为提高甜樱桃果实的品质和产量, 中国南方地区普遍采用了避雨栽培甜樱桃果树来避免其坐果率低、 落果以及果实畸形等问题, 但同时也导致了其光合作用受到影响。 植物或藻类中的叶绿素和类胡萝卜素等光合色素在光收集和介导对各种内源性刺激的应激反应中起着不可替代的作用。 为便捷快速检测果树光合作用中叶片的光合色素变化, 采用拉曼光谱（Raman spectra）和傅里叶红外光谱（FTIR）对避雨和露地栽培的甜樱桃叶片进行了研究。 经测定和分析甜樱桃叶片200~3 500 cm-1范围的Raman光谱, 对400~800, 800~1 250和1 250~1 650 cm-1三个波数段特征峰值的标定和指认, 结果表明: 甜樱桃叶片对拉曼散射较敏感区主要在500~1 700 cm-1波段内。 960~1 800 cm-1范围类胡萝卜素（番茄红素、 β-胡萝卜素和叶黄素）的Raman光谱包含4条主要峰, 分别为1 526, 1 157, 1 005和960 cm-1; 露地栽培的甜樱桃叶片Raman强度明显低于避雨栽培。 1 157和1 526 cm-1同样还是叶绿素的Raman光谱特征峰, 总体分析表明露地比避雨栽培甜樱桃叶片中的光合色素含量更低。 1 157, 1 520和1 526 cm-1特征谱线对应C—C单键和CC双键的对称伸缩振动, 其相对强度可以作为甜樱桃叶片内叶绿素、 类胡萝卜素等光合色素以及纤维素含量的判断依据。 FTIR表征叶绿素的振动峰位振动强度弱, 振动耦合复杂, 难以指认。 通过对甜樱桃叶片化学组分FTIR光谱图进行二阶导数求导处理凸显了峰的位置, 提高了图谱的分辨率。 峰位在1 437和1 551 cm-1的β-胡萝卜素的特征峰明显, 露地栽培相比避雨栽培甜樱桃叶片这两个特征峰的吸光度偏小, 表明露地栽培甜樱桃叶片中的β-胡萝卜素含量比避雨栽培要少。 该研究为不同栽培模式下植物叶片光合色素的光谱学研究提供了参考。Raman and FTIR

叶片中类胡萝卜素是植被环境胁迫、 光合能力和植被发育阶段的指示器。 基于叶片的原位拉曼光谱响应特性对龙井43叶片的类胡萝卜素含量进行了研究, 建立了两者之间的定量模型。 本文共对315个龙井43叶片样本进行了拉曼光谱采集和分光光度检测。 为排除检测过程中受噪声、 基线漂移等因素的干扰, 运用和比较了五种光谱数据预处理方法提取原始拉曼光谱中与茶叶中类胡萝卜素含量有关的有效信息。 基于预处理后的数据建立了偏最小二乘（PLS）回归模型, 拉曼光谱与类胡萝卜素含量的建模集和预测集的相关系数（r）分别为0.817和0.786。 为进一步研究类胡萝卜素的拉曼光谱响应机理, 本文采用连续投影算法（SPA）优选了17个拉曼特征波数建立相应的特征波数模型, 模型的建模集和预测集的相关系数（r）分别为0.808和0.777。 根据已建立的模型, 探究了茶树四个不同叶位的叶片类胡萝卜素含量的变化。 发现茶树叶片随着叶龄的增加, 类胡萝卜素浓度呈先增后减的趋势。 以第2位叶的类胡萝卜素含量最高。 进一步验证了模型的可行性以及探索了将该模型应用于茶树叶片树龄和叶位探测的可能性。 采用拉曼光谱技术可以实现茶树叶片中类胡萝卜素含量的原位、 无损、 定量检测。

β-胡萝卜素作为一种重要的营养元素, 其在果蔬活体内的测定方法通常必须对样品进行破坏, 并且耗时、 费力。 采用拉曼光谱技术预测活体枇杷果实内β-胡萝卜素含量, 以高效液相色谱法(HPLC)检测值作为参考值, 采用高斯平滑对光谱数据进行预处理, 同时使用多项式拟合（PF）的方法对光谱数据进行背景荧光扣除, 以标准β-胡萝卜素的拉曼图谱为基础, 选取了三个特征频移, 以特征频移和截取的光谱建立了MLR模型、 PLSR模型以及LS-SVM模型, 取得了比较好的预测精度。 其中LS-SVM模型的预测精度最高, 其预测相关系数R2p达到了0.91, 表明通过拉曼光谱对活体枇杷内β-胡萝卜素的含量检测是实际可行的。

结合薄层色谱、柱色谱、以及高效液相色谱对虾青素高产菌株—法夫酵母JMU-MVP14中的类胡萝卜素成分进行初步研究。研究结果表明, 硅胶柱层析和氧化镁柱层析相结合的方法对法夫酵母JMU-MVP14菌体中的类胡萝卜素成分有很好的分离效果。经过柱层析分离纯化后, 各组分中类胡萝卜素的种类单一, 有利于进一步通过各种波谱技术对其进行定性。此方法弥补了单纯依靠高效液相色谱(ODS柱)对法夫酵母JMU-MVP14菌体中类胡萝卜素分离效果不佳, 可供选择的商业化类胡萝卜素标准品少, 液相保留时间漂移等因素给法夫酵母JMU-MVP14菌体中类胡萝卜素定性带来的不足。

