多功能激光诱导荧光光谱测定装置

采用Nd∶YAG泵浦染料激光器、硅增强靶型光学多道分析仪以及自制的荧光盒和触发器组装了一台激光诱导荧光光谱测定装置。研制了与计算机连接用的接口和应用软件。性能测试表明,此装置的灵敏度高,光谱覆盖范围和工作曲线线性范围宽、分析速度快;既可用于实时光谱检测,也可用于时间分辩光谱分析。测定结果的精密度和准确度均令人满意。     

双波长线斑激光诱导荧光检测器的研制

采用正交型结构,研制了一种实用型高效液相色谱激光诱导荧光检测器(HPLC-LIFD),光源为532nm和405nm的线型光斑双波长半导体泵浦固体激光器.设计了一种用于LIFD的柱形石英荧光检测池,池体积为8μL.以罗丹明B和荧光素为样品评价体系的性能.罗丹明B的检出限为5.0×106g/L (S/N＞3),峰高RSD为5.1％;荧光素的检出限为8.0×10-6g/L(S/N＞3),峰高RSD为3.4％.测试结果表明该检测器达到设计要求,有良好的实用性.     

半导体激光泵浦-固体激光诱导荧光检测装置的研制

以半导体激光泵浦-固体激光器为激发光源,采用共聚焦光学结构,研制了一种小型化激光诱导荧光检测器。整机采用模块化设计,配置了两种发射波长的激发光源(532nm、473nm),可以柱上检测或配流通池,能应用于几乎所有的液流分析系统。实验结果表明该检测器的最小检出浓度分别210-11mol/L,最小检出量10-19mol,响应线性2个数量级,可满足日常生化痕量分析的要求。     

光纤嵌入式激光诱导荧光检测系统研究

针对传统的激光诱导荧光检测系统难于实现微型化和集成化的缺点,本文设计并组装了光纤嵌入式激光诱导荧光检测系统,从检测距离、分离电压和样品浓度几个方面分析了系统的性能.实验结果表明,该系统具有结构紧凑、操作方便、灵敏度较高等优点.     

新型激光诱导荧光检测器的研制及评价

采用成本低、灵敏度高的反射式Z-型检测池,成功研制新型473nm固体激光诱导荧光检测器(LIFD)。用荧光物质异硫氰酸荧光素(FITC)标准品评价检测器性能,其灵敏度高,最低检测浓度为1×10-12mol/L(S/N=15),线性范围超过4个数量级。进一步使用FITC衍生化苯胺、对甲苯胺、对氯苯胺、联苯胺、对苯二胺等5种物质,评价该检测器,最小检测量达到pg级,重现性好,5种物质保留时间RSD值均小于1%(n=7)。说明该检测器具有灵敏度高、稳定性好、线性范围宽等特点,适用于环境与生物领域痕量物质检测。     

芯片毛细管电泳激光诱导荧光检测系统的设计

介绍了毛细管电泳芯片的构造和原理，提出激光诱导荧光检测系统的设计方案及其主要器件的选择。分析了光电倍增管电压和共焦针孔对检测系统影响，并给出结果。实验表明，该系统主要技术指标达到了设计要求。     

基于激光诱导荧光技术的蒽检测系统

介绍了一种用Nd：YAG的三倍频（波长355nm）作为激发光,CCD作为探测单元,加上其他光学元件构成的激光诱导荧光检测系统,并测量了蒽的乙醇溶液的荧光光谱。分析了荧光强度与蒽溶液浓度的关系。实验结果表明,蒽溶液浓度在0．003～0．700mg／L范围内与荧光强度有良好的线性关系,相关系数为0．9987,检出限为1．3ng／mL,蒽的回收率在98％～106％范围内。系统适合用于蒽的激光诱导荧光检测。     

用于纳升级微量样品检测的原位激光诱导荧光系统

针对生命科学研究中测试样品量极少的关键问题,以毛细管作为样品检测池,采用入射光与荧光原位进出的系统设计方案;以半导体泵浦固体激光器作为激发光源、高分辨紧凑型光谱仪作为探测器,构建了用于纳升级微量样品检测的原位激光诱导荧光系统。利用水溶液中罗丹明B浓度的测量来验证系统性能。结果表明,罗丹明B浓度在93pg/mL～15ng/mL范围内与荧光强度有良好的线性关系,相关系数为0.9982,检出限为28pg/mL,证实该系统具有低噪声、低试剂消耗、低检出限、高灵敏度和精确度等优点,可满足生物测试的实际使用要求。     

