叶绿体延迟荧光中730nm成分产生机理的光谱学研究

叶绿体685 nm延迟荧光成分被认为源于PSⅡ作用中心的电荷复合。利用多种光谱学测量手段研究了叶绿体延迟荧光光谱中730 nm峰的产生机制。不同浓度下叶绿体延迟荧光光谱实验结果表明：初始随浓度的增加,延迟荧光光谱中685和730 nm成分强度均增强;当浓度增加到7.8 μg·mL-1时,685 nm成分强度达最大,730 nm成分强度继续上升;当浓度增加到31.2 μg·mL-1时,延迟荧光光谱中730 nm成分强度达最大,而685 nm成分已明显下降。吸收光谱实验结果表明：A₆₈₅/A₇₃₀在叶绿体浓度增加的过程中几乎不变。叶绿体730 nm荧光成分的激发光谱实验结果表明：685 nm光对730 nm荧光有较高的激发效率。上述实验结果表明叶绿体延迟荧光光谱中730 nm峰是由PSⅡ所发685 nm成分激发PSⅠ所产生的荧光。同一浓度下叶绿体延迟荧光光谱波形随延迟时间(1～9 s)的不变性进一步证明了这一结论。     

叶绿体不同浓度下光诱导延迟荧光光谱研究

针对《光子学报》文献［1］中实验结果与已有报道相关光谱特征的显著差异,利用多种光谱学手段对不同浓度下叶绿体延迟荧光行进了研究.实验结果表明：PSⅠ反应中心叶绿素P700对PSⅡ所发685 nm成份的吸收随叶绿体浓度的增加而增强,从而导致PSⅠ发出的730 nm成份增强,而使得延迟荧光光谱中730 nm成为主峰,甚至685 nm成份的消失.该研究结果表明：叶绿体延迟荧光光谱中730 nm成份,是由PSⅠ作用中心叶绿素P700对PSⅡ中所发685 nm成份延迟荧光的重吸收,产生激发态所发出的荧光.该结论有助于延迟荧光光谱中各成份产生机理的进一步研究.     

《光谱学与光谱分析》2006年(第26卷)总目次(第1～12期)

第1期Li NbO3:Cr:ZnO晶体生长和光谱特性的研究……………游振宇涂朝阳朱昭捷李坚富位民Alain Brenier(1)叶绿体延迟荧光中730 nm成分产生机理的光谱学研究………………………………………王成龙邢达曾礼漳(6)新型壳聚糖固相微萃取薄膜的研制及性能研究………………………………………杨红丽王翊如庄峙厦王小如(1 1)基于钌配合物荧光猝灭氧二次传感BOD检测的研究………………………林玲肖来龙辛玲玲赵丽陈曦(1 5)双掺杂聚合物电致发光中能量传递的光谱分析…………………章婷徐征滕枫钱磊王永生徐叙(1 9)频控变色场致发光器件及机理…     

水溶性CdTe量子点的稳态和纳秒时间分辨光致发光光谱

报道了以飞秒脉冲激光为激发光源的水溶性CdTe量子点(QDs)的稳态荧光光谱和纳秒时间分辨荧光光谱.实验发现CdTe量子点的荧光光谱峰值位置随激发波长变化发生明显移动，激发脉冲波长越长，荧光峰位红移越大.荧光动力学实验数据显示，在400nm和800nm脉冲激光激发下，水溶性CdTe量子点的荧光光谱中均含有激子态和诱捕态两个衰减成分，两者的发射峰相距很近，诱捕态的发射峰波长较长.在800nm脉冲激光激发下的诱捕态成分占总荧光强度的比重比400nm激发下的约高3倍，其相对强度的这种变化导致了稳态荧光发射峰位的红移. 关键词： CdTe 量子点 时间分辨 荧光光谱 上转换荧光     

基于激光共焦扫描术的亚心形扁藻显微图像与光谱

采用激光共聚焦扫描显微技术,针对亚心形扁藻开展了研究.从获得的488 nm Ar+激光单光子激发的亚心形扁藻自体荧光光谱与图像,可知细胞内有一杯状叶绿体物质,其荧光峰值为682 nm,对应叶绿体发出的红色荧光.在单通道模式下,获得800 nm fs激光双光子激发的扁藻自体荧光光谱与图像,可知每个杯状叶绿体的内部有一个自体荧光更强的圆形物质.在双通道模式下,可分别获得小圆形物质的自体荧光图像,杯状叶绿体自体荧光图像,以及两个通道图像的叠加.进一步获得了双光子藻细胞荧光图的6个主要的荧光峰.采用单光子激光激发可获得亚心形扁藻叶绿体自体荧光图像及其荧光光谱,而双光子激光激发荧光光谱的多通道以及Lambda模式下采集光谱信号与图像,不仅可观察到亚心形扁藻的内部形态结构,还可能从双光子激发荧光图中研究分析亚心形扁藻生化物质的存在,灵敏度较单光子激发高.激光扫描共聚焦显微技术,特别是双光子荧光与图像技术可为海藻的检测与研究提供一种快速、实时、有效、简便的方法.     

