1 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
3 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
使用英国爱丁堡FLS920P荧光光谱仪, 对甲醇、 乙醇的紫外吸收光谱和荧光光谱进行实验检测, 得到二者的光谱特征参数。 分别采用密度泛函理论(DFT)和单激发组态相互作用(CIS)对二者分子的基态和激发态结构进行优化, 并比较两种分子在不同能态下的差异。 应用含时密度泛函理论(TD-DFT)的不同泛函结合极化连续介质模型(PCM)在6-31++G(d, p)水平上分别计算了二者的紫外吸收光谱和荧光光谱, 与实验结果吻合。 分析了甲醇、 乙醇荧光产生机理, 同时分析了不同泛函对于计算光谱的影响。 结果表明: 甲醇、 乙醇在紫外波段有微弱吸收, 在紫外激发下能产生拉曼峰和微弱的荧光峰。 甲醇、 乙醇的吸收光谱是由里德堡激发产生, 产生荧光的轨道跃迁为σ→π。 泛函OLYP能够较好地重现实验吸收能, 而泛函MPWK能够较好地重现实验发射能, 并且发现不同的纯泛函计算跃迁能也具有差异性。 结果可为醇类分子的分子特性研究提供参考。
荧光光谱 密度泛函 紫外吸收光谱 甲醇 乙醇 Fluorescence spectra Density functional theory Absorption spectra Methanol Ethanol 光谱学与光谱分析
2018, 38(4): 1133
1 江南大学理学院, 江苏 无锡 214000
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214000
使用FLS920P型荧光光谱仪测量了20个合成色素胭脂红溶液样本的荧光发射谱, 实验表明: 胭脂红的最佳激发波长为300 nm, 在此波长激发光下, 荧光峰值波长为440 nm。 同时测量相同条件下超纯水的光谱数据作为参考光谱, 进行与胭脂红溶液光谱数据的相关计算, 构建以浓度为外扰的荧光相关光谱。 采用sym8小波函数4尺度降噪, 将降噪后的同步相关光谱数据、 自相关光谱数据应用偏最小二乘回归(PLSR)算法进行预测, 建立溶液中胭脂红含量的定量模型, 结果表明: 采用同步相关光谱建模的预测相关系数为99.863%, 预测均方根误差为0.414 μg·mL-1; 而采用自相关光谱建模的预测相关系数为99.940%, 预测均方根误差为0.303 μg·mL-1。 对比可知, 自相关光谱数据有效地避免了信息冗余, 预测结果更为可靠。 该方法无需样本处理, 操作简单, 为食品安全检测提供了一种新的思路。
荧光光谱 二维相关光谱 小波降噪 偏最小二乘回归(PLSR) Fluorescence spectroscopy Two-dimensional correlation spectroscopy Wavelet denoising Partial least squares regression 光谱学与光谱分析
2017, 37(12): 3776
1 江南大学 理学院, 无锡 214000
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 无锡 214000
3 江南大学 物联网工程学院, 无锡 214000
为了测定混合色素溶液中胭脂红的浓度, 采用归一化的方法对荧光光谱进行数据预处理, 将处理后的光谱数据结合径向基神经网络, 建立了对胭脂红含量的预测模型。结果表明, 3维同步荧光光谱、普通3维荧光光谱预测结果的平均相对误差分别为2.86%, 11.12%; 对于混合色素溶液中单个色素浓度的测定, 3维同步荧光光谱结合径向基神经网络效果较好。该研究为预测混合色素溶液中各色素浓度提供了帮助。
光谱学 3维同步荧光光谱 径向基神经网络 胭脂红 spectroscopy 3-D synchronous fluorescence spectrometry radial basis function neural network carmine
1 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
3 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
4 四川大学原子核科学技术研究所, 辐射物理及技术教育部重点实验室, 四川 成都 610064