绿色植物的激光荧光谱及遥感应用

利用Nd：YAG／DYE脉冲激光、双光栅单色仪，BOXCAR等仪器组成的激光诱导荧光测试系统，测量得到了激发波长分别为355、440和532nm时，茶叶、竹叶和水稻叶子的激光荧光谱，得到以下绿色植物激光荧光谱的几个特征，（1）中心波长约在423nm处的紫荧光带，（2）宽度较大的蓝荧光带，（3）中心波长分别为685nm和735nm处，由叶绿素激发产生的红荧光。经比较测量，得到了不同激发光波长下的各种不同植物的红带荧光比（F685／F735）。最后讨论了绿色植物激光荧光遥感的应用问题。     

激光诱导荧光测量OH的内标定技术

在实验室建立了激光诱导荧光系统的氢氧自由基内标定方法,通过理论和证和实验检验,标定技术可以在较宽的浓度范围内对ＬＩＦ系统进行标定,是一种原理简单的ＬＩＦ标定技术。     

Calibration of a planar laser induced fluorescence technique for use in large scale water facilities

A calibration process for planar laser induced fluorescence (PLIF) is presented and employed to investigate the mixing field of a co-flowing jet in a water channel flow. The calibration technique uses individual calibration curves for each pixel in the image array that correct for the non-uniformities of the laser sheet, optics and digital sensor and account for parameters that affect fluorescence efficiency of the dye. A unique commercial optic is introduced into the optical train to generate a thin laser sheet with an approximately uniform laser intensity distribution. The performance of the calibration procedure is investigated by analysis of the calibration data and through the investigation of a co-flowing jet. The results compare well with the results documented in the literature for this flow field. The work shows that the simple approach designed specifically for application in large-scale facilities is suitable for calibration of PLIF style techniques.     

激光诱导纳秒时间分辨荧光技术原位检测环境中多环芳烃的应用及展望

介绍激光诱导纳秒时间分辨荧光技术的发展、现状。相比其他检测环境中多环芳烃的方法、手段,结合激光诱导纳秒时间分辨荧光技术在实际工作中的应用,评述其在检测实际环境中多环芳烃方面的应用优势、潜力及前景展望。     

集成毛细管电泳芯片荧光检测的研究

集成毛细管电泳芯片由于其显著的优点而倍受人们的关注。介绍了这种芯片的特点和应用及检测方法 ,从光源、主物镜和共焦针孔等几个方面详细讨论了检测光路的特点 ,并给出了实验结果。     

利用平面激光诱导荧光技术及CH滤镜测量微喷管射流火焰OH及CH基元

微射流火焰形貌观测及火焰中重要基元的准确测量,对利用微尺度火焰燃烧特性研制开发微型燃烧动力系统具有重要意义。本文建立了微喷管射流火焰实验及光学测量系统,对H_2和CH_4微射流火焰进行了实验研究,测量了两种重要基元(CH,OH)的空间分布。首先,探索了相机曝光时间对H_2微射流火焰成像的影响,得到了不同流速下H_2微射流火焰形貌的变化规律。其次,采用平面激光诱导荧光测量技术得到了不同燃料流速下H_2及CH_4微射流火焰中OH基元分布,同时还利用单反相机加CH滤镜通过长时间曝光(30s)的方法获得了CH_4微射流火焰中CH基元的分布。结果表明,火焰图像清晰度随曝光时间增加提高,曝光时间30s时可获得H_2微射流火焰的清晰照片;采用分辨率2 048×2 048的ICCD相机可获得微尺度火焰OH基元分布的清晰图像。微射流火焰形貌及重要基元的实验结果表明相关数值计算方法准确可靠。     