利用延迟荧光光谱F730/F685的逆境胁迫生理检测方法

以玉米98-2为样品,实验分析了高温、盐及紫外UV-B胁迫下,样品离体叶片延迟荧光发射光谱的变化.标记685 nm主峰带的最高峰值为F685,730nm次峰带的最高峰值为F730,实验发现不同的逆境胁迫对比值F730/F685均产生了显著的影响.结合样品在相同逆境下叶绿素荧光参数Fv/Fm以及DF强度的检测实验,结果表...     

光学应用 光学环境科学应用

X832006032797植物光诱导延迟发光介导的酸性环境污染监测=Light-in-duced delayed light emission as an indictor for acidic envi-ronment pollution[刊,中]/王成龙(兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室.甘肃,兰州(730070)),范多旺…∥光电子·激光.—2006,17(3).—337-342利用自制的弱光探测系统,以生长周期长、叶片面积大的紫荆花叶片作为实验材料,研究了模拟酸雨和SO2对其DLE特性的影响。结果发现,绿色植物叶片光诱导DLE强度的变化能很好地反映植物叶片中叶绿体完整性以及叶绿体功能的变化。因此,可以用DLE强度的变…     

人血清中总胆固醇的光谱学研究

采用光谱学方法对总胆固醇含量不同的高胆固醇血症血清进行了研究.获得了正常人血清和高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱(λex=407 nm), 并讨论了二者的谱线特征与差异.实验结果表明,高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱不同于正常人血清的吸收光谱和荧光光谱,高胆固醇血症血清不仅是吸收率和荧光强度高于正常人血清的相应值,而且还有新的吸收峰和荧光峰出现.由此可见,通过比较待测血清的吸收光谱和荧光光谱可以初步判定血清中胆固醇的含量是否异常.这为血清中总胆固醇含量的检测提供了光谱学的实验数据.     

高纯度烟草过氧化物酶(TOPⅠ)光谱特性研究

采用交换吸附脱色及柱层析新技术,成功地从烟叶中分离和纯化了一种烟草过氧化物酶同工酶(TOPⅠ),并对其进行了一系列光谱特性研究.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)测得TOPⅠ分子量为21 888.5,等电点pI为3.5;氨基酸组成分析表明TOPⅠ为一含血红素的酸性蛋白酶.光谱学分析揭示,在402 nm处有一典型的Soret带,在498和636 nm处有特征吸收峰(α,β带),酸度和变性剂对TOPI在紫外可见区的特征吸收峰均产生一定的影响,TOP Ⅰ的荧光光谱测定结果说明TOPⅠ分子中含有Trp残基和Tyr残基以及其自身的独特的光谱学特性.     

基于延迟荧光光谱F685/F730温度响应曲线的植物耐热性评价

以3种不同耐热型玉米植株叶片为样品,分析了在10~50 ℃温度胁迫下,样品离体叶片延迟荧光光谱的变化。实验发现:温度对延迟荧光光谱主峰685 nm的最高峰值强度(F₆₈₅)和次峰730 nm的最高峰值强度(F₇₃₀)的比值F₆₈₅/F₇₃₀产生了显著的影响。此外,不同耐热型样品在10 ℃胁迫下的F₆₈₅/F₇₃₀值(V₁₀)与50 ℃胁迫下的F₆₈₅/F₇₃₀值(V₅₀)之间存在显著差异:不耐热样品叶片的V₁₀/V₅₀高于耐热的,越耐热的样品V₁₀/V₅₀值越小,且随着胁迫时间的延长,V₁₀/V₅₀也逐渐减小。因此,通过对实验结果的分析认为,延迟荧光光谱F₆₈₅/F₇₃₀比值是随着温度胁迫规律变化的,F₆₈₅/F₇₃₀比值的温度响应曲线有望成为一种鉴定和评价植物耐热性的新方法。     

