采用同步荧光技术结合化学计量学方法实现了鸡肉中甲磺酸达氟沙星（DFM）和氧氟沙星（OFL）残留的快速检测。 首先, 分析了DFM标准溶液、 OFL标准溶液、 空白鸡肉提取液和含DFM和OFL的鸡肉提取液的同步荧光光谱, 确定了鸡肉中DFM和OFL残留的检测波长差（Δλ）分别为130和200 nm, 荧光激发峰分别为288和325 nm。 其次, 采用单因素试验考察了氢氧化钠溶液浓度和表面活性剂种类对荧光强度的影响, 确定了鸡肉中DFM和OFL残留的最佳检测条件为: 氢氧化钠溶液浓度0.1 mol·L-1和SDS溶液浓度0.1 mol·L-1。 最后, 利用线性回归和偏最小二乘回归（PLSR）及多元线性回归（MLR）算法分别建立了鸡肉中DFM和OFL残留的预测模型。 试验结果表明, 与基于线性回归和MLR的DFM残留预测模型相比, 基于PLSR的DFM残留预测模型的综合评价更好, 其预测集决定系数（R2P）为0.978 3, 预测集均方根误差（RMSEP）为1.934 2 mg·kg-1, 相对预测误差（RPD）为5.876 5。 与基于线性回归和PLSR的OFL残留预测模型相比, 基于MLR的OFL残留预测模型的综合评价更好, 其R2P为0.895 0, RMSEP为3.859 8 mg·kg-1, RPD为2.509 1。 该方法操作简单、 耗时短, 可用于鸡肉中DFM和OFL残留的快速检测。

二维相关光谱(2D-COS)是将动态光谱扩展到两个维度, 包含同谱与异谱, 具有扩展分离重叠峰、 判断不同组分变化顺序等特征。 2D-COS异谱将两种不同类型的光谱整合成为一种光谱, 研究不同波段之间的相关性, 辨析组分变化的两种光谱的互补关系。 应用同步荧光(SFS)、 傅里叶变换红外(FTIR)与2D-COS方法, 研究乌梁素海水体中DOM组成结构特征, 分析DOM组分及官能团之间的协变性, 揭示其空间分异规律。 水体中DOM由CO, C—H, N—H, C—O等官能团构成, 主要包含类蛋白质 (PLF)、 微生物类腐殖质(MHLF)、 类富里酸(FLF)和类胡敏酸(HLF)等组分, 其中MHLF为主要组分。 水体中荧光物质、 PLF以及MHLF的相对丰度由大到小顺序均为北部>南部>中部。 FLF相对丰度由大到小的顺序是南部>北部>中部, 而HLF相对丰度较稳定。 SFS的2D-COS分析表明: 北部水体中PLF变动较大, 变动顺序为PLF→MHLF； 中部水体中MHLF变动较大, 其与PLF变动趋势相反, 变动顺序为PLF→MHLF； 南部水体中FLF变化较大, 变动顺序为PLF→FLF→MHLF。 FTIR的2D-COS分析表明: 北部水体中C—O变动较大, 与C—H, CO变动趋势相同, 变化顺序为C—O→C—H→CO； 中部水体中C—O变动较大, 与N—H, CO变动趋势相同, 变动顺序为C—O→N—H→C—H→CO； 南部水体中C—O变动较大, 与N—H, CO变动趋势相同, 变动顺序为C—O→C—H→CO。 SFS与FTIR的2D-COS异谱相关分析表明: 北部水体中PLF与C—O的变化趋势相同, 中部水体中C—O, N—H, CO与MHLF变化趋势相同, 而与PLF的变化趋势相反, 南部水体中C—O, C—H, N—H, CO与FLF变化趋势相同。

