采用440 nm短波长InGaN/GaN基蓝光LED芯片激发高效红、 绿荧光粉制得高显色性白光LED, 研究了不同胶粉配比对LED发光性能的影响, 结果表明, A胶、 B胶、 绿粉、 红粉比重在0.5∶0.5∶0.2∶0.03时, 在440 nm蓝光激发下呈现了有两个谱带组成的发光光谱, 分别是峰值为535 nm的特征光谱和643 nm的特征光谱, 胶粉通过均匀调配后能够有效的进行混光产生低色温白光, 实验中最低色温可达3 251 K, 显色指数高达88.8, 这比传统蓝光激发YAG荧光粉制得的白光LED色温更低, 显色指数提高了26%。

制备了两种1 W白光功率发光二极管(LED), 这两种样品分别是对台湾和美国两家公司生产的蓝光芯片, 涂敷相同荧光粉和透明硅胶封装而成。 对制备好的LED进行了变温光学特性测试, 温度变化范围为15~75 ℃, 测试电流为350 mA。 结果表明: 温度变化对LED的峰值波长, 辐射通量、 色温等参数都有影响。 通过对光谱曲线的数据处理, 找到了LED性能随温度的变化关系, 并从原理上分析了峰值波长、 辐射通量、 色温随温度变化的原因, 提出了改进白光LED温度特性的建议。

利用混蒸的方法、 将空穴阻挡材料2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanhroline及电子传输材料Tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminium混合, 在电子传输层及空穴阻挡层之间制备了薄层的混合界面。 在相同驱动电压下, 采用混合界面的器件比常规器件的电流密度和亮度都有明显提高, 在电压为10 V时, 常规器件的电流密度和发光功率分别为5.13 mA·cm-2和1.03 μW, 而采用混合界面的器件可以分别达到18.1 mA·cm-2和3.64 μW。 通过分析认为, 引起这些提高的原因主要来自于混合界面的存在提高了电子在界面附近的传输和注入, 也增大了到达发光层的电子数目, 从而增大了发光几率, 引起了电流密度和发光功率的共同增长。

受到液体内部复杂环境因素的影响, LIBS技术在针对液体样品的成分检测分析的应用受到很大的制约。 文章提出了一种由超声波雾化器件辅助, 先将液体雾化成空气中密集的雾状小液滴, 然后进行LIBS检测的新方法。 并依据此思路实现了一套由超声波雾化器、 Nd∶YAG激光器(1 064 nm)和ICCD探测器组成的检测系统。 使用该系统对溶解有镁元素的水溶液样品进行了系统实验分析。 实验发现, 即使在相对较低的脉冲能量(30 mJ)下, 该方法诱导的LIBS信号仍具有较长的寿命和较高的信背比。 该方法对Mg元素的检测限能够达到0.242 ppm(10-6 g·g-1)量级。 同时, 文章还利用Hα线对等离子体的电子密度进行了计算, 分析了等离子体演化的特点。

利用水热法, 调节反应体系中PO3-4/Ce3+摩尔比, 低温控制合成了单斜结构CePO4纳米棒及花状纳米团簇。 用XRD, FE-SEM, DSC-TG和荧光光谱分析了产物的相结构、 晶粒尺寸、 形貌及发光性能。 结果显示, 随PO3-4/Ce3+摩尔比的增加, 单斜结构CePO4的合成温度降低, 其形貌由棒状演变为花状纳米团簇。 当PO3-4/Ce3+摩尔比较低时, 得到CePO4纳米棒; 当PO3-4/Ce3+摩尔比较高时, 得到花状纳米团簇。 产物的荧光光谱分析显示一维纳米棒的光致发光性能优于花状纳米团簇。 原料H3PO4可重复利用, 降低了合成CePO4的成本。

在600 ℃下用自蔓延高温法制备了SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, RE3+0.012 5 (RE3+=Ce3+, Pr3+, Nd3+, Tb3+, Dy3+), SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, M0.012 5(M=Li+, Be2+, Cd2+, Mn2+, Cu2+, Ag+, Zn2+, Pb2+), SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5, M0.012 5(M=Mn2+, Cu2+, Ag+, Zn2+)及SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5, RE3+0. 012 5 (RE3+=Ce3+, Pr3+, Nd3+, Tb3+)四个系列21种掺杂的铝酸锶(SrAl2O4)稀土长余辉发光粉。 反应得到的产物疏松多孔, 有很强发射峰位于514 nm附近, 激发光谱为290～360 nm 的宽带激发峰, Dy3+对余辉时间影响最明显, Tb3+对发光强度影响最大, 组成为SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5的发光粉的发光强度及余辉时间较好, 掺入锌离子后形成SrAl2O4∶Eu2+0.012 5, Dy3+0.012 5, Zn2+0.012 5可显著提高初始余辉亮度。

研究了以铜(Ⅱ)离子作为模板离子, 合成了铜(Ⅱ)离子印迹聚合物并将其做成固相萃取柱, 直接安装在流动注射系统上, 对样品中的铜(Ⅱ)离子进行在线分离富集; 经H2SO4+乙醇混合溶液洗脱液在线洗脱后。 在H2SO4介质中, 铜(Ⅱ)离子催化高锰酸钾氧化桑色素发生化学发光反应。 据此建立了灵敏简单流动注射化学发光法测定铜的新方法。 在最佳实验条件下, 测定铜的线性范围为0 .1～10 μg·mL-1, 相关系数r=0.996 8, 方法检出限为0.001 2 μg·mL-1, 对4.0 μg·mL-1铜进行9次测定的相对标准偏差小于3%, 加标回收率在95%～105%之间, 方法用于样品中铜的测定, 结果满意。

血糖浓度的准确检测对于糖尿病的治疗具有重要的意义。 本文采用连续幂系数回归方法有效地提高了近红外无创检测人体血糖浓度的预测精度。 该方法是传统偏最小二乘法(PLS)的扩展, 实现简易, 且当幂系数选取恰当时, 能够明显地提高预测精度。 应用该方法分别建立了四成分葡萄糖实验和人体口服葡萄糖实验的定量分析模型, 并利用该模型对预测集样本进行预测。 实验结果表明, 与PLS相比, 该方法建立的定量分析模型不仅可以提高预测精度, 而且可以针对不同的测量对象设定不同的幂系数以达到最佳的建模效果。 根据不同个体灵活地选取幂系数, 对于人体血糖浓度近红外无创检测研究具有很大的应用价值。

