拉曼光镊流式细胞仪的构建及其在地中海贫血分析中的应用

为自动检测和分析地中海贫血(地贫)红细胞内部的物质变化情况,建立拉曼光镊-微流控芯片自动化系统平台。应用此装置收集β地贫红细胞和正常红细胞的拉曼光谱,并对其进行多元统计分析,从拉曼特征峰(1004,1130,1450,1545,1604和1618cm-1)的数据统计分析可见,β地贫红细胞的血红蛋白分布比正常红细胞广,平均强度差在6%以内。采用主成分分析法,可较好地将正常红细胞和β地贫的红细胞区分开,从载荷图可以更明显的看到它们的变化情况。此装置实现了快速、准确、非损伤的全自动化检测,为生物学的研究和医学诊断提供新的研究手段。

单细胞光镊拉曼光技术检测脐血淋巴细胞EB病毒转染过程初步研究

目的试验将单细胞光镊拉曼光技术（LTRS）应用于了解活小细胞内部生化变化过程。方法对加入EB病毒上清液的脐血淋巴细胞进行培养,分别在培养后0 h、24 h、48 h、72 h进行单细胞光镊拉曼光检测,并应用数码相机拍照及记录拉曼光谱。结果 EB病毒感染0 h、24 h、48 h、72 h淋巴细胞胞内物质拉曼光谱在785~1 742 cm-1,对上述不同时间检测的4条拉曼光谱曲线比较研究表明：16种胞内物质随着培养时间的延长,72 h内不断增加,其中以1002 cm-1、1064 cm-1、1265 cm-1、1300 cm-1、1443 cm-1、1655 cm-1、1 742 cm-1归属为苯丙氨酸、脂类、蛋白质、酰胺I/脂类等物质增长较快,785 cm-1所代表的核酸增长的幅度不大。结论单细胞光镊拉曼光技术检测可以应用于研究活的脐血淋巴细胞EB病毒转染后的变化和观察小细胞生长变化过程中内部的生化过程。

基于单细胞拉曼光谱技术的葡萄球菌黄素生物合成分析

利用光镊拉曼光谱技术研究吲哚对金葡菌细胞中葡萄球菌黄素合成的抑制作用以及色素含量在分批培养过程中的动态变化。收集经不同浓度吲哚(终浓度为0,0.2,0.6,0.8,1.2和1.5 mmol/L)处理后的以及不同培养时间的金葡菌单细胞的拉曼光谱,以光谱1523 cm-1峰强度表征色素含量,并与紫外可见分光光度法得到的结果进行比较。结果表明,细菌拉曼光谱1523 cm^(-1)峰强度与分光光度法测得的色素含量有良好的线性关系,相关系数达0.9772;群体和单细胞水平的光谱数据均表明,吲哚可剂量依赖性地抑制葡萄球菌黄素的合成,色素含量降低幅度超过70%;在分批培养中细菌色素含量在对数生长中期(12 h)达到最大值,各个时间点的群体内部细胞间色素含量的异质性较小,RSD在39.2%~61.1%之间。本研究表明光镊拉曼光谱技术是一种在单细胞水平分析葡萄球菌黄素含量的可靠方法。

用光波导提高拉曼光的转换效率

用波长为1．064μm的Nd：YAG激光器作泵浦源泵浦氢拉曼池，在氢拉曼池中放置充有高压氢气的波导管，观测到波长9．18μm二阶斯托克斯光输出。泵浦能量为25mJ时其输出能量为19．1μJ考虑40％的锗片损耗，二阶斯托克斯光的转换效率为0．13％

用于原子干涉仪的拉曼光的制备

原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,广泛应用于精密测量领域。在原子干涉仪中,通过拉曼光对原子进行相干操作,拉曼光的质量直接影响着干涉仪的技术指标。基于注入锁定技术,采用普通半导体激光器、声光调制器,实现了功率、频率和位相稳定的拉曼光的制备,并对拉曼光的相位噪声技术指标进行了测试。

富勒稀纳米颗粒的拉曼光散射(英文)

We present results of Raman scattering spectra investigations in fluoroorganic nanoparticles: long zigzag molecules C_nF_ 2n+2 with different n value and ultradispersive fluoroorganic powder.

