时间分辨技术的原理
时间分辨技术的原理目前最先进的免疫检测技术：
1、时间分辨原理：
用三价稀土离子及其鳌合剂作为示踪物，代替荧光物质、同位素或酶，标记蛋白质、胎、激素、抗体、核酸探针或生物流行性细胞，当反应体系发生后，用时间分辨仪器测最后产物中荧光强度。根据荧光强度或相对荧光强度比值，来判断反应体系中分析物的度，达到定量分析之目的。
2、时间分辨原子标记物的特点：
●发射光和激发光有较大的STOKES位移——高特异性
●长寿命荧光，降低其他物质的荧光干扰——高灵敏度
●半衰期长达几十万年，试剂受干扰小——高稳定性
原子标记与大分子标记物的对比
原子标记物大分子标记物
标记位点多个,可达20个只有1个
对被标记物蛋白活性的影响影响小,基本无影响影响大,经常影响蛋白活性
对被标记物空间结构的影响无影响,保证稳定性影响大,造成试剂的不稳定
受环境因素的影响影响小影响大,温度影响
3、波长分辨：
●标记离子的荧光激发光波长范围较宽，发射光光谱范围较窄，是类线光谱，有利于
降低本底荧光强度，提高分辨率。
●激发与发射光之间有一个较大的STOKES位移，有利于排除非特异荧光的干扰，增
强测量的特异性。
4、时间分辨：
●标记离子螯合物产生的荧光强度高，寿命长，有利于消除样品及环境中荧光物质对
检测结果的影响。
●每一秒名检测样品1000次，取其中不受干扰的400次的均值作为测定值，有利于
提高检测的准确性。
时间分辨技术取代酶免、放免是免疫检测技术发展的必然趋势！
RIA（放免）
●放射性（125I），对环境和身体的危害，已经为重视环保的国家逐步取消，如整个欧
洲仅尚存几个放免试验室。
●125I半衰期短，导致试剂的有效期短，需每次定标，造成很大的浪费。
●由于标记物（125I）的不断变化，带来药盒批间、批内较大的变异，标准曲线无法
保存备用。
ESA（酶免）
●灵敏度、重复性不及放免，易造成漏检和假阳性。
●酶的纯度和反应过程容易受环境因素影响，导致稳定性、重复性不好。
与其它技术的相对优势：
（1）、是现有的免疫检测方法中灵敏度最高的
（2）、是现有的免疫检测方法中稳定性最好的
（3）、多标记检测是目前所有免疫检测技术中独一无二的
TRF技术与电化学发光的比较
时间分辨荧光电化学发光
标记物四种原子:Eu,Sm,Te,Dy 一种原子:钌
多标记技术有无
科研项目能(1000多种科研项目) 无
试剂种类58种临床,24种科研,共82种40种临床,无科研
试剂价格低高
TRF与化学发光的比较
时间分辨荧光化学发光
发光效率95% 1%
重复检测可无数次重复不可重复
本底噪声零本底干扰大
灵敏级数10-1910-15
标记物原子大分子化合物
标记位点每个抗体可达20个1个
标准曲线稳定达一年以上稳定2到4周
多标记有,最多可达四标记无
科研开发有无
时间分辨荧光免疫定量分析简介
时间分辨荧光分析（Timeresolved Fluoroimmunoassay,TRFIA）是一种非同位素免疫分析技术，它用镧系元素标记抗原或抗体，根据镧系元素螯合物的发光特点，用时间分辨技术测量荧光，同时检测波长和时间两个参数进行信号分辨，可有效地排除非异荧光的干扰，极大地提高了分析灵敏度。
解离增强镧元素荧光免疫分析是时间分辨荧光免疫分析中的一种。它用具有双功能基团结构的螯合剂，使其一端与铕（Eu）连接，另一端与抗体/抗原分子上的自由氨基连接，形成EU标记的抗体/抗原，经过免疫反应之后生成免疫复合物。由于这种复合物在水中的荧光强度非常弱，因此加入一种增强剂，使Eu3+从复合物上解离下来，自由Eu3+同增强剂中的另一种螯合剂螯形成一种胶态分子团，这种分子团在紫外光的激发下能发出很强的荧光，信号增强了百万倍。因为这种分析方法使用了解离增强步骤，因此称为解离增强镧系元素荧光免疫分析。
乙肝病毒（HBV）标记物的检测方法常用测定乙肝病毒的抗原、抗体标记物，由60年代末70年代初的琼脂扩撒法，依次发展为血凝法→酶联免疫吸附（ELISA）、同位素免疫标记（RIA）→化学发光免疫分析、生物发光、电化学发光免疫标记和80年代中建立的稀土离子荧光标记（时间分辨荧光免疫分
