应用稳态荧光探针法测定了非离子生物表面活性剂槐糖内脂临界胶束浓度(CMC)和胶束聚集数(Nagg), 并考察了添加无机电解质和短链脂肪醇对槐糖内酯CMC的影响。 结果表明, 槐糖内酯的CMC为1.3×10-4 mol·L-1, 并随加入电解质浓度的升高而略有降低, 外加短链脂肪则使其CMC值升高; 在4~8倍的CMC浓度范围内, 槐糖内酯溶液Nagg随其浓度增大而增大, 但胶束聚集数较小, 为4~8个; 激光纳米粒径结果显示槐糖内酯胶束动态直径较大且分布较为集中, 平均约为90 nm。 槐糖内酯胶束具有聚集数小而直径大的特点, 表明该生物表面活性剂所形成的胶束排列较为松弛。

提出了一种基于小波高频分量的浮游植物活体荧光识别技术。通过测量近海常见52种浮游植物的三维荧光光谱，利用小波函数将光谱分解6层后得到系列正交高频分量cd1~cd6，通过标准偏差选择稳定而特异性强的分量特征点及其组合作为浮游植物荧光识别特征谱，并对其稳定性和判别能力进行贝叶斯判别分析，以判别正确率为基准选择分量组合cd3~cd6作为最佳荧光识别特征谱构建浮游植物荧光标准特征谱库，结合非负最小二乘法实现了浮游植物群落组成门、属水平上的识别测定：单种浮游植物在门、属水平上的识别正确率分别为95.5%和85.7%；浮游植物混合样品(混合比例分别为100%，75%，25%)在门水平上的识别正确率分别为100%，90.9%，53.3%，平均识别相对含量分别为79.7%，68.3%，17.5%；优势藻(单种优势度达75%)在属水平上的识别正确率为81.2%。将该技术用于围隔实验和现场调查采集水样，有效实现了浮游植物在门水平上的定性定量识别测定。

从荧光分光光度计所测浮游植物三维荧光光谱中, 选取12个激发波长点(400, 430, 450, 460, 470, 490, 500, 510, 525, 550, 570, 590 nm)组成离散三维荧光光谱, 采用db7小波技术及Bayes判别法对光谱进行特征提取, 并利用多元线性回归辅以非负最小二乘建立识别技术, 实现了浮游植物群落组成门、 属水平上的荧光识别测定。 所测样品中, 32种赤潮藻: 模拟混合样品(优势种比例分别为70%, 80%, 90%)及单种藻, 属水平平均识别正确率分别为67.5%, 75.8%, 81.4%, 79.4%。 43种浮游植物: 模拟混合样品(优势门比例分别为50%, 75%, 100%)门水平平均识别率分别为95.2%, 99.7%, 91.9%; 平均定量测定百分比分别为38.1%, 63.2%, 90.5%。

基于SA4多小波函数和浮游藻三维荧光光谱发展了一种浮游藻荧光识别测定技术。首先，采用SA4多小波对我国近海常见的42种优势藻种的三维荧光光谱进行分解，得到不同的尺度分量和小波分量，然后，应用贝叶斯判别原理选择第二、三层尺度分量Ca2，Ca3及二者的联合Ca2-Ca3作为荧光特征光谱分量，通过系统聚类分析得到Ca2，Ca3，Ca2-Ca3标准谱库，在此基础上，利用非负最小二乘法解析的多元线性回归建立识别测定技术。用3种标准谱库对培养的单种浮游藻样品在门、属水平上进行分级识别，表明Ca2标准谱库的识别效果最好：门水平上识别正确率平均为96.1%，属水平上识别正确率平均为87.4%。将该技术用于模拟混合样品及实际混合样品的分析，3种比例下，模拟混合样品的优势藻在门水平上识别正确率范围为91.4%～100%，平均为98.0%，99.4%，99.9%，平均相对含量分别为72.7%，77.1%，86.1%，优势藻在属水平上识别正确率范围23.2%～100%，平均为91.2%，92.5%，93.4%。实际混合样品的优势藻在门水平上的识别正确率范围为60.0%～100%，平均为97.0%，平均相对含量为71.8%，在属水平上识别正确率范围为25.0%～100%，平均为83.1%。将该技术用于麦岛围隔和胶州湾采集样品，在门水平上优势藻的分析结果与镜检结果一致，对于10个单种浮游藻优势度超过75%的样品，7个在属水平上的优势藻分析结果与镜检结果一致。