激光、激光技术 激光应用 激光生物学

Q631 2006032056双光子激发荧光成像技术对小鼠植入前胚胎的实时观测=Application of two-photon excitation fluorescence i ma-ging to real-ti me investigation of mouse prei mplantationembryo[刊,中]/程兵(清华大学原子分子纳米科学教育部重点实验室.北京(100084)) ,林丹樱…∥光谱学与光谱分析.—2006 ,26(2) .—193-197选取锁模飞秒掺钛蓝宝石(Ti-sapphire)激光器输出的730 nm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…     

高纯度烟草过氧化物酶（TOP I）光谱特性研究

采用交换吸附脱色及柱层析新技术，成功地从烟叶中分离和纯化了一种烟草过氧化物酶同工酶(TOP I)，并对其进行了一系列光谱特性研究。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)测得TOP I分子量为21888．5，等电点pI为3．5；氨基酸组成分析表明TOP I为一含血红素的酸性蛋白酶。光谱学分析揭示，在402nm处有一典型的Soret带，在498和636nm处有特征吸收峰(α，β带)，酸度和变性剂对TOP I在紫外可见区的特征吸收峰均产生一定的影响，TOP I的荧光光谱测定结果说明TOP I分子中含有Trp残基和Tyr残基以及其自身的独特的光谱学特性。     

乙醚的荧光光谱及其特性

用UV-240紫外分光光度计和SP-2558多功能光谱测量系统,通过测量紫外吸收光谱和荧光光谱,对乙醚在紫外光激励下的光谱特性进行了实验研究.发现,乙醚能吸收波长小于304 nm的紫外光,产生强的荧光;乙醚的荧光峰是波长306 nm至345 nm范围的宽谱峰,峰值波长在317 nm左右.分析得出,乙醚吸收紫外光、产生荧光光谱是其分子中氧原子上的孤对电子跃迁所为.由此对乙醚荧光光谱的产生机理和特性作出了解释,并计算出了乙醚分子相应能级差.这些结果可为乙醚这种重要溶剂和麻醉剂的应用提供帮助.     

叶绿体长延时(τ＞5 s)荧光成分产生机理的实验验证

延迟荧光中各成分产生机理的研究对延迟荧光的应用具有重要指导意义。从电荷复合理论出发,对叶绿体光诱导延迟荧光的产生机制进行了简化的理论模拟,得出了延迟荧光的衰减动力学方程,并推断延迟荧光衰减动力学方程中的常数C为延迟荧光中的更长延时成分。其产生机理是由于PSⅠ中的电子回流到PSⅡ与P680⁺复合产生激发态的P680^*退激发产生,并从实验上成功地证明了延迟荧光的长延时(τ＞5s)成分来源的这种电子回流、复合和退激发过程。     

含有光敏剂的人体皮肤的激光诱导荧光光谱分析

利用血红蛋白在578nm处有吸收峰以及在光动力疗法治疗鲜红斑痣过程中病变区血液含量减少的特性,根据测得的含有光敏剂的皮肤层激光诱导荧光光谱,计算了皮肤层光敏剂的荧光强度随时间的变化关系。通过光谱处理计算了624nm处光敏剂血卟啉(HpD)的荧光峰值强度。分析和计算结果表明,皮肤层中的血液含量的减少导致新的荧光光谱峰(578nm处)的产生,新荧光峰的产生造成624nm处荧光强度的增大,因此必须排除这种影响才能得到皮肤层由光敏剂产生的荧光强度。由光谱处理结果得到治疗过程中病变区光敏剂荧光强度的变化曲线。     

激光照射人血液荧光光谱变化的研究

采用OMA Ⅲ微弱信号检测系统研究了人血液荧光光谱在激光照射下的变化情况。结果表明 :在6 32 8nmHe Ne激光诱导下 ,不同血液在 6 70 ,730 ,981nm附近出现三个荧光峰 ;荧光强度在一定范围内与照射激光功率呈线性变化关系 ;随着激光照射时间的增加 ,三个峰位上的荧光强度下降 ,8min后趋于隐定值 ;在激光照射过程中 ,三个峰位出现不同数值的移动。     

