OLED技术被认为是最有可能取代液晶显示的全新技术,而OLED中的有机电致磷光器件是近年来的研究热点。有机电致磷光器件的发光层往往采用主客体掺杂体系,主客体分子内的能量传递是磷光发光体分子被激发的主要途径,因此选择吸收能量和传递能量好的主体材料是改进有机电致磷光器件性能的主要途径之一。文章分别以PVK和CBP作为主体材料,以磷光材料Ir(ppy)₃和荧光材料Rubrene作为掺杂剂,制备了不同配比的器件,研究了主体材料和掺杂剂之间的能量传递特性。结果发现,这两种主体材料分别通过Ir(ppy)3向Rubrene传递能量是主要的能量传递机制,而且CBP作为主体时能量传递比PVK更充分。另外掺入Ir(ppy)3后的器件比不掺Ir(ppy)₃的器件在相同电压下的光功率明显增强。当我们增加Ir(ppy)₃ 的浓度时,相同电压下的光功率下降,浓度猝灭效应增强。

二氧化碳(CO₂)作为最主要的温室气体,引发的气候变化和生态环境问题已经成为世界关注的焦点,因此在线监测环境大气中CO 2浓度,分析生态系统的CO 2通量是重要任务。将可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术与开放式长光程技术相结合设计了大范围CO₂监测仪,系统选择CO₂在近红外1.57 μm附近的吸收线,以30 s的时间分辨率对城郊大气CO₂浓度进行了连续测量,得出日变化和连续监测结果。结果表明在无污染排放源的城市郊区,大气中的CO 2具有明显的日变化周期性,基本特点是白天浓度低,夜间浓度高。监测仪不需要气体采样、具有高灵敏度、高分辨性、可快速在线监测、调校简单等优点,检测限可以达到4.2×10^-7。为生态系统中的温室气体大范围通量监测提供了有效的方法。

采用可见/近红外光谱分析方法对冷鲜猪肉中的脂肪、蛋白质和水分含量进行了研究。光谱数据经多元散射校正(MSC)处理后,分别建立0-4 ℃和20 ℃下的原始光谱、一阶导数和二阶导数的偏最小二乘(PLS)定量分析模型,比较其相关系数(r)、校正标准差(RMSEC)和预测标准差(RMSEP),得到一阶导数处理后的模型最好,并且0-4 ℃下的模型优于20 ℃下的模型。0-4 ℃和20 ℃下脂肪的相关系数(r)分别为0.950和0.924,蛋白质为0.713和0.455,水分为0.944和0.914;脂肪的预测标准差(RMSEP)分别为2.41和2.95,蛋白质为5.44和4.25,水分为2.37和2.38。由此可见,可见/近红外光谱分析方法能够很好的检测冷鲜猪肉中的脂肪和水分,蛋白质的检测结果较差是由冷鲜肉加工工艺引起的。另外,两种温度下光谱曲线在770 nm附近产生了波长漂移,漂移量约10 nm。

采用傅里叶近红外漫反射光谱技术,结合偏最小二乘法,以294份中选的普通和高油玉米自交系以及高油玉米重组自交系为样品建立了玉米籽粒四种主要脂肪酸(软脂酸、硬脂酸、油酸和亚油酸)含量和含油量的近红外光谱(NIRS)校正模型。其中,油酸、亚油酸和含油量的校正模型质量较高,交叉验证决定系数分别为0.89,0.88和0.91,外部验证决定系数分别为0.86,0.84和0.92,相对分析误差(RSP(C))均大于2.5。软脂酸和硬脂酸的校正模型不够精确,交叉验证决定系数和外部验证决定系数均小于0.80,相对分析误差(RSP(C))均小于2.5。通过实际预测进一步验证了油酸、亚油酸和含油量NIRS模型的准确性和可靠性。这些模型可应用于玉米籽粒脂肪酸含量及油分含量大批量快速测定,对玉米油分的品质育种具有重要意义。

以添加不同辅料奶粉的近红外图谱作为聚类分析的对象,化学成分的含量不同,红外的谱图就会有差异。在建立混合成分模型的基础上,采用SIMCA聚类分析法对添加不同辅料奶粉进行了快速的分类研究。对市场25０种不同种类奶粉进行近红外扫描,并做了重现性测定。含有乳糖或蔗糖的不同辅料的奶粉的近红外谱图,从表观上难以进行指纹特征提取,需采用模式识别技术来进行智能识别。从中随机抽取160张谱图进行聚类分析,并对未知样品进行预测。结果表明:尽管各样品的近红外谱图很相似,难以直接区别,但采用近红外光谱和聚类分析相结合的方法可以鉴定添加不同辅料的奶粉。从模型图上看,两个不同辅料奶粉之间没有重叠,互不干扰,各样品之间光谱聚类的结果较理想,盲样检测的正确率可达90％以上。如果能够获得足够多的样本,增加训练集样本数和采样的代表性,加强操作的标准程度,该法的准确率将会大大提高。近红外光谱与聚类分析法相结合可以快速、无损识别奶粉中添加的不同辅料,是一种有效的奶粉质量检测技术。

利用在实验室获取的矿区农田土壤可见-近红外反射光谱与土壤As污染浓度、Fe和有机质含量数据构建了As和Fe浓度及有机质含量的PCR与PLSR预测模型;为提高模型的稳定性和预测能力,对原始光谱数据进行了预处理即,一和二阶微分(F/SD)、基线校正(B)、变量标准规一化(SNV)、多次散射校正(MSC)和连续统去除(CR)。研究表明:变量标准规一化(SNV)、多次散射校正(MSC)和连续统去除(CR)分别对As,Fe和OM的PCR模型的预测能力有明显的改善(各PCR模型的因子数、相对RMSEP和R2分别5,0.304 0,0.368 5 ;3,0.144 3,0.476 2和3,0.171 2,0.408 4)。预测As和Fe浓度及有机质含量的最优PCR模型使用了一些共同的波段:450,1 000,1 400,1 900,2 050,2 200,2 250,2 400和2 470 nm。因此,可以通过遥感技术来检测土壤污染物浓度及其他物质含量,从而为土壤环境质量的遥感监测提供参考。

通过植物叶片光合作用消耗二氧化碳实验,实现了羽衣甘蓝光合作用的原位衰减全反射红外光谱表征。结果表明,羽衣甘蓝无论是否受到铊胁迫,其吸收峰的位置均无明显改变,其中3 380 cm^-1 处的强吸收峰表征叶片中的水分,碳水化合物,蛋白质和酰胺化合物等;2 916,2 850 cm^-1 处的强峰以及2 960 cm^-1 处的肩峰表征碳水化合物和脂肪族化合物等;1 640 cm^-1 处的吸收峰表征水分。然而,通过对羽衣甘蓝叶片进行原位表征,发现表征CO 2的2 360和2 340 cm^-1 双吸收峰(“负峰”)均从无到有,逐渐增强,说明羽衣甘蓝在进行光合作用。并且,铊胁迫组叶片二氧化碳的消耗速率明显高于空白样,即一定浓度铊胁迫会提高羽衣甘蓝的光合速率,表明羽衣甘蓝对重金属铊具有耐受的特性;结果也表明成年叶光合作用强度大于幼叶,这符合植物叶片光合作用的一般规律。

农产品/食品品质问题一直受到人们的广泛关注,而由品质问题引起的农产品/食品安全事故越来越多,所以急需对农产品/食品品质进行快速无损检测。目前常用的快速检测方法有化学比色分析法、近红外光谱法、免疫学分析法、生物传感器技术、生物芯片检测法以及生物学发光检测法等。近红外光谱分析技术因具有分析时间短、无需样品预处理、非破坏性、无污染以及成本低等特点,已成为一种快速的现代分析技术,广泛应用于农产品/食品领域的品质检测。国内外许多学者对其进行了深入的研究,并且从实验室的静态研究向在线检测研究方向发展。文章概述了近红外光谱分析技术在水果、鱼类、畜肉类、牛奶、谷物以及奶酪酒精发酵上的在线品质检测/监控应用上的研究进展,指出了近红外光谱分析技术尚存在的问题,并对今后的近红外光谱分析技术作了展望。提出近红外光谱分析技术将会与网络技术相结合,实现近红外分析模型的在线更新与升级,指出光谱成像技术将成为21世纪近红外光谱分析技术的发展趋势。