析）等不同的检测方法。随着科学的发展和检验技术的进步，其方法每发展一步，乙肝标记物检出的灵敏度和准确性都得到不同的提高。
时间分辨荧光免疫分析（TRF）为近年新研制成功的用三价稀土离子作为示踪物，以单克隆抗体包被支持物与样品中抗原反应，再加入有铕（EU）标记的抗体，进行反应检测，可大大降低一般同位素和荧光标记受环境干扰缺点，提高了检测的灵敏度和准性，该TRF法检测乙肝病毒标记物较其他方法灵敏度高、特异性好，干扰因素少，TRF为目前检测乙肝病毒标记物最理想的方法。
TRF定量检测乙肝病毒“两对半”为临床诊断乙肝提供了新手段，有助于临床客观的分析HBV感染情况、疗效的观察和转归等情况的分析，至少可对下列情况更具有独特的诊断价值：
1、治疗前进行病毒定量检测，可以指导选择抗病毒药物，避免盲目用药。
2、治疗后定量间接判断体内病毒数量，有助于疗效的观察。
3、怀孕前进行定量测定，有助于选择有利于的怀孕时机。乙肝孕妇进行定量检查，有助于使部分病
人得到及时的正确的诊断
目前我科已正式开展了乙肝二对半的TRFIA定量分析，其每一项的正常值范围均是由我国卫生部根据美国雅培的标准而制定，其灵敏度，准确度，及精确度都有远远优于一般的ELISA法，乙肝两对半的定量制定将给临床提供一个关于乙肝诊断及疗效，预后判断的更可靠的实验结果。
1、极大地提高了检测的灵敏度时间分辨荧光免疫定量技术（TRFIA）检测HbsAg灵敏度可达
0.2ng/ml,而酶标（EIASA）检测的灵敏度是2ng/ml,极大地提高检测的灵敏度。因此，在急性乙肝早
期能及早检出HbsAg，确证HBV感染，缩短窗口期；其次，可发现低浓度HbsAg携带者；在部分慢性乙肝患者中，由于机体缺乏对HBV包蟆蛋白的免疫应答，HbsAg表达较低，酶标检测可出现HbsAg和HbsAb均阴性的情况，TRF技术则可避免这些情况的发生，为正确判断病情提供依据。
2、能动态观察疗效和监测病情
1）定量分析HBsAg和HBsAb的浓度变化，可预见急性乙肝是否处于恢复期。如HBsAg浓度降低，HBsAb浓度逐渐升高，可说明病情正往恢复期发展；反之，HBsAg浓度处于较高水平或上升趋势，而HBsAb一直处于较低水平，则易发展为慢性乙肝或病毒携带者。
2）定量分析HBeAg和HBeAb的浓度变化，可反映病情变化和治疗效果。定量测定能明确检测HBeAg和HBeAb转换的时期，即表现为HBeAg浓度下降和HBeAb升高的过程。高浓度的HBeAg还可间接提示病毒处于高复制状态，具有较高传染性。高浓度的HBeAb一方面提示病情好转而在某些时候（如肝功能指标很差）则可能与肝坏死、肝硬化、肝癌有关。
3）HBcAb浓度的高低可反映病毒感染的状态。高浓度的抗-Hbc提示乙肝性感染，恢复期浓度降低。慢性乙肝呈抗-Hbc持续高浓度。而低浓度的抗-Hbc一般为恢复期或既往感染。
4）有利于对慢性肝炎活动性或非活动性的判断。非活动性慢性乙肝各项指标相对稳定，活动性往往呈现进行性变化。
3、TRFIA和定量PCR技术可互相补充
血清HBV—DNA荧光定量PCR测定可以直接反映血液中病毒复制状态，具有很多临床应用价值，但不能完全反映病毒复制静息期肝细胞内HBV病毒状态。HBV—DNA阴性并不完全代表体内HBV已被清除，结合“两对半”各项指标更能客观反映体内HBV病毒状态。
4、HBsAb的定量测定能够对乙肝的预防起到监督作用
HBsAb的定量测定能够对抗体是否真正具有“中和”HBV的免疫力作出正确评价，对乙肝的预防起到监督作用。HBsAb的含量在10mlU/ml以上病人ELISA检测即可呈阳性结果，但并不提示机体都一定
时间分辨技术的原理
时间分辨技术的原理目前最先进的免疫检测技术： 1、时间分辨原理： 用三价稀土离子及其鳌合剂作为示踪物，代替荧光物质、同位素或酶，标记蛋白质、多胎、激素、抗体、核酸探针或生物流行性细胞，当反应体系发生后，用时间分辨仪器测定最后产物中荧光强度。根据荧光强度或相对荧光强度比值，来判断反应体系中分析物的浓度，达到定量分析之目的。 2、时间分辨原子标记物的特点： ●发射光和激发光有较大的STOKES位移——高特异性 ●长寿命荧光，降低其他物质的荧光干扰——高灵敏度 ●半衰期长达几十万年，试剂受干扰小——高稳定性 原子标记与大分子标记物的对比 3、波长分辨： ●标记离子的荧光激发光波长范围较宽，发射光光谱范围较窄，是类线光谱， 有利于降低本底荧光强度，提高分辨率。 ●激发与发射光之间有一个较大的STOKES位移，有利于排除非特异荧光的 干扰，增强测量的特异性。
