利用紫外-可见分光光度计, 检测了乙醇/水溶液中, 不同温度下叶黄素吸收谱, 并探测了光谱随时间的变化。 结果表明, 在1∶1乙醇/水溶液中, 高浓度和低浓度样品中, 叶黄素H-聚集体随温度升高呈线性降低规律。 1∶2溶液中, 叶黄素聚集结构不随温度变化而变化, 结构稳定。 对其吸收光谱的动力学检测发现, 1∶1溶液中, 随着时间的推移, H-聚集体呈指数增加。 分析认为, 溶液中水分子的氢键是形成叶黄素聚集结构的决定因素, 水分子和氢键数目的增加促使叶黄素形成稳定的H-聚集结构。
叶黄素 聚集体 单体 吸收光谱 Lutein Aggregate Monomer Absorption spectra 光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3796
分子聚集体表现出单分子所不具备的特有功能, 利用吸收光谱对聚集体分子结构特性的研究是理解其电子和能量转移功能的基础。 实验中利用紫外-可见分光光度计, 检测了叶黄素在乙醇溶液中的单体吸收谱和在1∶1乙醇水溶液中的聚集体吸收谱。 并通过对叶黄素单体吸收谱的高斯分解, 获得了激发态的振动能级结构参数。 理论上采用时间相关函数描述的吸收谱线和Frenkel激子模型, 通过模拟单分子吸收光谱, 获得了叶黄素分子的激发能、 特征模振动频率、 Huang-Phys因子等参数。 再利用这些参数进行了聚集体分子光谱的模拟, 分析了叶黄素聚集体的分子结构影响光谱变化的原因。 结果表明, (1) 分子间的相互作用是决定吸收光谱峰位移动的主要原因, 实验中叶黄素H-聚集体的吸收光谱较单体蓝移了77 nm, 模拟显示相互作用在2 000 cm-1附近; (2) 聚集体分子个数越多, 聚集协作效应越大, 吸收光谱半高宽变小, 同时吸收峰进一步蓝移; (3) 环境的无序度对吸收光谱的半高宽也存在较大的影响, 无序度越大, 吸收光谱半高宽越大。 实验结果为进一步研究聚集体在生物系统和材料系统中的功能提供了理论依据。
H-聚集体 Frenkel激子 吸收光谱 协作效应 H-aggregate Frenkel exciton Absorption spectra Cooperation effect 光谱学与光谱分析
2016, 36(10): 3287
1 南京理工大学理学院， 江苏 南京210094
2 南京农业大学理学院， 江苏 南京210095
利用类囊体溶液的激发光谱和偏振荧光光谱， 研究了温度对光系统Ⅱ(photosystemⅡ, PSⅡ)中色素分子取向的影响。 激发光谱表明在15～45 ℃范围内， 随着温度的升高， 叶绿素a对应的吸收峰发生红移， 激发谱强度在35 ℃达到最大， 65和75 ℃时大大减弱。 类囊体溶液的偏振荧光光谱中， 荧光峰位在15～45 ℃范围内始终保持不变， 计算得到的荧光偏振度随着温度的升高而增加。 分析表明温度通过影响光系统Ⅱ内色素之间以及色素蛋白之间的相互作用， 改变色素排列方向， 调节光合作用效率。 结果可为研究光合过程能量吸收与传递、 光合保护以及太阳能电池材料等方面提供参考。
捕光色素 红移 耦合 偏振度 Light harvesting pigment Redshift Coupling Polarization degree
1 南京航空航天大学理学院, 江苏 南京210016
2 南京农业大学理学院, 江苏 南京210095
测得由伊利、 蒙牛公司生产的纯牛奶、 高钙奶、 高钙低脂奶的偏振三维荧光光谱, 发现在激发偏振片和发射偏振片取向平行时, 偏振荧光强度高于取向垂直时的值。 通过一个简单的模型估算了各种牛奶样品等效荧光团的激发偶极子和发射偶极子之间的夹角, 均小于40°, 且高钙低脂奶对应荧光团激发偶极子和发射偶极子之间的夹角略小于纯牛奶和高钙奶。 实验还发现, 在激发偏振片和发射偏振片取向平行时, 高钙低脂奶的偏振荧光强度明显高于纯牛奶和高钙奶, 与理论计算相符。