以LS-SVM算法为基础,建立了权重可优化的多因变量LS-SVM回归模型,给出了相应的算法(MLS-SVM),并从理论上说明了它与LS-SVM的关系。以64个高粱样品为实验材料,其中建模集与预测集中样品的比例为51:13。从区间[0,1]之间均匀地随机选取5组权重,根据预测平均相对误差最小的准则,按照LOO方式确定了一组合适的权重及参数,建立了近红外光谱同时分析三个化学组分蛋白质、赖氨酸和淀粉的多因变量定量分析模型。结果得到三个组分模型的预测值与实际值的平均相对误差分别为1.65%,6.47%和1.37%,相关系数分别为0.994 0,0.839 2和0.882 5,而LS-SVM算法建模预测三个组分的平均相对误差分别为1.68%,6.25%和1.47%,相关系数分别为0.994 1,0.831 0和0.880 0。可见MLS-SVM算法与LS-SVM算法的建模分析效果相当,且都取得了较满意的结果,验证了MLS-SVM算法同时定量分析多组分含量的可行性。另外,文章也验证了不同权重对MLS-SVM算法的预测性能有一定影响,由此表明在实际多因变量建模分析中对权重进行优化是必要的。

对翡翠贻贝贝壳的珍珠层、棱柱层进行了XRD和FTIR光谱检测,对文石的ν₁,ν₂及ν₄三个内振动模式的频率进行了分析。文石的ν₁和ν₄带在所有的样品中不存在频率位移现象,与洞穴文石的相关谱带的频率一致;ν₂带频率却存在较大差异,珍珠层、棱柱层的ν₂带存在频率位移,初步推测生物合成文石与热效应有关,内部储存有过剩的能量,可作为研究生物矿化机理的实验依据。

以可溶性淀粉为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用反相悬浮聚合得到了一种交联淀粉微球(CSM)。为了深入了解交联淀粉微球(CSM)的降解过程,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线粉末衍射(XRD) 等光谱分析手段,对可溶性淀粉、CSM及其CSM在模拟肠液中不同时间的降解产物进行了分析。FTIR和SEM的研究结果表明,CSM在消化液中3 h内可稳定维持其交联结构,降解后3和12 h之间1 090 cm^-1 处的C—O—C弯曲振动峰减弱,酰胺的Ⅰ带吸收峰和Ⅱ带吸收峰强度的减弱说明了淀粉分子链被降解,交联结构开始解聚,12 h后酰胺的Ⅰ带吸收峰和Ⅱ带吸收峰完全消失,说明交联结构已完全被除去;XRD结果表明,CSM在消化液中降解12 h后的情况与可溶性淀粉的降解情况相似,非结晶性部分被分解,结晶度随降解过程的进行而提高,但是仍然小于可溶性淀粉的结晶度。

分别采用532,488 nm可见光和325 nm紫外光激发,对金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上生长的六方相InGaN/GaN薄膜样品在室温和78 K低温下的拉曼散射谱进行了研究。在可见光激发时,E₂模和A₁(LO)模的散射信号主要来自GaN层;采用紫外光激发时,A₁(LO)模向低频方向移动且共振增强,此散射信号来自InGaN层。在可见光激发的情况下,在A₁(LO)模的高频方向观察到一个宽峰,此宽峰为InGaN的LO声子-等离子激元耦合模,根据耦合模频率得到InGaN层中的电子浓度为n e＝1.61×1018 cm-3 。紫外光激发时,没有观察到耦合模,A₁(LO)模散射信号主要来自样品表面耗尽层,由此估算样品中的耗尽层宽度大约在40 nm。此外,还对比分析了在室温和78 K低温下LO声子-等离子激元耦合模的散射强度的变化规律,计算了不同温度下等离子激元的屏蔽波矢。这些结论对于了解InGaN材料的基本性质以及氮化物光电器件的开发利用都有重要参考价值。

目前的高光谱亚像元目标探测算法主要是利用线性混合模型,在背景端元光谱已知的前提下,构造一定的检测算子逐像元判定是否含有亚像元目标。该算法需要较为精确的背景端元光谱先验信息,且目标探测结果受背景复杂度影响较大。从光谱维数据分析的角度出发,将逆模型偏最小二乘法(ILS)和马氏距离奇异值检测方法相结合进行亚像元小目标探测研究。首先建立目标光谱与像元光谱的逆模型,并对像元光谱与目标光谱进行正交变换预处理(SNV),再利用偏最小二乘算法(PLS)计算逆模型的回归系数向量,从而将多维的光谱信息降维,并突出目标光谱信息,最后计算各像元回归系数的马氏距离,判定马氏距离大于3σ的系数所对应的像元点为含有亚像元目标的像元点。该方法仅需要目标光谱的先验信息,对背景的复杂度不敏感。文章采用AVIRIS仿真数据将上述方法与常用的正交子空间投影算法(OSP)的计算结果进行比较,通过比较不同算法的受试者工作特征曲线(ROC)以及信噪比(SNR)变化曲线,证实了该算法具有较快的运算速度和较高的目标探测性能。

经验模态分解(EMD)方法是一个以信号极值特征尺度为度量的时空滤波过程,它充分保留了信号本身的非线性和非平稳特征,在信号的滤波和去噪中具有较大的优势。文章在介绍EMD分解方法的基础上,结合EMD的多尺度滤波特性,提出了一种新的拉曼光谱去噪方法——EMD阈值去噪法。该方法首先对含噪的拉曼光谱信号做EMD分解,得到各阶本征模态函数(IMF),然后对高频的IMF分量用阈值法进行处理,把经过阈值处理后的高频IMF分量与低频IMF分量叠加得到重构的信号,即去噪信号。通过处理对二甲苯的拉曼光谱信号,分析了在不同噪声水平上不同去噪方法的处理效果。实验结果表明EMD阈值去噪法有效地去除了噪声,较好地保留了光谱的细节信息,与小波阈值去噪方法相比较具有自适应的优势,在拉曼光谱去噪中有很好的应用前景。

采用密度函数理论的B3LYP交换关联能泛函在6-311+G(2df,2p)基组水平上,优化计算了Ca⁺,Mg⁺与RNA碱基嘧啶各同分异构体形成稳定复合物的结构,发现其中C 1M, T 1M和U 1M(M=Ca⁺和Mg⁺)为最稳定复合物,并对这些复合物红外振动进行了计算。 计算结果显示碱基嘧啶单体主要存在的两个红外特征振动,是由环振动和环外氧原子及与其成键的环上碳原子之间产生伸缩振动引起的。当形成复合物时,由于离子的参与,使单体碱基分子的振动情况发生了改变,主要表现在离子倾向于与环外负电子原子n和Ｏ原子成键,使与离子直接作用环外原子参与的特征振动频率减小,谱线红移;不与离子直接作用环外原子引起的特征振动频率增大,谱线蓝移。

采用燃烧法制备了不同Ln³⁺ (Ln=Tb,Tm,Eu)掺杂浓度和不同粒径的Y₂O₃:Ln纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、XRD谱并拍摄了不同粒径样品的TEM照片。研究了纳米Y₂O₃:Ln晶体粉末中发光中心的浓度猝灭现象和不同发光中心之间的能量传递行为。研究发现,在Y 2O 3纳米晶体粉末中,Tb3:5D 4→ 7F 5和Eu³⁺:5D 0→ 7F 2发光的浓度猝灭与体材料中相似,而Tb³⁺ :5D 3→ 7F 5和Tm3+ :1D 2→ 3H 4发光的猝灭浓度明显高于体材料。这是因为纳米微晶的界面会阻止能量传递的进行,产生较强的尺寸限制效应,抑制发光材料中发光中心之间能量传递的进行,但不同类型的能量传递对粒径尺寸变化的依赖关系不同。尺寸限制效应对长程相互作用类型的能量传递(如电偶极-电偶极相互作用)的抑制作用明显,对短程相互作用类型的能量传递(如交换相互作用)的影响较小。

