生物光子学6-生物光子学中的光谱分析技术01.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 钆[gá] * * * * * * * * * * These are some fluorophores emitting from Ultraviolet to red. * * * * * Green Fluorescent Protein (GFP) has existed for more than one hundred and sixty million years in one species of jellyfish, Aequorea victoria. The protein is found in the photoorgans of Aequorea, see picture below right. GFP is not responsible for the glow often seen in pictures of jellyfish - that fluorescence is actually due to the reflection of the flash used to photograph the jellies. * GloFish是一种拥有重组DNA的斑马鱼，殖入了能够生产萤光蛋白质的基因，使他们具有萤光外表 san?diego, 圣地亚哥 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 6.3 拉曼光谱技术 6.3.1 拉曼光谱的发展 6.3.2 拉曼光谱的基本原理 拉曼效应和拉曼位移 特征拉曼频率 退偏比 6.3.3 拉曼光谱的特点 6.3.4 拉曼光谱仪 6.3.5 拉曼光谱的应用 振动模式的研究 无机物及金属络合物的研究 有机物结构分析 在高聚物分析中的应用 * 6.3.1 拉曼光谱的发展 1923年德国物理学家A.Smekal首先预言了光的非弹性散射； 1928年，印度物理学家拉曼用水银灯照射苯液体，发现了新的辐射谱线，这是属于一种新的分子辐射，称为拉曼散射。（1930年获Nobel奖，第一个获奖的亚洲人）。 20世纪50年代，拉曼光谱只是物理学上的振动光谱研究和教学上的示范。 20世纪60年代，自从激光器被用作光源以来，凡是红外光谱可测的试样，激光拉曼光谱几乎同样可测。甚至有些红外光谱测定有困难的试样，激光拉曼光谱也都可测。但仍未得到工业分析人员的广泛应用。 6.3 拉曼光谱技术 * 1986年，Hirschfeld首次报道了固体和液体的近红外傅里叶变换拉曼光谱，FT-Raman光谱仪的问世又一次推动了拉曼光谱的发展，得到工业分析人员广泛应用。 据近年来的报道，在高分子化合物、有机金属络合物、水溶性生化有机试剂的测定方面，激光拉曼光谱比红外光谱有更胜一筹之处，现在拉曼光谱已不是单纯测定物质结构的工具，它在包括生物化学、生物物理和生物医学在内的研究中进展迅速。 我国：1970年以前，激光拉曼光谱仪的生产在我国是空白，1974年才开始研究，1976年研制成功第一台WFL型激光拉曼光谱仪。 6.3 拉曼光谱技术 * 6.3.2 拉曼光谱的基本原理 1、拉曼光谱、拉曼效应和拉曼位移 拉曼光谱是分子的光散射现象所产生的。 所谓光散射现象就是单色光通过物质时发生的能量偏离效应，也就是散射光频率与入射光频率的偏离。 这种频率的位移，与分子的振动和转动有关，记录频率的位移，即可得到拉曼光谱。 6.3 拉曼光谱技术 * 拉曼效应： 当频率为υ0的单色辐射照射到物质上时，大部分入射辐射透过物质或被物质吸收，只有小部分辐射被样品分子散射。入射的光子和物质相碰撞时，可发生弹性碰撞和非弹性碰撞。 在弹性碰撞时，光子与分子之间不发生能量交换，光子只改变运动方向而不改变频率（υ0），这种散射过程叫弹性散射，亦称为瑞利散射（Rayleigh Scattering）。 在非弹性碰撞时，光子与分子之间发生能量交换，光子不仅要改变运动方向，还放出一部分能量给分子，或分子吸收一部分能量，从而改变了光子的频率。 6.3 拉曼光谱技术 * 由非弹性散射引起的含有其他频率的散射光的现象称为拉曼效应，这种散射过程称为拉曼散射（Raman Scattering）。 比入射辐射频率υ0低的散射线（υ0 -υ1）称为斯托克斯线（Stokes lines）, 高于入射辐射频率υ0的散射线 （υ0 +υ1）称为反斯托克斯线（Anti-Stokes lines）。 6.3 拉曼光谱技术 * 拉曼