基于荧光成像的准分子激光系统多路光束自动准直

研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直,实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352nm He-Cd激光作为准直光源,提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合图像采集技术,解决了自动准直系统多路激光的近场、远场图像获取问题。利用图像区域分割处理方法编制了准直信息处理软件,实现了对多光束的自动准直闭环反馈控制。最后,结合准分子激光MOPA系统中的预放大器光学设计进行了自动准直验证实验。结果表明:准直成像光强可调谐倍数为300,成像系统在放大器窗口处固有误差占放大器口径比例小于设计值1.08%,3路激光的自动准直时间为40s,完全满足放大器的几何填充和能量提取要求。     

共聚焦激光扫描荧光显微镜扫描系统研制

为适应三维光学微细加工及三维光学信息存储研究的需要,研制了共聚焦激光扫描荧光显微镜的工作台式扫描系统,扫描范围138μm×138μm.工作台采用压电陶瓷驱动器( PZT actuator)驱动的方式来获得高分辨率的位移,采用带柔性铰链的杠杆放大装置来获得较大的位移范围.描述了工作台的工作原理,并对其静态和动态性能进行了测试,实验表明这一扫描系统能很好的应用于共聚焦激光扫描荧光显微镜系统.     

微流控实时荧光聚合酶链式反应成像非均匀性的校正

综合参考标样法和定标校正法的思想,提出了一种用于校正微流控实时荧光聚合酶链式反应(PCR)系统荧光成像非均匀性的”多目标像素区域定标线性校正”算法,以提高其检测结果的准确性.以与PCR荧光标记物SYBR Green光谱特性相似的荧光素钠溶液为样本,检测了11种不同浓度的均匀荧光素钠溶液受激发射荧光信号的强度,分析了各个目标像素区域荧光强度和荧光素钠溶液浓度之间的线性响应关系,采用两点定标校正方法计算了CCD各个目标像素区域的校正系数矩阵.实验表明,3种浓度荧光素钠溶液的成像均匀度分别从校正前的71.28％、72.01％、70.73％提高到校正后的77.49％、80.07％、90.64％;微流控四腔芯片中相同浓度的DNA样品在PCR扩增阶段的Ct值相对标准偏差由校正前的4.38％、1.94％、3.31％减小到校正后的2.44％、0.79％、1.31％,显著提高了微流控实时荧光PCR检测结果的准确性.     

光学系统MTF测量中的自动背景校正方法

为避免光学系统传递函数(MTF)测量中手动背景校正方法的诸多弊端,提出了自动背景校正方法,这种方法能够准确去除线扩散函数中的背景,并且不受周围环境光照不稳定的影响。将这种方法应用在数字傅里叶法MTF测试中,完成了对镜头MTF的测试。试验结果表明,测试平均误差小于5％。     

基于XeF(C-A)放大器的混合(固态/气态)超高功率飞秒激光系统

提出了基于前端发生器和终端放大器,使用光泵浦XeF(C-A)激活介质的太瓦级混合激光器(THIA00)系统.前端发生器由长532 nm的连续激光泵浦的钛宝石飞秒脉冲振荡器,脉冲展宽机构,532 nm的脉冲激光泵浦的再生多通道放大器,衍射光栅压缩器和二次谐波发生器(KDP)组成.其光束输出参数为:脉冲持续时间50 fs,...     

Two-photon fluorescence real-time imaging on the development of early mouse embryo by stages

Mouse zygotes are widely used in developmental biology and transgenic animal research. Two-photon laser scanning microscopy is particularly useful in four-dimensional observation of big and thick biological samples, such as mouse embryo. The early mouse embryo development from zygote to 8-cell stage compaction was observed in real-time by stages using two-photon laser scanning microscopy in this paper. During our experiment, several scanning parameters were optimized in different development stages. The initial cleavages of mouse embryo, from the zygote to 2-cell, 2-cell to 4-cell, 4-cell to 8-cell, and the compaction at 8-cell stage were observed. During the first stage, localized intracellular calcium elevation along with the cleavage furrow and the asymmetric zygote cytokinesis was detected. The relation between the asymmetry and the location of the second polar body was investigated. The rotational cleavage of mouse embryo was also observed in the experiment. These results would be helpful to further research on mammalian embryonic development.