化学需氧量(COD)是表征水体中有机物污染程度的一个综合性指标。 基于光电检测技术发展起来的红外透射法和紫外吸光度法相较于传统湿化学法有着精度高, 速度快, 非接触, 无二次污染等优点。 以邻苯二甲酸氢钾配置的标准液为实验对象, 分别采用近红外透射法和紫外吸光法采集标准液的近红外光谱和紫光吸光度光谱, 对光谱进行不同的预处理后运用偏最小二乘法建立红外透射光谱和紫外吸光光谱下的COD定量分析模型。 对实验结果进行数据分析后结果显示两种方法均可用于测量COD, 紫外吸光法比红外透射法有更高的相关度, 但是预测精度却不如后者。

利用近红外光谱法检测压疮易患组织血氧参数随压力的变化, 评估压力对血氧参数的影响。 方法: 实验人员30名, 其中老年人10人(平均年龄73.4 y), 脊椎损伤病人10人(平均年龄32 y), 健康青年人10名(平均年龄25 y)。 以此分三组, 健康青年人为对照组。 应用近红外光谱法测量血氧变化。 在静息状态下对实验者开始检测20 min, 然后施加20 kPa(150 mmHg)压力3 min。 压力释放后再检测20 min。 每位实验者实验时间共43 min。 老年人和脊椎损伤病人血氧参数随压力施加有明显变化(p<0.01), 且恢复到正常水平较健康人缓慢。 压力对压疮易患组织血氧参数有显著性影响, 表明血氧参数是评价压疮风险的良好指标。 应用近红外光谱法监测压疮易患组织血氧参数及评估压力影响是一种有效的方法。

为了比较不同地理居群大蒜的理化性质差异, 以25份不同地理居群的大蒜为研究对象, 采用傅里叶变换红外光谱仪获取各样品的FTIR图谱, 利用光谱仪随机软件中的“快速比较”功能进行了不同地理居群大蒜的相似度比较。 结果发现, 不同地理居群大蒜的FTIR图谱存在差异, 快速比较显示其相似度为76.3%～99.8%, 呈现出较为明显的多样性分化, 并在一定程度上反映了大蒜种植地居群环境对大蒜理化性质的影响, 为大蒜种质资源的鉴定和评价提供了一种简便、 快捷、 无损的新型方法。

利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)测定了不同倍性(二倍体、 三倍体、 四倍体)罗汉果叶片的红外光谱, 以不同波数段上的吸光度为指标, 通过主成分分析和聚类分析研究了罗汉果的倍性差别及遗传关系。 结果表明, 罗汉果在倍性与亲缘遗传上表现出: 倍性差别越大, 在主成分三维排序图中的相对位置和聚类图中的遗传距离均越远, 呈现出2×<3×<4×的规律; 亲缘关系越远, 遗传距离也越远; 三倍体子代在母本相同时, 不同的父本对其亲缘与遗传关系有一定的影响。 由此可知, 基于主成分分析和聚类分析的FTIR研究能在一定程度上揭示出罗汉果不同倍性的差别及其相互间的遗传关系。

基于火箭煤油的近红外光谱数据和化学计量学方法, 成功地对火箭煤油的密度、 馏程、 粘度、 碘值等四种特性指标进行了测定。 本文测定了70多个火箭煤油样品的近红外光谱, 在适当的光谱区间内用偏最小二乘法(PLS)法建立模型, 各参数的相关性R2在0.862～0.999之间。 用该模型对10个未知样品进行测定, 近红外光谱法预测的准确度均符合标准分析方法的要求。 研究表明, 该方法为火箭煤油分析检测提供了一种简便、 快捷、 准确的方法。

利用傅里叶变换红外光谱技术对黄瓜叶片进行褐斑病菌还未在叶片表面形成症状时病害的早期检测, 确定了1 735, 1 545和1 240 cm-1三个识别黄瓜褐斑病的敏感谱带, 结合敏感谱带的峰面积值和系统聚类分析, 可以把正常黄瓜叶片和褐斑病叶片区分开来。 结果表明傅里叶变换红外光谱在鉴别病害黄瓜叶片方面具有方便、 快速等优点, 可以在病症还未表现时进行检测, 为病害的早期诊断提供了新的途径。

提出了一种基于近红外光谱分析技术快速无损测定苜蓿秋眠类型的新方法。 应用近红外光谱漫反射技术测定苜蓿样本的光谱并对其进行主成分分析(PCA), 根据主成分的累积贡献率选取前10个主成分建立支持向量机(SVM)分类模型, 并对其参数及核函数类型进行了详细的分析和讨论。 试验结果表明, 当c=0.339 2, g=32时, 测试集的预测准确率可达98.182%, 可以作为初步测定苜蓿秋眠类型的手段之一。 同时, 与主成分回归分析、 偏最小二乘法、 BP神经网络、 LVQ神经网络等方法相比较的结果表明, PCA-SVM模型可以有效地解决小样本问题, 且可以避免陷入局部极小。

将高斯过程算法引入化学计量学领域, 用于挖掘近红外光谱与被测物组分之间的复杂关系。 为增加模型的稳健性, 首先采用了蒙特卡罗交叉验证方法以去除异常样本, 而后多元散射校正、 平滑、 导数等方法被用于模型的预处理。 近红外光谱在经过无信息变量去除算法处理后, 在保留有用信息的基础上大大缩减了波长点数, 以这些特征波长点作为输入建立的分析模型更具有解释能力和稳健性。 为验证算法的有效性, 使用了一组公开的数据集, 它包含了80个玉米样品的近红外光谱以及油、 淀粉、 蛋白质的含量值。 GP回归算法被用于分析这三种组分的含量, 所得模型的评价指标分别采用校正、 校正集交叉验证均方根误差、 预测均方根误差以及各自的相关系数。 结果显示, 模型的校正相关系数r达到0.99以上, 预测时的相关系数r也在0.96以上, 验证了该算法的有效性。