小波分析技术是提取不同门类以及种属水平上浮游植物的三维荧光光谱特征的有效手段, 利用coif2小波函数对分属于7个门, 30个属的37种我国近海常见的浮游植物的三维荧光光谱进行小波分解, 小波分量和尺度分量作为浮游植物备选荧光特征谱, 通过Bayes分析确定第3层尺度分量作为浮游植物门类特征光谱, 第3层尺度分量和第2和第3层小波分量的组合作为浮游植物属特征谱。 对获得的浮游植物荧光特征谱进行系统聚类分析, 得到37种浮游植物门类水平上的107条和属水平上的155条浮游植物荧光标准谱, 组成浮游植物荧光标准谱库。 在此标准谱库的基础上, 利用非负最小二乘法解析的多元线性回归建立浮游植物三维荧光光谱识别技术。 该技术对1 776个单种藻样品和384个混合藻样品进行识别分析, 单种浮游植物样品在门类水平上的识别正确率为98.1%, 属水平上的识别正确率为97.0%; 浮游植物混合样品中的优势种在门水平上的识别正确率分别为94.8%, 在属水平上的识别正确率为92.7%

2005年3～4月在东海采集了海水样品, 利用三维荧光光谱（EEMs）技术测定了水体中溶解有机物质的荧光性质, 通过荧光光谱图中荧光峰的位置、 数量、 强度的变化及荧光峰之间的相关性, 初步判断了荧光物质的种类、 分布和来源。 东海水体中检测到七种荧光峰, 分别为高、 低激发波长类色氨酸和类酪氨酸荧光峰、 紫外腐殖质荧光峰、 可见腐殖质荧光峰和海洋腐殖质荧光峰, 其中荧光峰B, S和A出现在整个调查海区中； 荧光峰T和D出现在调查海域的北部； 类腐殖质荧光峰M和C只出现在部分站位的水样中。 荧光物质在研究海域表层的主要来源为长江输入, 在中层, 荧光物质是长江输入和浮游植物共同作用的结果。 不同荧光峰强度之间具有较好的正相关性, 表明调查海域水体中的类蛋白荧光物质和类腐殖质荧光物质有着相同的来源或在结构上具有某种联系。

为了区分和识别不同门和属的浮游植物,以coiflet2小波函数(coif2)为基函数对4个门类9个属的12种浮游植物的三维荧光光谱进行分解,选取第三层尺度分量作为浮游植物识别特征谱。不同门类和属(种)的浮游植物的特征谱具有明显的特征差异。Bayes判别分析结果表明,此类特征谱对浮游植物在门类层次上的总分类正确率可达99.0%,属层次上的总分类正确率可达97.4%。以聚类分析法确立浮游植物特征谱的标准谱库,以此为基础,利用线性回归法(非负最小二乘法解析)建立浮游植物荧光识别测定技术。该技术对单种浮游植物样品在门类及属层次上的识别正确率均大于98.0%,当加入10%或20%的随机噪声时,在门类及属的层次上的识别正确率分别大于98.0%和85.0%; 对浮游植物混合样品中的优势种在门及属的层次上的识别正确率均为100%。

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。

研究了甲藻和硅藻两个门类的六种浮游植物在发射波长为675 nm处的活体叶绿素荧光激发光谱。对其作四阶导数分析的基础上,根据导数光谱中出现的极大值位置和数量,对甲藻门和硅藻门的激发光谱分别设定统一的初始中心波长。以初始波长为中心对激发光谱做高斯分解及多峰拟合,建立门类水平上统一的高斯基库。研究发现,在波长为350～550 nm内,甲藻和硅藻的高斯基库特征差异显著,而同门类的高斯基库特征相似,表明高斯分解法为甲藻和硅藻的分类识别提供有效的技术手段。利用高斯基库的参数拟合原光谱,拟合曲线与原光谱能较好地吻合,误差小。高斯分解法可再现活体激发光谱中重叠的色素荧光峰,也为光合色素的活体测定提供了新的方法。