以硝酸铕、2-(4-氟代苯甲酰基)苯甲酸(HL)、1,10-菲咯啉(Phen)和三苯基氧膦(TPPO)合成了EuL 3(H₂O)₆,EuL₃Phen(H₂O) 4和EuL₃(TPPO)(H₂O)₅三种固态配合物。用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱对配合物进行了组分确定和结构表征。IR表明,2-(4-氟代苯甲酰基)苯甲酸与Eu³⁺ 形成配合物后,位于1 692 cm^-1 处羧基的νC=O峰消失,2 500-3 200 cm^-1 处羧基的ν O—H 峰也消失,出现了羧酸盐特有的反对称伸缩振动吸收峰(ν as (CO-₂))和对称伸缩振动吸收峰(ν s(CO-₂)),且Δν(ν as (CO-₂)-ν s(CO-₂))与钠盐的Δν相近,说明羧酸根与Eu³⁺ 以对称双齿桥式配位。在 1H NMR中,形成配合物后第一配体苯环上的质子峰变为宽峰且移向高场,Phen和TPPO中质子化学位移移向低场。室温下测定了配合物的荧光激发光谱和发射光谱,激发光谱表明配合物EuL₃(H₂O) 6,EuL₃Phen(H₂O)₄和EuL₃(TPPO)(H₂O)₅的最佳激发波长分别为353.0,355.0和357.0 nm;发射光谱均显示Eu³⁺ 离子的特征发射光谱,且表明Phen对Eu³⁺ 离子的荧光发射有明显增强作用。

水体反射光谱红光区荧光峰是叶绿素特有的光谱特征,研究其位置变化与叶绿素的响应关系有助于内陆水体叶绿素含量的定量反演。通过2004-2006年13次长春南湖水体反射光谱和水质参数实测数据,分析了不同光谱分辨率下荧光峰位置变化与叶绿素a含量的响应关系,结果表明,两者呈现指数函数关系,即Peak position=a(Chl-a)b,不同光谱分辨率下,a在686.11-686.29,b在0.006 2-0.006 5间变化,且光谱分辨率越高,响应关系越好;荧光峰平均波长位置与叶绿素平均含量高度相关(R2>0.81),荧光峰位置变化适合用于反演叶绿素含量分布较为均匀的水体。这为今后利用成像光谱仪监测内陆水体叶绿素含量提供了实验和工作基础。

对Goldview(GV)作为荧光标记物的DNA荧光毛细生物传感器进行了研究。以荧光毛细分析法(fluorescence capillary analysis,FCA)为基础,在毛细管内壁通过Poly-l-lysine将20-mer-ssDNA探针固定,制成DNA荧光毛细生物传感器(DNA fluorescence capillary biosensor,DNA-FCB),DNA-FCB与互补靶DNA杂交,通过GV染色后,检测杂交产物的荧光强度,实现对靶DNA的定性和定量分析。样品用量12 μL,靶DNA的浓度在0.4-4 μmol·L^-1 (2.4-24 mg·L^-1 )范围内和荧光强度有良好的线性关系(y=65.911x+3.994 4,r=0.998 9);RSD<3.5%,检出限0.39 μmol·L^-1 (2.2 mg·L^-1 ),能达到定量检测靶DNA的目的。用DNA-FCB测定靶DNA操作简便,试样、试剂用量少,测定成本极低,能大大减少环境污染。

对异丙威、速灭威和抗蚜威三种常用的氨基甲酸酯类农药的荧光光谱进行了理论研究。采用密度泛函(DFT)方法,在 B3LYP/6-31G 水平下,对化合物的几何构型进行了全参数优化。经振动分析,均未出现虚频率,说明优化所得到的构型是势能面上的稳定点。在此基础上,采用组态相互作用(CI)方法在溶剂化效应PCM模型下计算了荧光光谱,所得结果与实验值基本吻合。计算结果表明:三种农药分子具有较强的共面性,为超共轭体系。随着供电子基团的加入,荧光光谱的波长增长,谱线发生红移。此外,取代烷基的加入对分子的荧光光谱影响较小,而胺基的加入对分子荧光光谱影响较大。

通过沉淀聚合法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸(P(NIPAM-co-AAc)微凝胶颗粒,继而在无水乙醇中使不同浓度的稀土离子Eu(Ⅲ)与P(NIPAM-co-AAc)微凝胶颗粒复配, 制得了P(NIPAM-co-AAc)-Eu(Ⅲ)的复配颗粒。分别对P(NIPAM-co-AAc)微凝胶颗粒与P(NIPAM-co-AAc)-Eu(Ⅲ)的复配颗粒进行了扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、荧光光谱(RF)以及紫外光谱(UV)表征,得到了所制微凝胶颗粒的形态、结构、荧光性能和温敏性能方面的相关信息。实验结果表明:聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)微凝胶颗粒平均粒径在365 nm左右,粒径分布均匀、形态较规则;P(NIPAM-co-AAc)-Eu(Ⅲ) 的复配颗粒中,P(NIPAM-co-AAc)微凝胶颗粒和Eu(Ⅲ)之间能发生能量传递,可增强Eu离子的特征荧光发射和基体高分子的发射;微凝胶颗粒在复配后粒径变化不大,形态更加规则;具有明显的温敏性。

合成了两种新型甲基丙烯酸酯类化合物:4-甲基丙烯酰氧基-4’-硝基二苯乙烯(NS)和4-甲基丙烯酰氧己氧基-4’-硝基二苯乙烯(HNS),通过红外光谱、核磁、高效液相色谱、紫外吸收光谱等对化合物结构进行了表征。研究了两化合物的荧光发射光谱, 考察了浓度、溶剂极性等对化合物荧光发射光谱的影响。结果表明,化合物NS、HNS均存在浓度自猝灭效应,其荧光最大发射波长均随着溶剂极性增大而红移;且HNS由于供电子己氧基的引入在分子内形成了推-拉电子结构,使得其荧光最大发射波长较NS红移了72nm,化合物在DMF溶液中产生的荧光由黄光转变为橙红色光。

拟薄水铝石作为前驱体,加入胶溶剂HNO₃调节pH 2.0得到胶粒大小-60 nm的稳定胶体。将Eu(NO₃)₃溶液加入拟薄水铝石胶体,Eu³⁺ 在静电引力作用下在拟薄水铝石胶粒表面发生化学吸附。荧光光谱检测结果表明,Eu³⁺ 592 nm发射峰强度I 592 随AlOOH:Eu(NO₃)₃物质的量之比R_Boe/Re 的增大而降低。由发射峰强度I 592 计算出Eu³⁺ 在拟薄水铝石胶粒表面吸附率R随R_Boe/Re 增大而增大,当R_Boe/Re＝4时,吸附率可达53.0%。Eu³⁺ 在拟薄水铝石胶粒表面的吸附密度D也随R_Boe/Re 的增大呈上升趋势,且吸附曲线随R_Boe/Re 分为初始阶段、平缓阶段和饱和阶段。