采用平挤上吹成膜工艺制备了EVOH, PE, EVA薄膜, 并利用红外光谱仪、 透光率/雾度测定仪等分别研究了以EVOH, PE, EVA树脂为基材生产的薄膜的透光率、 雾度、 红外阻隔率和温室增温、 保温性能的关系。 结果表明在光学性能上, EVOH树脂薄膜比常用的PE和EVA农膜的雾度分别下降10%和5%左右; 从红外透射率来看, EVOH薄膜的透射率较PE农膜和EVA农膜低很多, 尤其在辐射能量集中的7～14 μm波长范围内, EVOH的透射率仅为9.03%, 比EVA农膜低27%左右, 远远小于PE农膜, 说明其红外阻隔性能远远好于PE和EVA。 因此, EVOH薄膜的直射光透过率和红外阻隔效果更好, 作为农膜使用更有利于温室的升温和保温。

提出了一种近红外漫反射光谱法同时测定复合肥料各养分及石粉含量的新方法, 其中复合肥料由尿素、 磷酸一铵、 氯化钾和石粉组成, 各养分含量分别用总氮(N)含量、 有效五氧化二磷(P)含量、 氧化钾(K)含量表示。 文中建立了N, P和石粉含量的PLS模型, 其SEP值分别为0.8, 0.8和1.4。 其中, 石粉含量模型是借助于石粉中结晶水的光谱信息建立的, 而K含量是根据重量归一法计算的, 其SEP值为1.5。 研究结果表明, 该方法可以同时对复合肥料各种养分含量进行快速测定, 与传统分析方法相比具有分析时间短、 操作简便等优点, 有较好的应用前景和实际意义。

采用显微激光拉曼光谱技术对高压透明毛细管中甲烷水合物的生成与分解的微观过程进行了原位观测, 初步探讨了甲烷水合物笼型结构的变化规律。 结果表明, 甲烷水合物在生成过程中, 甲烷分子的拉曼峰(2 917 cm-1)逐渐分裂为两个峰(2 905和2 915 cm-1), 表明溶解态甲烷分子从单一的化学环境进入了两个有差异的化学环境中, 这两个峰分别代表着水合物的大笼和小笼。 同时, 水的氢键作用由其液态向固态的转化而得到加强, 使O—H键伸缩振动向低波数迁移。 在甲烷水合物的分解过程中, 大小笼中甲烷分子的拉曼双峰逐渐消解, 并最终转化成单一的甲烷气体峰。 显微激光拉曼光谱可以准确捕捉水合物生成与分解过程中其笼型结构变化的相关信息。

利用碳化硅压腔装置研究了高压下重晶石的S—O对称伸缩振动ν987和对称弯曲振动ν452及ν462的拉曼光谱变化特征。 实验结果表明: 在常温和0～1 GPa压力范围内重晶石稳定, 其拉曼谱峰随压力升高向高波数方向移动, 二者的关系表达式分别为: ν987=0.004 4p+987.42, ν452=0.002 3p+452.6, ν462=0.001 8p+462.42, 而且伸缩振动受压力的影响比弯曲振动大。 重晶石的987 cm-1拉曼谱峰强度约为石英464 cm-1拉曼谱峰的六倍, 可作为压腔中良好的压力标定物。 实验得到压力与重晶石987 cm-1峰偏移量的关系为: p(MPa)=223.16×(Δνp)987－90.35(987 cm-1＜νp＜992 cm-1)。 不同硫酸盐矿物间的dν1/dp差异反映了［SO4］基团中S—O键的可压缩性及其化学键的强度。

利用拉曼光谱研究了乳铁蛋白及其肽段Lactoferrcin B4-14和Lactoferrampin与DPPC、 DPPG脂质体的相互作用。 通过分析作用前后两种磷脂拉曼光谱的变化, 探讨了乳铁蛋白及其肽段与磷脂的作用模式, 为阐明乳铁蛋白及其肽段抗菌机理提供了重要依据。 拉曼光谱显示, 乳铁蛋白及其肽段加入中性磷脂DPPC脂质体后, 属于磷脂脂酰链的C—H对称、 反对称伸缩振动的2 847和2 882 cm-1处的峰强没有发生明显改变; 而当乳铁蛋白及其肽段与DPPG作用后, 2 882 cm-1处的峰强度明显下降, 磷脂的侧向相互作用序参数由未加入时的0.19分别下降到了0.17, 0.14, 0.12, 变化率分别为－11%, －27%, －34%, 表明乳铁蛋白及其肽段可能通过静电相互作用与负电性DPPG脂质体吸引并结合, 且Lactoferrcin B4-14和Lactoferrampin比乳铁蛋白与磷脂的作用更为强烈。

近年来, 弱电磁辐射生物效应已受到人们的普遍关注。 前期研究发现脉冲电场与环境温度对胰岛素分子的构象产生协同效应。 因此, 文章首先应用拉曼光谱法研究了不同环境温度下脉冲电场对胰岛素分子二级结构的影响, 得到胰岛素分子α螺旋结构含量的变化; 并运用蛋白质螺旋-线团结构转变模型对实验结果进行定量分析, 得到的理论模型可以较好地刻画不同环境温度下, 脉冲电场对胰岛素分子α螺旋结构含量的影响。 脉冲电场的作用及热力学环境的改变, 使蛋白质螺旋结构向无规线团结构发生转变, 可以解释脉冲电场作用下, 胰岛素分子α螺旋结构含量随环境温度升高而下降的原因。 研究结果为进一步研究弱电磁辐射对生物大分子二级结构的非热效应机理提供了一定的实验依据及理论参考。

