1 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所, 北京 100081
2 江苏师范大学物理与电子工程学院, 先进激光材料与器件江苏省重点实验室, 江苏 徐州 221116
3 北京工商大学, 食品营养与人体健康先进创新中心, 北京 100048
丙烯酰胺是一种具有神经毒性、 生殖毒性, 遗传毒性及免疫毒性的化合物, 被列为2A级致癌物。 富含碳水化合物的食物经高温烹饪后, 丙烯酰胺暴露风险极大, 建立对丙烯酰胺的速测方法具有重要的意义和实用价值。 表面增强拉曼光谱技术(SERS)近年来发展迅速, 利用高SERS活性纳米结构基底可实现对目标物拉曼“指纹”信号的高灵敏增强。 复杂基质中目标物的SERS快速分析需要高活性的基底和高效的净化技术。 建立了一种基于复合纳米结构的煎炸食品中丙烯酰胺的SERS快速分析方法。 利用纳米银阵列负载纳米金粒子(AgNR@AuNPs)作为增强基底, 一是该基底基于AgNR纳米棒之间以及AuNPs纳米粒子之间双重“热点”增强作用, 对丙烯酰胺具有较高的SERS增强活性; 二是该基底中AgNR为固相基底, 每次使用前, 利用稀硝酸除去表面氧化物, 大大提高了SERS分析稳定性。 还研究了AuNPs粒径和样品添加顺序对分析灵敏度的影响。 煎炸食品中基质干扰严重, 结合QuECHERS快速净化技术, 在优化除脂、 萃取溶剂及净化材料的用量比例、 种类的基础上, 选择正己烷为除脂溶剂, 水∶乙腈(V/V=1∶1)为提取溶剂, MgSO4+NaCl为净化材料, 5 min内完成检测。 分析灵敏度1 μg·kg-1, 在5～100 μg·kg-1内以Δν=1 482 cm-1为定量峰, 实现定量分析, 线性相关系数r=0.985, 5个添加浓度下回收率为77.1%~93.6%, 相对标准偏差小于4.0%。 所建立的方法有望用于食品安全现场检测中。
表面增强拉曼光谱 复合纳米基底 煎炸食品 丙烯酰胺 Surface-enhanced Raman spectroscopy Composite nano-substrate Fried food Acrylamide 光谱学与光谱分析
2020, 40(4): 1087
江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
在食品和环境监测中, 大肠杆菌是一个重要指标细菌, 因此, 对大肠杆菌的监测和灭菌效果也引起了人们广泛的关注。 基于荧光光谱检测技术具有的灵敏度高、 速度快、 稳定性强等优点, 利用荧光光谱技术研究了大肠杆菌的发射峰强度与大肠杆菌浓度的内在变化规律, 得到了一种更加方便、 快捷、 监测浓度更低的大肠杆菌计数方法。 采用289 nm的激发光照射大肠杆菌水溶液, 得到大肠杆菌的荧光发射光谱; 改变大肠杆菌溶液的浓度, 得到不同浓度大肠杆菌溶液的荧光光谱, 并分析大肠杆菌特征峰强度与大肠杆菌浓度的关系。 在此基础上, 利用荧光光谱技术研究了银纳米颗粒对大肠杆菌荧光发射的影响, 分析了银纳米颗粒对大肠杆菌的灭菌效果, 结果表明: (1)当289 nm的激发光照射大肠杆菌水溶液时, 大肠杆菌分别在332和425 nm两处有明显的荧光特征峰; 荧光特征峰强度随着大肠杆菌浓度降低而降低; 当大肠杆菌浓度小于20%时, 332和425 nm处特征峰强度与大肠杆菌溶液的浓度均呈线性关系。 (2)当大肠杆菌水溶液中加入银纳米颗粒时, 在4个小时内, 银纳米颗粒的作用时间越长, 大肠杆菌的荧光特征峰越弱, 即灭菌率越高; 增加银纳米颗粒的浓度或者提高环境温度, 均可提高银纳米颗粒对大肠杆菌的灭菌率。 本文的研究结果对食品、 环境等中大肠杆菌的计数和灭菌研究有参考意义。
荧光光谱 大肠杆菌 银纳米颗粒 灭菌 Fluorescence spectrum Escherichia coli Silver nanoparticles Sterilization 光谱学与光谱分析
2019, 39(11): 3619
Author Affiliations
Abstract
Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
The changes of mechanical properties and biological activities of monomeric erythrocytes are studied using optical tweezers micromanipulation technology. Firstly, the mechanical properties of irradiated erythrocyte membranes are obtained. Weaker power laser irradiation can delay the decay of the mechanical properties of erythrocytes and promote the biological activity of erythrocytes, while higher power laser irradiation damages erythrocytes. The stronger the laser irradiation is, the more obvious and rapid the damage will be. The temperature of the cell surface will be changed by regulating the laser power and irradiation time, so the biological functions of erythrocyte can be controlled. Secondly, the finite element simulation of the temperature change on the cell surface under the condition of laser irradiation is carried out using simulation software, and the precise temperature of the cell surface irradiated cumulatively by a laser with different powers is obtained. Finally, the processes of abscission, unfolding, and denaturation of hemoglobins in erythrocytes at different temperatures due to the photothermal effect are analyzed using the model. The mechanism of laser irradiation on the elasticity of erythrocyte membranes is also obtained.