为解决同步荧光光谱（SFS）荧光峰重叠而产生的应用局限性, 应用同步荧光技术结合二维相关与主成分等方法, 对重叠峰进行解析, 研究土壤溶解性有机质(SDOM)组成与结构特征。 选取河套灌区典型常见的芦苇、 白杨、 玉米、 籽瓜等四种植被覆盖的土壤为研究对象, 采集四个样点的土样, 每个样点按0~20, 20~40, 40~60和60~80 cm等四层采集植被下土壤, 共计16个土样, 提取溶解性有机质, 检测SFS。 结果表明瓜地和玉米地SDOM荧光强度大于林地和芦苇地SDOM的荧光强度, 瓜地SDOM荧光强度随着土层深度的增大而增大, 而其他三种植被SDOM的荧光强度随着土壤深度的增大而减小, 表明瓜地水浇过程中土层以淋溶作用为主, 而其他土层以渗滤作用为主。 应用主成分分析方法（PCA）, 识别出酪氨酸、 色氨酸、 微生物代谢产物、 富里酸和胡敏酸等5种荧光组分, 酪氨酸荧光峰出现了红移现象, 表明瓜地土壤中的酪氨酸荧光强度明显高于其他三种植被土壤。 基于二维相关光谱分析, 芦苇土壤中的色氨酸与微生物代谢产物呈正相关变化趋势, 光谱波段先后变化顺序为370 nm→337 nm→290 nm, 表明组分变化顺序为富里酸→微生物代谢产物→色氨酸； 玉米土壤中富里酸与胡敏酸呈正相关, 波段变化顺序为318 nm→350 nm→420 nm→274 nm, 表明组分变化顺序为微生物代谢产物→富里酸→胡敏酸→酪氨酸； 林地土壤中酪氨酸、 富里酸和胡敏酸呈正相关, 波段变化顺序为270 nm→392 nm→426 nm→305 nm→337 nm, 表明组分变化顺序为酪氨酸→富里酸→胡敏酸→色氨酸→微生物代谢产物； 瓜地土壤中富里酸与胡敏酸呈正相关, 而与酪氨酸呈负相关, 波段变化顺序为410 nm→355 nm→334 nm→309 nm→275 nm, 表明组分变化顺序为胡敏酸→富里酸→微生物代谢产物→色氨酸→酪氨酸。 因此, 运用SFS结合PCA与二维相关光谱分析SDOM的荧光光谱特征, 识别荧光组分, 揭示荧光组分的空间变化规律具有十分显著的效果。

近年来, 随着对红曲色素的深入研究, 其越来越多的功能活性被发现, 但其某些致毒作用也使红曲色素的安全性受到了质疑。 因此, 阐明红曲色素在人体中与大分子的相互作用对深入研究其转运代谢及毒副作用具有重要作用。 光谱法是研究溶液中小分子与蛋白质相互作用的一种有效方法, 其具有灵敏度高、 选择性强、 用样量少、 方法简单等优点, 在研究中得到越来越广泛的应用。 为探究红曲色素在体内的转运机制和血液中与转运蛋白的相互作用, 本研究首次用红斑红曲胺(Rubropunctamine, Rub)作为红曲色素的典型代表与牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)相互作用。 利用内源荧光光谱、 同步荧光光谱探究不同浓度的Rub对BSA的荧光猝灭作用, 采用Stern-Volmer方程、 Lineweaver-Burk函数和Van’t-Hoff方程对不同温度下BSA与Rub作用后在λEX/λEM(280.0 nm/340.0 nm)(λEX/λEM表示荧光的激发波长和发射波长)的内源荧光强度值确定二者作用类型、 结合位点数及相互作用机理, 进一步利用圆二色谱定量测定了Rub的结合对BSA二级结构影响, 最后运用软件Discovery Studio2.5对Rub与BSA的相互结合进行分子对接模拟。 结果显示: (1) Rub对BSA具有较强的内源荧光猝灭效果, 在λEX/λEM(280.0 nm/340.0 nm)的荧光强度下降306.1, 发射波长由338.6 nm蓝移到331.8 nm, 同步荧光显示荧光猝灭主要发生在色氨酸残基上。 (2)Stern-Volmer方程计算得到动态猝灭速率常数Kq为2.335×1012 L·(mol·s)-1, 远大于此类型允许的最大扩散碰撞常数2.0×1010 L·(mol·s)-1, 判定该猝灭是单纯的静态猝灭过程。 利用Lineweaver-Burk函数计算得到静态猝灭速率常数Kq随温度升高而减小, 即该复合物在温度升高时变得不稳定。 (3)利用等式lg［(F0－F)/F］=lgK0＋nlgcQ得到两者结合常数可达103 L·mol-1以上, 结合位点数近似为1, 且随着温度增加表观结合常数变小。 (4)不同温度下Van’t-Hoff方程计算得到ΔH, ΔS, ΔG都小于0, 则该相互作用能自发进行且氢键和范德华力是其主要的相互作用力。 (5)圆二色谱测得BSA与Rub结合后二级结构中α-螺旋含量由29.4%降至20.2%; β-折叠由39.9%上升到50.7%; β-转角由6.5%下降到3.5%; 无规则卷曲由24.2%上升到25.6%。 (6)分子对接发现Rub结合点位于 BSA中由Arg458, Asp108, Glu424和Ser428等氨基酸形成的口袋内, 与Arg458有范德华力作用, 与Arg144形成分子内氢键, 影响到Trp213微环境。