异硫氰基-孔雀石绿(malachite green isothiocyanate, MGITC)是应用于细胞探测, 生物组织成分分析和细胞成像等方面的拉曼探针分子。 本文首先给出了MGITC分子的结构图, 并用密度泛函(DFT)算法对其进行了空间结构优化; 然后分别用Hartree-Fock(HF)和MP2两种算法基于STO-3G基组计算了它的拉曼光谱与红外光谱, 给出光谱强度图; 并对比了两种算法的拉曼光谱图和其实验光谱图, 结果显示了很好的一致性; 本文还给了MGITC分子中的各个原子键长, 键角等空间结构参数; 并对MGITC分子在550～4 200 cm-1区间的振动谱做了指认。 这些工作将促进MGITC作为探针分子在生物学领域的应用。

成功制备了高度有序的阳极氧化铝模板(AAO), 并在磷酸和铬酸的混合溶液中去除氧化铝层, 得到表面具有规则凹坑阵列的铝片。 在此铝片表面利用交流电沉积得到蓬松的纳米银结构并进行了SEM表征。 利用三聚氰胺等作为探针分子对其拉曼增强效果进行了研究, 并成功检测出10-12 g·mL-1的三聚氰胺溶液的特征峰。 通过计算在这种浓度下激光光斑下三聚氰胺的分子数仅约3.8×10-6个, 已超出了单分子层检测水平; 增强因子最大达到1.41×1011。

蓝玉髓是中国台湾所产的名贵宝石之一, 素有“台湾蓝宝”的美誉。 文章通过红外吸收光谱和激光拉曼光谱, 对不同颜色及质地的台湾蓝玉髓的振动光谱特征进行了研究。 结果表明, 台湾蓝玉髓均显示典型的石英质玉石的振动光谱特征。 其红外吸收光谱主要表现为: 1 250～1 110 cm-1为最强吸收区, 属Si—O非对称伸缩振动, 800～600 cm-1间中等强度的吸收窄带, 由Si—O—Si对称伸缩振动致, Si—O弯曲振动位于600～300 cm-1内。 台湾蓝玉髓样品的激光拉曼光谱散射峰主要分布在499 cm-1, 464 cm-1和214～208 cm-1处, 分别归属为“Moganite”石英中的Si—O对称弯曲振动、 Si—O弯曲振动和［SiO4］的旋转振动或平移振动。

地表温度是地球环境中的一个关键参数, 可探测地表温度的热红外波段在光谱谱段中占有重要位置。 针对近年来发射的HJ-1B星波段特点, 本研究在基于影像的COST模型大气校正基础上, 以宁夏为研究区, 采用无需大气水汽含量参数的单窗算法反演地表温度, 并采用同步的MODIS温度产品对比验证, 结果表明该法具有<1 K的较高精度。 同时, 对该法的关键参数地表比辐射率进行了敏感性分析, 发现该法对比辐射率不大敏感, 其在中等程度的变化时, 其误差<0.5 K。 从而说明该法反演地表温度的可靠性, 也表明了环境减灾星具有较高精度的地表温度探测能力。

土壤水分的遥感监测在农业干旱和水资源管理方面具有重要的意义。 利用MODIS反射率和温度产品来获取地表昼夜温差(ΔTs)和宽波段反照率(Albedo), 构建ΔTs-Albedo光谱特征空间, 提出温差-反照率干旱指数(temperature difference albedo drought index, TDADI)用来监测土壤水分, 并利用宁夏实测0～10 cm平均土壤含水量数据验证该指数的精度, 结果表明: 它们之间的相关性较好, R2变化范围为0.36～0.52。 TDADI与TADI相比, 该指数具有更高的土壤水分监测精度。 然而, 由于数据获取的局限性, 只采用了宁夏平原数据对TDADI进行验证, 在其他区域仍需要进一步验证。

基于三维荧光光谱的水质荧光指纹法已经逐渐显示出作为水体有机物的新型表征方法的价值。 本文研究了北京的城市水体的三维荧光指纹。 结果表明, 北京城市水体的荧光指纹可以分为3种类型: Ⅰ型有2个荧光峰, 其中心分别位于λex/λem=275～280/340 nm与225～230/340 nm附近, 此类水体数量最多; Ⅱ型的两个荧光中心分别位于280/345～365 nm和245/380 nm附近; Ⅲ型荧光有4个荧光中心, 分别位于275/305, 275/340, 225/305和225/340 nm附近。 北京水体的荧光指纹均显示出受到人为活动干扰, Ⅰ型和Ⅲ型是介于未受干扰和生活污水的荧光指纹之间的过渡指纹。 Ⅲ型更接近生活污水。 而Ⅱ型的特征则主要来源于城市污水厂的再生水。 这三种类型可以代表以生活污染为主的城市水体的荧光指纹。 荧光指纹清晰地揭示出城市范围内无处不在人类活动的影响以及由此产生的潜在风险。 这表明水质荧光指纹可以展示出污染性质和程度, 可为污染源诊断提供依据。

针对废水处理过程中厌氧反应器过程中产生的荧光类物质荧光特性和废水处理过程之间的关系, 采用荧光光谱技术构建一个在线测量废水处理过程中厌氧反应状态的荧光检测平台, 并为废水处理过程中的参数控制提供有效的、 可信的和稳定的技术依据, 在一定程度上可提高废水处理的效率。 结果表明: 本系统采用荧光光谱技术, 对废水处理过程中厌氧反应器检测是可行的; 与传统的检测方式相比, 它具有结构简单、 灵敏度高和费时较少的优点; 对于废水处理过程中其他荧光类物质的检测有着广阔的应用前景。

研究了中石化炼油厂出口处含油污水在温度5～55 ℃, pH 3～12范围内的荧光光谱特性。 结果表明, 温度只对含油污水的荧光强度有影响, 而不改变荧光峰位置; 在酸性条件下荧光峰右移, 从413 nm移到426.5 nm; 且荧光强度随酸性增强而递增。 碱性条件下随着碱性增强荧光强度降低, 但荧光峰的位置没有移动, 始终保持在398 nm。 温度和pH值是含油污水荧光特性的两个重要影响因素, 必要时需进行温度和pH值的校正补偿, 可提高污水中油种类及含量检测的准确度。

