Author Affiliations
Abstract
Nanophotonic Sensors & Optofluidics Lab, Faculty of Physics, Kharazmi University, Tehran 15719-14911, Iran
Intelligent food packaging with the multisensory analysis is promising as the next generation technology of food packaging. The oxygen content in food packaging is one of the crucial parameters affecting the food quality and shelf life. Caviar is among the most nutritious and costly food sources. Here, a photonic oxygen-sensing system, based on the time-resolved phosphorescence spectroscopy of a platinum complex, is developed for non-contact, non-intrusive, and real-time vacuum packaging quality control, and implemented for caviar packaging. The sensor is embedded in protective polyethylene layers and excited with a short-pulsed light emitting diode (LED) source. Integration of a blue pulsed light source, a fast and amplified silicon photodiode controlled by the Spartan-6 field programmable gate array (FPGA), and a long lifetime platinum complex results in a photonics-based oxygen sensor with a fast response and high sensitivity to the vacuum packaging damage, which is suitable for caviar. It is revealed that applying the polyethylene layers protects the caviar from the platinum complex, leaching while not interfering with the sensor functionality. Characterizing the photonic system based on its sensitivity, repeatability, stability, and long-term operation demonstrates its capability for this application.
Caviar photoluminescence lifetime oxygen sensor platinum porphyrin complex vacuum packaging 
Photonic Sensors
2024, 14(1): 240120
王恋 1陈雨豪 2,3石静 2,3杨晓占 2,3,*
作者单位
摘要
1 广州特种承压设备检测研究院,广东 广州 510663
2 重庆理工大学理学院,重庆 400054
3 绿色能源材料技术与系统重庆市重点实验室,重庆 400054
提出了一种基于Co-四(4-羧苯基卟吩)(Co-TCPP)金属有机框架的马赫-曾德尔结构CO传感器。该传感结构在两段薄芯光纤以及薄芯光纤与单模光纤之间熔接粗锥,将Co-TCPP涂覆在薄芯光纤表面。Co-TCPP的纳米片状形貌和多孔微结构,使该传感器不仅易于与光纤粘附,还对CO有较强的吸附能力。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、热重分析等表征分析敏感材料Co-TCPP的结构、形貌和性质。结果表明,该传感器对CO质量分数的灵敏度为0.0497 dB/10-6,对质量分数-光强的拟合度高达0.99148,CO质量分数为40×10-6时的响应时间约为120 s,且对CO具有良好的选择性和时间稳定性。
传感器 气体检测 Co-四(4-羧苯基卟吩)(Co-TCPP) 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0128001
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 南开大学化学学院, 元素有机化学国家重点实验室, 天津 300071
3 安徽师范大学物理与电子信息学院, 安徽 芜湖 241000
光解离光谱在气相离子结构及动力学研究中发挥着重要的作用。 这种方法非常灵活, 可在实验室中利用不同种类的激光器及质谱仪的结合来开展相应的研究。 但也存在一些问题, 例如, 自动化水平低, 费时, 长时间的操作容易引入人为错误, 使实验结果的可信度降低。 为解决此类问题, 该工作开发了一套可用于光谱自动采集和分析的程序AutoMS。 该程序包含: (1)AutoSpecMS用于在无需改变原仪器配套的商业化操作软件的前提下, 实现多台商业激光器及一台商业高分辨FT-ICR质谱仪的集成, 只需要预设参数即可自动获取action光谱; (2)AutoDataMS用于实验数据的分析, 可以通过一维、 二维或三维图示的方法来展示光解离质谱和光谱等。 为验证改程序的可行性, 针对tetraphenylpyrrin(四苯基卟啉, TPP), tetra(4-carboxypyryl)porphyrin(四对羧基苯基卟啉, TCPP)以及tetra(4-aminophenyl)porphyrin(四对氨基苯基卟啉, TCPP)三种卟啉衍生物分别开展了相应的实验。 使用光解离光谱自动采集程序采集了TPP, TCPP和TAPP在210~700 nm波段的紫外-可见光解离光谱。 同时获得了相关光解离碎片离子的单通道光谱, 有利于用户对所研究体系的解离机理及解离动力学等方面开展深入的分析探讨。 光解离质谱可观察到目标离子在特定波长激光照射下的具体解离碎片, 与光解离光谱相结合, 可以更好地帮助研究者理解离子在特定波段内的光解离行为。 使用AutoDataMS可分别获得样品的2D及3D光解离质谱-光谱, 增强了结果的可视化, 使研究者更方便地获得光谱中的相关信息。 对数据进行进一步分析可看出, 不同的取代基对紫外可见光谱的吸收产生了差异明显的影响。 此外通过AutoDataMS程序的功能扩展, 还实现了对质子化TPP在500~650 nm波段内各离子的相关度分析, 加深了对实验数据的理解。 由此可见该方法及程序具有较好的扩展性和实用性, 并可以为其他相关的工作提供很好的参考。
光解离光谱 数据采集 FT-ICR质谱仪 卟啉衍生物 Photodissociation spectroscopy Data collection FT-ICR mass spectrometer Porphyrin derivatives 
光谱学与光谱分析
2021, 41(8): 2325
作者单位
摘要
长春理工大学 化学与环境工程学院,吉林 长春130022
