从光谱位相相干电场重构法(SPIDER)的原理出发, 实现了算法、讨论时间延迟、光谱剪切量、滤波窗口宽度、色散量等几个方面的优化选取。当展宽器色散和脉冲宽度一定时, 脉冲对的时间延迟存在一个最佳取值范围。相对光谱剪切量在5%～15%间, 滤波窗口宽度为／3, 重构出的位相误差最小。对干涉图取平均来减小噪声的影响。用SPIDER算法还原了脉冲的电场和位相信息, 由SPIDER测量的脉冲宽度为17.7 fs。同时为了比较, 用自相关法测量了同一脉冲, 由自相关曲线可估算出脉冲宽度为16.8 fs, 与SPIDER 的误差比为5.1%, 说明了实验的有效性。

选用密度泛函理论(DET)中的B3LYP方法，在6-311++G(d,p)下对菲分子结构进行优化，计算了其振动频率、极化率及热力学参数，对比了菲分子实测光谱图，首次对其振动频率进行了完全归属。此外，分析并讨论了其前线分子轨道、分子静电势和密立根布局，获得了HOMO-LUMO能隙、分子静电势分布、原子电荷分布等与分子性质密切相关的重要数据，为后续其他多环芳烃分子的光谱检测技术及其光谱和电子结构的分析提供了理论基础。

为实现化学发光免疫检测方法的临床应用，在深入分析化学发光免疫检测过程的基础上，对其涉及的各项关键技术进行了研究。针对化学发光免疫检测过程的3个关键环节: 加样、洗涤和测量，提炼出化学发光免疫检测仪涉及的3项关键技术: 微量液体试样精确加样技术、免疫复合物充分无损分离技术、微弱闪光信号精确测量技术。在液体加样方面，通过微升级别液体加注过程的分析及仿真给出加样模块相关参数的优化原则; 在免疫复合物分离方面，通过复合物颗粒磁分离过程的分析给出磁场设计原则; 在光检方面，给出了测量室设计原则及光电信号数据处理原则。在攻克上述关键技术的基础上，研制出Autolumis 3000化学发光免疫分析仪并成功实现临床应用。测试结果表明，仪器的变异系数 (Coefficient of variance，CV)为5%，最大检测速度为每小时180次，达到国外同类高端仪器的水平，表明所研究的关键技术是可行的。

将苯基卟啉(PP)功能化的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)即PP-PGMA和羟基苯基卟啉(HPP) 功能化的PGMA(HPP-PGMA)分别与锌离子发生络合反应,制得高分子化的苯基锌卟啉ZnPP-PGMA或羟苯基锌卟啉ZnHPP-PGMA。采用1H-NMR对ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA的化学结构进行了表征,用紫外-可见光谱法、荧光光谱法研究了其光谱性能。将ZnPP-PGMA或ZnHPP-PGMA与特丁津作用,研究特丁津对其光谱性能的影响。研究结果表明: 高分子化的金属卟啉ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA都具有强的光谱性能，相对于PP-PGMA和HPP-PGMA，其电子吸收光谱Soret吸收带红移,荧光发射峰蓝移。ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA分别与特丁津作用后,ZnPP-PGMA的紫外光谱发生一定程度的红移，且ZnPP-PGMA和ZnHPP-PGMA发生明显的荧光猝灭现象。随着特丁津浓度的增大,ZnHPP-PGMA发生荧光猝灭的程度增大。

采用荧光光谱研究了胡椒酸乙酯与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果表明: 胡椒酸乙酯与BSA形成基态复合物从而猝灭BSA的内源性荧光, 猝灭原因主要为静态猝灭和非辐射能量转移作用。胡椒酸乙酯对BSA的猝灭速率常数Kq为1.451×1013 L·mol-1·s-1(25 ℃)和1.136×1013 L·mol-1·s-1(37 ℃), 胡椒酸乙酯与BSA的结合常数KA为9.484×105 L·mol-1(25 ℃)和1.355×106 L·mol-1(37 ℃), 结合位点数n为1.18(25 ℃)和1.24(37 ℃)。根据Frster偶极-偶极非辐射能量转移理论得到结合距离r为2.68 nm(25 ℃)和2.81 nm(37 ℃)。通过热力学参数的计算, 确定胡椒酸乙酯与牛血清白蛋白的相互作用是熵增加和吉布斯自由能降低的自发过程, 主要作用力为疏水作用力。讨论了共存金属离子对胡椒酸乙酯与BSA的相互作用的影响。

