人体鼻咽组织的三维自体荧光光谱特性研究

实验研究了人体离体鼻咽正常和癌变组织的三维自体荧光光谱特性、不同激发条件对组织体荧光发射光谱的影响.FLS920荧光光谱系统的激发光源波长为260～500 nm,步长增量为20 nm,相应采集的荧光发射光谱波长为280～700 nm.实验连续记录的系列发射光谱可以处理成用于样品内源性荧光物质和诊断信息分析的三维荧光光谱或荧光激发-发射矩阵(EEM).结果表明:人体离体鼻咽正常与癌变组织的主要EEM对有260～605、300～330、340～380、340～460和460～525 nm,它们相应的内源性荧光物质分别来源于组织体内的蜡样色素、氨基酸、胶原蛋白、还原型烟酰氨腺嘌呤二核苷酸(NADH)或还原型烟酰氨腺嘌呤二核苷酸磷酸盐(NADPH)和黄素腺嘌二核苷酸(FAD);荧光激发/收集角度变化对组织体荧光光谱测量结果的影响比较显著,而光漂白特性对其影响不很明显.     

硝化纤维紫外激发荧光光谱分析研究

为了研究硝化纤维的荧光光谱和定量方法,利用紫外激发荧光技术,首先对硝化纤维丙酮溶液进行了荧光分析,通过三维扫描得到了硝化纤维的紫外激发荧光光谱,确定了最大荧光相对强度时激发波长为355.0 nm、发射波长为354.5 nm;然后在发射波长354.5 nm条件下,测定了不同浓度的硝化纤维丙酮溶液荧光相对强度,对试验结果进行了线性回归,确定了硝化纤维的定量方法。     

嘉陵江水体平水期水质的三维荧光光谱监测分析

嘉陵江是重庆的重要饮用水源,其水质与城市居 民的生活和生态环境息息相关。为研究其水质及其变化,在重庆主城区嘉陵江段平水期3~5月,采用三维荧光技术对7个取样点的水体样品进行 分析,得到了溶解性有机质(DOM)含量变化引起的三维荧光光谱变化数据,水体样品存在 两个荧光峰分 布,荧光峰Ⅰ激发波长λ_ex=330~350nm,发射波长λ_em=400~450nm;荧光峰Ⅱ激发波长 E_ex=270~300nm, 发射波长λ_em=320~350nm。结果 表明,取样江段水样三维荧光谱中的荧光峰主要由类腐殖 质和类蛋白质形成;同时,由于受到气温、降雨、地理环境等因素的影响,3-5月各河段水 样的荧光指数(f450/50)分别 在1.41~1.57、1.30~1.47和1.42~1.68之间,由此可以判断,采样时 间段内水质污染主要是陆源性输入形成。     

用近红外光谱鉴别杨梅品种的研究

提出了一种用近红外光谱技术快速无损鉴别杨梅品种的新方法,首先用主成分分析法对典型的四个杨梅品种进行聚类分析,获取杨梅的近红外指纹图谱,再结合人工神经网络技术进行品种鉴别.主成分分析表明,以主成分1和2对样本的得分值做出的得分图,对不同种类杨梅具有较好的聚类作用,可以定性分析杨梅种类.利用主成分分析可以把原始波长变量压缩成能代表原始变量的少数相互正交的主成分,用这些新变量作为神经网络的输入,建立3层BP人工神经网络模型.四个杨梅品种共100个样本用来建立神经网络品种鉴别模型,对未知的20个样本进行预测,结果表明,品种识别准确率达到95%.说明综合主成分分析和人工神经网络的方法具有很好的分类和鉴别作用,为杨梅的品种鉴别提供了一种新方法.     