外源一氧化氦对镉胁迫下番茄幼苗叶绿体保护作用的光谱学分析

镉(Cd)是重要的重金属污染源,一氧化氮(NO)是近年来发现的一种普遍存在于生物界的信使分子,研究表明其参与了植物对CA胁迫的应答反应调控.文章用硝普纳(SNP)作为NO供体,向番茄幼苗喷洒100 mol·L-1SNP 1 d后加入50 mol·L-1Ca处理7 d,取完全展开叶片,提取叶绿体进行光谱学研究,分别测定了叶绿体室温吸收光谱、叶绿体低温荧光光谱和DCPIP电子传递效率等指标,研究外源NO缓解Cd对叶绿体毒性的影响.结果发现,Ca对叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都有不同程度的降低,NO处理缓解了Cd的影响,使叶绿体室温吸收光谱的吸收率提高;Ca导致686 nm处峰(PSII)偏移4 nnl,峰值降低33%,734 nm处峰值降低23%,外源NO缓解了Cd对光合系统的影响,使得叶绿体低温荧光光谱在686和734 nm的峰值分别仅下降17%和10%;以DCPIP为人工电子受体,Cd处理的叶绿体中DCPIP还原速率较慢,光合电子传递(H2O→DCPIP)速率降低1.5倍,外源NO处理显著缓解了Cd对电子传递链的抑制,使其光合电子传递速率恢复到对照的水平.该研究可为NO处理增强植物对Cd胁迫的抗性提供理论依据.     

肝、肝癌及肝纤维细胞的荧光光谱及其荧光饱和强度分析

对肝细胞及肝病变细胞进行荧光光谱特性研究,能为早期筛查与攻克肝癌提供光谱学依据。实验目的包括,通过光谱实验获得细胞特异性荧光光谱;结合流式细胞仪获得最大饱和荧光强度与细胞直径的相关性。实验过程,首先使用荧光光谱仪来检测肝细胞、肝纤维细胞以及两种肝癌细胞;采用去拉曼散射的方法消除背景噪声,获得五种浓度下细胞荧光光谱;其次,使用流式细胞仪检测四种细胞直径的大小,根据双参数散点图分析四种细胞的直径特点;最后,利用高斯多峰拟合对比光谱差异,并且分析细胞直径对荧光饱和强度变化趋势的影响,得出细胞大小对荧光饱和强度非线性拟合曲线的影响规律。光谱实验发现,在550~750 nm之间,肝细胞存在两个特异性荧光峰,第一个峰值位于592 nm处,第二个峰位于682 nm处,且前者明显高于后者;肝癌,肝纤维细胞除具备与肝细胞相同位置的两个峰外,在726 nm处出现第三个特异性荧光峰,并在592 nm处获得最大激发光强,在726 nm处的荧光峰高于在682 nm处的第二个荧光峰;结合高斯多峰拟合法对峰值和各峰位置,以及峰型展宽进行分析。肝癌细胞和肝纤维细胞三个峰的展宽基本相同,正常肝细胞最大激发峰展宽略小于另三种细胞,但是682 nm处的小峰展宽略大于病变细胞;流式细胞仪实验结果显示,肝癌细胞直径大于肝纤维细胞大于肝细胞,同种浓度下荧光强度也是肝癌细胞高于肝纤维细胞高于肝细胞;利用非线性曲线拟合细胞最大荧光强度随浓度变化曲线,根据曲线斜率的变化规律,发现四种细胞的最大荧光强度会随着细胞浓度增大而增强,但是逐渐呈现荧光饱和状态。随着细胞直径增加,最大荧光强度饱和趋势更为明显,单个细胞自激发效率降低。结果显示,将细胞形态学与光谱学有机的融合,结合两种分析方式,能提高细胞判断的准确性和有效性。通过对肝细胞、肝癌细胞以及肝纤维细胞的荧光光谱特性进行研究,并结合细胞直径分析荧光饱和变化趋势,能够为肝病变细胞的研究提供一定的光谱学依据。     

叶绿体光诱导延迟荧光产生机理的光谱学研究

研究延迟荧光产生机理对延迟荧光的应用具有重要指导意义。从电荷复合理论出发,对叶绿体光诱导延迟荧光的产生机制进行了简化的理论模拟。得出： 延迟荧光的衰减动力学符合双指数形式;衰减中快相成分对应电子从Q-_A上电子回流与P680+的复合产生;慢相成分对电子从Q=_B回流与P680+的复合产生。实验结果支持上述理论推理,并证明延迟荧光的更长延时成分来源于PSⅠ中的电子回流到PSⅡ与P680+复合产生激发态的P680*退激发产生。     

乙醇溶液的荧光光谱研究

分别从理论和实验上对乙醇水溶液在可见波段产生的荧光光谱及其特性进行了分析研究结果表明,在波长为253.7nm的紫外光激励下,乙醇溶液可以产生两个较强的荧光峰,即278～493nm和534～665nm荧光峰随乙醇溶液浓度的变化而变化,但在溶液的高浓度区和低浓度区,荧光的变化规律不同经理论分析认为,乙醇在253.7nm的激励下发出的荧光是由乙醇分子中C-OH基团的孤对电子产生的研究乙醇溶液的荧光光谱及其特性可为其作为有机溶剂对有机高分子的荧光光谱进行研究提供参考.