液态纯牛奶的3维荧光光谱特性与成分分析

为了能够快速检测牛奶质量问题,采用3维荧光光谱和多峰拟合成分的方法,对纯牛奶的3维荧光光谱的特征及其主要成分进行了分析研究。结果表明,激发光谱在250nm～310nm范围,最佳激发波长在290nm附近;发射光谱主要在285nm～500nm,具有较强的荧光,荧光峰在330nm附近。液态纯牛奶的荧光光谱主要由5个谱峰（Ⅰ～Ⅴ）组成,其中峰Ⅰ是乳糖影响下部分蛋白质的荧光、峰Ⅱ为脂肪和VE共同产生的、峰Ⅲ为蛋白质直接所为、峰Ⅳ是其它成分影响下的蛋白质的荧光、峰V是VA,VB1和VB6等微量元素共同产生的。研究结果可为液态纯牛奶的荧光光谱检测技术研究提供实验和理论依据。     

基于光谱相似性指数的赤潮藻荧光识别技术

东海原甲藻(Prorocentrum dentatum)、裸甲藻(Gymnodinium stein)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)是近几年我国东海频繁引发赤潮的藻种。基于这三种赤潮藻的活体叶绿素荧光激发光谱,通过计算光谱相似性指数对其进行识别。结果表明,活体叶绿素荧光激发光谱在平行测量和不同生长期的相对标准偏差(RSD)分别小于3%和5%;光谱混合及混合海藻荧光光谱与标准谱之间的光谱相似性指数与混合比例之间存在线性关系。通过计算混合藻的荧光光谱与标准谱之间的相似性指数能够定性地识别引发赤潮的藻种,并半定量地估计赤潮藻种的相对含量。当噪声小于25%时,噪声基本不会对赤潮藻的识别分析产生影响。     

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.     

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。     

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。     

用荧光特征参量分析乙酸-水溶液的结构特性

为了研究乙酸-水溶液的分子结构,采用稳态荧光光谱检测方法获得了284nm紫外光照射乙酸-水溶液的荧光光谱及其对应的激发光谱,并测得了10组不同体积分数乙酸-水溶液的荧光光谱。通过分析其激发光谱的谱线特性和荧光峰峰值荧光强度随乙酸-水溶液体积分数的变化关系,从理论上讨论了混合溶液的总吸收度、荧光光子发射以及在发射波长为334nm产生荧光光子的量子产率,进而解释了乙酸水溶液的荧光光谱特征峰。结果表明,乙酸和水溶液体积混合比为1:1和4:1时,对应的缔合物的结合常数分别为n=3和n=1。该分析结果可为进一步研究乙酸和水分子的缔合结构提供实验和理论依据。     

线阵InGaAs扫描FBG反射谱的传感解调方法

研究并实现了一种基于256像元线阵InGaAs扫描的光纤布拉格光栅传感解调系统。针对线阵InGaAs探测器,分析了光纤光栅反射谱中心波长定位原理,可实现多个FBG光谱的同时解调,单通道解调传感器数量取决于FBG的带宽和中心波长漂移范围。对256个像素点的光谱数据,通过设置的阈值判断反射谱的个数,分别对每一个谱峰进行拟合,基于高斯指数曲线模型实现了寻峰算法,获得了中心波长。搭建FBG解调系统采集光谱数据,寻峰算法的稳定性达到0.5 pm。该解调方法无机械移动部件,实现了多光纤光栅波长寻峰的并行快速响应,波长解调范围为1 525～1 570 nm,为多光纤光栅传感提供了高速解调方案。     

掺Yb3+硅酸盐玻璃制备及光谱特性研究

采用高温熔融法制备掺Yb3+硅酸盐玻璃,通过吸收光谱和荧光光谱对掺杂玻璃的光谱特性进行分析,分析结果表明:掺Yb3+玻璃的吸收主峰位于975nm,吸收次峰位于908nm,在920nm~965nm范围内有一个较为弥散的吸收次峰,其中心波长为942nm;荧光主峰位于1036nm,荧光次峰位于993nm。采用McCumber和Judd-Ofelt理论计算了Yb3+的吸收截面面积、积分吸收截面面积、受激发射截面面积及荧光寿命等参数。     

激光诱导荧光光谱诊断血栓的研究

用氮分子激光作光源,以激光诱导荧光光谱方法测定体外人工血栓的荧光光谱。实验显示血栓荧光光谱具有不同于动脉内膜和斑块荧光光谱的三个特征:1.荧光强度普遍减弱.2.420nm前无荧光峰.3.荧光峰值波长向较长波长移位。     

LED诱导人血液荧光光谱研究

用 4 0 8nm的LED诱导不同浓度人全血溶液的荧光光谱 ,包括研究了血液的自吸收对其荧光光谱结构产生的影响 ;分析了血液的荧光光谱随其浓度增加出现红移的现象并进行了解释 ;提出了 5 5 6nm谱峰不是某一荧光团所产生的特征峰 ,而是由吸收所造成的假峰的观点 ;讨论了激励光散射中心波长偏离激励光中心波长现象的原因。研究结果对光诱导生物组织自体荧光诊断技术有一定参考价值     

可见光诱导血液荧光光谱特性的研究

本文根据多种波长可见光诱导的小白鼠全血荧光光谱，对其产生机理和谱线性进行了研究。实验结果和分析结论表明，用可见光诱导的血液荧光在波长为600nm附近存在比较强的荧光：407nm的光激发血液荧光的量子转换效率最高值，不同波长光诱导的血液荧光光谱特征不尽相同，且573nm和593nm诱导的荧光光谱还出现了Anti-Stodes谱线。本文的研究结果将对LLLIT和LIFST中治疗光波长的选择具有参考价值。     

