一种高性价比小型生化分析仪用分光光度计的研制

为了克服传统分光光度计中棱镜和凹面光栅等分光器件的光谱分光效率低、分辨率不高和光通量小等缺点,采用平面光栅作为色散器件,采用线阵电荷耦合器件(CCD)结合外设互换(PCI)总线高速数据采集卡作为光谱检测系统,并且利用虚拟仪器技术成功研制了一款高性价比小型生化分析仪用分光光度计,同时自制了一套交叉非对称式(CT)型单色仪作为该分光光度计的分光装置。通过实验证明,该小型分光光度计可以实现紫外和可见光波段吸光强度为1000(a.u.)的探测,光谱测量范围可达300~800 nm,波长分辨率可达1 nm,波长重复性优于0.5 nm,在波长为360 nm处的杂散光小于0.5%,波长准确度优于±0.5 nm。相比其他同类分光光度计,该分光光度计不仅具有后分光、光谱多通道并行分析等优点,同时能优化光路成像系统,提高光谱测量准确度和降低成本。     

芦荟大黄素介导光动力诱导人脐静脉内皮细胞凋亡适用性研究

目的：探讨芦荟大黄素在激光作用下介导光动力的能力。方法：以体外培养的人脐静脉内皮细胞为对象,以芦荟大黄素为光敏剂,以430nm波长激光为光源,采用连续照射的方式,将不同浓度芦荟大黄素处理的人脐静脉内皮细胞,照射不同剂量的激光后,用光镜观察PDT处理后细胞的形态变化,用MTT法测定其OD值,并绘制HUVEC细胞PDT处理后的生长抑制曲线。结果：MTI检测激光活化芦荟大黄素组对人脐静脉内皮细胞的生长抑制有显著的促进作用;镜下观察到人脐静脉内皮细胞游离、固缩,形状改变,出现许多细胞碎屑。结论：芦荟大黄素在适当波长光激发下产生了很好的光化学反应特性,芦荟大黄素是激光诱导人脐静脉内皮细胞凋亡的良好光敏剂。     

枸杞中维生素B2固体粉末的荧光光谱检测研究

利用日本岛津RF-5301PC荧光分光光度计,对枸杞子粉末中的维生素B2(VB2)直接进行荧光光谱检测,采集的光谱范围在530～650nm波段。采用MATLAB数值微分和高斯函数拟合方法,得到在激发波长为480nm、峰值波长为563nm时的荧光光谱信息;通过数值积分和线性拟合,得到荧光强度沿波长的积分与VB2含量呈良好的线性关系,其相关系数为0.998 43。实验测定枸杞粉末VB2含量为1.28±0.17μg/g,并阐释了枸杞子粉末荧光光谱红移的原因。研究表明:这种固体粉末荧光光谱检测方法具有快速、直接、简单和环保等优点,对药品成份检测、食品安全监测等领域的应用具有重要的参考价值。     

中药姜黄素的光谱学特性研究

目的:检测中药姜黄素的光谱学特性,为应用中药姜黄素进行光动力治疗提供实验资料。方法:采用紫外分光光度计测定姜黄素的吸收光谱和荧光分光光度计测定姜黄素的激发光谱和荧光发射光谱。结果:姜黄素在200—230nm和400-450nm处各有一吸收峰值,可见光范围内的最大吸收峰值位于425nm。姜黄素的荧光最大激发波长为425nm,最大发射波长为530nm。     

邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌(ZnPcS2P2)的光谱特性

测定和研究光敏剂的光谱特性，可为确定最佳治疗的光源波长提供直接依据，同时也是荧光诊断中选定检测荧光波长的理论依据．本文研究新型光敏剂邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌（ZnPcS2P2）的光谱特性，测出ZnPcS2P2在含10%人血清生理盐水的吸收光谱和荧光发射光谱，并与血卟啉衍生物（HpD）进行比较。实验结果表明：在吸收光谱中ZnPcS2P2的最大吸收峰位于670nm，而HpD的最大的吸收峰在405nm处，所以在光动力学治疗中ZnPcS2P2比HpD效果更好。当用波长为632nm的光源激发时，从荧光发射光谱可知，HpD比ZnPcS2P2获得的荧光激发效率高。因此，HpD在光动力学诊断中有更突出的优点。     

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。     

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。     

紫外/可见光分光光度计

Beckman Coulter公司生产的DU700系列紫外／可见光扫描式分光光度计适合作生命科学方面的研究和应用。由于采用了聚焦光束和窄带宽技术，即便在细胞定位变化较小的情况下，这种仪器也能提供较高的精度和重复率。DU720具有固定波长、波长扫描、时间和动力学测量以及单元素分析等功能。     