采用荧光光谱技术检测分析了苯乙酮在电芬顿处理过程中的三维荧光光谱特征变化规律, 研究了苯乙酮的三维荧光特征及其指纹特征, 对苯乙酮去除率和荧光峰强度变化进行线性拟合研究。 结果表明, 苯乙酮具有两个荧光峰, 分别在λEx/Em=270/305 nm(Peak A)和λEx/Em=215/305 nm(Peak B)处, 且荧光指纹特征(Peak A/Peak B比值)为1.22。 在电芬顿降解的过程中, 苯乙酮先分解为具有更强荧光强度的不饱和脂肪酸, 而后进一步分解为荧光强度弱的短链小分子, 导致荧光强度先增加而后又降低。 在发射波长为285～375 nm范围内的二维荧光峰(激发波长为250 nm)与苯乙酮去除率具有很好的相关性, 其能够高效地反映苯乙酮去除率在整个电芬顿处理过程中变化情况。

胚胎晚期富集蛋白(late embryogenesis abundant, LEA)是增强生物抵抗干旱、 低温和盐渍等多种胁迫的重要功能蛋白, 但其保护机理仍不清楚。 本文利用紫外光谱法证实, 含多拷贝11-氨基酸基序的多肽(如PM2D和PM2E)可较好的保护经冻融的乳酸脱氢酶(LDH)活性。 进一步通过荧光光谱法证实, 含多拷贝11-氨基酸基序的多肽可通过多位点协同结合模式, 稳定LDH酶的结构。 而含低拷贝11-氨基酸基序的多肽(如PM2F和PM2G)与LDH酶只有一种结合位点, 二者的结合强度较弱, 因而不能表现出对LDH酶活性的保护作用。 此外, 含多拷贝11-氨基酸的多肽与海藻糖在保护LDH酶活性上存在协同作用, 且二者有着不同的保护机理。

利用荧光光谱法考察了七、 八元瓜环(Cucurbit［n=7, 8］urils, Q<参考文献原文>, Q<参考文献原文>)与客体2-甲基吲哚(2-methylindol, Me)和3-甲基吲哚(3-methylindol, Sk)的相互作用; 同时研究了体系pH以及温度对Q<参考文献原文>和Q<参考文献原文>与客体相互作用的影响; 并计算了相应的稳定常数及热力学参数等。 实验结果表明: 除Q<参考文献原文>与Sk作用比为1∶2外, 其余主客体的作用比均为1∶1; 在pH值为1~11, 温度为298~313 K的范围内上述体系的作用比不变; 在pH 1和室温条件下, 作用体系的稳定常数较大; 通过热力学参数的测定可知上述主客体的相互作用均是自发进行。

合成了一种席夫碱结构的罗丹明B衍生物。 研究表明, 该衍生物能与Fe3+形成稳定配合物, 同时伴随显著的荧光增敏和吸收增强。 衍生物不仅对Fe3+呈现良好的荧光及比色探针性能, 其与金属离子形成的配合物也是一种研究牛血清白蛋白的高灵敏荧光探针。

四苯硼钠对罗丹明B具有荧光猝灭作用, 使荧光信号强度减弱甚至消失, 而盐酸西替利嗪对罗丹明B-四苯硼钠体系具有反猝灭作用, 又能使该体系荧光信号增强, 且荧光信号增强程度与药物浓度成线性关系。 该文以491 nm为激发波长, 以610 nm作发射波长, 测量空白液与试液荧光强度之差ΔF=F1-F0, 根据ΔF值与溶液中的盐酸西替利嗪浓度呈正比关系, 建立了一种反荧光猝灭测定盐酸西替利嗪新方法, 该方法线性回归方程为ΔF=0.727 5ｃm-2.357, 相关系数R为0.997 2, 线性范围3.50～129.3 mg·L-1, 检出限为1.05 mg·L-1, 方法RSD为1.2%。 用本方法对不同厂家生产的盐酸西替利嗪片以及盐酸西替利嗪胶囊样品进行测定, 测定值与药品标示量基本相符, 加标回收率在92%～106%之间。

研究了痂囊腔菌素A(EA)与肌红蛋白(Mb)的相互作用。 通过紫外-可见吸收光谱研究发现痂囊腔菌素A与肌红蛋白在避光与光照两种条件作用模式存在明显差异; 痂囊腔菌素A对肌红蛋白的内源荧光有猝灭作用, 形成了新的配合物, 属于静态猝灭; 热力学计算结果表明痂囊腔菌素A与肌红蛋白之间以疏水作用力结合。 同步荧光光谱研究了痂囊腔菌素A对肌红蛋白二级结构的影响。

GaN紫外光电阴极是近年发展起来的一种高性能真空紫外探测器件, 其中透射式结构作为光电阴极实际应用的工作模式, 其多层结构参数及光学特性对阴极的最终光电发射性能有着重要的影响。 测试了透射式GaN阴极材料的紫外透射光谱, 通过建立透射式GaN阴极样品的透射模型, 得到了GaN阴极样品的薄膜厚度、 光学吸收系数与透射谱之间的函数关系。 计算得到的GaN外延材料的厚度与实际值误差小, 吸收系数与已发表数据一致, 表明紫外透射光谱法能够准确地实现透射式GaN阴极材料结构及光学特性的评估。

采用紫外差示光谱和荧光光谱研究了不同浓度的乙醇溶液和盐酸胍溶液对苦荞麦蛋白质(TBWSP31)构象变化的影响。 研究表明, TBWSP31的色氨酸残基和酪氨酸残基有的位于分子内部, 有的暴露于分子表面。 乙醇溶液使TBWSP31变性时, 仅仅是分子的外层结构发生了变化, 分子内部疏水核的变化较小, 高浓度的盐酸胍使位于TBWSP31分子内部疏水核的酪氨酸和色氨酸转移到分子表面, 暴露于溶剂中, 所处的微环境发生了很大的变化。