饱和激发情况下油荧光非线性特征初步分析

利用激光诱导荧光( LIF)技术,从荧光强度和光谱偏移两个角度研究饱和激发状态下油荧光的非线性变化特征。利用能量变化的激光束诱导油样本荧光,获得荧光强度变化数据,通过非线性曲线拟合来标定荧光特征峰位430nm处的强度变化参数,获得该波长荧光强度的线性变化范围和非线性趋势,并利用探测波长处荧光强度构造出随诱导光强变化的三维油荧光光谱,实现基于激发光能量参量的油样本光谱区分。实验中,针对普通荧光光谱法无法区分的油样本,结合饱和激发状态下油荧光非线性变化和基于激发光能量参量的油样本光谱特征,实现了样本的有效区分。     

激光诱发荧光用于结肠肿瘤早期诊断

激光诱导荧光法（ＬａｓｅｒＩｎｄｕｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＬＩＦ）利用生物组织的自体荧光特性判断组织性质,能实时、无损地提供组织信息,从而区分正常与病变组织。本文采用固体可调谐激光器Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ作为激发光源,在３６０ｎｍ ～４１０ｎｍ 波段范围选择多种波长对结肠癌和结肠正常组织标本进行ＬＩＦ测试,找出了能诱导结肠正常组织与癌变组织产生最大荧光光谱差异的最佳激发波长,并对３１ 组正常组织与病变组织标本进行测式,结果表明结肠正常组织与癌变组织自体荧光光谱存在明显差异。     

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.     

肝癌小鼠血清荧光谱峰位蓝移及分子振动机理研究

通过多峰高斯拟合方法,对接种了肝癌小鼠生长 5~15天期间的血清荧光光谱进行系统研究,结 果表明,随着肿瘤的生长,荧光谱曲线及其高斯基元函数的峰值位置都有向短波方向移动的 趋势。基于分 子振动理论的分析认为,是肿瘤生长过程中,血清中部分发光分子的含量增加,其分子趋于 彼此靠近,分 子间的相互作用增强,分子中原子间化学键趋于伸长,其基态的振动能级趋于降低,若第一 电子激发态的 最低振动能级未发生变化,则基态与第一电子激发态最低振动能级之间的能量差趋于增大, 导致相关荧光 谱曲线的峰值位置趋于蓝移。本文的研究结果表明,对血清荧光光谱进行非线性多峰拟合及 分子振动理论 分析,有助于从分子层面揭示血清中荧光物质变化的深层次原因。     

三维荧光光谱技术及平行因子分析法在绿茶分析及种类鉴别中的应用

提出了一种绿茶成分分析和种类鉴别的新方法。利用FS920荧光光谱仪测量得到国内生产的26个绿茶样品的三维荧光光谱矩阵(EEMs),建立了不同种类绿茶在特定范围内(激发波长为300～550 nm,发射波长为310～750 nm)的三维荧光光谱图和等高线光谱图。采用平行因子分析法(PARAFAC)计算得到绿茶的3因子激发-发射光谱轮廓图和样品因子投影得分图。通过因子光谱特征分析确定绿茶的三种主要成分(茶多酚、黄酮醇及叶绿素);通过三维荧光光谱图和等高线光谱图的图谱特征和样品因子投影得分图的分析,证实三维荧光光谱技术和平行因子分析法对绿茶进行成分分析和种类鉴别,是一种高效、精确的方法。     

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。     

乙酸的光谱学及其特性的研究

采用光栅光谱仪获得了波长为 2 5 4nm(Δλ1 /2 4nm)的紫外光激励乙酸溶液的紫外吸收光谱和不同浓度溶液的荧光光谱 ,并对其产生机理和谱线特性进行了研究。实验结果和理论分析表明 ,波长为 2 5 4nm的紫外光诱导乙酸分子发出的荧光是由乙酸分子上的荧光团 -C =O -产生的 ,其量子转换效率可达 5 0 %以上 ;乙酸溶液的荧光量子产额将随浓度发生明显的变化。研究乙酸的紫外光谱和荧光光谱及其特性可为其作为溶剂和催化剂时对其他有机大分子光谱特性的影响提供参考     

Ensembles of radial basis function networks for spectroscopicdetection of cervical precancer

The mortality related to cervical cancer can be substantially reduced through early detection and treatment. However, current detection techniques, such as Pap smear and colposcopy, fail to achieve a concurrently high sensitivity and specificity. In vivo fluorescence spectroscopy is a technique which quickly, noninvasively and quantitatively probes the biochemical and morphological changes that occur in precancerous tissue. A multivariate statistical algorithm was used to extract clinically useful information from tissue spectra acquired from 361 cervical sites from 95 patients at 337-, 380-, and 460-nm excitation wavelengths. The multivariate statistical analysis was also employed to reduce the number of fluorescence excitation-emission wavelength pairs required to discriminate healthy tissue samples from precancerous tissue samples. The use of connectionist methods such as multilayered perceptrons, radial basis function (RBF) networks, and ensembles of such networks was investigated. RBF ensemble algorithms based on fluorescence spectra potentially provide automated and near real-time implementation of precancer detection in the hands of nonexperts. The results are more reliable, direct, and accurate than those achieved by either human experts or multivariate statistical algorithms