以同步荧光法研究了298, 310, 318 K下硝苯地平(NDP)与胃蛋白酶(PEP)的荧光基团酪氨酸残基(P-Tyr)、色氨酸残基(P-Trp)之间的相互作用。表明药物以动态猝灭的方式猝灭P-Tyr、P-Trp的荧光, 结合位点数n为1, 主要作用力是疏水作用。310 K时NDP与PEP氨基酸残基反应的荧光猝灭比率份数P-Trp 53.43%>P-Tyr 46.57%, 结合位置更靠近P-Trp, NDP与蛋白结合率P-Tyr: 69.43%~87.15%, P-Trp: 73.64%~90.60%, 分别建立了结合模型。且Hill系数nH约为1, 该结合与后继配体无协同作用。结合距离r都小于7 nm, 则NDP与P-Tyr、P-Trp之间都存在非辐射能量转移。

利用三维同步荧光光谱法获取不同氧化状态下的葵花籽油荧光光谱数据, 同时采集葵花籽油品质指标。 运用平行因子法对三维同步荧光光谱矩阵进行降维处理, 通过iPLS(interval partial least squares), BiPLS(backward interval partial least squares)和SiPLS(synergy interval partial least squares)模式识别方法进行数学建模。 结果表明: 波长差Δλ=50 nm时, 样品同步荧光光谱具有显著差异, 筛选用于数学建模初始数值。 不同模式识别方法建模结果显示, iPLS, BiPLS和SiPLS法所得校正集模型和预测集模型的相关系数分别为0.908 3, 0.961 2, 0.954 5和0.872 3, 0.925 2, 0.852 5, 交互验证均方根误差分别为0.050 3, 0.033 1, 0.035 9和0.073 3, 0.054 1, 0.065 5, 比较发现采用BiPLS法建模效果最好。 该研究将为葵花籽油品质快速辨别提供理论基础和技术支持, 为其他食用油脂的快速检测提供方法指导。

用同步荧光光谱法评估原发性肝细胞癌患者血浆、 肝癌荷瘤小鼠以及培养细胞（HepG2和HL-7702）中酪氨酸（Tyr）和色氨酸（Trp）残基水平变化。 固定发射波长λem和激发波长λex之间的波长差Δλ分别为20和60 nm, 激发和发射单色器同时进行扫描, 确定350 nm为Trp的同步特征发射峰位置, 318 nm为Tyr的同步特征发射峰位置。 结果表明, 肝癌患者及荷瘤小鼠血浆蛋白质所含Tyr和Trp残基的荧光强度明显增加。 相反, 肝癌细胞或荷瘤小鼠肿瘤组织中Tyr和Trp残基荧光强度却随生长时间增长而减少。 进一步实验表明, 具有抗癌活性的苦参碱处理癌细胞后, 细胞Tyr和Trp残基的荧光强度升高。 这些结果表明, Tyr和Trp残基的变化可能参与了肿瘤的发生发展。