1 安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
3 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室，安徽 合肥 230601
将三维荧光光谱技术与平行因子分析法相结合，实现了细胞培养基样本中色氨酸(TRY)、还原烟碱腺嘌呤二核苷酸(NADH)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和维生素B6(VB6)含量的定性和定量分析。首先制备了25个细胞培养基样本，使用六因素五水平正交试验确定每个样本中四类荧光组分的混合方式和浓度梯度；采用荧光分光光度计扫描各样本的激发-发射矩阵，依次进行波长差异性校准、水拉曼和瑞利散射去除、内滤效应校正、光强标准化以及高杠杆点去除等预处理，然后采用水拉曼谱峰面积作为光强的当量单位，将荧光光强进行标准化；采用核一致矩阵确定模型的最佳组分数为4，最后使用平行因子分析法对三维荧光光谱数据集进行三线性分解，得到上述种荧光团的平均回收率分别为100.2%±15.5%、107.4%±37.1%、100.5%±6.4%、99.5%±6.5%，预测均方根误差(RMSEP)分别为0.124、43.312、1.601、0.639 μg/mL，相对平均偏差分别为13.216%、36.937%、6.112%、6.331%，检测限分别为0.013、52.628、0.003、0.012 μg/mL。TRY的发射光谱与NADH的激发光谱重合，且FAD的激发光谱与NADH的发射光谱重合，因此出现了荧光共振转移现象，该现象导致模型对NADH浓度的预测能力低于对其他三种荧光团的预测能力。模型在各荧光团的定性分析方面表现良好，均通过了S4C6T3的拆半分析校验。实验结果表明，三维荧光光谱结合平行因子分析法能够快速测定细胞培养基中多种代谢类荧光组分的含量，在细胞能量和物质代谢检测方面具有广阔的应用前景。
光谱学 三维荧光光谱 平行因子分析 代谢类荧光团 正交试验设计 内滤校正 拆半分析
光子学报
2021, 50(10): 1017001
1 汕头大学医学院 a.中心实验室
2 汕头大学医学院 b.第一附属医院, 汕头 515041
研究不同分化的食管癌细胞Cx43蛋白的表达和空间定位及其对食管癌细胞的生物学行为的影响。应用合适的荧光探针和激光扫描共聚焦显微镜, 通过单粒子跟踪图像分析, 检测Cx43蛋白荧光团在食管癌细胞中的表达和分布。Cx43在高分化食管鳞癌EC9706中的分布与EC109细胞相似, 特别是细胞膜呈现明显的荧光团; 近细胞膜Cx43蛋白含量相对细胞质增高, 具有在细胞膜构建细胞通信的结构基础, 预示着细胞向良性发展的趋势。低分化食管鳞癌KY150细胞和食管癌SHEEC细胞中Cx43蛋白的荧光团主要分布在近核膜的细胞质中, 较少分布在细胞膜附近;近核膜的Cx43蛋白含量比近细胞膜的含量高, 说明Cx43蛋白在细胞质中的滞留状态。研究显示SPT图像可以直观地示踪Cx43蛋白荧光团在食管癌细胞中的分布, 从而确定Cx43蛋白在不同分化的食管癌细胞中表达及定位的痕迹。
食管癌 连接蛋白43 激光扫描共聚焦显微镜 荧光图像 单粒子跟踪 荧光团 esophagus cancer connexin43(Cx43) confocal laser scanning microscope fluorescence image single particle tracking fluorophores
1 江南大学通信与控制工程学院, 江苏 无锡 214122
2 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
3 江南大学食品科学与技术国家重点实验室, 江苏 无锡 214122