耕地撂荒严重影响了我国的粮食产量, 成为中国近20年来耕地利用过程中出现的又一重大问题。 多光谱遥感具有数据获取范围广、 速度快等特点, 在国土资源研究中具有非常大的优势和潜力。 为了提取撂荒地, 文章采用多光谱遥感数据Modis/Terra 2000年—2009年的NDVI数据产品和日本ALOS卫星遥感影像数据, 利用时间序列NDVI来表征主要土地利用类型的生命周期特征, 对各土地利用类型采样点生成的NDVI时间序列曲线, 结合各类型的生长周期特征及其对应的NDVI特征, 进行对比分析, 从而识别撂荒地, 并区分耕地撂荒与轮休。 最后通过野外考察开展实地验证, 结果表明应用多光谱遥感的方法能够很好的提取撂荒地, 并区分主要土地覆盖类型, 正确率高达90%。 因此多光谱遥感在撂荒地识别研究中具有相当的可行性。

2008年夏天, 浒苔在黄海、 东海海域第一次大规模爆发, 成为自然灾害, 严重威胁了第29届青岛奥帆赛的正常举办。 利用卫星、 航空、 船舶等不同平台的遥感方式对浒苔灾害进行实时、 连续、 动态的立体监测。 首先介绍了立体监测系统的构成; 然后在通过对浒苔、 海水灾害现场光谱测量的基础上分析浒苔光谱特征, 并结合多平台、 多传感器、 多光谱遥感数据的特点, 建立了浒苔信息提取模型; 最后对不同平台的遥感监测结果进行了比对, 结合时间序列数据, 分析了浒苔灾害演变趋势; 通过第29届奥帆赛区及周边海域应急监测的应用, 证明该立体监测系统方案的可行性。

研究典型干旱区的罗布泊, 对揭示区域环境演变特征和全球变化具有重要意义。 从遥感影像上的“耳纹”特征入手, 通过光谱、 土壤和地表参数等分析, 认为: 地表全盐含量和结构差异是形成罗布泊遥感影像“耳纹”特征的直接原因; 光谱、 全盐含量和土壤粒径的分析结果具有很好的一致性。 “耳纹”记录下了罗布泊地区的环境演变特征, 这些特征表明: 受全球环境影响, 湖水在气候不断干旱的过程中逐渐干涸, 干涸过程的气候调整, 使罗布泊地区经历了两次相对湿润的气候环境, 前一次较长, 后一次很短。

根据光谱特征拟合算法在实际应用中存在的问题, 介绍一种改进光谱特征拟合算法, 该算法综合常规的特征拟合处理和地物光谱吸收特征参量约束为一体, 能更细致地进行高光谱数据地物信息提取。 实验基于不同空间分辨率和信噪比的高光谱数据, 编程实现改进光谱特征拟合算法对实验区的白云母、 方解石、 绿泥石等蚀变矿物信息提取, 与常规光谱特征拟合和光谱角制图处理结果的比较分析发现改进算法在矿物混淆区分、 信息提取精细度上均得到提高, 有较强的实用性。

利用不同空间分辨率、 多时相卫星遥感数据, 对2007—2010年间黄海、 东海发生的绿潮(大型绿藻——浒苔)进行了监测与评估。 江苏北部浅滩沿岸水体浑浊, 浒苔在该海域中光谱混合现象严重, 高空间分辨率的遥感影像有利于其检测; 在水体极浑浊的射阳河口检测到的浒苔离岸最近距离为1 km左右。 反演结果表明, 浒苔在5月初会沿苏北沿岸流向南漂移、 影响东海海域; 随着东亚夏季季风的加强, 浒苔主要漂向南黄海并影响山东半岛邻近海域; 在有利的风和海流作用下, 亦可横跨黄海、 影响朝鲜半岛南部邻近海域。

由于镜面反射的原因, 海洋表面呈现反射强烈的太阳耀光。 水体本身属于低反射率的暗目标, 太阳耀光成为水体航空航天遥感图像中的噪声; 太阳耀光具有强偏振的特点, 经过计算可以作为评价在轨传感器偏振指标的替代定标标准光源; 也可以用来计算气体成分或者反演气溶胶参数。 无论是去除噪声还是获取标准光源, 都需要精确计算其辐射特性物理参数。 文章首先采用Cox&Munk模型建立真实海洋表面的三维场景, 根据考虑偏振的菲涅尔反射定律, 推导了太阳耀光偏振辐射模型, 并分析了天顶角、 太阳-观测相对方位角、 风速、 风向等参数对反射率及偏振度的影响规律。 通过太阳耀光偏振辐射特性分析为偏振定量遥感中计算太阳耀光相关参数提供了理论基础。

提出并设计了一种高速双光谱遥感图像传输系统。 对该系统所采用的传输策略, 传输帧结构以及时序恢复等问题进行了深入的研究。 首先, 将双探测器一行数据中有效部分提取后传输, 采用行有效标志中断发送的方式在接收端恢复时序, 保证了系统输入输出数据、 时序的完全一致; 接着, 采用发送与接收缓存机制, 利用时分复用方法将双探测器的数据在单根光纤介质中传输; 然后, 使用内嵌高速数据接口的大规模可编程逻辑器件分别实现了发送与接收分系统, 最后搭建了系统测试与验证平台。 结果表明该系统支持全配置的Camera Link接口探测器, 单根光纤传输双异步探测器最高像素时钟达40 MHz, 串行数据最高速率可达6.25 Gb·s-1。 系统结构紧凑、 可靠性高, 非常适合航空、 航天遥感设备。

以高光谱遥感技术实现了小麦叶面积指数(leaf area index, LAI)的反演。 对18种高光谱指数进行了比较分析, 筛选出了可敏感反映小麦LAI的高光谱指数OSAVI, 并以地面光谱数据为样本建立了小麦LAI的反演模型。 分析表明, 指数OSAVI所建立的反演模型校正集与预测集R2分别达0.823与0.818, 在各指数中反演精度最高。 利用反演模型逐象元对OMIS影像进行解算, 实现小麦LAI的空间量化表达, 并将反演结果与地面实测值进行回归拟合, 发现两组数据的拟合模型R2达0.756, RMSE为0.500, 具有较高的相似度。 结果表明: 以高光谱指数进行小麦LAI的反演是可行的, 且OSAVI为优选指数。

