上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室, 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
生活中工业和交通等方面释放的重金属对大自然的水体环境造成了一定的影响, 微藻作为水体环境的初级生产者最先受到铅的影响。 课题尝试通过研究藻体内物质成分的改变进而对水体污染的程度进行判定。 传统的研究生物大分子的方法复杂且需要使用大量的化学试剂, 因此亟待寻找一种微藻物质成分检测的新技术。 太赫兹、 远红外技术具有较高的分辨率, 并且脂质、 蛋白质等物质的振动频率处于太赫兹波段, 这为研究微藻物质变化提供了一种新的技术手段。 研究采用太赫兹、 远红外光谱表征Pb胁迫下的斜生栅藻细胞内生物大分子的变化情况。 使用傅里叶变换红外光谱仪采集对照组(0 mg·L-1)和实验组(0.5, 5和20 mg·L-1)的斜生栅藻随时间变化的光谱图, 根据淀粉(9.1, 10.5和17.2 THz)与类胡萝卜素(16.7 THz)的特征吸收峰得到其淀粉含量与类胡萝卜素的变化。 同时结合化学计量学方法, 对胁迫时间12h与24h的光谱数据进行主成分分析, 可以很容易地将Pb胁迫的不同实验组样品与对照组区分开。 结果表明在铅胁迫下, 斜生栅藻中的碳水化合物和类胡萝卜素含量逐渐增加。 Pb抑制了光合作用, 影响了多糖和其他大分子的合成。 实验结果表明太赫兹、 远红外光谱可作为一种快速, 无损方法, 用于对铅胁迫下藻体细胞成分的变化研究, 从而实现水体污染程度的判定。
远红外线 太赫兹 斜生栅藻 铅 化学计量学方法 Far-infrared Terahertz Scenedesmus obliquus Pb Chemometrics 光谱学与光谱分析
2020, 40(12): 3890
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
在人类可持续发展的道路上, 生物医学研究始终处于核心地位。太赫兹(THz)技术依靠其自身的优势, 在生物医学领域得到了广泛的应用。本文着重介绍了太赫兹表征技术以及太赫兹生物效应在生物医学方面的应用。太赫兹表征技术应用领域的介绍主要分为5个部分: 氨基酸和多肽、DNA、蛋白质、癌症的检测和龋齿诊断等其他领域的应用。太赫兹生物效应的研究则集中于THz对机体组织和细胞的作用上。此外, 本文简单介绍了化学计量学方法以及其与THz技术结合在生物医学方面的应用。最后总结了THz技术在生物医学领域的不足, 并对进一步研究的方向进行了讨论。本文主要对太赫兹技术在生物医学方面的应用进行综述, 为相关研究奠定了基础。
太赫兹 生物医学 太赫兹表征技术 太赫兹生物效应 化学计量学方法 terahertz biomedicine terahertz characterization technique terahertz biological effect chemometrics method
1 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
3 公安部第三研究所, 上海 200031
4 中国科学院 上海高等研究院, 上海 201210
光学检测的指纹图谱具有专属性强、稳定性好、重现性好的特性。通过离子迁移谱毒品探测仪(IMS)与易制毒化学品拉曼快速检查仪分别采集离子与拉曼光谱的双谱图数据,然后将两个谱图进行创新数据融合后,结合主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)分类法对毒品进行鉴别。实验结果表明,融合后的数据相较于分别用单谱图数据进行鉴别,有效提高了对毒品的识别率和准确性。为鉴别毒品提供了一种安全、快速、可靠的新分析方法。
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