应用英国Edinburgh FLS920P型稳态和时间分辨荧光光谱仪, 对日落黄与诱惑红溶液进行荧光光谱的实验测量, 得到日落黄荧光峰在420 nm, 诱惑红荧光峰在432 nm。 进一步, 应用Gaussian 09W软件构建日落黄分子与诱惑红分子的基态和激发态的几何构型, 基于密度泛函理论和含时密度泛函理论, 完成对两种分子基态和激发态的优化和计算。 优化过程中, 采用MPWK泛函和6-31g(d)基组; 计算过程中, 采用B3LYP泛函和6-311g(d, p)基组。 考虑到溶剂效应对计算结果的影响, 因此在计算过程中引入了极化连续介质模型, 最后计算得到日落黄的荧光峰在435 nm, 与实验所得有3.57%的相对误差; 计算得到诱惑红荧光峰在443 nm, 与实验所得有2.55%的相对误差, 两种分子荧光峰的相对误差都在允许范围之内, 说明计算合理。 在分析光谱特性时, 发现两种分子荧光峰的产生与分子内电荷转移有关。
日落黄 诱惑红 荧光光谱 密度泛函理论 Sunset yellow Allura red Fluorescence spectra Density functional theory 光谱学与光谱分析
2017, 37(4): 1168
1 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
2 江南大学物联网学院, 江苏 无锡 214122
3 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
4 上海市中西医结合医院, 上海 200082
应用英国Edinburgh公司FLS920P荧光光谱仪, 实验测定了六味地黄丸组分中熟地黄、 山茱萸、 山药、 泽泻、 茯苓、 牡丹皮等六味中药的三维同步荧光光谱, 并提取荧光特征参数, 发现六味中药均为荧光物质, 谱图线形各不相同, 具有指纹特性, 且与药理相吻合。 进一步, 实验测定六味地黄丸的标准水煎剂及非标准水煎剂的三维同步荧光光谱, 发现两者差异明显, 可用于区分不同组方的中成药水煎剂。 实验与理论均表明: 将三维荧光光谱分析方法与同步荧光光谱分析方法相结合, 可以进一步提高荧光光谱技术的灵敏度和选择性, 在多组分复杂混合物的荧光光谱分析中有明显的优势。 因此, 本文的工作为建立完整信息中药材指纹图谱提供了一种方便快捷可靠的方法, 也可为中成药的品质鉴别和成分分析提供帮助。
六味地黄丸 三维同步 荧光光谱 中成药 Liuwei dihuang pills Three- dimensional synchronous Fluorescence spectrum Chinese patent medicine
1 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
为对某品牌芝麻香型白酒的年份进行测定, 应用FLS920多功能荧光光谱仪, 测得1984年到2012年间11个年份白酒样品的三维荧光光谱。提取三维荧光光谱的平均荧光强度, 数值矩阵的标准差和相对荧光强度的最大值三个特征参数以构建多项式函数, 分别结合偏最小二乘回归校正以及二次最优回归校正建立白酒年份的预测模型。利用上述两个模型分别对1989年、1994年、1996年、2002年、2003年、2005年、2006年、2009年、2011年的白酒进行年份预测, 得到相应的预测年份。其与白酒实际年份间的平均绝对误差分别为0.68年以及0.56年。研究结果表明, 上述方法能够有效地对白酒年份进行测定。非线性校正模型与线性校正模型相比, 能够更为准确地反映白酒的真实年份。通过三维荧光光谱结合回归校正的多项式函数对年份白酒进行研究, 研究结果可为白酒年份的测定提供一种新的方法。
光谱学 三维荧光光谱 年份白酒 多项式函数 偏最小二乘回归 二次最优回归 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 123002
1 江南大学理学院, 无锡 江苏 214122
2 江南大学物联网学院, 无锡 江苏 214122
3 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 无锡 江苏 214122
4 上海市中西医结合医院, 上海 200082
实验测定了不同产区熟地黄的三维同步荧光光谱, 提取其特征参数, 发现不同产区熟地黄的有效荧光成分相似, 并建立了谱-效关系, 为临床用药剂量提供参考。 进一步, 对不同产区熟地黄的同步荧光发射光谱分别求一阶导数和二阶导数, 放大了同步荧光发射谱的肩带, 可区分光谱的细微变化, 建立了鉴别不同产区熟地黄的导数同步荧光光谱方法。
三维同步荧光光谱 一阶导数 二阶导数 熟地黄 Three-dimensional synchronous fluorescence spectru First order derivative Second order derivative Prepared rehmannia root 光谱学与光谱分析
2015, 35(12): 3450