应用荧光光谱法研究了生理pH条件下橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶的相互作用。研究发现,橙皮苷或淫羊藿苷对溶菌酶内源性荧光产生强烈的猝灭作用,测定了不同温度下橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶反应的猝灭常数,并得出橙皮苷对溶菌酶的荧光猝灭过程为动态猝灭,淫羊藿苷对溶菌酶的荧光产生静态和动态并存的复合猝灭方式。由van’t Hoff方程式计算出橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶反应的热力学参数:焓变ΔH和熵变ΔS值分别为20.29 kJ·mol^-1,146.28 J·mol^-1 ·K^-1 和-3.47 kJ·mol^-1 和81.16 J·mol^-1 ·K^-1,表明了橙皮苷与溶菌酶的作用力是以疏水作用为主,而淫羊藿苷与溶菌酶的作用力主要是静电引力,生成自由能变ΔG均为负值,表明橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶的作用过程是一个熵增加、Gibbs自由能降低的自发过程。根据Foster非辐射能量转移理论求出了橙皮苷、淫羊藿苷与溶菌酶色氨酸残基之间的结合距离分别为1.34和1.24 nm。同步荧光研究表明橙皮苷、淫羊藿苷能够使溶菌酶的构象发生变化。

研究了金属离子存在下胡椒碱在胶束体系中的荧光特性及实验条件对荧光强度的影响。结果表明:胡椒碱本身具有较弱的内源性荧光,在pH 8.77的Na₂HPO₄-NaH₂PO₄缓冲溶液中,加入锰离子和阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲基胺对胡椒碱的荧光具有增敏、增稳作用。据此建立了在锰(Ⅱ)-胡椒碱-溴化十六烷基三甲基胺三元体系中测定胡椒碱的荧光分析新方法。最佳测试条件是锰离子浓度2.5×10^-4 mol·L^-1,溴化十六烷基三甲基胺浓度5×10^-4 mol·L^-1 时,用1 cm石英荧光比色皿在最大激发波长352 nm,最大发射波长452 nm处测定其荧光强度。胡椒碱的质量浓度在2.02-10.1 μg·mL^-1 范围内,与其荧光强度呈良好的线性关系,相关系数为0.998 5,检出限为0.060 2 μg·mL^-1,方法的相对标准偏差为1.10%。该方法应用于蒙药荜茇中胡椒碱的测定,其回收率为97.6%-102.0%,结果令人满意。

胭脂红是食品添加剂中最常用的一种食用色素之一,国家标准对其在食品中添加的剂量有明确的规定,研究其荧光光谱特性具有一定的实际意义。文章分别从理论与实验上对220-400 nm不同激发波长下胭脂红标准溶液的荧光光谱进行了分析,结果表明,胭脂红可以产生较强的荧光,分别在420,530,635,687 nm波长处产生了4个荧光峰,各荧光峰的最佳激发波长也不尽相同,文章给出了相应的荧光光谱图。经研究认为胭脂红荧光是由—OH中的n电子的n→π跃迁和奈环中的π电子的π→π跃迁这两类跃迁而产生的,其中420 nm处的荧光峰是由n→π跃迁产生的,而530,635和687 nm这3个波长处的荧光峰是由π→π跃迁而产生的,同时其4个波长处的荧光相对强度随激发波长的变化相对改变不同,文章分别从微观机理上给出了一定的解释。研究胭脂红的荧光光谱及其特性可为其他偶氮类色素的荧光光谱研究提供参考,同时能为食品安全检测提供新的方法与途径。

为了对抗现代战争中日趋严重的激光威胁,激光告警技术已成为亟需研究的课题之一。灵敏度和信噪比是激光告警系统重要的性能指标,它直接影响告警系统整体的探测性能。文中根据信号统计检测理论,提出了一种计算相干探测光谱识别型激光告警接收机灵敏度和信噪比的方法。首先,分析了激光信号和接收机噪声的概率分布。然后,基于阈值探测理论和奈曼—皮尔逊准则,通过引入探测概率因子和虚警概率因子,建立了信号电流方程,进而得到了灵敏度和信噪比的计算表达式。最后,利用该方法对自行研制的光栅衍射激光告警接收机的探测灵敏度和信噪比进行了理论计算和相关的实验验证,结果表明:由该方法计算的灵敏度和信噪比与实验结果基本相符。

基于吸收光谱相关关系建立了一种海水总颗粒物吸收光谱(a_p(λ))分解模型,利用有约束的非线性优化算法实现了浮游植物(a_ph(λ))和非藻类颗粒物吸收光谱(a_NAP(λ))的分离。采用2004年南海北部航次调查水体的实测数据分析发现,在短波波段(a_ph(λ))可以较好地表示为a_ph (443)的二次多项式形式,a_NAP(λ)遵循普遍的指数衰减规律。基于这种光谱变化规律本文建立了a_p(λ)分解模型,并采用2005年同一海区实测数据进行验证,发现模型计算光谱与实测数据有较好的相似性,在主要的吸收波段如443,490和683 nm处的平均相对偏差值在17％以内,两者之间线性关系拟合的决定系数(R2)均在0.97以上,斜率接近于1.0。与现有的分解方法相比,该模型具有明显的区域优势,这种基于光谱相关关系的分解思想可进一步应用于水色遥感信息的反演和海水总吸收系数的分解。

实现酞菁材料化进而器件化的一个重要途径是将其引入到固相基质制备酞菁掺杂的复合材料。文章以邻苯二腈和可溶性镍盐为反应试剂,通过一定温度的热处理,采用原位合成技术在二氧化硅凝胶玻璃基质中原位合成镍酞菁,制备了复合凝胶玻璃材料,并用紫外-可见吸收光谱表征了其制备过程。由于镍酞菁在可见光区域有明显吸收,以镍酞菁物理掺杂的复合凝胶玻璃作为参照,用670 nm处的吸光度来计算原位合成镍酞菁的量。研究了原位合成动力学,拟合出原位合成NiPc的量与加热时间的关系曲线。拟合曲线呈“S”形,与Avrami-Erofeev公式相符。由此推导出在180,185,190,195和200 ℃时的反应级数分别是4.5,4.5,3.7,3.2,1.9。

采用荧光光度法测定了人工种植黄芩和野生黄芩叶中微量元素Se的含量,氨基酸分析仪测定了18种氨基酸的含量,结果表明人工种植黄芩叶与野生黄芩叶中皆含有较高的Se,但其含量没有显著差异(α=0.05)。黄芩叶中富含氨基酸,其中含量较多的是天冬氨酸、 谷氨酸、亮氨酸,人工种植黄芩叶氨基酸含量高于野生黄芩叶,说明人工种植黄芩可以替代野生黄芩用于黄芩叶产品的开发。实验结果为揭示黄芩的生物功能以及比较人工种植黄芩和野生黄芩叶中Se及氨基酸的差异提供有用数据,并为开发黄芩叶食用、药用价值提供理论依据。

在pH 7.2 Na₂HPO₄- NaH₂PO₄缓冲溶液及聚乙二醇-6000存在下,氰戊菊酯(Fen)与兔抗氰戊菊酯抗体(Fen-Ab)发生免疫反应,形成具有一定疏水性的免疫复合物微粒,在350,390,420,440,480 nm产生5个共振散射峰,其中390 nm处的共振散射峰最强。研究了pH、聚乙二醇-6000、Fen-Ab浓度、免疫反应温度和时间对测定Fen的影响。在最佳条件下,氰戊菊酯(Fen)浓度c在0.20-6.40 μg·mL^-1 范围内与390 nm处的散射强度ΔI_RS 呈线性,回归方程、相关系数、检测限分别为ΔI_RS =23.05 c-1.39,0.997 8,0.07 μg·mL^-1 Fen。 干扰试验结果表明,该法具有较好的选择性。该法用于废水中Fen分析,回收率在92.91%-101.25%之间,相对标准偏差在1.71%-4.80%之间。

