近红外量子剪裁研究进展

目前,发光材料在信息、显示、照明、国防等领域得到了极其广泛的应用．随着人们对发光和发光材料基本科学问题的认识及其广阔而不可替代的应用前景的驱动,发光和发光材料领域在过去100年间迅速发展．量子效率大于1的发光及光功能材料有望在高效发光、等离子体平板显示、高效光纤激光器、高效太阳能光电池等领域得到广泛应用．深入研究光子材料的激发与发光、能量传递与转换、敏化发光与光放大等物理和光学基本科学问题,不但有益于揭示光子材料的一些新现象、新规律,而且将为光子材料与器件的设计与研制奠定理论和方法基础．本文概述了近红外量子剪裁的发展及其材料和相关机理的最近研究进展,主要包括稀土离子单掺体系双光子和三光子级联发射近红外量子剪裁、稀土离子对共掺体系近红外量子剪裁下转换．此外,本文还讨论了量子剪裁及其材料体系的应用、面临的挑战和未来的发展方向．     

近红外光谱结合化学计量学评价胚胎发育潜能

使用近红外光谱分析方法测量培养后的胚胎培养液,结合偏最小二乘判别分析对胚胎发育潜能进行评价,鉴别具有妊娠能力与不具妊娠能力的胚胎。为了提高模型的判别能力,消除无信息变量对模型稳定性影响,分别采用基于蒙特卡罗的无信息变量消除法(MC-UVE)、竞争性自适应加权抽样法(CARS)与基于变量稳定性的竞争性自适应加权抽样法(SCARS),对光谱进行波长选择。结果表明,与采用全谱74%的正判率相比较,采用这3种波长选择方法,模型独立检验集的正判率分别提高至74.24%,77.12%与80.10%,建模使用变量数降至50以内。比较发现,SCARS的模型优化能力和稳定性均好于MC-UVE和CARS方法。采用近红外光谱结合化学计量学方法预测胚胎的发育潜能是可行的。     

主成分分析-近红外光谱法快速测定婴儿配方乳粉中必需脂肪酸

利用主成分分析法将婴儿乳粉的近红外光谱数据与必需脂肪酸含量建立校正模型,并采用交互验证和外部检验两种方式来考察模型的可靠性。得到模型校正相关系数(R2)0.8704,均方估计残差(RMSEC)和交互校验均方残差(RMSECV)分别为0.6275和0.8907,应用所建立的必需脂肪酸近红外模型对婴儿乳粉必需脂肪酸含量进行预测,并将预测值和化学测量值进行配对t检验,结果表明两者无显著差异。     

N,N-二(2-羧基苯基)-2,6-吡啶二甲酰胺铕配合物的合成及光谱分析

合成了N,N-二(2-羧基苯基)-2,6-吡啶二甲酰胺(简称BCPD)铕配合物,通过元素分析、电导率测定、红外光谱及紫外光谱对其进行了结构表征。结果表明:标题配合物中稀土离子与配体以1∶1的方式结合,化学组成符合C23H21N3O8ClEu,并进一步探讨了配合物配位方式。固体荧光及荧光滴定光谱分析表明:配体与稀土离子间存在明显的"天线效应",铕离子在590,617 nm处的特征荧光敏化效果显著,因此该配合物有望成为理想的光致发光材料。     

理化检验《化学分册》第八届编委会成员介绍

<正>陈恒武博士,教授,任职于浙江大学化学系,浙江省化学会理事。长期从事分析化学的教学与科研,研究工作涉及原子光谱和分子荧光光谱分析、流动注射分析、微流控分析芯片等领域。欧忠平教授,博士生导师,任职于江苏大学。国际卟啉与酞菁学会会员,卟     

Ca0.8-2x(YbxTb0.1Na0.1+x)2xWO4近红外下转换荧光粉水热合成及发光性质

一种在近红外光谱(NIR)区域高效的量子剪裁现象已在Ca0.8-2x(Ybx Tb0.1Na0.1+x)2x WO4(x=0～0.2)荧光粉中得到证实,该量子剪裁通过吸收紫外线光子发射近红外光子,能量传递包括两个协同过程,分别是WO42-基团到Yb3+离子和WO42-基团到Tb3+离子再到Yb3+离子,Yb3+离子的掺杂浓度对荧光粉在可见光和近红外光谱的发光,荧光寿命和量子效率的影响已进行了详细的研究。经计算,量子效率最大达到135.7%。铽与镱共掺钨酸钙的近红外量子剪裁,通过吸收太阳光谱的1个紫外光子到2个1 000 nm光子(2倍光子数增加)的下转化机制实现高效率硅太阳能电池的途径。     

