基于四阶导数的浮游植物叶绿素荧光激发光谱特征研究

测量了分属硅藻和甲藻两个门类的六种我国东海常见赤潮藻的叶绿素荧光激发光谱,以Matlab为操作平台,采用自编的光谱求导程序,对荧光激发光谱进行四阶导数处理。结果表明,四阶导数法能有效去除光谱中的细小杂峰,并将重叠的色素荧光峰分离,实现主要色素的定性定量分析。四阶导数光谱在350～550nm波长范围内出现的6个极大值主要代表了活体藻液中的非色素荧光物质、叶绿素和类胡萝卜素的荧光峰。通过原始叶绿素荧光激发光谱和四阶导数光谱的对比分析,表明四阶导数光谱法能够凸显硅藻和甲藻之间的光谱差异,增强光谱识别硅藻和甲藻的能力,同时也提高了光谱的稳定性和重现性。

基于四阶导数毛竹冠层叶片反射光谱特性分析

毛竹Phyllostachys pubescens是高效的固碳植物,但在不同光环境下成长的叶片之间有何差异?毛竹怎样最大程度地利用光能?这些问题尚未明确。对1,2,3度毛竹叶片分别从不同朝向,不同冠层高度叶片和不同年龄等3个维度测量了毛竹叶片叶绿素含量及叶片反射光谱,并以Origin为平台对反射光谱数据进行四阶导数处理。结果表明:弱光环境下会造成毛竹叶绿素变化,叶绿素a/b值下降,叶黄素水平降低,类胡萝卜素升高,辅助色素种类增加。随着竹龄增加色素组成改变,光合效能降低。四阶导数能有效地分离重叠峰,提高光谱信息的可读性。结合原始光谱和四阶导数光谱的对比分析,可以有效对毛竹叶片色素含量进行定性定量分析。

利用镧系-β-二酮-吡啶衍生物三元体系中四阶导数吸收光谱直接测定混合稀土中镨钕钐铕钬铒

利用通常的显色反应,对混合稀土中单一组分进行测定是十分困难的。溶液中镧系配合物 f-f 跃迁光谱的研究,为考查单一稀土离子的性质提供了可靠的信息,属于超灵敏跃迁的吸收峰对于每个稀土离子来说互不重叠,且可以用此峰去表征单一稀土离子。若对此吸收峰求导数,则可用于混合稀土中单一稀土元素的测定,因为这是 f 电子所具有的特征峰,故干扰甚少。

四阶导数光谱法测定Duribenza胶囊中盐酸苯丙醇胺的含量

本文研究了四阶导数光谱法测定Ｄｕｒｉｂｅｎｚａ胶囊中盐酸苯丙醇胺含量的方法．用本法测定的回收率为１０１．Ｏ％．相对标准差为１．３３％．

四阶导数光谱法测定复方呋喃西林滴鼻液中盐酸麻黄碱的含量

采用四阶导数光谱法,测定复方呋喃西林滴鼻液中盐酸麻黄碱的含量,排除了其他组分的干扰,线性范围为0.0517～0.2585mg/ml,平均回收率为99.4％,RSD为0.49％(n=7)。方法简便,快速,准确。

四阶导数紫外分光光度法测定通宣理肺胶囊中的麻黄碱

用四阶导数紫外分光光度法测定了通宣理肺胶囊中麻黄碱的含量。该法不需分离麻黄碱，无其他成分干扰，测定结果准确，快速，重现性好。

防己结构中红外光谱研究

采用MIR光谱(包括一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱及去卷积MIR光谱)开展了防己结构的研究。试验发现,防己结构的红外吸收模式主要包括ν_(asCH_(3-防己))、ν_(asCH_(2-防己))、ν_(sCH_(3-防己))、ν_(sCH_(2-防己))、ν_(C=O_(-防己))、ν_(C=C_(-防己))、δ_(CH_(2-防己))、δ_(asCH_(3-防己))、δ_(sCH_(3-防己))和ν_(C-O_(-防己))。研究发现,防己结构的去卷积MIR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱和四阶导数MIR光谱。本项研究拓展了MIR光谱技术在重要的传统中药(防己)结构的研究范围。