采用时间分辨瞬态吸收光谱技术研究了假根羽藻外周天线寡聚体的光保护机制.分别以667 nm飞秒激光脉冲和白光脉冲作为泵浦光和探测光,探测光与泵浦光之间的延时范围和准确度分别为340 ps和134 fs.实验结果表明在泵浦光激发之后外周天线对探测光的吸收是动态变化的.对瞬态吸收光谱进行多指数拟合, 并结合外周天线的荧光发射谱和激发谱进行分析, 结果表明: 500~600 nm的瞬态吸收谱主要来源于类胡萝卜素分子, 外周天线寡聚体至少包含四种具有光保护作用的类胡萝卜素分子, 对应的S0→Sn跃迁光谱为511 nm和554 nm, 522 nm和541 nm, 530 nm和563 nm(对应管藻黄素), 536 nm和575 nm；类胡萝卜素分子以两种方式参与到光保护过程中: 一种是直接方式, 在几皮秒范围内猝灭叶绿素三重态；另一种是间接方式, 在几百皮秒范围内猝灭从叶绿素分子获得能量的单线态氧.

建立了一种利用显微拉曼光谱原位定量技术筛选平板培养基上类胡萝卜素高产突变株的方法。为了消除培养基背景信号对定量结果的影响，采用矢量校正算法对光谱数据进行预处理，得到了不含培养基干扰的菌落净信号。比较了不同光谱收集方式对光谱重现性的影响，发现扫描方式较定点检测能获得重现性更好的菌落净信号。利用共焦显微拉曼光谱分析了平板培养基上红酵母菌落中的类胡萝卜素，并用光镊拉曼光谱法进行验证，两种方法所得类胡萝卜素1512 cm-1拉曼峰值呈现良好的线性关系，说明了共焦显微拉曼光谱定量检测平板培养基上菌落内类胡萝卜素的可行性。用该方法对红酵母诱变菌进行筛选，筛选出两株类胡萝卜素高产菌株。研究结果表明该菌种筛选方法比传统方法更客观、高效。

采用密度泛函理论计算了两种类胡萝卜素(β-胡萝卜素和叶黄素) 和几种短链(n=2~5)多烯烃的Raman光谱, 用波数线性校正（WLS）方法对计算频率进行了校正, 并与常用的几种校正方法作了比较。 最常用的单一参数校正（UFS）方法只适用于个别频率的校正, 对于所有振动频率的综合校正效果并不理想。 WLS方法对于多烯烃和类胡萝卜素的校正结果明显优于UFS方法, 校正公式分别为νobs／νcalc=0.999 9－0.000 027 4νcalc和νobs／νcalc=0.993 8－0.000 024 8νcalc, 这些结果说明WLS方法可以用于类胡萝卜素这样的大分子的频率校正。 WLS方法对多烯烃和类胡萝卜素的校正参数非常接近, 证明WLS方法对多烯烃的校正结果可以用于类胡萝卜素的频率校正, 这为类胡萝卜素频率校正提供了一种新的方法。

采用激光镊子拉曼光谱(LTRS)技术对圆红冬孢酵母合成油脂和类胡萝卜素进行定量分析，考察不同碳氮比、碳磷比以及碳硫比对圆红冬孢酵母在细胞水平油脂和类胡萝卜合成能力的影响。测定不同浓度植物油的拉曼光谱，其1751 cm-1峰峰高与油脂浓度线性关系良好，相关系数R2可达0.97349，说明激光镊子拉曼光谱法是定量分析油脂的有效手段。以1751 cm-1峰和1520 cm-1峰峰高定量细胞内油脂和胡萝卜素含量，分析不同样品圆红冬孢酵母细胞的拉曼光谱，结果表明，随着碳氮比、碳磷比和碳硫比的升高，圆红冬孢酵母细胞内油脂含量逐步增加，而类胡萝卜素的含量则显著降低。以上结果说明，激光镊子拉曼光谱技术是实时检测圆红冬孢酵母细胞油脂及类胡萝卜素合成和优化发酵培养基的有效工具。

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。

应用拉曼光镊对人的单个血小板细胞(Plt)进行拉曼光谱收集与分析。拉曼信号显示，人类血液成分中，血小板的类胡萝卜素浓度最高。虽然类胡萝卜素在人类血小板中普遍存在，但是单个血小板之间差异极显著，且与血小板的脂类物质、蛋白质含量没有相关性。血小板激活过程引起蛋白质拉曼光谱的变化，而类胡萝卜素基本没有变化；常温（25 ℃）保存的血小板会导致类胡萝卜素光谱信号降低，脂类物质的相对拉曼信号强度基本没有变化，但经低温（4 ℃）12 d保存的血小板则相反。