利用飞秒宽带荧光光谱仪揭示光合细菌反应中心原初过程

本文为深入了解光合细菌反应中心内的高效能量转换机制,采用飞秒宽带荧光光谱技术,研究了室温下光合细菌反应中心中光诱导能量转移和电荷分离的动力学过程.得益于此技术的宽带光谱测量能力,直接确认了与细菌叶绿素B和P相关的两种不同的瞬态荧光组分,其Stokes位移分别确定为约197和450cm^(-1).通过对荧光发射动力学的拟合,揭示了从细菌脱镁叶绿素H到细菌叶绿素B(98 fs)和从细菌叶绿素B到细菌叶绿素P(170 fs)的超快能量转移过程.值得注意的是,预期亚200 fs的细菌叶绿素B荧光寿命被显著延长至约400 fs,表明B的电子激发态与P的电子振动态之间可能存在一-定的耦合,并对能量转移过程有潜在的促进作用.上述发现将有助于人们进一步理解电子振动耦合动力学对光合反应中心内光诱导原初过程的影响机制.

用1～18GHz啁啾脉冲傅里叶变换微波光谱仪检测化学反应（英文）

傅里叶变换微波光谱仪是测量分子转动跃迁的主要工具,是研究分子转动光谱学的重要仪器。以量子力学为基础的转动光谱学对物质分子的结构分析以及破解射电望远镜所捕获的深空分子信号至关重要,这使得微波光谱仪在相关领域能发挥不可或缺的作用。目前,世界各国都在致力于研制和改进微波光谱仪以提高仪器的分辨率、灵敏度、以及应用范围,我国也正在该类仪器研制上进行积极的探索,期望为该领域做出应有的贡献。介绍了一种工作频段在1~18 GHz的宽带啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪的设计和研制。该光谱仪用于线性频率扫描的宽带啁啾脉冲信号由采样速率为1.25 GS·s^-1的任意波形发生器产生。宽带啁啾脉冲信号经混频和放大后可覆盖特定的频率范围,随即通过喇叭天线传播到样品真空室与超音速膨胀的气相样品分子束相互作用。样品分子被激发后发出的分子自由感应衰减信号由接收电路导出并放大,然后直接在高速数字示波器上数字化。该微波光谱仪的诸多电子器件均由计算机控制,利用开发的LabVIEW程序可实现仪器的自动化控制。应用气体喷嘴技术能有效降低待测样品气体束在检测室的转动温度,使仪器获得更好的检测灵敏度。应用多脉冲自由感应衰减技术能大幅度提高信号采样频率从而进一步提高仪器灵敏度。利用实验室研制的啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪对盐酸和叔丁醇的化学反应进行了监测,并成功检测到了该反应的产物叔丁基氯。通过测量天然丰度下反应产物叔丁基氯及其单取代37Cl同位素异数体的分子转动光谱数据,并利用光谱分析软件拟合这些数据后得到了叔丁基氯精准的光谱参数(转动常数,离心畸变常数,核四极耦合常数等)和分子结构信息。将以上参数和结构信息与高斯计算结果对比后证实了本实验宽带光谱仪检测到的光谱数据具有高精准度。通过对比前人所测的光谱数据进一步展示了该实验宽带光谱仪在低频范围内杰出的测试性能。