泌尿系结石已经成为威胁人类健康的一种常见病、多发病,目前对其形成的机制尚不清楚。文章采用激光散射法测定了正常人尿液和尿石症患者尿液中纳米粒子的粒径和粒径分布,该方法快速准确、经济、容易操作。正常人尿液比尿石症患者尿液的稳定性好,归因于正常人尿液中纳米微晶尺寸分布均匀,不容易聚集,而尿石症患者尿液的纳米微晶尺寸分布不均匀,粒子间容易聚集而沉降。通过分析尿样稀释、离心或者用微孔滤膜过滤后体系的光强-自相关函数曲线,得到了制备稳定的尿样悬浮液的方法:尿样先稀释20%,然后离心或用1.2 μm微孔滤膜过滤,可得到稳定的尿液悬浮液。激光散射法结果与TEM检测结果一致。从尿液中存在的范德华力、尿液粘度、酸碱性、离子强度、尿液中纳米微晶的表面电荷和Zeta电位等方面解释了尿液稳定的原因。

提出了一种利用多光谱图像纹理特征进行大米分类的新方法。图像由MS3100-3CCD光谱成像仪获得,光谱成像仪提供3个波段的图像,由近红外(NIR)、红色(R)和绿色(G)组成,因此它能够获取普通数码照相机所不能获取的信息。对3CCD近红外波段图像进行二层小波包分解,得到16个子频带,因为纹理图像的特征信息主要集中在中频,因此提取8个中频频带(带通频带)的熵值,并且作为支持向量机的特征值输入。最后应用支持向量机技术分别对有和没有经过小波包分解的NIR波段纹理图像的熵值进行建模,建模样本和预测模型各为80个,每种各为20个。对四种大米进行处理,结果表明,经过小波包分解的纹理图像的识别率达到了100%,而没有经过小波包分解的纹理图像的识别率只有93.75%,说明结合小波包和支持向量机进行多光谱图像的纹理识别是种非常有效的技术,同时也为大米的分类提供一种快速和无损的新方法。

在不同温度下,用荧光猝灭光谱、同步荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,研究了白藜芦醇与人血清白蛋白(HSA)相互作用的光谱学行为。根据不同温度下白藜芦醇对HSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程处理实验数据,结果表明白藜芦醇与HSA的结合常数K_A为2.39×10⁵(25 ℃),1.25×10⁵(35 ℃)和1.10×10⁵(45 ℃)。根据Frster非辐射能量转移理论,求出了白藜芦醇与HSA之间的结合距离为3.02 nm(25 ℃),3.46 nm(35 ℃)和3.79 nm(45 ℃)。实验表明静态猝灭和非辐射能量转移是导致白藜芦醇对HSA荧光猝灭的两大原因,通过计算热力学参数,可知该药物与人血清白蛋白的相互作用是一个吉布斯自由能降低的自发过程,且二者之间的主要作用力类型为疏水作用力。并采用同步荧光光谱探讨了白藜芦醇对HSA构象的影响。

良渚文化是中国重要的新石器时代晚期的文化遗存。对于良渚文化的某些陶器如加砂缸和鼎的功用,在学术界存在着不同的认识。运用能量色散X射线荧光探针技术,对取自良渚遗址的加砂缸及鼎的残片样品进行了线扫描,主要分析了Cl,Ca和P元素,以探讨这两种陶器的功用。结果表明,加砂缸底部的内侧与外侧在Cl元素的含量及其分布态势上均未出现异常,因此可以基本确定良渚文化的加砂缸并非用于制盐或存盐,至于加砂缸的真正用途,则还需更进一步的工作予以确认。而另一个器形鼎,则在Ca及P元素含量上表现出明显高于加砂缸以及其他同时期古代陶器的特征,且器物内侧的Ca及P元素含量明显高于外侧的,由此推断良渚文化的鼎属于煮器,且以烹煮肉类食物为主。

应用荧光光谱法和紫外光谱法研究了诺氟沙星(NRF)与卵清蛋白(OVA)的相互作用,计算了诺氟沙星与卵清蛋白之间的结合常数和结合位点数。实验发现卵清蛋白的最大发射峰位于338 nm,当向该溶液中滴加诺氟沙星时,该发射峰强度明显减弱,且向长波长方向稍有移动。实验表明:随着温度升高,卵清蛋白的猝灭曲线斜率降低,证实了诺氟沙星与卵清蛋白的相互作用为单一的静态猝灭过程,同时随着溶液pH值的增大,诺氟沙星对卵清蛋白的猝灭程度逐渐降低。根据热力学参数确定了诺氟沙星与卵清蛋白之间主要以静电作用力相结合。最后利用紫外光谱法证明了诺氟沙星对卵清蛋白构象产生了影响。

利用光学发射光谱(OES)法检测N₂发射光谱,研究常压下多针双极电晕放电中高能电子分布。根据N₂第二正态激发谱峰I_SPB 在空间的分布,较精确地确定其电离区形貌,体积分I_SPB 获知I_SPB 与放电电流I之间的关系。多针双极电晕放电在高压电极和地电极附近各有一个电离区,各电离区的范围都随电压U的升高而不同程度增大。其中负电晕电离区范围大于正电晕电离区,高压端电子雪崩沿针尖轴向比沿径向发展范围大。正负电晕电离区中I_SPB 体积分值均与I近似呈一阶线性关系,即I_SPB 的分布和高能电子浓度相对应。电离区中形成电流的带电粒子为高能电子,迁移区中形成电流的带电粒子为离子。

对光谱法在分子间非共价相互作用中的应用作了较详细的评述。重点介绍了紫外、荧光、 圆二色、红外、激光拉曼、共振散射等方法在分子间相互作用研究中的应用及进展,总结了这些方法的优缺点。紫外-可见吸收光谱简便、快速,荧光光谱法可获得分子间作用的结合常数、结合位点数及作用方式等信息,圆二色谱法是测定作用前后生物大分子构象变化的有效方法,红外光谱法可提供蛋白质二级结构及构象变化的谱学信息,拉曼光谱法是研究溶液中生物大分子构象变化的有效技术,表面等离子共振(SPR)技术能在保持生物分子天然活性的条件下实时检测分子间的相互作用。

采用高温固相反应方法在空气中制备了Sr₂SiO₄:Dy³⁺ 发光材料。在365 nm紫外光激发下,测得Sr₂SiO₄:Dy³⁺ 材料的发射光谱为一多峰宽谱,发射峰分别位于486,575和665 nm处。研究了电荷补偿剂Li+,Na+和K+对Sr₂SiO₄:Dy3+ 材料发射光谱强度的影响,结果显示,不同电荷补偿剂下,随电荷补偿剂掺杂浓度的增大,Sr₂SiO₄:Dy³⁺ 材料发射光谱强度的演化趋势相同,即,Sr 2SiO 4:Dy³⁺ 材料发射峰强度先增大后减小,但不同电荷补偿剂下,材料发射峰强度最大处对应的补偿剂浓度不同,对应Li+,Na+和K+时,浓度分别为4 mol%,3 mol%和3 mol%。同时,对研究结果进行了理论分析。

采用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)法对来自有机生产体系和常规生产体系芹菜的Ca,Mg,K,Zn,Fe,Mn等必需元素和Cu,Cd和Pb等重金属元素含量进行了测定,同时对水分含量、总可溶性固形物、可溶性总糖、维生素C等含量进行了测定,发现有机栽培芹菜中K和Zn的含量较普通栽培芹菜分别显著高出70.22%和47.93%,差异显著(α=0.05);两种芹菜中Ca,Mg,Fe的含量差异不显著;有机栽培芹菜中Mn的含量较普通栽培芹菜显著低47.24%;两种芹菜中有害重金属Cu,Pb,Cd的含量差异不显著,且含量低于国标中规定的蔬菜Cu,Pb,Cd的含量;有机栽培芹菜与普通栽培芹菜水分含量、可溶性固形物含量无显著性差异,而有机栽培芹菜可溶性糖含量高出55.04%,维生素C的含量高出118.18%,差异显著。通过研究两种芹菜营养成分和矿物元素含量的不同,为有机栽培与常规栽培蔬菜的品质和安全性比较提供了有价值的参考。