荧光光谱技术在晚期糖基化终末产物中的应用

提出了一种把荧光光谱技术应用于检测晚期糖基化终末产物的方法,重点阐述了该荧光光谱检测系统的测量原理,设计了该荧光光谱检测系统.采用氙灯作为激发光源,利用该系统分别对发射波长为440 nm、445 nm、450 nm、455 nm进行激发光谱扫描测试,得出370 nm为最佳激发波长;采用370 nm的单色光作为激发光源,分别对正常人和糖尿病患者的皮肤组织进行荧光光谱检测,通过获得的荧光光谱分析可发现,两者在450 nm附近的荧光光谱存在明显差异.实验结果证明,该荧光光谱测量系统可应用于晚期糖基化终末产物的检测.     

用于190—1100nm光谱区的小尺寸多色仪

原子吸收分光光度计的性能在很大程度上取决于在其辐射源中所用的光谱能量特性。首先这与在工作波长的辐射强度、辐射的时间稳定性和在工作波长间隔内线光谱背景的水平有关。     

不同泵浦波长光纤激光器模式不稳定效应对比

一般认为,光纤激光器模式不稳定效应主要来自于泵浦源量子亏损和增益光纤泵浦吸收所产生的热效应。理论分析了光纤中的热源,发现诱发模式不稳定的热效应主要来源于泵浦吸收、其次是量子亏损;利用课题组开发的仿真软件SeeFiberLaser对该结论进行仿真。仿真结果表明:泵浦吸收系数越低,光纤中的最高温度和温度梯度越低,越有利于抑制热致折射率光栅的形成,提高模式不稳定阈值。搭建了纤芯/包层直径为30/400 μm的前向泵浦掺镱光纤激光振荡器,对比研究了中心波长为976 nm 、915 nm和940 nm的泵浦源泵浦时激光器的模式不稳定阈值特性。结果表明,分别采用中心波长为976 nm 、915 nm和940 nm 的半导体激光器作为泵浦源时,激光器模式不稳定阈值分别为279 W、502 W和697 W,光光转化效率分别为67.7%、61%和63%。由此可以发现,泵浦吸收系数对模式不稳定阈值的影响大于量子亏损对模式不稳定阈值的影响,通过改变泵浦波长降低泵浦吸收系数可以有效提升模式不稳定阈值。优化泵浦波长,兼顾量子效率和泵浦吸收系数,是光纤激光器实现高光束质量高模式不稳定阈值的重要技术路线之一。     

利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗

半导体激光器（LD）的工作波长是随温度变化的,对LD进行温控是扩展全固态激光器（DPSSL）正常工作温度范围的常用方法,但常用的控温方法在-50~70℃的宽温区范围存在体积大、能耗高、效率低等问题。通过实验测试得到GaAs量子阱激光器的波长温度漂移系数为0.25 nm/℃,分析了Nd:YAG晶体吸收谱的多峰特性。提出采用高温时工作波长为808 nm的GaAs量子阱激光器作为泵浦源,利用Nd:YAG晶体的795.7 nm和808 nm的两个吸收峰,通过分段加热控温降低温控功耗的方案。实验结果显示:全固态激光器在两个吸收峰处得到的输出脉冲特性基本相同,在温度较低时,分段控温的加热功率减小了4.7 W,接近不分段最大加热功率的一半。     

Cr2+:ZnSe的激光输出和调谐性能

Cr2 :ZnSe具有很宽的吸收带和发射带,是中红外波段优秀的可调谐激光材料.从吸收光谱、发射光谱以及角度调谐输出对Cr2 :ZnSe晶体的激光输出性能进行了研究.采用真空高温扩散法制备Cr2 :ZnSe晶体,获得了高浓度的Cr2 离子掺杂的厚1.7 mm,直径10 mm的薄片ZnSe晶体.使用中心波长2.05 μm,最大输出功率8 W的Tm离子掺杂的光纤激光器抽运,使用平凹腔结构搭建谐振腔,获得了最大平均功率1.034 W,中心波长2.367 μm,线宽10 nm的连续激光输出.利用角度调谐的方法,对Cr:ZnSe晶体的调谐性能进行了研究,在100 nm范围内获得了调谐输出.     

