构建了一种新型表面等离子体共振杂化结构:单层石墨烯/少层Ti3C2TxMXene/银膜,采用传输矩阵法验证了二维材料Ti3C2TxMXene用于超灵敏表面等离子体共振传感的可行性。通过优化等离子体银膜厚度和Ti3C2TxMXene层数,该等离子体杂化结构的光子吸收和能量损耗达到有效平衡。理论计算结果表明,当入射光波为632.8 nm时,单层石墨烯/3层Ti3C2TxMXene/35 nm银膜的最优配置传感结构能够产生一个趋近于零的光学反射率(3.48×10 -9)。当传感界面发生0.0012 RIU的微弱折射率变化时,可实现110.55°的最大相位差响应,进而获得高达9.21×10 4(°)/RIU的相位探测灵敏度。相比于传统的基于角度调制的传感结构,该等离子体传感结构能够提高4个数量级的增强因子。 因此,所构建的新型表面等离子体共振杂化结构在超灵敏生化传感领域有良好的应用前景。

利用薄层层析色谱法分离红酵母色素， 结果显示， 红酵母细胞能合成至少三种色素， 即β-胡萝卜素、 红酵母红素、 圆酵母红素； 采集三种色素的拉曼光谱， 光谱数据经过背景扣除、 基线校正、 三点平滑等方法预处理， 统计不同色素的平均光谱， 结果表明三种色素的CC拉曼位移不同， 并且β-胡萝卜素的拉曼位移最多， 红酵母红素和圆酵母红素的含量较多； 定量分析色素特征峰高比值， 各色素峰高比值差异不大， 峰高比值能用作参数， 为深入研究活体细胞内色素的相对含量提供参考。 以上结果表明， 拉曼光谱法结合薄层层析能够分析红酵母色素， 可以提供红酵母色素的丰富信息， 是研究色素的有效方法。

利用傅里叶变换红外光谱仪收集6个不同产地黄柏的红外光谱, 原始光谱经过多点基线校正、 五点平滑预处理后, 统计各个产地黄柏的平均光谱, 结果显示, 6个产地黄柏的平均红外光谱整体上相似； 在指纹特征区域1 800～500 cm-1, 选取经过归一化的红外光谱, 建立主成分分析鉴别模型。 建模结果表明, 三个主成分能代表98%的指纹区变量信息, 样本在主成分空间中聚集成为不同的类别, 基本实现不同产地黄柏的鉴别, 此外, 在一定程度上, 样本分布疏密度反映样本的亲缘关系。 提取模型的载荷因子, 分析显示, 6个产地黄柏的差异主要在蛋白质、 糖类、 脂类、 生物碱类、 黄柏甾醇类、 黄柏内酯、 黄柏酮、 黄柏酮酸八种物质成分上体现。 因此, 红外光谱结合主成分分析法可以快速、 无损地鉴别不同产地黄柏, 并且能反映不同产地黄柏物质成分含量的差异。

利用拉曼镊子对红酵母合成类胡萝卜素进行分析, 考查氮源和碳源对类胡萝卜素产量的影响。 取发酵终点细胞, 一部分用于紫外光谱法测定, 另一部分用拉曼镊子检测。 原始光谱经过背景扣除、 基线校正等方法预处理, 定性分析不同培养基培养细胞的平均光谱, 类胡萝卜素的拉曼信号强度有明显不同; 紫外检测结果和拉曼峰高数据有良好的相关性, 拟合参数的相关系数分别达到0.907 8和0.912 1; 定量分析1 508 cm-1峰高表明适宜红酵母细胞生长和类胡萝卜素合成的氮源和碳源分别是酵母粉+胰蛋白胨、 葡萄糖。 以上结果说明, 拉曼镊子能提供红酵母胞内类胡萝卜素的含量信息, 是实时检测红酵母细胞类胡萝卜素合成和优化发酵培养基的有效工具。