无机粒子杂化聚酰亚胺(PI)薄膜具有优良的耐电晕特性,广泛用于变频电机中,文章首先用偶联剂处理过的超细氧化铝粉掺杂聚酰胺酸(PAA)制备了不同氧化铝含量的聚酰亚胺杂化膜。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子发射光谱(ICP)、重量法、热失重(TG/空气气氛)等测试方法对制备的不同Al₂O₃含量杂化聚酰亚胺薄膜的无机成分进行了定性和定量分析。结果表明:FTIR和XPS能很好地对杂化膜进行定性分析,FTIR主要对材料的结构进行分析从而推断出其可能的成分,而XPS则主要得到材料所含各元素信息,它具有操作简单,重复性好等优点;通过研究内层电子结合能及其氧化态的变化,XPS可以鉴别元素种类和价态、测定元素的相对含量。XPS和TG的实测值和理论值相差较大,相对标准偏差(RSD)很大,其中,XPS的RSD值大于5.0%,而TG的RSD值也都大于2.0%,只能对杂化膜进行半定量分析。而ICP和重量法的实测值和理论值相差较小且相对标准偏差(RSD)很小,它们的RSD值均小于1.0%,能进行精确的定量分析,其中重量法的实测值最接近理论值,但只能用于单一无机组分的分析;而ICP法最精确且可以对多无机组分的复合物进行分析,它有简便、快速、灵敏度高、准确性好、可多元素同时测定,且对环境污染小等优点。由上面的结论可以得到一种分析复合材料中的无机成分的方法:首先,用FTIR和XPS对复合材料进行定性分析;然后,以XPS半定量分析结果作为参考,用重量法(单一组分)和ICP法对复合材料进行精确的定量分析。

微量元素尤其是有害元素的监测控制与中药质量密切相关。对14种肿瘤治疗常用中药用微波消解法进行处理,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法检测了其中铀、钍和铊的含量。结果显示14种中药中铀、钍和铊含量的变化范围分别为,铀,0.005 153-0.153 4 μg·g-1 ;钍,0.035 01-0.462 8 μg·g-1 ;铊,0.001 43-1.600 μg·g-1 。铀、钍和铊的含量都较低,但个体含量差异较大。采用统计软件SPSS11.5对结果进行分析比较,结果显示清热解毒类中药与以毒攻毒类中药中铀、钍和铊含量都无显著性差异;植物类药与动物类药中铀、钍和铊的含量也无显著性差异。ICP-MS法快速、灵敏、准确,可作为中药中铀、钍和铊含量分析的可靠方法,另一方面本研究结果为临床中药的安全使用和药物开发提供了参考数据。

矿质元素的含量与组成特征是评价橙汁品质与判断橙汁来源的重要指标。采用火焰原子吸收光谱法对我国重庆地区15个橙汁样品中钾,钙,钠,镁四种矿质元素的含量进行了测定,用箱线图和因子分析法对样品元素含量特征进行了分析。结果表明,橙汁中钾元素含量最高(1 233.75-1 866.23 mg·L^-1 ),其次为镁(77.51-167.15 mg·L^-1 )和钙(49.32-125.29 mg·L^-1 )元素,而钠元素含量最低(1.22-9.26 mg·L^-1 ),该结果与欧盟果蔬汁工业协会(AIJN)提供的橙汁鉴伪与质量评价参考值范围基本一致;因子分析的结果表明,橙汁中钠元素含量的不同是区分冬橙与夏橙橙汁的主要因素。研究结果为我国橙汁品质评价、标准体系的建立及鉴伪研究提供了重要的基础数据。

用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定了某地区油田水中的微量Li,将标准曲线法与标准加入法进行了比较;对该油田水的稀释倍数及共存离子对测定的影响进行了研究;研究了用NaCl代替Na₃PO₄作为消电离剂的可能性。研究表明:当油田水样品稀释200倍以及200倍以上时,加标回收率为94.3%-96.9%;用Na₃PO₄作消电离剂时的加标回收率为94.6%-98.6%,用NaCl代替Na₃PO₄来消除干扰时,加标回收率为94.2%-96.3%; 标准曲线法用于油田水中微量锂的测定,具有操作简便、准确度高、重现性好等特点。

用过滤阴极真空电弧沉积系统制备掺N非晶金刚石(ta-C:N)薄膜,通过在阴极电弧区和沉积室同时通入N₂气实现非晶金刚石薄膜的N原子掺杂,并通过控制N₂气流速制备不同N原子含量的ta-C:N薄膜。用X射线光电子能谱(XPS)和Raman光谱分析N含量对ta-C:N薄膜微观结构的影响。XPS分析结果显示:当N₂气流速从2 cm³·min^-1 增加到20 cm³·min^-1 时,薄膜中N原子含量从0.84 at.%增加到5.37 at.%,同时随薄膜中N原子含量的增加,XPS C(1s)芯能谱峰位呈现单调增加的趋势,XPS C(1s)芯能谱的半高峰宽也随着N含量的增加而逐渐变宽。在Raman光谱中,随N原子含量增加,G峰的位置从1 561.61 cm^-1 升高到1 578.81 cm^-1 。XPS C(1s)芯能谱和Raman光谱分析结果表明:随N含量的增加,XPS C(1s)芯能谱中sp2/sp3值和Raman光谱中I D/I G值均呈上升的趋势,两种结果都说明了随N原子含量增加,薄膜中sp2含量也增加,薄膜结构表现出石墨化倾向。

采用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了尿液pH变化与尿液中纳米微晶组分的关系。不但尿pH差异大的不同人尿液中微晶组分存在差异,而且同一人的尿pH发生变化时,其尿微晶亦发生变化。尿pH值较低(如pH＜5.8)时,主要为尿酸、酸式磷酸盐和草酸钙等;尿pH值较高(如pH＞6.2)时,主要为尿酸盐、磷酸盐、磷酸铵镁和草酸钙等。联合运用XRD和FTIR两种方法,可以更好地检测尿液中晶体组分,有助于了解尿石症的成因。

采用水热法,以CoCl₂·6H₂O为前驱物,KOH作为矿化剂合成了掺钴氧化锌稀磁半导体晶体。利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱仪(XREDS)对合成晶体的微观形貌、表面及内部掺杂元素Co的相对含量和分布的均匀性进行了研究。研究结果表明:水热法合成的掺Co氧化锌晶体具有多种微观形貌,较大的晶体具有极性生长特性。随晶体形貌不同, 显露面也发生了相应改变。不同微观形貌的晶体其Co含量有所差异,较大的晶体掺杂Co元素相对含量大于较小的晶体,+c(101〖Tx-〗1)显露面Co元素的含量比+c(101〖Tx-〗0)面高,锥柱状晶体其区别尤为明显。大的晶体内部存在着少量的氧化钴团簇,晶体表面与晶体内部Co元素分布相对均匀。由于CO₂+ 具有磁性,因此,氧化钴团簇的存在将对氧化锌稀磁半导体晶体的磁性产生一定的影响。

研究了一种基于被动差分吸收光谱技术(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)测量区域(如工业区,城市)内SO₂等大气污染气体排放通量的光学遥测方法。采用安装在汽车上的被动DOAS系统围绕区域进行扫描测量,通过被动DOAS光谱处理方法对系统采集的天顶太阳散射光谱进行处理获取污染气体柱密度,再结合测量时段的气象(风场)信息获得该区域内污染气体对外的净排放通量。文章着重描述了获得污染气体柱密度的差分吸收光谱方法以及区域内污染气体净排放通量的计算方法,并构建了车载被动DOAS系统对北京市五环路以内区域的SO₂和NO₂排放进行外场测量,测得了该区域内SO₂和NO₂净排放通量分别为1.13×10⁴和9.3×10³ kg·h^-1。实验结果表明这种基于被动DOAS的光学遥测方法能够用于区域内污染气体排放通量的快速测量。