光镊拉曼光谱技术结合响应面法优化红酵母产类胡萝卜素的发酵条件

拉曼光谱具有快速、实时、无损分析的特点,在生物学领域应用广泛。作者利用光镊拉曼光谱技术(LTRS)测定红酵母细胞中类胡萝卜素。采用Plackett-Burman法对影响红酵母发酵的相关因素进行评价,发现葡萄糖、蛋白胨、pH和温度对类胡萝卜素的产量影响显著。利用BoxBehnken设计和响应面分析法对影响类胡萝卜素产量的关键因素进行优化,获得的最优发酵条件为:葡萄糖42.86 g/L,蛋白胨5 g/L,酵母提取物5 g/L,KH2PO41 g/L,MgSO4。7H2O 0.5 g/L,pH 7.0,温度28.3℃,优化后类胡萝卜素产量较优化前提高了45%。

光镊拉曼光谱在南极细菌低温降解石油烃中的应用

光镊拉曼光谱技术(LTRS)是将光学囚禁技术与显微拉曼光谱技术相结合,用同一束光来实现囚禁单个悬浮细胞并激发细胞分子的拉曼光谱。利用LTRS系统,可以实现对单个南极石油烃降解嗜冷菌细胞内的生化代谢过程的实时监测,了解其参与石油烃分解代谢的过程,获知单个细胞内部生化分子变化与环境变化的相互关系,更好的了解其降解机制。

拉曼光反射镜隔振平台设计及性能测试

为提高原子干涉重力仪拉曼光相位稳定性,降低拉曼光反射镜振动噪声对原子干涉仪测量精度的影响,设计并研制了一种适用于小型化原子干涉重力仪拉曼光反射镜隔振平台。通过COMSOL Multiphysics有限元分析和激光干涉仪测试验证了其隔振性能。根据原子干涉重力仪对噪声控制的要求,对隔振平台在60~200 Hz内的减振效果进行仿真,将仿真结果作为试验的指导,用扫描式激光干涉仪配合标准振动台,对装载到隔振平台上的拉曼光反射镜的振动进行了测试,结果符合仿真结论。

手性物质拉曼光活性(Raman Optical Activity)研究综述

通过对大量文献的调研，本文分四个部分对手性物质的旋光现象及振动光活性进行了较为全面的介绍，重点介绍了拉曼光活性ＲＯＡ（ＲａｍａｎＯｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｉｔｙ）产生机理、研究状况及对其研究的意义。

拉曼光活性(ROA)经典理论模型研究

拉曼光活性（ＲＯＡ）经典理论模型研究马树国吴国祯（清华大学物理系北京１０００８４）ＡＣｌａｓｉｃａｌＴｈｅｏｒｙｆｏｒｔｈｅＲａｍａｎＯｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｉｔｙＭａＳｈｕｇｕｏ，ＷｕＧｕｏｚｈｅｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，Ｔｓｉｎ...

飞秒受激拉曼光谱线形:基于泵浦及探测脉冲光的共振条件研究（英文）

在新兴的飞秒受激拉曼（FSRS）光谱中，共振增强效应逐渐地被广泛应用于针对性研究功能分子的结构及动力学．在以技术开发及应用为导向的科研人员的共同努力下，兼备时间及光谱高分辨率的FSRS技术己经被成功地应用于诸多的光敏体系以探究其在分子时间尺度上的工作原理．实际操作中，光谱分析常受带l_于微分线形以及共振条件的选择．本文用室温下化学染料罗丹明6G（R6G）的甲醇溶液为模型，系统性地研究了FSRS光谱线形基于窄带皮秒泵浦及宽带飞秒探测光波长的变化，并首次将拉曼泵浦光的波长从R6G的电子基态吸收峰的红侧连续调谐至蓝侧（648-479nm）．本文观测到了在斯托克斯及反斯托克斯的FSRS谱图中的特征线形组合，以及在同一谱图中从低频到高频振动峰的线形变化，主要源自受泵浦及探测光波长共振状况影响的多个三阶及五阶非线性过程在飞秒至皮秒时域上的竞争．尤其是在观测到的循环线形的产生机理中，拉曼探测光的波长经由热发光（hot luminescence，简写为HL）通道发挥了重要作用．与此同时，拉曼泵浦光与R6G的电子基态吸收峰的精准共振可以有效促进激发态振动模式，和基态相比，它们有增加的峰宽和红移的频率，并在谱图中与共振增强的基态振动模式并存．基于对上述实验的分析，本文讨论了受激拉曼泵浦及探测脉冲光波长的选择调谐策略，通过预共振以获取高信噪比的以吸收线形为主的电子基态和激发态的振动光谱信息，从而进一步将波长可调的FSRS发展成为化学、物理、村料及生物领域的强大且普适的结构动力学研究技术．