170.4520 Optical confinement and manipulation 140.6810 Thermal effects 350.4855 Optical tweezers or optical manipulation 350.5340 Photothermal effects Chinese Optics Letters
2019, 17(6): 061701
Author Affiliations
Abstract
Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
We studied Goos–H nchen (GH) shifts on a reflective phase-gradient-produced metasurface. Their analytical solutions were achieved for both TE and TM polarizations utilizing the generalized Snell’s law. The calculated results show that the GH shifts are evidently affected by phase gradients and incident angles, which means that a certain range of GH shifts can be realized as long as an incident angle, phase gradient, and frequency are properly chosen. This offers an effective method for the control of GH shifts.
160.3918 Metamaterials 260.6970 Total internal reflection Chinese Optics Letters
2018, 16(6): 061602
徐州师范大学物理与电子工程学院,江苏 徐州 221116
采用FLS900荧光光谱仪对食用豆油的老鼠全血溶液与正常全血溶液进行了荧光光谱对比分析，得到了食用豆油以及正常老鼠血液的光谱特征差异.实验结果表明，当采用407 nm的激光激励全血溶液时，会发出峰值分别位于515 nm、556 nm和610 nm处的荧光.食用豆油的血液荧光强度比正常血液的荧光强度小，其荧光偏振度也小于正常血液的偏振度.分析认为长期食用豆油导致血细胞表面积变小，即发光面积变小，引起荧光强度减小；体积变小，使得分子的旋转能力增强，发射荧光记忆入射光的能力减弱，去偏效果明显增强，因而荧光偏振度变小.研究结果表明，长期食用豆油后能有效使人体血液粘度减小，改善血液循环，为食用油的营养价值分析及指导人们正确食用油脂提供参考.
光谱学 荧光光谱 偏振光谱 血液 偏振度 发光面积 Spectroscopy Fluorescence spectrum Polarization spectrum Blood Polarization Superficial area
1 南京理工大学 理学院， 南京 210094
2 南京农业大学 理学院， 南京 210095
3 徐州师范大学 物理与电子工程学院，江苏 徐州 221116
通过分析不同波长光激发下菠菜(Spinach)和苏州青(Suzhou Green)类囊体溶液的发射光谱和荧光光谱，以及同一波长下磁场处理前后类囊体溶液的光谱变化，探讨了低强度稳恒磁场对类囊体溶液的作用机理.结果表明，类囊体溶液中形成了大量的氢键，磁场处理前菠菜和苏州青的氢键喇曼散射峰为531 nm和533.2 nm，两者光系统II(PSII)荧光分别在689.8 nm和686 nm；磁场处理后两者的喇曼散射峰变为532.8 nm和532.4 nm，PSII荧光变为686.8 nm和685.4 nm.磁场改变了两样品中氢键键能，使其趋于相等.