理论模型是研究光谱技术,开发光谱仪器的重要工具。文章提出了一种对现代光栅光谱仪进行整体建模与分析的方法。与现有方法仅局限于光学成像等局部环节不同,该方法从光谱信息传递和变换的角度将光栅光谱仪分割为光学成像、探测、重建和显示4个功能模块,分析各个模块对光谱信息的影响,建立光栅光谱仪的整体模型并导出它的传递函数。进一步,又利用它们分析了各模块对仪器整体性能的影响规律,并揭示出要获得高质量的光谱图必须增加基带响应,抑制假响应,而重建模块将是重要途径。

大气气溶胶的光学特性是大气环境、大气辐射、激光大气传输和进行空中目标识别的重要影响因子之一,而光谱气溶胶标高(spectral aerosol scale height,简称SASH)是反映气溶胶高度分布特征的关键参量;在考虑无云状态下可见和红外波长范围的太阳辐射情况时,不仅仅要考虑总的气溶胶消光的组成,而且还要估计不同空间间隔范围内的有效高度。文章基于大气气溶胶浓度随高度指数衰减的原理,利用前向散射能见度仪和连续光谱的太阳辐射计,并辅以必要的温湿探测设备,同时测量了典型地区大气柱光学特性以及近地面层的大气水平光谱消光系数,建立多波长SASH的计算方法,获得了可见光波段(波长400,440,532,550和690 nm)的大气SASH的变化特征:无论是沿海还是内陆地区,随着波长值的增加,SASH减小;对于东南沿海某地,一般地,冬季SASH要大于夏季的SASH;而对于内陆合肥地区,冬季SASH要小于夏季的SASH。

文章提出了一种基于生物光学模型的二类水体叶绿素浓度反演算法。本算法根据生物光学模型,利用一系列已知各组分浓度的反射光谱计算各组分的吸收和后向散射系数,然后采用非负最小二乘法解得叶绿素浓度。研究是在实验室内进行了绿藻的培养,且在暗室内测定了具有不同叶绿素和非藻类悬浮物浓度的水体样本的反射光谱。并把实验室测得的反射光谱重采样到Landsat TM对应的波段以检验该算法在TM数据中的适用性,同时比较了利用不同TM波段组合反演叶绿素浓度和非藻类悬浮物浓度的精度。结果表明,对于绿藻而言,利用TM第二、三、四波段反射率数据的组合反演时的效果最好,叶绿素浓度反演结果的均方根误差为4.7 μg·L^-1,其精度明显优于传统的回归分析算法。

在最佳反应条件下制备过氧化氢对壳聚糖的降解产物,通过测定原料及降解产物(Mw=1 500-166.53 kDa)的氮、碳含量,分析它们的红外光谱、核磁共振碳谱、X射线衍射谱及圆二色谱,考察各产物是否保持其天然结构。结果表明:各降解产物与原料的碳含量,氮含量及脱乙酰度的最大相对偏差分别为2.4%,2.3%与6.9%,且后两者随着反应时间的延长而减小;各降解样品的红外光谱及核磁共振碳谱与原料壳聚糖的相似,说明降解过程几乎不改变原料的化学结构;经相同方法处理过的原料及降解产物在2θ=10.4°和19.8°处均存在X射线衍射峰,在210 nm处均存在一个负的圆二吸收峰,表明产物的固态结构与其在溶液中的构象均没有发生变化。说明在优化的降解条件下过氧化氢氧化降解没有改变壳聚糖的天然结构。

以硝酸铋、硫代乙酰胺和氨三乙酸等为原料,利用水热法在180 ℃下反应12 h得到Bi₂S₃纳米带。X射线粉末衍射结果表明产物对应于正交晶相的Bi₂S₃ (JCPDS:17-320),晶胞参数为a=1.110 6 nm,b=1.099 3 nm,c=0.389 2 nm,与文献报道值(a=1.114 9 nm,b=1.130 4 nm,c=0.398 1 nm)基本一致;通过透射电镜观察其形貌为均匀的带状,宽约100 nm;高分辨透射电镜照片显示晶体沿y轴优先生长;通过对X射线光电子能谱分析得到Bi和S的原子个数比例约为2:3,与目标产物Bi 2S 3的计量比一致;测试显示Bi₂S₃纳米带的拉曼吸收峰出现在195 cm^-1 处,与块体Bi 2S 3(236 cm^-1 )相比,其吸收峰红移了41 cm^-1,体现了纳米材料的表面效应。 紫外–可见吸收光谱研究发现Bi 2S 3纳米带在450 nm左右有吸收,计算得到E_g约为1.58 eV(块体Bi 2S 3的E_g为1.3 eV),在光电领域有潜在的应用价值。

采用羧基化、酰氯化和酰胺化等三步化学反应实现了r-氨基丙基三乙氧基硅烷(NH₂(CH₂)₃Si(CH₂H₅)₃,APTES)对纳米碳管(CNTs)的表面修饰。在此基础上,采用溶胶-凝胶工艺将其引入到二氧化硅凝胶玻璃中,并通过红外IR光谱、扫描电子显微镜SEM分析测试方法对所得样品的组成和结构进行表征。结果表明,经过一系列的化学处理,成功实现了CNTs与APTES的共价键合而达到表面修饰的效果。溶胶-凝胶过程中,先驱液中正硅酸乙酯(Si(OC₂H₅)₄,TEOS)、r-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(CH₂OCHCH₂O(CH₂)₃Si(OCH 3) 3,GPTMS)、CNTs-APTES分别发生水解,并经过共同聚合反应形成二氧化硅三维网络结构,而CNTs也借助于APTES而被化学键合到二氧化硅网络中,实现了在二氧化硅凝胶玻璃基质中的均匀分散,从根本上克服了CNTs在固相基质中团聚的问题。

系统地研究了近空间升华法(CSS)制备CdS薄膜沉积速率的影响因素。发现CdS薄膜的沉积速率随升华源温度的升高而增大,但随衬底温度和沉积气压的上升而下降。对所制备样品的结构、表面形貌和光谱透过率特性进行了测试,结果表明:(1)不同氧分压下沉积的CdS薄膜沿(103)晶向择优生长。CdCl 2氛围下退火后,(103)晶向的优势得到进一步加强;(2)不同氧分压制备的CdS薄膜致密且粒径均匀,晶粒的大小随着衬底温度的升高而增大,但薄膜的粗糙度也随之增大;(3)随着CdS薄膜厚度的减小,可见光中短波段的透过率有所增大,有利于提高太阳电池的短波光谱响应。并将CSS制备的CdS多晶薄膜用于CdTe太阳电池的制作,获得了10.29%的光电转换效率,初步验证了该制作工艺的可行性。

利用激光诱导后向荧光光谱研究了Rb蒸气-玻璃界面的⁸⁵Rb[5P_{3/2(F′＝2,3,4)→5S1/2(F＝3)]超精细结构跃迁。把界面分为2个不同的区域,靠近表面厚度约为一个波长的近区和远区(蒸气区域),近区起光谱滤波器的作用。将激光分为二束,一束作为检测光通过一个室温下的Rb参考样品池,得到5S1/2(F＝3)→5P3/2(F′＝2,3,4)半宽为510 MHz的Doppler吸收线,其中心离F＝3→F′＝4跃迁约为70 MHz。另一束激光进入温度为130 ℃的Rb样品池,记录共振后向荧光S^ob(ν^L),将它减去远区辐射的荧光S^T(ν^L),得到近区辐射的荧光snexp(ν^L),它是具有半宽ΓRF＝50 MHz的Lorentz线型,而ΓRF＝Γn+Γcoll+Γnr,Γn为谱线的自然增宽,Γcoll＝γRb-RbN为碰撞增宽,γRb-Rb为增宽系数,N为Rb基态密度,Γnr为玻璃表面激发态原子的非辐射能量转移引起的附加增宽,由此得到非辐射跃迁率为A^nrF′＝4→F＝3＝2.4×10⁸ s-1,它远大于自发辐射率A(5P3/2→5P1/2)＝1.4×10⁷ s^-1。}