三阶非线性 氯代铟卟啉 原子转移自由基聚合 third-order nonlinear indium chloride porphyrin atom transfer radical polymerization 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20200398
Author Affiliations
Abstract
1 Centre of Micro/Nano Manufacturing Technology, MNMT-Dublin, University College Dublin, Ireland
2 State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, Centre of Micro/Nano
Atomic scale manufacturing is a necessity of the future to develop atomic scale devices with high precision. A different perspective of the quantum realm, which includes the tunnelling effect, leakage current at the atomic-scale, Coulomb blockade and Kondo effect, is inevitable for the fabrication and hence, the mass production of these devices. For these atomic-scale device development, molecular level devices must be fabricated. Proper theoretical studies could be an aid towards the experimental realities. Electronic transport studies are the basis to realise and interpret the problems happening at this minute scale. Keeping these in mind, we present a periodic energy decomposition analysis (pEDA) of two potential candidates for moletronics: phthalocyanines and porphyrins, by placing them over gold substrate cleaved at the (111) plane to study the adsorption and interaction at the interface and then, to study their application as a channel between two electrodes, thereby, providing a link between pEDA and electronic transport studies. pEDA provides information regarding the bond strength and the contribution of electrostatic energy, Pauli’s energy, orbital energy and the orbital interactions. Combining this analysis with electronic transport studies can provide novel directions for atomic/close-toatomic- scale manufacturing (ACSM). Literature survey shows that this is the first work which establishes a link between pEDA and electronic transport studies and a detailed pEDA study on the above stated molecules. The results show that among the molecules studied, porphyrins are more adsorbable over gold substrate and conducting across a molecular junction than phthalocyanines, even though both molecules show a similarity in adsorption and conduction when a terminal thiol linker is attached. A further observation establishes the importance of attractive terms, which includes interaction, orbital and electrostatic energies, in correlating the pEDA study with the transport properties. By progressing this research, further developments could be possible in atomic-scale manufacturing in the future.
phthalocyanine porphyrin potential energy decomposition analysis potential energy surface scan moletronics ACSM Manufacturing III 
International Journal of Extreme Manufacturing
2020, 2(1): 015401
Author Affiliations
Abstract
1 Faculty of Physics, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman 7616914111, Iran
2 Department of Physics, Sharif University of Technology, Tehran 1458889694, Iran
The deposition of tetrakis (4-sulonatophenyl) porphyrin (TPPS) thin film on optical fibers presents many possibilities for sensing applications. The J-form aggregation with a narrow and sharp spectral feature at about 490 nm and its sensitivity to humidity have been discussed; a fast change of wavelength occurs according with variation in the humidity level. The reproducibility and high sensitivity of TPPS-coated fibers, along with the capabilities of optical fibers, suggest the device as a good candidate for humidity sensing in harsh environments.