Nd:Y2O3透明陶瓷4F3/2-4I11/2跃迁光谱及高效激光输出

报道了采用真空烧结法结合热等静压技术制备的Nd:Y₂O₃透明陶瓷的荧光光谱特性及相关激光输出。通过与Nd:YAG透明陶瓷的荧光光谱对比,表明Nd:Y₂O₃透明陶瓷的4F_3/2-4I_11/2跃迁光谱存在着多个增益相当的谱线,这更有利于实现同时双波长段激光振荡;不同斯塔克子跃迁光谱的离散特性有利于通过腔镜镀膜控制不同波长损耗,获得丰富的1.0~1.1 μm波段激光。利用简单的平平两镜腔结构完成进一步的实验,通过选择的输出镜片镀膜获得了输出功率3.62 W、转换效率40.4%的1074.6 nm和1078.8 nm的双波长输出和输出功率1.7 W、转换效率19.4%的1130.3 nm波长输出。     

不同激光脉冲作用下ZnS晶体非线性光学特性

用Z-scan技术在532 nm的皮秒激光脉冲和800 nm飞秒激光脉冲作用下分别研究了ZnS晶体的非线性吸收及非线性折射特性。实验结果表明,ZnS晶体在532 nm的皮秒激光脉冲作用下非线性吸收为双光子吸收,其非线性吸收系数为5.310-11 m/W,在800 nm的飞秒激光脉冲作用下非线性吸收为三光子吸收,非线性吸收系数为0.5910-21 m2/W2;在532 nm皮秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为负,自由载流子产生的非线性折射率的改变占主导,而800 nm飞秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为正,束缚电子产生的非线性折射率的改变为主要因素。     

1 532 nm全光纤Er/Yb共掺杂激光器

近年来,相干探测激光雷达是测量远距离低空风切变的有效手段,1.6 μm波段固体激光器以其人眼安全、探测器件成熟等优势成为相干雷达主要光源。其增益介质Er:YAG晶体在1532 nm波段有较强的吸收峰,但吸收谱较窄,因此通过使用1 532 nm光纤激光器进行谐振泵浦可以有效提高晶体输出效率。为此,文中以Er/Yb双包层光纤为增益介质,1532 nm光纤光栅为反射腔镜,976 nm半导体激光器为泵浦源,实现了全光纤化1532 nm激光输出。输出激光最大功率73.44 W,波长可调谐范围为1531.35~1532.14 nm,波长谱宽为0.06 nm,x和y方向的光束质量M2分别为1.38和1.26,是1.6 μm固体激光器的理想泵浦源。并采用此激光器泵浦Er:YAG非平面环形腔获得1.3 W单频激光输出,斜率效率为31.76%。     

808nm大功率连续半导体激光器研究

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术,生长了AlGaInAs/AlGaAs分别限制压应变单量子阱材料,利用该材料制成3mm宽、填充因子20%的半导体激光器阵列(版型100μm/500μm,6个发光单元),通过腔面反射率设计确定了最佳反射率,采用CS载体标准封装。在输入电流8A、水冷19℃条件下测试,输出功率达到8.4W,阈值电流为1.8A,斜率效率为1.26W/A,功率转换效率为59.4%,波长为805.7nm,光谱半宽为1.8nm;输入电流12A时,输出功率达到13W,斜率效率为1.22W/A,功率转换效率为58.9%,波长为807.9nm,光谱半宽为2.0nm。     

参麦注射液与人血清白蛋白相互作用的多光谱研究

参麦注射液是一种中药复合物，广泛应用于癌症患者的辅助治疗中。在生理（PH7.4）环境下，通过荧光光谱与紫外吸收光谱研究了参麦注射液与人血清白蛋白的相互作用。荧光光谱和紫外吸收光谱实验结果表明，参麦注射液能够有效地引起人血清白蛋白的内荧光源淬灭，其淬灭机理为动态淬灭。利用Stern-Volmer方程对荧光光谱数据进行分析，得到不同温度（296，303，310 K）下的结合常数（KA）。通过Van't Hoff方程计算出热力学参数（△G0，△H 0，△S 0），该结果表明疏水力是人血清白蛋白与参麦注射液结合时的主要相互作用力及结合过程是一个自发过程。此外，同步荧光光谱实验结果表明，当参麦注射液与人血清白蛋白结合时，主要结合点位于酪氨酸残基，且引起了人血清白蛋白的结构变化。     

铋镓铝共掺的高浓度掺铒光纤及放大器

研制出了铋镓铝共掺的高浓度掺铒光纤,这种掺铒光纤在1 530 nm处的吸收系数达到了28.5 dB/m.利用这种铋镓铝共掺的高浓度掺铒光纤制成了C波段和L波段的掺铒光纤放大器(EDFA),测试这两种放大器的荧光谱和增益谱线.利用2.5 m的高浓度掺铒光纤制作的C波段EDFA就实现了高增益.利用10 m这种掺铒光纤制作的L波段放大器实现了有效的I波段放大.