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了稀土金属离子Y3+与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果发现:Y3+对BSA的紫外吸收光谱具有增强作用, 而对荧光光谱具有较强的荧光猝灭作用且峰位明显蓝移20～25 nm。用 Stern-Volmer 方程分别对实验数据进行分析,得出结论: Y3+对 BSA 的荧光猝灭作用是属于静态荧光猝灭, Y3+与BSA反应生成了新的复合物,发生了分子内的非辐射能量转移。求得相互作用过程的结合常数(KA)和热力学参数(ΔΗ、ΔS、ΔG), 确定了它们之间的主要作用力是范德华力、氢键等, 但静电作用力也不可忽略。同步荧光光谱法表明Y3+对牛血清白蛋白的构象有影响。

基于FRET机理设计合成了一个包含罗丹明6G及香豆素的汞离子荧光探针Rh-6G-coumarin(RC)，研究了它的光谱性能及对汞离子的识别作用。在V(C2H5OH)∶V(H2O)=9∶1溶液中加入汞离子后，575 nm处荧光强度迅速增大，荧光由蓝色变为明亮的红色，同时溶液的颜色由黄色变为红色。溶液中其他金属离子，如Na+、K+、Mg2+、Fe2+、Co2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+和Cr3+对汞离子的荧光识别没有太大影响。该探针可在较宽的pH ( 4～10)范围内识别汞离子。光谱滴定实验表明，汞离子与RC以2∶1的计量比形成了配合物。

NH3的检测具有广泛的应用，采用光声法检测NH3是当前研究的热点，而确定NH3的吸收谱线则是实现光声法检测NH3的前提。采用外腔可调谐半导体激光器构造了光声气体检测系统，检测了NH3的近红外吸收谱线，获得了常温常压下NH3在1 515~1 532 nm范围内的吸收光谱。实验确认了NH3在1 515.2,1 516.0,1 518.0,1 519.9,1 522.4,1 527.0，1 531.7 nm处存在强吸收。HITRAN 2004光谱数据库在近红外1.5 μm波段NH3的吸收谱线数据未见报道，该结果为研究光声法检测NH3提供了更多可选择的吸收谱线。

研究了不同温度下牛血清白蛋白(BSA)与头孢匹胺钠(CPMS)的相互作用及常见金属离子(Mg2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Co2+、Ni2+)对BSA-CPMS体系的影响。结果表明：CPMS能使BSA的荧光发生猝灭，其过程为静态猝灭并伴有非辐射能量转移;CPMS通过静电引力与BSA结合，结合常数为104数量级，结合位点数约为1;结合主要作用于BSA的亚结构ⅡA中，结合距离r≈2.60 nm。同步荧光光谱和圆二色谱(CD)均表明CPMS使BSA构象发生了变化。

合成了以硫代乙醇酸为稳定剂的CdTe量子点, 以发射波长为530 nm的量子点为供体, 罗丹明B为受体, 建立一种以十六烷基三甲基溴化铵为介质的荧光共振能量体系检测溶菌酶含片中溶菌酶含量的方法。结果表明: 在pH=5.0时, 溶菌酶的浓度与共振能量转移效率降低值在2×10-7~ 8×10-6 mol·L-1范围内呈线性关系, 其线性方程为Y=306.07-13.85X, 相关系数为0.991 0, 检出限为2×10-8 mol·L-1, RSD为5.8%, 平均回收率为101%(n=5)。