象的影响     

光谱法研究芹菜素与牛血清白蛋白的相互作用

在模拟人体的生理条件下（pH=7.40,Tris-HCl）,采用荧光光谱研究了牛血清白蛋白与芹菜素的相互作用。研究结果表明牛血清白蛋白与较小浓度的芹菜素间的相互作用属于静态猝灭过程;随着芹菜素浓度的增加,与牛血清白蛋白间的相互作用为静态猝灭和动态猝灭共同作用,但仍以静态猝灭为主。进一步求出了在287K和310K温度条件下静态猝灭的猝灭常数,由求得的热力学参数,证明了芹菜素与牛血清白蛋白之间主要依靠静电引力结合,采用同步荧光光谱技术探讨了芹菜素对牛血清白蛋白构象的影响。     

氨苯砜与牛血清白蛋白相互作用的热力学研究

荧光光谱法和紫外-可见光谱法研究了在模拟人体生理条件下,氨苯砜和牛血清白蛋白结合反应的特征,发现氨苯砜对BSA有较强的荧光猝灭作用,且氨苯砜的紫外吸收光谱和BSA的荧光光谱有一定程度的重叠,获得其作用距离和结合过程的基本热力学参数。     

光谱法研究纳米二氧化硅(SiO_2)催化超声波照射对牛血清白蛋白(BSA)的损伤

利用紫外-可见(Uv-Vis)光谱和荧光光谱研究了超声波照射激活纳米二氧化硅(SiO2)粒子对牛血清白蛋白(BSA)分子的损伤,并考查了超声波照射时间、纳米SiO2粉末加入量、溶液酸度和超声波照射功率等因素对BSA分子损伤程度的影响.结果表明,对于体系温度为(37.0±0.2)℃和浓度为1.0×10-5mol·-1的BSA溶液,UV-Vis光谱显示,随着超声波照射时间,纳米SiO2粉末加入量,溶液pH值和照射功率的增大呈现出越来越明显的增色效应.然而,BSA溶液的荧光光谱却随着上述因素的增大呈现出越来越明显的猝灭现象.此外,还初步探讨了超声波照射激活纳米siO2粒子对BSA分子损伤的机理,认为是声致发光或高热激发使纳米siO2粒子产生·OH自由基,进而损伤溶液中的BSA分子.这一研究结果对声催化方法应用于临床治疗肿瘤以及纳米药物的开发具有一定的指导意义.     

光谱法研究儿茶素与牛血清白蛋白的相互作用

运用荧光猝灭光谱、傅里叶红外光谱(FTIR)等光谱手段研究了模拟人体牛理条件下儿茶素与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的相互作用,求出了儿茶素与BSA结合的结合常数、结合位置、结合类型等参数,并研究了共存离子对儿茶素与BSA的结合常数的影响.实验结果表明:儿茶素与BsA形成复合物从而猝灭BSA的内源荧光,且其荧光猝灭机理符合静态机制.296,303,310 K下儿茶素与BSA结合的结合常数分别为:2.368,2.249,2.152×106 L·mol-1.热力学数据表明儿茶素与BsA主要靠疏水作用力和静电作用力结合,探针实验表明儿茶素与BSA在结合位点Site Ⅰ发生结合.F(o)ster偶极一偶极非辐射能量转移机理确定了儿茶素在BSA中与第214位色氨酸残基之间的距离r=1.93 nm.FTIR光谱显示,儿茶素诱导BSA的二级结构发生了变化.     

同步荧光光谱法结合分子对接研究金雀花碱与牛血清白蛋白间相互作用

金雀花碱(Cy)是一种生物碱,主要存在于豆科毒豆属植物种子中。Cy具有较强的生物活性,特别是作为戒烟药物已得到广泛应用。在模拟生理条件下,应用荧光光谱法研究了Cy同牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用以及Cy猝灭BSA荧光发射的机理。详细考查了水浴温度、水浴时间以及溶液pH等因素对荧光猝灭的影响,并且通过Stem-Volmer方程计算了Cy与BSA间的结合类型、结合位点数目以及结合常数。结果表明,Cy与BSA可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物,其结合常数为5.6×103,其猝灭类型为静态猝灭。同步荧光光谱研究结果表明,Cy的结合主要影响BSA 的Trp残基的荧光发射。进一步应用分子对接研究表明,氢键与疏水作用是Cy与BSA形成复合物的主要推动力。Cy与BSA中Trp213及其周围的氨基酸残基间存在氢键与疏水作用,这种作用将改变Trp213所处微环境的疏水情况,从而导致BSA的荧光发生猝灭。     

牛血清白蛋白与锌试剂作用机理的荧光法研究

采用荧光光谱法、紫外-可见光度法研究了牛血清白蛋白(BSA)与锌试剂(ZCN)作用的机理。牛血清白蛋白(BSA)在280 nm的光激发下能发射345 nm的荧光(即λ_ex=280 nm,λ_em=345 nm)。当BSA中加入适量的锌试剂(ZCN),BSA的荧光被部分猝灭。由Stern-Volmer方程和双倒数曲线Lineweaver-Burk方程获得了反应的动态猝灭常数、静态猝灭常数,并对猝灭的类型做出了推断。通过计算反应的热力学参数讨论了结合反应的主要作用力类型。根据Frster非辐射能量转移机理,计算了给体(BSA)与受体(ZCN)间距离r=5.07 nm和能量转移效率E=0.67。证实了该体系的荧光猝灭是通过能量转移机制产生的单一静态猝灭过程。     

脱镁叶绿酸-a甲酯的合成及对牛血清白蛋白的结合作用

用荧光光谱和UV-Vis光谱研究了脱镁叶绿酸-a甲酯(Methyl pheo-phorbide-a)与牛血清白蛋白(Bovine Serium Albumin,BSA)的相互结合反应。实验表明叶绿酸-a甲酯与牛血清白蛋白的相互结合作用为单一的静态猝灭过程。在水溶液中脱镁叶绿酸-a甲酯发生自聚,它与蛋白质以表观摩尔比2∶1牢固结合,其结合常数K_B=6.7×104 L·mol-1。而在四氢呋喃与水的混合溶液中脱镁叶绿酸-a甲酯以单分子状存在, 其与BSA的结合摩尔比为1∶1。BSA分子与叶绿酸-a甲酯的结合点位为1。根据Frster非辐射能量转移机理,求算了给体(BSA)与受体(脱镁叶绿酸-a甲酯)间距离r=3.50 nm和能量转移效率E=0.39。     

应用FTIR研究超声对牛血清白蛋白二级结构的影响

应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合荧光光谱研究了牛血清白蛋白(BSA)在超声作用下的结构变化。荧光光谱表明,超声作用使BSA溶液荧光光谱最大发射峰发生了蓝移,表明超声改变了BSA中色氨酸(Trp)残基环境;荧光强度的降低表明超声改变了蛋白质分子的构象,具有荧光猝灭效应。采用对BSA红外光谱酰胺Ⅰ带进行曲线拟合的方法,定量分析了不同超声功率、时间对BSA二级结构的影响,发现超声作用对BSA中的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲的相对含量有不同程度的影响;超声作用具有使BSA的二级结构由α-螺旋向β-折叠、β-转角转化的趋势,而无规则卷曲含量则基本不受超声影响而保持相对稳定。