Humidity chemical porphyrin-based chemical optical fiber sensor 
Photonic Sensors
2019, 9(1): 0160
作者单位
摘要
电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
使用喷涂法制备了四苯基卟啉锌(ZnTPP)薄膜及ZnTPP-单壁碳纳米管复合薄膜。 采用金相显微镜、 扫描电子显微镜、 台阶仪、 四探针测试仪、 紫外-可见光分光光度计、 傅里叶红外光谱仪对薄膜的形貌、 电学及光学性能等进行了系统的测量, 研究了ZnTPP薄膜及ZnTPP-碳纳米管复合薄膜的太赫兹响应特性。 结果表明, ZnTPP的太赫兹指纹谱峰为44, 57, 77, 88, 95和102 cm-1, 与文献[3]报道的棕树叶中叶绿素的指纹谱峰基本一致。 重要的是, 通过与碳纳米管相复合的方法, 不仅使ZnTPP有机薄膜的均匀性及致密性得到了改善, 还使后者的导电性及在紫外到太赫兹波段的光吸收性能获得明显增强。 此外, 还发现了复合薄膜在47及66 cm-1处出现新的太赫兹吸收峰, 证明了碳纳米管和ZnTPP之间存在的相互作用。 这种作用使复合薄膜的综合性能得到提高。 结果表明, 通过加入碳纳米管, 能够对ZnTPP的薄膜质量以及电学和光学性能等进行有效的改善, 使之具有综合优良的物理性能、 具备光电器件的应用前景。 研究成果对促进有机物的太赫兹光谱研究以及寻找新型太赫兹有机敏感材料等具有重要意义。
四苯基卟啉锌 单壁碳纳米管 光学性能 电学性能 Zinc tetraphenyl porphyrin Carbon nanotube Spectral features Electrical properties 
光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 3150
作者单位
摘要
1 河北大学医学院, 河北 保定071002
2 河北大学预防医学与卫生事业管理系, 河北 保定071002
3 河北大学附属医院, 河北 保定071002
4 中国医学科学院生物医学工程研究所, 天津 300192
探讨了新型卟啉类光敏剂PA1介导的光动力抗菌(PACT)联合抗生素治疗重度创伤感染大鼠的效果并简要探讨其机制。健康雄性Wistar大白鼠24只(清洁级)作为实验对象,建立大面积创伤感染模型,随机分成模型对照组、PACT治疗组、抗生素治疗组、PACT联合抗生素治疗组,每组6只,共治疗8 d。检测不同时间点各组创面下的菌落数和创面愈合率,并采用酶联免疫吸附测定(ELISA)方法检测创面周边组织碱性成纤维因子(bFGF)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白介素6(IL-6)的表达。结果表明PACT联合抗生素治疗与模型对照组相比能显著减轻大鼠创伤组织的炎症,减少创面组织中细菌的数量,加快创面愈合速率,缩短创面愈合时间;同时还能提高创面组织中bFGF的含量,抑制组织中炎症相关因子TNF-α和IL-6的表达,其效果优于单用PACT的治疗组和单用抗生素的治疗组。结果表明PACT联合抗生素可以治疗大面积创伤感染。
医用光学 光动力抗菌疗法 创伤感染 光敏剂 卟啉衍生物 
激光与光电子学进展
2017, 54(3): 031701
作者单位
摘要
1 华南理工大学化学系, 广东 广州 510640
2 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
3 中山大学生物无机与合成化学教育部重点实验室, 广东 广州 510275
卟啉是一种潜在有效的光动力治疗癌症的光敏剂, 部分已用于临床实验中。 人血清蛋白(HSA)是药物的运输载体, 详细研究两者的相互作用对于阐述卟啉类药物的药代动力学行为具有重要的意义。 合成了一种新型水溶性羧酸锌(Ⅱ)卟啉配合物(2-Zn), 并通过紫外可见吸收光谱、 荧光光谱、 圆二色(CD)光谱和分子对接模拟研究了其与人血清蛋白(HSA)的相互作用。 结果表明: 2-Zn以静态猝灭的方式猝灭了HSA的内源荧光, 通过计算得到其与HSA在298和310 K下相互作用的猝灭常数分别为1.96×104和1.37×104 L·mol-1、 结合常数分别为1.93×104和1.50×104 L·mol-1、 结合位点数均为1, 两者间的结合作用力以静电作用为主, 同时也存在氢键和疏水作用。 位点竞争实验表明2-Zn主要结合在位点Ⅱ处; 根据Forster非辐射能量理论得到两者的结合距离和能量转移效率分别为4.01 nm和0.163。 紫外吸收光谱, 同步荧光和CD光谱显示2-Zn与HSA的相互作用影响了HSA 的构象, 表现为α-螺旋的含量降低; 分子对接模拟结果表明2-Zn通过疏水、 静电和氢键作用嵌入HSA分子的亚结构域IIIA(site Ⅱ)的疏水腔内, 与位点竞争实验和热力学判据所得的结果相一致。
卟啉  人血清蛋白 Porphyrin Zinc Human serum albumin (HSA) 
光谱学与光谱分析
2016, 36(9): 2894
作者单位
摘要
华南师范大学激光生命科学暨教育部重点实验室, 生物光子学研究院, 广东 广州 510631
光敏剂能否被肿瘤细胞高效吸收是影响光动力治疗效率的重要因素。亲脂性光敏剂易于被肿瘤组织摄取, 但会使光敏剂发生自猝灭; 亲水性光敏剂则有利于光敏剂在体内的转运, 但肿瘤细胞摄取率会下降。本工作通过亲酯性的乙二醇缩合支链和亲水性季膦基团与卟啉相连接, 成功制备一种新型两亲性卟啉锌化合物 (ZnTP-TP), 实验表明该化合物具有较高的单线态氧量子产率和良好的两亲性, 可被细胞快速摄取, 并表现出较低的细胞毒性和良好的肿瘤光动力治疗效应。
光动力治疗 卟啉 细胞摄取率 photodynamic therapy porphyrin cellular uptake 
激光生物学报
2016, 25(3): 234

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