测量了胭脂红以及其同份异构体苋菜红的荧光光谱。胭脂红标准溶液在220～400 nm不同波长激发光下, 分别在420 nm, 530 nm, 635 nm, 687 nm波长处产生了四个荧光峰, 苋菜红在220～430 nm不同波长激发光下, 在654 nm处产生了一个明显荧光峰。胭脂红产生四个荧光峰是由于其具有四种可以发射荧光的荧光团, 为了研究这四种荧光团在不同激发光激励下产生荧光的敏感程度, 以及找到胭脂红和苋菜红这两种色素产生荧光的基团之间的联系。利用荧光强度的加和性原则, 分别对这两种物质的荧光强度进行了理论计算。认为苋菜红的荧光峰对应于胭脂红的第三个荧光峰, 根据此特点, 初步分析了四种荧光团对这两种色素在荧光发射过程中的影响程度, 同时还从结构上分析了两种色素荧光光谱差异的根本原因。
荧光光谱 荧光团 荧光峰 苋菜红 胭脂红
1 徐州师范大学,物理系,徐州,221009
2 南京理工大学,应用物理系,南京,210094
根据对可见波段、不同波长的Ar+激光激发同一浓度红细胞溶液产生荧光光谱的研究,发现从600nm到860nm较大的范围内红细胞均存在较为丰富的荧光光谱谱峰,且在波长为620nm附近的谱峰随激发光波长的变化而变化.通过理论分析得到,激光诱导的红细胞荧光光谱主要是红细胞膜上的细胞色素基团、双磷脂分子等以及红细胞中的血红蛋白大分子中的血红素基团等构成的多种荧光团作用的结果,且在620nm附近的谱峰不仅含有荧光光谱成分,还有喇曼散射的光谱成分.研究结果可对低功率激光诱导生物组织荧光光谱技术在医疗中的应用有参考意义.
Ar+激光 荧光光谱 红细胞 荧光团
1 徐州师范大学物理系, 江苏 徐州 221009
2 南京理工大学应用物理系,江苏 南京 210094
用可见波段、不同波长的Ar+激光激发同一浓度血红蛋白溶液产生荧光光谱的研究结果表明,血红蛋白在628 nm附近存在一个较强的荧光谱峰,且随激励激光波长的红移其相对光强依次增大,从而解释了临床上用He-Ne激光治疗疗效显著的物理机理。理论研究结果认为该血红蛋白的荧光光谱主要是血红蛋白中存在的卟啉类荧光团的贡献。还利用475.6 nm的激光分别激发浓度为1%～7%的血红蛋白溶液,根据所获得的荧光光谱发现,其谱峰位置几乎不随样品浓度的改变而改变,该结果显示了激光与普通光对生物大分子存在明显不同的作用特性。
血液生理学 荧光光谱 血红蛋白 荧光团 卟啉
1 徐州师范大学物理系江苏,徐州,221009
2 南京理工大学理学院,南京,210094
用408nm的LED诱导不同浓度人全血溶液的荧光光谱,包括研究了血液的自吸收对其荧光光谱结构产生的影响;分析了血液的荧光光谱随其浓度增加出现红移的现象并进行了解释;提出了556nm谱峰不是某一荧光团所产生的特征峰,而是由吸收所造成的假峰的观点;讨论了激励光散射中心波长偏离激励光中心波长现象的原因.研究结果对光诱导生物组织自体荧光诊断技术有一定参考价值.
吸收光谱 荧光光谱 全血 荧光团 红移 absorption spectra fluorescent spectra whole blood fluorophore red-shifted
1 徐州师范大学物理系,徐州,221009
2 南京理工大学应用物理系,南京,210094
3 第二军医大学南京医学院,南京,210099
用光栅光谱仪获得了波长为407nm(Δλ1/2≈18nm)的LED激发的健康小白鼠的全血、红细胞和血红蛋白的荧光光谱,并对其产生机理和谱线特性进行了研究.实验结果和理论分析表明,407nm的LED诱导血液发出的荧光量子转换效率可达90%以上,且主要是由血液中红细胞上的荧光团产生的;溶血的红细胞产生荧光的量子产额明显较低,光谱特征也发生明显变化,且红细胞和血红蛋白的荧光光谱有较大的差异;血红蛋白的荧光量子产额将随浓度发生明显变化.
荧光光谱 荧光团 血细胞 LED