三维同步荧光结合平行因子算法研究丹参粉的荧光特征

具有几十余种化学成分的丹参粉是典型的多组分物质,应用传统二维荧光光谱难以对其作定量分析。为了研究多组分共存的丹参粉水溶液的荧光特征,利用三维同步荧光光谱法结合平行因子分析法(PARAFAC)、分半信度法(split half method)、残差平方和(sum of squared error),解析光谱重叠严重的丹参粉水溶液荧光光谱。经上述方法分析确定丹参粉水溶液的平行因子模型组分数为4,其相应组分荧光特征为:第1组分荧光特征λ_Ex=470~480 nm,λ_Em=520~530 nm;第2组分荧光特征λ_Ex=400~410 nm,λ_Em=490~500 nm;第3组分荧光特征λ_Ex=370~380 nm,λ_Em=460~470 nm;第4组分荧光特征λ_Ex=560~570 nm,λ_Em=620~630 nm。其中第2组分的荧光特征可能是丹酚酸B的荧光特征。实验结果表明,在多组分共存且有较多干扰物质时,三维同步荧光结合平行因子算法可以简化光谱分析,较好地表征丹参的整体荧光特性。本研究为多组分共存的中药材分析提供了建议与帮助。     

平行因子法因子数目选择流程改进设计与验证

针对平行因子算法在分解三维荧光光谱中存在的模型因子数目选择流程不明确的问题,提出了核心对角矩阵-核一致函数-恒波长残差图这一改进因子数目选择流程.自行编写改进平行因子分析算法,以腐植酸作为检测物质验证该因子数目选择流程的准确性.结果 表明,结合改进流程,在激发光和发射光分别在350～450nm/350 ～620nm、因子数为4时,核心对角矩阵分布满足需求,核一致函数为52％,在标准区间内,拟合图残差最小,分解效果最优.相较于使用单一方法进行判断,上述组合选择流程逻辑性更强,准确性更高,在实际应用中可以快速确定因子数目.4个因子分别是两个位于为360～370nm/450～500nm和350～360nm/450～500nm的类腐植酸A类因子、一个位于365～375nm/475～525nm的类腐植酸C类因子、一个位于380～390nm/475～525nm处的土壤富里酸因子,同时通过分析不同浓度腐植酸的溶液,发现当浓度由20 mg/L增至200 mg/L时,因子的组成和贡献率差别不大,即浓度变化并未改变溶液性质.     

基于荧光光谱成像与聚类分析的鹿茸鉴别研究

提出应用荧光光谱成像技术对鹿茸饮片进行检测,以期为鹿茸真伪鉴别提供一种快速无损的检测方法。采用凝视式荧光光谱成像装置,对不同来源的13种鹿茸样品进行了荧光光谱成像分析,从各样品的光谱立方体中提取了其特征光谱曲线,并采用欧氏聚类分析方法对特征曲线进行解析。系统所用光源为中心波长254nm的窄带紫外光源,光谱分辨率为5nm,扫描范围为410~670nm,空间分辨率为4 000×4 000。光谱成像检测结果与作为对照实验的性状、显微鉴别结果一致,表明荧光光谱成像法可用于鹿茸的真伪鉴别,且方法简便和客观。     

不同波长的Ar+激光诱导红细胞荧光光谱特性分析

根据对可见波段、不同波长的Ar+激光激发同一浓度红细胞溶液产生荧光光谱的研究,发现从600nm到860nm较大的范围内红细胞均存在较为丰富的荧光光谱谱峰,且在波长为620nm附近的谱峰随激发光波长的变化而变化。通过理论分析得到,激光诱导的红细胞荧光光谱主要是红细胞膜上的细胞色素基团、双磷脂分子等以及红细胞中的血红蛋白大分子中的血红素基团等构成的多种荧光团作用的结果,且在620nm附近的谱峰不仅含有荧光光谱成分,还有喇曼散射的光谱成分。研究结果可对低功率激光诱导生物组织荧光光谱技术在医疗中的应用有参考意义。     

美国电化学学会1985年秋季会议文摘选报

三维荧光光谱美国珀金—埃尔默公司的与会者在会上报告了他们测量三维荧光光谱的荧光光谱仪和配有自动采集和显示软件的7000系列专用计算机。三维荧光光谱描述了样品的全部荧光信息,是一个将激发光谱和发射光谱集合在一起的阵列,可以提供比单一的激发和发射光谱多得多的信息。光谱阵列由一族荧光光谱组成,其中每个光谱均由单色仪在一个固定的波长范围内扫描获得,每个扫描的波长间隔也都是恒定的.三维光谱的数据可以由设备给出三维轮廊图或二维截面图。     