胆固醇分子结构中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱(包括:一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱及去卷积MIR光谱)开展了胆固醇分子结构的研究。试验表明:胆固醇分子的红外吸收模式主要包括:ν■、ν■、ν■、ν■、ν■、νC=C-胆固醇、δ■、δ■、δ■、νC-O-胆固醇和ρ■。研究表明,胆固醇分子的去卷积MIR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱和四阶导数MIR光谱。拓展了MIR光谱技术在重要的生理活性物质(胆固醇)分子结构的研究范围。

聚氯乙烯C-Cl伸缩振动模式的ATR二维红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)技术,分别研究了聚氯乙烯C-Cl伸缩振动模式(νC-Cl)的红外一维光谱、红外二阶导数光谱、红外四阶导数光谱、红外去卷积光谱和二维相关红外光谱。研究发现:在700~600cm^(-1)的频率范围内,聚氯乙烯νC-Cl分别在604、615、637和695cm^(-1)频率处有红外吸收峰。玻璃化转变温度前,随着测定温度的升高,聚氯乙烯νC-Cl红外吸收强度的变化快慢顺序为:604cm^(-1)>695cm^(-1)>615cm^(-1)>637cm^(-1)。玻璃化转变温度后,而随着测定温度的升高,聚氯乙烯νC-Cl红外吸收强度的变化快慢顺序为:695cm^(-1)>604cm^(-1)>615cm^(-1)>637cm^(-1)。

基于中红外光谱分析技术的凯夫拉纤维分子特性与热稳定性研究

采用中红外(MIR)光谱开展了凯夫拉纤维的分子结构研究。实验发现:凯夫拉纤维分子的红外吸收模式主要包括:ν_(NH-凯夫拉纤维)、ν_(amide-Ⅰ-凯夫拉纤维)、ν_(amide-Ⅱ-凯夫拉纤维)、ν_(C=C-凯夫拉纤维)、β_(C-H-凯夫拉纤维)和γ_(C-H-凯夫拉纤维)。进一步开展了凯夫拉纤维分子的四阶导数变温中红外(TD-MIR)光谱研究。实验发现:随着测定温度的升高(303 K~573 K),凯夫拉纤维分子主要官能团(νamide-Ⅱ-凯夫拉纤维-四阶导数)对应的红外吸收频率有一定的改变,凯夫拉纤维分子热稳定性进一步降低。本项研究拓展了MIR光谱和四阶导数TD-MIR光谱在重要的高分子材料(凯夫拉纤维)结构及热稳定性研究的范围。

氟橡胶的红外光谱研究

采用红外(IR)光谱,包括一维红外光谱、二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱和去卷积红外光谱对氟橡胶(FKM)的分子结构进行了研究。试验发现:氟橡胶的红外吸收模式主要包括CH2不对称伸缩振动模式(νasCH2-FKM)、CH2对称伸缩振动模式(νsCH2-FKM)、CH2弯曲伸缩振动模式(δCH2-FKM)、CF2不对称伸缩振动模式(νasCF2-FKM)、CF2对称伸缩振动模式(νsCF2-FKM)和CFCl伸缩振动模式(νCFCl-FKM)等。研究发现:氟橡胶的去卷积IR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维IR光谱、二阶导数IR光谱和四阶导数IR光谱。此研究拓展了IR光谱在氟橡胶结构及应用研究的范围。

人血清白蛋白与十二烷基硫酸钠作用的光谱学研究

利用四阶导数紫外光谱法和荧光光谱法研究了人血清白蛋白(HSA)与十二烷基硫酸钠(SDS)相互作用过程中芳香族氨基酸残基微环境极性的变化.通过研究发现,随着SDS浓度的逐渐增大,色氨酸(Trp)残基所处微环境的极性在逐渐减弱后保持基本不变,酪氨酸残基所处微环境的极性在明显增强后保持基本不变,苯丙氨酸残基所处微环境的极性略有增强.结果表明,初始阶段SDS主要结合在HSA的Trp-214附近并逐渐形成聚集体,从而诱导HSA由结构域ⅡA开始逐渐展开,直到SDS在HSA上的结合基本达到饱和,HSA的构象趋于稳定.