从嘉陵江不同河段沉积物中提取腐殖酸, 采用元素分析、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和荧光光谱对腐殖酸的化学组成和结构特征进行研究。 元素分析显示, 腐殖酸样品的H/C, O/C和C/N摩尔比具有明显差别, 说明其化学组成和结构特征存在差异。 FTIR分析显示, 腐殖酸样品的官能团结构相似, 含有大量的羧基、 羟基、 羰基等活性官能团, 芳香族结构特征显著。 三维荧光光谱(3DEEM)显示, 腐殖酸样品在Ex/Em=270/390 nm和Ex/Em=230/350 nm附近出现两个特征峰a和b, 其荧光强度Ia/Ib=1.31～2.53, 揭示其含有多种类型的荧光发色基团。 荧光指数f450/500=1.43～1.53, 表明腐殖酸主要以陆源输入为主。

利用植物单叶光谱模型PROSPECT分析了植物叶片结构和组分对其反射光谱的影响。 结果表明, 模拟植物叶片反射光谱的仿生伪装材料应具有粗糙表面和疏松多孔结构, 基体材料的折射指数应接近植物叶片且在400～2 500 nm之间基本不变, 成分中应含有叶绿素和水并严格控制C—H键的含量。 依据上述原则, 设计了一种由粗糙透明防水表面、 叶绿素、 水和多孔材料四层构成的新型仿生伪装材料。 验证实验表明, 上述四层简单复合后的反射光谱即呈现出与植物叶片一致的反射光谱特征, 相似度可达0.988 1, 且经过三个月的日照后, 其反射光谱特征不变, 显示了较好的耐候性。 该伪装材料与植物叶片光谱相似度高, 耐候性好, 有望成为对抗高光谱侦察的有效手段。

特征变量选取与模型的建立是光谱定量分析的两个主要研究内容。 首先讨论了Tikhonov正则化特征光谱选取算法在多组分烷烃气体分析应用中的参数确定方法, 然后针对甲烷、 乙烷、 丙烷、 异丁烷、 正丁烷、 异戊烷和正戊烷七种烃烷的小浓度分析, 从中红外吸收光谱中提取了七组特征光谱, 并用这些特征光谱作为输出, 用神经网络建立了七种烃烷气体的分析模型。 为克服神经网络的过训练问题, 提出根据误差处理的方式从多个训练好的网络中选择最优网络的网络最优参数选择法。 最后给出了分析模型的标气检验结果表明, 在各种烃烷气体1%范围内, 提出的分析方法有效消除了各种烷烃之间的交叉敏感, 交叉干扰小于0.5%; 分辨率高, 达20×10-6。

水云母是花岗岩型铀矿床蚀变带中的一种典型蚀变矿物, 它也是铀矿找矿的一个重要标志。 水云母含量的大小能在一定程度上体现铀矿床水云母化的强弱。 传统建模方法对水云母含量的预测效果较差。 文章将回归支持向量机SMOreg应用到水云母物谱关联建模中, 并在验证其有效性的基础上提出一种基于实例克隆的ICSMOreg方法, 以构建水云母含量与光谱特征参数的关联模型。 该方法首先选择与待测样本亲和度较强的部分样本, 运用实例克隆的方法对其进行克隆学习, 再将得到的新样本数据输入SMOreg, 建立水云母的物谱关联模型。 最后将文章提出的算法与SMOreg算法、 人工神经网络、 模型树及常用的高光谱物谱关联模型中的一元线性回归、 多元线性回归的预测结果相比较, 表明提出的算法预测结果精度高于现有算法, 且通过克隆与待测样本亲和度强的样本降低了无用信息在预测过程中所造成的负面影响。

以太阳光为辐射源的近红外波段高分辨率吸收光谱广泛应用于大气参数遥测。 以CO2浓度反演为例, 研究了太阳光谱分辨率的影响。 利用美国AER公司编制的太阳光谱计算程序得到大气上界的理论计算太阳光谱作为辐射源, 结合自行编制的高分辨率大气透过率模拟软件HRATS对大气中CO2平均浓度进行模拟反演。 数值模拟计算结果表明, 太阳光谱的准确度对浓度反演非常重要, 特别是在超分辨光谱反演中异常重要, 虽然反演浓度的偏差与观测分辨率没有明显的线性变化规律, 但有趋势: 观测分辨率的降低对太阳光谱分辨率的要求也降低, 为了精确反演大气中CO2浓度, 因此需要充分利用大气层顶的高分辨太阳辐射光谱数据。

通过用近红外光谱和PLS建立测定二元、 三元调合食用油中花生油含量模型以及二甲亚砜水溶液浓度模型, 使用交互验证统计参数, 包括决定系数RC, 标准偏差SEC, 预测值和实际值线性拟合方程的斜率a和截距b, 和外部验证统计参数, 包括决定系数RV, 标准偏差SEP, 预测值和实际值线性拟合方程的斜率a和截距b, 评价建模效果, 比较了分别使用原始光谱和正交信号校正(OSC)处理光谱的PLS建模结果。 研究结果表明: OSC校正可明显改善近红外光谱与被测物质浓度的线性相关性。 虽然OSC预处理可以改善PLS模型的交互验证结果, 但是外部验证结果变差, 即正交信号校正用于PLS建模将导致过拟合现象。 通过分析算法原理, 认为OSC与PLS1对光谱中与性质无关的信息作了重复剔除, 误删除了部分有效信息, 导致过拟合效应。

为了实现中药饮片的活性成分空间分布检测, 有效地对药用部位进行质量评价, 以中药黄连饮片为研究对象, 运用光谱成像分析技术进行检测。 首先获取检品的荧光光谱立方体, 根据中药鉴定学知识, 人工提取3个不同组织结构处的光谱曲线; 进而运用主成分分析法重构光谱图像, 将3个不同组织结构的特征差异集中于前几个主成分图中; 最后采用阈值法对第一主成分图像进行分割, 获得了不同组织结构的空间分布情况及各组织结构有效成分的相对含量。 实验结果显示光谱成像技术可以提供中药饮片有效成分的空间分布状态, 为入药部位的选择提供依据, 且检测过程无损、 快速。