实时、可靠地探测敌方来袭激光的类型和特征参数是激光告警的主要任务。相干探测技术依靠激光的相干性探测其信息,是较有效的探测技术之一。为了探测来袭激光光谱信息,设计了一种激光探测与光谱实时测量装置。该装置以相干探测技术和傅里叶光学与光信号处理为基础,使用实心小型静态马赫-泽德干涉具作为相干探测元件,它能有效地抑制背景光,无机械扫描部件,光谱检测速度快,可探测纳秒级窄脉冲激光信号;用高速DSP芯片和多通道帧减技术进行实时信息处理,实现背景噪声去除、激光探测和光谱测量。测试结果表明,运用马赫-泽德干涉具和多通道帧减技术,能实现脉冲激光探测,提高测量精度;可探测激光脉冲宽度为10 ns,波长测量误差小于10 nm。

分析了真实火箭喷焰的激光莫尔干涉谱,并提取其投影信息,重建了密度场。使用自制的大口径、高灵敏度莫尔偏折仪采集真实火箭喷焰的莫尔条纹图;采用傅里叶变换对莫尔条纹展开技术处理,获得了莫尔条纹的相位分布。根据莫尔条纹边缘提取背景,进一步获得背景相位分布。变形莫尔条纹的形变量通过求相位差获得,进一步提取轴向任意截面的投影信息。应用基于偏折投影的“简单自相关代数迭代重建算法(SSART)”层析流场。等间隔取8个方向的投影进行迭代,重建了截面密度分布图。结果发现,根据火箭喷焰的莫尔条纹,采用傅里叶变换相位展开技术,可以方便地提取任意截面的投影信息。应用SSART技术可以重建截面密度分布。因此,基于偏折投影的“SSART”算法是一种优良的非线性偏折层析重建算法。

采用溶胶-凝胶法制备了Ca₃SiO₅:Eu²⁺发光材料。测量了材料的激发与发射光谱,结果显示,材料的发射光谱为一峰值位于505 nm处的不对称的宽带谱;监测505 nm发射峰,所得材料的激发光谱为一双峰宽谱,峰值为374和397 nm。研究了合成条件对Ca₃SiO₅:Eu²⁺材料发射光谱的影响,结果显示,随合成温度或合成时间或Eu2+ 浓度的增大,Ca₃SiO₅:Eu²⁺材料发射光谱峰值强度均表现出先增大后减小的趋势,当合成温度为1 100 ℃、合成时间为4 h、Eu2+ 浓度为0.5 mol%时,Ca₃SiO₅:Eu²⁺材料发射光谱峰值强度最大。

甲磺酸帕珠沙星(PM)与Tb³⁺ 容易结合形成配合物Tb³⁺ -PM,该配合物通过能量转移反应对KMnO₄-Na₂SO₃这一弱化学发光体系有很强的增敏作用。据此,结合流动注射技术建立了稀土敏化化学发光测定PM的新方法。在最佳试验条件下,PM的浓度与增强的化学发光强度在0.10 -12 mg·L^-1 范围内呈良好的线性关系,方法的检出限是0.04 mg·L^-1,对1.0 mg·L^-1 的PM进行11次平行测定,相对标准偏差RSD为1.9%。用于测定注射液和体液中PM的含量,方法简单、快速、灵敏、重现性好,分析结果令人满意。实验对该化学发光体系(KMnO₄-NaSO₃-Tb³⁺ -PM)的发光机理进行了探讨。

采用分子自组装印迹技术合成了一种新的对甲胺磷农药分子有高度选择性的分子印迹聚合物。在预聚合阶段,通过1H NMR,FTIR和UV光谱法研究了分子印迹聚合物的形成机理。结果表明模板分子和功能单体通过协同氢键作用形成1:2型氢键配合物,配合物稳定常数K＝2.894×10⁶ L²·mol^-2,稳定性好。运用红外光谱法研究了印迹聚合物对模板分子的特异性识别作用,进一步表明印迹聚合物通过协同氢键作用特异性地识别模板分子。

蜂王浆的质量与贮存时间和温度相关。测定了在不同温度下经过不同时间贮存后的蜂王浆Fourier变换红外光谱,应用去卷积和曲线拟合方法对蜂王浆的酰胺Ⅰ带进行分析,以期得到其蛋白质二级结构的组成。结果表明:这些蜂王浆之间存在明显而有规律的光谱差异,蛋白质二级结构的组成之间也存在显著差异。随着贮存时间增加和温度升高,蜂王浆蛋白质二级结构的α-螺旋和β-折叠分别显著减少和增加,β-转角也有增加的趋势,其变化幅度为28 ℃＞16 ℃＞4 ℃＞-18 ℃。这些结果与蜂王浆应该低温保存的理论相符。FTIR红外光谱结合去卷积、二阶导数和曲线拟合方法是评价蜂王浆品质和新鲜度的一种有效方法。

用傅里叶变换红外光谱对羧甲基茯苓多糖(carboxymethylpachymaran,CMP)的结构进行了表征,用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)对不同溶液环境下CMP的形态变化进行了观测。结果表明:经过羧甲基修饰,茯苓多糖在水中的溶解性显著增加,890 cm^-1 处的β-D-葡聚糖特征吸收峰明显减弱,1 333 cm^-1 处出现次甲基振动吸收峰,1 606 cm^-1 处出现〖JG(〗C〖ZJLX,Y〗O〖JG)〗非对称伸缩振动吸收峰,表明羧甲基化成功;原子力显微镜分析表明:在不同溶液条件下,CMP分子以不同形态存在,多糖溶液的浓度、离子强度及溶剂的物化特性均能对CMP的分子链构象及链间相互作用形式产生影响,推测可能与CMP分子内、分子间的氢键缔合及静电作用有关,CMP分子与云母基底间的吸附及静电作用也会对CMP的分子链构象及图像质量产生影响。

中药提取物是传统中药融合现代制药技术的新型产品,具有广泛的国际市场。建立快速、有效的分析方法有助于中药提取物的实时质量监控。文章利用傅里叶变换红外光谱技术(FT-IR)对黄连药材、水提物和醇提物作了研究。结果表明:黄连药材及其提取物有着各自稳定的光谱特征,谱图中位于1 505 cm^-1 的芳环骨架振动峰是判断盐酸小檗碱在不同黄连样品中含量高低的主要依据,而相应的二阶导数谱图可以大大提高原始谱图的分辨率。黄连药材经过提取,以小檗碱为代表的主要活性成分得到有效富集,两种提取物中小檗碱的含量明显增高;黄连醇提物中小檗碱的含量又明显高于其水提物。FTIR能够简便、快速地提供中药提取物中主要化学成分的定性与半定量信息,从而为后续的化学成分分析和中药提取分离工艺的改进提供有效参考。

采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR),分析研究了肉苁蓉种子不同部位及其在不同处理后的光谱特征和成分差异。结果显示,肉苁蓉种子成分组成丰富,同时存在蛋白质、脂类和碳水化合物的特征吸收峰,并且推测含有果胶质和芳香类化合物。肉苁蓉种皮和种仁的成分差异很大,2 926,1 746,1 161及721 cm^-1 处一系列强峰说明种仁中的油脂类成分含量非常高,而种皮中1 054 cm^-1 处碳水化合物和果胶质类的特征吸收峰最强。霉变或高温处理后肉苁蓉种子中与活力相关的蛋白质及糖类含量明显减少,而有活力的种子中蛋白质与脂类所在特征区域的峰高比(I 1 630 /I 1 745 )(cm^-1 )均大于1.05。而肉苁蓉种仁失活后酰胺Ⅰ带与脂类特征峰的强度比值(I 1 653 /I 1 745 )由0.31降为0.23,降幅达25.8%。研究表明,红外光谱法不仅可应用于肉苁蓉种子成分的全面快速分析,而且还可更深入应用于种子生活力、种子寿命乃至种子质量的快速分析与测定。