胆囊结石结构红外光谱研究

分别采用四种中红外(MIR)光谱方法(包括一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱和去卷积MIR光谱)开展了胆囊结石的结构研究。实验发现,胆囊结石结构包括胆固醇、胆红素钙、硬脂酸钙、羟基碳酸磷灰石和碳酸钙(包括方解石和霰石)。胆囊结石的去卷积MIR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱和四阶导数MIR光谱。为研究胆囊结石的结构建立了一个新的方法学,具有重要的理论研究价值。

黄花地丁结构研究

建立了黄花地丁结构的研究方法。采用中红外(MIR)光谱(包括一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱及去卷积MIR光谱)开展了黄花地丁结构研究。结果表明,黄花地丁结构的红外吸收模式主要包括,ν_(C-H_(-黄花地丁))、ν_(asCH_(3-黄花地丁))、ν_(asCH_(2-黄花地丁))、ν_(sCH_(3-黄花地丁))、ν_(sCH_(2-黄花地丁))、ν_(C=O-黄花地丁)、ν_(amideⅠ-黄花地丁)、ν_(amideⅡ_(-黄花地丁))、δ_(CH_(2-黄花地丁))、δ_(asCH_(3-黄花地丁))、δ_(sCH_(3-黄花地丁))和ν_(C-O_(-黄花地丁))。黄花地丁结构的去卷积MIR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱和四阶导数MIR光谱。黄花地丁的化学成分主要包括芳基结构与油脂结构。

牛血清白蛋白与十二烷基硫酸钠作用的机理

利用电动势法得到了牛血清白蛋白(BSA)与十二烷基硫酸钠(SDS)相互作用的结合等温线.通过四阶导数紫外光谱法和荧光光谱法研究了相互作用过程中芳香族氨基酸残基微环境极性的变化.通过研究发现,随着SDS浓度的逐渐增大,SDS在BSA上的平均结合数(ν)逐渐增大,色氨酸(Trp)残基所处微环境的极性在减弱后保持基本不变,酪氨酸残基所处微环境的极性在明显增强后稍有减弱,苯丙氨酸残基所处微环境的极性略有增强.结果表明,当ν由0增大到14时,SDS主要结合在BSA的Trp-213附近并逐渐形成聚集体,从而诱导BSA由结构域IIA开始逐渐展开.此后,SDS呈正协同作用的特点与BSA结合,ν急剧增大.当ν约为302时,SDS在BSA上的结合基本达到饱和,BSA的构象趋于稳定.

高斯分解法研究浮游植物荧光激发光谱

研究了甲藻和硅藻两个门类的六种浮游植物在发射波长为675 nm处的活体叶绿素荧光激发光谱。对其作四阶导数分析的基础上,根据导数光谱中出现的极大值位置和数量,对甲藻门和硅藻门的激发光谱分别设定统一的初始中心波长。以初始波长为中心对激发光谱做高斯分解及多峰拟合,建立门类水平上统一的高斯基库。研究发现,在波长为350～550 nm内,甲藻和硅藻的高斯基库特征差异显著,而同门类的高斯基库特征相似,表明高斯分解法为甲藻和硅藻的分类识别提供有效的技术手段。利用高斯基库的参数拟合原光谱,拟合曲线与原光谱能较好地吻合,误差小。高斯分解法可再现活体激发光谱中重叠的色素荧光峰,也为光合色素的活体测定提供了新的方法。

基于分光吸收特性的辣椒叶片叶绿素含量测量方法研究

为了无损、简单、快速、准确估测辣椒叶片叶绿素含量和组成,提升作物的精细管理水平。本文基于辣椒叶片对光的吸收特性,利用光谱透过率通过计算得到叶片的吸光度,使用四阶导数法在640~690 nm波段找到与叶片中叶绿素a和叶绿素b的吸收波峰:649、668、681 nm。参照化学法检测植物叶绿素含量和组成的吸光度法,使用多元线性回归分别建立叶绿素a和叶绿素b含量的检测模型并对比。其中以649、668、681 nm处吸光度建立的模型检测叶绿素a含量的结果最好,测试结果的相对误差(RE)为8.86%,决定系数(R^(2))为0.879;以649、681 nm处吸光度建立的模型检测叶绿素b含量的结果最好,测试结果的相对误差(RE)为9.84%,决定系数(R^(2))为0.878。