探索在内标物谱线选择受限情况下利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术进行定量分析的可行方案, 并应用到复杂钢铁合金中痕量金属元素钼(Mo)的检测分析中。 实验中烧蚀激光波长为532 nm, LIBS信号的采集通过光栅单色仪、 CCD、 Boxcar和PMT来完成。 对Mo的550.649, 553.305和557.045 nm三条原子谱线峰高值随Mo元素含量的改变进行分析, 利用双盲法检测分析一待测样品中所含Mo元素质量分数。 待测样品中Mo元素质量分数标定值为2.111%, 其中利用 Mo Ⅰ 550.649 nm谱线进行分析得待测样品中Mo元素质量分数为2.229%, 与标定值相对误差5.57%为最小; 利用 Mo Ⅰ 553.305 nm谱线分析结果次之; 由于 Mo Ⅰ 557.045 nm谱线发射强度较低且受到合金中Fe Ⅰ 556.9618 nm和Fe Ⅰ 557.2841 nm等元素谱线干扰, 所得Mo元素质量分数为2.346%, 与标定值相对误差11.15%为最大。 利用三条谱线的峰高值之和进行分析得Mo元素质量分数为2.271%, 与标定值相对误差为7.58%, 结果优于三条谱线分别定标结果的平均值。 可见, 采用上述三条Mo原子谱线峰高值之和进行定量分析或对三条谱线定标分析的结果取平均值, 可在一定程度上解决用单一谱线定标时由于选择受干扰谱线而引起的分析误差较大的问题。 本文还讨论了实验中保持样品有效烧蚀效率稳定性的方法。 结果表明, 在内标选择受限情况下, 保证实验条件一致性, 选择合理的分析谱线以及方案也可以得到较高定量分析精度。

以丙烯酸为功能单体、 苯乙烯为骨架单体、 Pb2+为模板离子、 采用无皂乳液聚合法合成铅离子印迹共聚物(Pb(Ⅱ)-ⅡPs)并采用紫外光谱、 傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对Pb(Ⅱ)-IIPs和非印迹聚合物(NIPs)的表面形貌和结构进行表征。 以火焰原子吸收光谱法(FAAS)为检测手段, 研究了Pb-IIPs对Pb2+的吸附和选择识别能力。 结果表明, 与NIPs相比, Pb(Ⅱ)-IIPs对Pb(Ⅱ)具有较好的特异吸附性能和选择性识别能力。 在Cd(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Mn(Ⅱ) 和Zn(Ⅱ) 存在下, 其相对选择性系数分别达到6.25, 6.18, 6.25, 6.38。 在室温下, pH 6, 吸附时间为2.5h时, 吸附基本达到平衡, 吸附率可达到96%。 以3 mol·L-1的盐酸溶液作为解吸剂对含铅Pb(Ⅱ)-IIPs进行洗脱, 吸率可达到98%以上。 在最佳吸附条件下, 其对Pb(Ⅱ)的吸附容量可达到40.2 mg·g-1。

建立了一种以相对误差的标准偏差统计不确定度的评估方法。 运用镶边压片技术制备样片, 用Spectro X-Lab 2000型偏振能量色散X射线荧光光谱(P-EDXRF)仪器分析硅酸盐基体的76个国家一级标准物质和89个地质行业多目标考核样品, 研究表明165个样品Rb, Sr, Y和Zr元素测量结果的相对误差符合正态分布(置信度为95%)。 以此为依据, 分段统计相对误差的标准偏差作为对应浓度段被测量结果的总相对不确定度, 扩展因子为2。 分段统计精密度引起的相对不确定度, 剥离出准确度引起的相对不确定度。 不同元素准确度引起的相对不确定度在总不确定度中所占比例不同。 通过“实验室测量审核结果公式”和“标准值及其扩展不确定度与测试修正值及其扩展不确定度的比较”两种方式, 验证了总相对不确定度统计方式具有合理性。

在普通X射线源上进行X射线衍射断层扫描成像检测晶体材料内部缺陷的研究极少, 短波长X射线衍射仪(short wavelength X-ray diffractometer, SWXRD)相比同步辐射装置, 体积小巧、 实用和维护费用低。 在SWXRD上进行X射线衍射断层扫描时, 缺陷边界的确定直接影响成像的质量和缺陷的辨别。 采用衍射强度阈值法对测试数据进行处理, 使得缺陷边界清晰可辨。 运用Gauss函数拟合测试数据探索各种因素对阈值大小的影响, 解决阈值设定的难题。 通过研究置于铝粉中的不同直径像质计对阈值大小的影响, 发现阈值为基体强度的91%较合适。 然后测试铝板上的细缝进一步验证了阈值法对缺陷边界的改善和阈值选择的准确性。

利用X射线衍射仪, 对γ射线辐照处理前后的竹材进行X射线光谱分析, 得出竹材结晶度和微纤丝角在辐照过程中的变化规律。 随着辐照剂量的增加, 竹材纤维素结晶度呈现先升高后降低的趋势, 微纤丝角变化不明显, 表明微纤丝角不是影响辐照过程中竹材物理、 力学性能变化的主要因子。

采用高温熔融法制备了Tb3+掺杂硅酸盐闪烁玻璃, 并测量了该闪烁玻璃对5～80 keV 硬X射线的能量响应。 结果表明: 硅酸盐闪烁玻璃的光电流对不同光子能量X射线的响应是非线性的, 尤其在8和50 keV附近, 其非线性变化较明显, 这种现象与闪烁玻璃吸收X射线后产生大量光电子及其对电子的能量响应有关系。 在73.38 keV处, 硅酸盐闪烁玻璃的光输出是ST401的3.41倍。

分析了基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪(FTIR—Fourier transform infrared spectrometer)中扩展光源对光谱复原的影响, 计算了干涉强度与光源立体角之间的关系。 分析表明, 扩展光源存在的立体角导致系统的相干长度变短, 光谱分辨率降低。 当扩展光源的立体角小于0.001时, 系统的分辨率接近理论设计值。 减小光源尺寸会降低系统的光通量。 因此, 需要在设计中结合系统信噪比的要求, 选取合适尺寸的扩展光源。