BODIPY类近红外荧光染料的研究进展

近红外BODIPY分子是一类新兴的荧光染料, 因其具有优异的光物理和光化学性能而得到广泛的研究, 已成为一个新兴的研究热点。本文综述了近年来BODIPY类近红外荧光分子的设计、合成及应用的最新研究进展, 并展望了其未来的发展方向和应用前景。     

半监督偏最小二乘法在烟叶近红外感官评价模型中的应用

半监督学习方法可以充分利用大量未标注样本来弥补已标注样本的不足,针对应用近红外光谱建立农产品等复杂体系的分析模型中,存在获得大量精确标注样本较困难,而使用少量标注样本或大量未准确标注样品建模结果不理想的问题,基于半监督自训练理念,提出半监督偏最小二乘(Semi supervised-partial least squares,SS-PLS)方法优化模型。本研究以全国不同产地、不同等级的211份原料烟叶近红外光谱及其对应感官评价数据为例,应用SS-PLS方法优化模型,模型性能较原始模型有显著提高,优化后SS-PLS方法模型的决定系数(R2)达90%左右,建模标定值分布标准差与拟合值标准差的比值(Ratio of Performance to Deviation,RPD)达3.0以上,模型内部交叉验证及预测标准差(Standard error of cross validation SECV以及Standard Error of Prediction,SEP)值达1.0以下;并将原始感官评价数据与SS-PLS优化后的数据,按照固定阈值划分为优、中、差三个等级,应用基于主成分及FISHER准则的投影方法(Projection Model based on Principal Component and Fisher Criterion,PPF)分析得到的结果表明,SS-PLS优化后的分类结果也显著好于原始感官评价数据。SS-PLS可解决使用小样品集建模的数据代表性问题,在获得大量精确标注样本较困难情况下,为建立近红外光谱分析模型提供了一种新的化学计量学方法。     

溶酶体靶向吲哚氟硼二吡咯光敏剂的合成、 双光子荧光成像及光动力治疗

通过Knoevenagel缩合反应制备了一个具有溶酶体靶向的近红外光敏剂IMBDP-Lys, 用于双光子荧光成像和光动力治疗. IMBDP-Lys由2个吲哚吗啉功能团连接到氟硼二吡咯(BODIPY)母核的3?位和8?位构筑而成, 是一种重原子诱导的光敏剂. 采用高斯09W理论计算光敏剂S₁态和T₂态能量值相差0.12 eV, 可以有效地发生系间窜越. 在二氯甲烷溶液中, 光敏剂IMBDP-Lys的最大吸收波长为631 nm, 最大发射波长为684 nm. 在 660 nm的光照下, 以亚甲基蓝为参比, 单线态氧量子产率经计算为48.3%. 此外, 含有2个吗啉基团的光敏剂IMBDP-Lys具有良好的生物相容性和精准的靶向能力, 可以快速地进入斑马鱼体内进行双光子荧光成像, 并且与溶酶体绿色染料Lyso-Tracker Green共定位系数为0.95. 溴化噻唑蓝四氮唑(MTT)实验结果表明, 光敏剂具有低的暗毒性(≥85%)和高的光毒性(IC₅₀=0.52 μmol/L). 在660 nm的光照下, 利用活性氧荧光探针2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）证明光敏剂可以产生活性氧, 同时吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)染色实验和细胞迁移实验表明产生的活性氧不仅能诱导A549细胞凋亡, 还能有效地抑制肿瘤细胞迁移. 因此, 近红外光敏剂IMBDP-Lys在双光子荧光成像和溶酶体靶向的光动力治疗中具有重要的应用价值.     

近红外二区活体荧光成像在肿瘤诊疗中的应用

由于具备组织穿透深度深和时空分辨率高等优势, 近年来近红外二区(Near-infrared-Ⅱ, NIR-Ⅱ, 1000~1700 nm)荧光成像技术得到了快速发展, 其在肿瘤临床诊断和治疗的潜力更是引发了广泛关注. 本文首先阐释了NIR-Ⅱ窗口荧光成像的原理及其优势, 随后根据结构分类归纳总结了现有荧光团的特征, 重点介绍了荧光探针在性能优化上的进展以及在肿瘤早期检测、 术中导航和光疗中的应用, 最后讨论了现有NIR-Ⅱ 荧光探针的局限以及临床转化面临的挑战, 并对未来的发展方向进行了展望.