三脉冲冷原子陀螺仪中基于内态演化的拉曼光光强补偿算法

由于在复杂环境中拉曼光功率不稳定会导致原子脉冲的宽度发生改变,从而影响陀螺仪的测量精度。通过对冷原子干涉仪的干涉全过程进行建模,计算得出了陀螺仪在拉曼光改变情形下输出相位的解析表达式,即建立了拉曼光在非近共振条件下强度变化时陀螺仪的输出值与外界载体运动之间的关系。与此同时,基于该解析表达式提出了一种对拉曼光光强的补偿算法,能有效提升原子陀螺仪在复杂环境下的系统稳定性。通过光强调制实验验证了该算法的有效性,补偿后系统输出长期稳定性提升了33%。

拉曼光谱分析法的应用介绍

本文简单介绍了近年来拉曼光谱分析法在有机化合物结构鉴定、高分子蛋白分析、临床检验、晶体和材料研究等方面的应用及几种常用的拉曼光谱分析技术。为进一步扩大拉曼光谱技术的应用提供参考。

一种与光镊结合的显微拉曼光谱技术

论述了一种与光镊结合的显微拉曼光谱即"光镊-显微拉曼光谱"系统的构建方案。给出了利用该系统测得的活细胞(大白鼠血细胞,酵母细胞)的微区拉曼光谱,并将红外光镊束缚下的Ar+激光激发的血细胞的拉曼光谱,与用单一Ar+激光光镊束缚并同时激发的血细胞拉曼光谱,以及血细胞直接贴在基底上的拉曼光谱进行了分析对比。实验表明,前者比后两种实验方案的血细胞拉曼光谱信号有显著提高。分析了红外1064 nm光镊激光和可见514.5 nm Ar+激光对活细胞的损伤效应,发现高功率的红外激光对细胞的损伤作用远小于低功率的Ar+激光。并将该系统应用于碳纳米管材料分析,获得了单壁碳纳米管的拉曼光谱。

CH_4分子ν_1模拉曼诱导克尔效应谱与受激拉曼光声光谱峰形的比较

以气相甲烷分子ν1模Q支的拉曼光谱为例,采用拉曼诱导克尔效应谱(RIKES)进行峰形测量,并将其与同时测量的受激拉曼光声光谱(PARS)的峰形进行了比较.结果表明,在pump光和Stokes光均为线偏振的情况下,两者存在着差异;在拉曼共振峰的低频端,RIKES谱强度略高;而高频端则恰好相反.从信号产生机制出发,对此进行了合理解释.

利用光镊拉曼光谱研究环境因素对葡萄球菌黄素生物合成的影响

利用光镊拉曼光谱(LTRS)技术研究了不同环境因素对葡萄球菌黄素合成的影响。分别在温度范围为22~37℃、pH范围为4.5~8.5、葡萄糖质量浓度范围为0~10.0g/L以及黄酮质量浓度为0~175mg/L的条件下培养金黄色葡萄球菌,利用拉曼光谱1523cm-1特征峰强度表征细菌细胞内葡萄球菌黄素的相对含量。结果表明:在22~37℃范围内,温度对葡萄球菌黄素合成的影响不大;中性pH最有利于葡萄球菌黄素的合成;葡萄糖在一定质量浓度范围内(0.2~5.0g/L)可剂量依赖性地促进葡萄球菌黄素的合成,黄酮也会剂量依赖性地抑制葡萄球菌黄素的合成。LTRS技术可作为快速可靠的葡萄球菌黄素定量检测方法以及葡萄球菌黄素合成抑制剂的有效筛选和评价手段。

固体中光声拉曼效应的理论分析

从非线性波动方程出发,运用准平衡模型以及热弹理论,对固体样品中光声拉曼效应进行理论分析,导出了脉冲激光泵浦下光声拉曼信号的解析表达式,并总结分析了固体中光声拉曼效应的一些原理特性、实验问题和应用价值。

光镊和拉曼光镊在生物医学研究中的应用

光镊是由美国科学家Arthur Ashkin于1986年发明的,是一种利用高度汇聚的激光束产生的三维梯度势阱来俘获、操纵微小粒子的技术。因其可俘获、操纵单个细胞,并在细胞和亚细胞层次上为生物医学研究提供方便,近年来,已越来越多地被应用于生物医学研究中。本文在介绍光镊的原理和特点的基础上,阐述了光镊(尤其是拉曼光镊)技术在生物医学领域中的研究进展、现状和展望。