牛奶水溶液荧光光谱影响因素的研究

研究了纯牛奶、高钙奶、高钙低脂奶和过期约10天的纯牛奶水溶液的三维荧光光谱特征。实验结果表明,牛奶水溶液的荧光峰随着激发波长的增长而红移;当激发波长大于340nm时,荧光光谱上出现次级荧光峰,且该峰也随激发波长的增加而红移。通过对比研究发现,牛奶的浓度对牛奶水溶液荧光光谱的影响不大,而牛奶品种对其荧光光谱影响较大,尤其是高钙低脂奶。过期的牛奶水溶液在较长或者较短波长激发光激励下,荧光峰强度高于未过期的同类牛奶。初步分析了在一定激发波长下高钙低脂奶、过期牛奶的荧光强度比其他样品荧光强度强的原因。研究结果可为利用荧光光谱技术检测牛奶品质提供参考。     

Tb3+掺杂SrO-TiO2-SiO2玻璃在红外飞秒激光照射下的三光子激发上转换发光

Tb3 掺杂SrO-TiO2-SiO2 玻璃在 800nm 的飞秒激光照射下可以观察到红外至可见的上转换现象.由飞秒激光激发的上转换荧光光谱与 267 nm 氙灯激发的荧光光谱非常相似.其上转换荧光可归因于Tb3 的5D3→7F4和5D4→7FJ(J=6,5,4,3)能级跃迁.由发光强度和泵浦光源能量之间的关系可以得出此上转换过程为三光子同时吸收过程.基态电子同时吸收三个红外光子被激发到较高激发态,然后以非辐射跃迁方式弛豫到较低激发态,再辐射跃迁到基态从而产生 Tb3 的特征发光峰.这现象可应用于三维立体显示,可见激光和高密度光存储技术.     

高斯分解法研究浮游植物荧光激发光谱

研究了甲藻和硅藻两个门类的六种浮游植物在发射波长为675 nm处的活体叶绿素荧光激发光谱.对其作四阶导数分析的基础上,根据导数光谱中出现的极大值位置和数量,对甲藻门和硅藻门的激发光谱分别设定统一的初始中心波长.以初始波长为中心对激发光谱做高斯分解及多峰拟合,建立门类水平上统一的高斯基库.研究发现,在波长为350~550 nm内,甲藻和硅藻的高斯基库特征差异显著,而同门类的高斯基库特征相似,表明高斯分解法为甲藻和硅藻的分类识别提供有效的技术手段.利用高斯基库的参数拟合原光谱,拟合曲线与原光谱能较好地吻合,误差小.高斯分解法可再现活体激发光谱中重叠的色素荧光峰,也为光合色素的活体测定提供了新的方法.     

Yb3+对掺铒碲酸盐玻璃红外和上转换发光的影响

研制了Er3+/Yb3+共掺TeO2-ZnO-La2O3玻璃,测试了Er3+离子的吸收谱、荧光谱和上转换发光谱,系统研究了975 nm抽运下Yb3+离子对于Er3+离子1.5 μm波段荧光性能及其上转换发光性能的影响.结果表明,随着碲酸盐玻璃中Yb2Os含量的增加,Yb3+离子对Er3+离子的能量传递增强,Er3+离子1.5 μm波段的荧光强度和上转换发光强度相应增大,但后者相对于前者增加更为迅速.通过对粒子数速率方程的理论模拟,计算结果与实验测量结果较为一致,表明Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃是一种优良的潜在上转换激光器增益介质.对上转换发光分析表明,强烈的绿光和红光激发是基于双光子的吸收过程.     