类囊体 磁场 荧光 氢键 Thylakoid Magnetic field Fluorescence Hydrogen bond
1 徐州师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
2 南京理工大学理学院, 江苏 南京 210094
实验获得了激光照射红细胞悬液的荧光光谱，并分别监测不同荧光峰值波长处强度随时间的衰变过程，测试了其相应的荧光寿命。结果表明，在波长为407 nm的激光照射下，红细胞悬液向外发射中心波长分别位于596，628,692 nm的荧光光谱，各荧光峰对应衰变过程的平均荧光寿命分别为1.97，13.31,14.58 ns。利用荧光强度和吸收率的加和性表示了混合物的总吸收率和总荧光发射强度，通过理论计算获得了红细胞悬液中锌卟啉、原卟啉和其他游离物参与荧光发射的相对含量和相对强度在不同荧光峰位的变化关系，进一步解释了不同峰位处荧光发射强度和平均荧光寿命的变化原因。
医用光学 荧光光谱 荧光寿命 相对荧光强度 红细胞悬液
1 南京理工大学 理学院， 江苏 南京210094
2 徐州师范大学 物理与电子工程学院， 江苏 徐州221116
研究了紫外光照射下异丙醇-水配合液的偏振荧光光谱，以及不同荧光峰处光子强度随时间的衰变过程，计算了偏振度并讨论了其偏振特性，测试了不同峰位对应的荧光寿命并分析了其荧光发射特性。结果表明,异丙醇-水配合液在紫外光激励下发射的荧光为具有确定分子取向的部分偏振光，偏振度和各向异性度分别为0.542和0.441。在波长为220 nm和232 nm的激发光照射下，荧光峰位于277，284，293，309 nm,对应寿命均约为17 ns。而328，345，362 nm荧光峰对应的平均寿命分别约为21，22，16 ns，这与氢键作用下异丙醇和水形成团簇结构的相对稳定性有关。
偏振光谱 时间分辨 荧光寿命 异丙醇-水配合液 polarization spectrum time resolved fluorescence lifetime isopropanol-water mixture
1 南京理工大学理学院, 江苏 南京210094
2 徐州师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州221116
为研究室温下乙醇-水二元混合物内部的分子间缔合情形, 测得了不同体积配比溶液的拉曼光谱, 发现位于2 800～3 050 cm-1波数区间的C—H伸缩振动频率随乙醇中加入水量的增加整体呈现蓝移趋势, 而位于1 048 cm-1附近的CO伸缩振动频率的变化规律却与此相反。 分析认为, 这种现象主要由溶液内部分子间发生的不同水合作用所致, 并据此阐明了液态乙醇的水合作用过程: 水分子首先与纯乙醇中的自缔合短链发生氢键缔合作用, 形成了含有较多乙醇分子数的乙醇水合团簇, 直到溶液中水的体积含量达到50%时, 乙醇的水合作用达到暂时饱和; 而当水的体积含量继续增加到70%以后, 水分子致使原有乙醇水合团簇解离形成较小尺寸的团簇, 并与解离点位上的乙醇分子羟基发生进一步水合作用; 而后, 当水体积含量增至一定程度后, 还会导致乙醇分子疏水基CH基团与水分子间形成弱氢键C—H…O。
伸缩振动 水合作用 乙醇 Stretching vibration Hydration Ethanol 光谱学与光谱分析
2011, 31(10): 2738
1 南京理工大学理学院, 江苏 南京210094
2 徐州师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州221116
采用高斯分解法对236 nm的紫外光激发乙醇体积浓度为10%～95%的乙醇-水二元混合物产生的荧光光谱进行分解, 得到了荧光谱线里面所包含的基元峰, 发现每种浓度溶液的谱线都是由8个基元高斯峰组成的, 并获得了每个基元谱线的相对强度、 峰值位置数据。 对这些高斯峰及相应参数进行分析, 并结合乙醇-水混合物的荧光发射机理得到了各种发光团簇的相对大小以及构象信息, 进一步计算了它们各自的荧光主发射跃迁能。 另外, 还对高斯峰半高宽与溶液中分子间缔合形态之间的联系做了初步探讨。 研究结果可为进一步研究乙醇-水二元混合物的微观结构和特性提供理论和实验依据。
基元 荧光光谱 团簇 乙醇-水溶液 Element Fluorescence spectra Cluster Ethanol-water binary mixture 光谱学与光谱分析
2010, 30(5): 1285
