核酸分子碱基的光谱特征分析对生物遗传学研究具有重要意义。 探讨太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术和拉曼光谱（Raman spectroscopy）技术用于DNA和RNA碱基和稀有碱基的光谱检测的可行性。 分析了7种固体核酸碱基的太赫兹振动光谱和拉曼光谱, 对THz-TDS技术和拉曼光谱技术进行了对比研究。 实验结果表明, 在THz-TDS实验中, 胞嘧啶（cytosine, C)、 鸟嘌呤（guanine, G）、 腺嘌呤（adenine, A）、 胸腺嘧啶（thymine, T, DNA专有）和尿嘧啶（uracil, U, RNA专有）和稀有碱基［5-甲基胞嘧啶, 5-methylcytosine (m5C)、 1-甲基腺嘌呤, 1-methyladenine (m1A)］在0.2～2.0 THz频段内特征吸收峰和吸收强度差异显著, 可以直观地识别出7种碱基的差异; 拉曼光谱中, 7种碱基也表现出很多明显的不同特征峰, 而正是由于拉曼光谱的特征峰杂而多, 故不能直观的识别多种物质。 且其吸收强度的差异与粉末的厚度, 粒度和光聚焦的深度有关, 样品的荧光还会给拉曼光谱带来干扰, 同时激光还可能会损伤生物样品。 这说明此两种技术均能够识别7种常见和稀有碱基, THz-TDS技术在识别这7种碱基的能力上优于拉曼光谱技术, 表现出较为简洁, 快速和无损的检测性能。 THz-TDS技术不仅为DNA和RNA碱基和稀有碱基的识别提供了一种快速和准确的检测方法, 也为生物遗传学研究奠定实验基础。

PM2.5作为一种重要的空气污染物, 研究不同地区PM2.5对人体细胞的损伤异同具有重要意义。 本实验以人肺癌细胞为研究对象, 分别经过3个不同地区PM2.5日均量暴露2 h, 采用拉曼光谱仪和原子力显微镜对活性单细胞的光谱、 形貌和生物力学指标进行检测, 通过酶联免疫反应检测细胞产生的发炎因子浓度。 统计分析表明: PM2.5暴露后细胞拉曼峰1 002.97, 1 127.29, 1 172.83和1 338.1 cm-1强度变大; 细胞伪足收缩或残缺, 细胞核区变高; 苏州地区PM2.5暴露后细胞黏滞功变小, 弹性能变大; 细胞产生发炎响应。 发现经不同地区PM2.5暴露后, 单细胞光学和力学信息发生了各异的改变, 因此单细胞水平上研究不同地区PM2.5的毒理效应, 为空气污染治理、 肺部疾病防控提供数据支撑。

研究太赫兹时域光谱(Terahertz Time-domain Spectroscopy, THz-TDS)技术和红外光谱技术用于硫酸软骨素掺假鉴定的可行性. 将六偏磷酸钠混入鲨鱼硫酸软骨素中的样品作为掺假研究对象, 利用上述两种技术对样品进行对比研究. 研究发现, THz光谱和红外光谱谱图中六偏磷酸钠标样、鲨鱼硫酸软骨素标样与掺假(混合)样品谱线均表现出较明显的差异, 可用于鉴别鲨鱼硫酸软骨素的六偏磷酸钠掺假. 实验结果表明, 此两种技术能够鉴别的六偏磷酸钠: 鲨鱼硫酸软骨素最低质量比分别为1: 15和1: 1, THz-TDS表现出较为灵敏的检测性能; 综合考虑, THz-TDS技术可以比较好的用于鲨鱼硫酸软骨素的六偏磷酸钠掺假检测. 本工作为发展一种基于THz-TDS技术的准确、快速和无损鉴别鲨鱼硫酸软骨素掺假的新型光谱技术奠定了前期实验基础.

基于扫描探针显微镜的近场超空间分辨指纹光谱技术在分子识别及组分鉴别方面具有极大的应用前景.扫描探针显微技术与不同的光谱联合使用,发展出了不同的具有纳米级分辨的指纹光谱技术,其中包括针尖增强拉曼散射光谱技术、纳米级分辨率的傅里叶变换红外光谱技术及散射式的扫描近场太赫兹光谱技术.这三种散射式的扫描近场光学显微技术在实现方式上有所不同,在近场指纹识别方面可以相互补充.该综述主要对三种近场超空间分辨指纹光谱技术的特点进行了深入地分析和比较,并且对这三种技术的研究现状及应用进行了总结.

为简化猕猴桃硬度的预测模型， 利用标准正态变量变换对猕猴桃1　000～2　500　nm近红外光谱进行预处理， 在优选建模波段和采用净分析物预处理（NAP）降低建模主因子数两个方面简化猕猴桃硬度偏最小二乘（PLS）模型。 结果表明， 优选5　189～5　370　cm-1， 4　549～4　620　cm-1， 6　049～6　230　cm-1， 6　999～7　730　cm-1， 6　249～6　614　cm-1等5个波段进行建模， NAP/PLS模型性能最佳， 主因子数为5， 校正集相关系数R2和均方根误差RMSECV分别为0.819　41和0.701　77， 预测集相关系数R2和均方根误差RMSEP为0.780　67和0.882　71。 与简化前的PLS模型相比， 模型不仅更加简洁， 而且预测能力和精度均有所提高。