Bi3+共掺和能量传递对BaY2Si3O10: Eu3+发光的调制和影响

荧光粉BaY2Si3O10: Bi3+, Eu3+经高温固相法制备并由X-ray衍射谱仪分析其物相结构。实验结果显示Bi3+共掺下BaY2Si3O10: Eu3+的激发光谱呈现一个有明显增强的宽电荷转移带和系列Eu3+的 f – f 窄吸收峰,发射谱为Eu3+的5D0-7FJ橙-红光发射。当用285 nm 紫外光激发时,Bi3+到Eu3+间存在有效的能量传递,导致Bi3+的宽带紫外发射(中心345 nm)强度减弱,而Eu3+的橙-红光发射显著增强;随着Eu3+浓度的增加,能量传递效率也随之提高。最佳Eu3+浓度为0.4摩尔百分比,此后荧光粉发射强度发生浓度猝灭。结果表明Bi3+共掺时明显改善和提升荧光粉在电荷转移带(200 – 350 nm)的激发效率。Bi3+到Eu3+间主要的能量传递机制是通过四极–四极相互作用实现,并且能量传递的临界作用距离是1.604 nm     

基于三维荧光光谱技术的多组分分析浓度校准方法研究

水体中污染物质在受到光激发时,不仅发出荧光,而且对荧光具有吸收作用,因此在应用荧光光谱定量分析水体多种污染成分时,导致分析结果不够准确.结合三维荧光光谱技术和PARAFAC算法,提出了一种用于多组分分析的非线性浓度校准模型,通过标样数据估计物质之间对荧光的吸收校准参数,应用于浓度反演中.实验结果表明,运用这种非线性的浓度校准模型可以改善多组分分析的性能,提高分析精度.     

人脑硫氧还蛋白还原酶的光谱学研究

在紫外光诱导硫氧还蛋白还原酶(TrxR)产生荧光光谱的实验基础上，对TrxR溶液的谱线特性及其产生机理进行了研究。实验结果表明，在波长为253．7nm的紫外光激励下，TrxR溶液能够产生较强的荧光，其光谱覆盖了280～720nm的范围，谱峰形状主要由两个宽阔的峰及分布在宽峰上的诸多细锐的次峰组成；随着TrxR溶液浓度的改变，宽峰和锐峰分别表现出不同的变化趋势。根据分子内部能量转换理论以及共振拉曼散射理论，对TrxR产生的荧光光谱的机理进行了理论分析。理论和实验研究结果均表明中心波长位于336nm的宽峰是来自于TrxR分子中的色氨酸的荧光峰，而诸多锐峰则是TrxR分子的共振拉曼散射。对波长为253．7nm的紫外光激励的TrxR溶液荧光光谱的研究有助于研究溶液状态下TrxR分子的构像、结构以及分子的电子振动态等。     

水体中溶解有机物的三维荧光光谱特征分析

运用PARAFAC模型对23个太湖的表层水样进行分析,按照光学特性将水体中的溶解有机物分为3类,其中两种成分与BOD5值和254nm吸光度都具有较好的相关性。因此,可以通过三维荧光光谱的PARAFAC分解结果来预测BOD5值、COD值的变化趋势。     

水体中溶解有机物的三维荧光光谱特征分析

运用PARAFAC模型对23个太湖的表层水样进行分析，按照光学特性将水体中的溶解有机物分为3类，其中两种成分与BOD5值和254nm吸光度都具有较好的相关性。因此，可以通过三维荧光光谱的PARAFAC分解结果来预测BOD5值、COD值的变化趋势。     

城市生活污水处理厂进出水三维荧光光谱特征分析

本文结合了PARAFAC模型研究了污水处理厂进出水的三维荧光光谱特征。结果表明城市生活污水具有4个荧光区域,其中进水的1区和2区的荧光中心较为明显,3区和4区荧光中心不明显;出水的四个荧光区都较为明显。运用平行因子法分析得出进水和出水DOM均含有3种主要的荧光组分,分别是类色氨酸、类酪氨酸和类腐殖质。3种荧光组分的得分值可以作为城市生活污水的另一荧光特征,根据得分值可以判断出进水中最不稳定的是类色氨酸和类酪氨酸,类腐殖酸则相对较为稳定。