光生物学 偏振荧光光谱 牛奶水溶液 偶极子 夹角 Bio-optics Polarized fluorescence spectrum Milk solution Dipole Angle 光谱学与光谱分析
2012, 32(12): 3281
1 南京理工大学 理学院， 南京 210094
2 南京农业大学 理学院， 南京 210095
3 徐州师范大学 物理与电子工程学院，江苏 徐州 221116
通过分析不同波长光激发下菠菜(Spinach)和苏州青(Suzhou Green)类囊体溶液的发射光谱和荧光光谱，以及同一波长下磁场处理前后类囊体溶液的光谱变化，探讨了低强度稳恒磁场对类囊体溶液的作用机理.结果表明，类囊体溶液中形成了大量的氢键，磁场处理前菠菜和苏州青的氢键喇曼散射峰为531 nm和533.2 nm，两者光系统II(PSII)荧光分别在689.8 nm和686 nm；磁场处理后两者的喇曼散射峰变为532.8 nm和532.4 nm，PSII荧光变为686.8 nm和685.4 nm.磁场改变了两样品中氢键键能，使其趋于相等.
类囊体 磁场 荧光 氢键 Thylakoid Magnetic field Fluorescence Hydrogen bond
1 南京航空航天大学 理学院，南京 211106
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光学技术国家重点实验室,西安 710119
3 南京农业大学 理学院，南京 210095
采集伊利、蒙牛公司生产的纯牛奶、高钙奶、高钙低脂奶，向5 mL去离子水中分别加入0.17 mL、0.20 mL、0.23 mL、0.26 mL、0.29 mL、0.32 mL、0.35 mL这6种牛奶样品，得到42份牛奶水溶液.采用日立F-4600荧光光谱仪测定样品在波长为315 nm、320 nm、325 nm、330 nm、335 nm、340 nm、345 nm激发光诱导下的荧光发射光谱，对所得荧光光谱进行Savitzky-Golay平滑、FFT低通滤波后，利用高斯分解法对荧光谱线进行分解，将每个荧光光谱分解为5个基元高斯峰.讨论了各种牛奶发射光谱的规律和变化趋势,结果表明:所有牛奶水溶液的各个基元高斯峰，在相同激发波长下，其峰值位基本不变，当激发波长变化时，所有基元高斯峰会随激发波长的增加而红移；高钙低脂奶在波长较长的激发光照射下，各个基元高斯峰强度均大于纯牛奶和高钙奶；牛奶的浓度对总荧光光谱的影响较小.
光生物学 荧光光谱 牛奶水溶液 高斯多峰拟合 Bio-optics Fluorescence spectrum Milk solution Gauss multi-peak fitting
1 南京航空航天大学理学院, 江苏 南京 211106
2 南京农业大学理学院, 江苏 南京 210095
研究了纯牛奶、高钙奶、高钙低脂奶和过期约10天的纯牛奶水溶液的三维荧光光谱特征。实验结果表明，牛奶水溶液的荧光峰随着激发波长的增长而红移；当激发波长大于340 nm时，荧光光谱上出现次级荧光峰，且该峰也随激发波长的增加而红移。通过对比研究发现，牛奶的浓度对牛奶水溶液荧光光谱的影响不大，而牛奶品种对其荧光光谱影响较大，尤其是高钙低脂奶。过期的牛奶水溶液在较长或者较短波长激发光激励下，荧光峰强度高于未过期的同类牛奶。初步分析了在一定激发波长下高钙低脂奶、过期牛奶的荧光强度比其他样品荧光强度强的原因。研究结果可为利用荧光光谱技术检测牛奶品质提供参考。
生物技术 三维荧光光谱 发射光谱 牛奶水溶液 激光与光电子学进展
2012, 49(3): 031702