4、时间分辨： ●标记离子螯合物产生的荧光强度高，寿命长，有利于消除样品及环境中荧 光物质对检测结果的影响。 ●每一秒名检测样品1000次，取其中不受干扰的400次的均值作为测定值， 有利于提高检测的准确性。 时间分辨技术取代酶免、放免是免疫检测技术发展的必然趋势！ RIA（放免） ●放射性（125I），对环境和身体的危害，已经为重视环保的国家逐步取消， 如整个欧洲仅尚存几个放免试验室。 ●125I半衰期短，导致试剂的有效期短，需每次定标，造成很大的浪费。 ●由于标记物（125I）的不断变化，带来药盒批间、批内较大的变异，标准 曲线无法保存备用。 ELESA（酶免） ●灵敏度、重复性不及放免，易造成漏检和假阳性。 ●酶的纯度和反应过程容易受环境因素影响，导致稳定性、重复性不好。 与其它技术的相对优势： （1）、是现有的免疫检测方法中灵敏度最高的 （2）、是现有的免疫检测方法中稳定性最好的 （3）、多标记检测是目前所有免疫检测技术中独一无二的 TRF技术与电化学发光的比较
时间分辨仪市场调研报告
时间分辨荧光分析仪市场调研报告 一、国内市场总体情况 化学发光免疫分析技术因灵敏度高、特异性好、试剂的有效期长、易于自动化而被大量用于临床样品的高通量筛选中。世界各大仪器制造商均推出了全自动化学发光系统, 并根据不同系统开发了针对不同临床指标的试剂盒。国内化学发光免疫分析技术起步较晚, 但临床应用发展迅速，目前国内市场上的全自动仪器全部是进口产品，国内仪器厂家仅具有生产半自动仪器的能力。 二、国内外厂家的市场份额、仪器试剂特点 从目前国内一线城市的临床市场看，二三级以上医院在应用化学发光免疫分析技术时基本上采用进口全自动仪器和配套试剂。国产半自动仪器多数出现在二三线城市和三级以下医院。 在进口全自动仪器中，罗氏E170和E201、雅培I2000型、贝克曼DX1800和ACCESS、拜耳ACS-180、索灵liaison（国内新产业和达安基因代理）和西门子Immulite2000（以前的DPC）这几种型号占据了超过90%的市场（附表1是各种仪器的市场份额情况）。根据临床客户反应，罗氏的优势是肿瘤检测；雅培的优势是肝炎检测；贝克曼的优势是内分泌和性腺系列检测；拜耳的时间价格比较低；索灵的试剂品种比较齐全。 生产半自动仪器的国内厂家很多，至少有20家以上。在国产的仪器和试剂厂家中，石家庄康普生、北京滨松、北京源德、
科美东雅等企业生产的半自动化学发光仪占据了大部分半自动市场。目前,仪器销售方面，石家庄康普生（和北京迈力德是一家企业）做得最好，排名第一；试剂销售方面，科美东雅和北京源德做得较好，销量排在前列。科美东雅的肿瘤、甲功、C-P试剂质量稳定，在国产试剂中比较突出。附表三是国内外化学发光仪器试剂生产厂家产品优势劣势对比 附表1 附表2
蛋白质的时间分辨荧光动力学及其在NADHNAD~+比率定量测量中的应用
蛋白质的时间分辨荧光动力学及其在NADH/NAD~+比率定量测量 中的应用 现代生物学领域中,对蛋白质结构与功能的研究一直是学术界关注的热点和焦点。荧光探测技术因其高灵敏性且能够在分子尺度上提供生物化学相互作用的信息而被广泛应用于相关领域的研究之中。时间分辨荧光作为荧光探测技术重要的组成部分,相较于稳态荧光具有更高的灵敏度和分辨率,近年来国内外学者对此方法的关注和研究深度不断加大,本文的研究便集中于此。通过使用时间分辨荧光方法,本文首先对LicT蛋白和SNase变体的荧光动力学过程进行了深入的探讨,研究了其与蛋白质结构的关系。 在此基础之上,本文使用了基因编码的荧光蛋白生物探针,依据时间分辨荧光动力学原理,提出了一种高灵敏的NADH/NAD+比率定量方法。与此同时,依据相同的实验技术和理论基础,本文还提出了一种环状排列黄色荧光蛋白探针去除pH值效应的NADH定量方法。本文研究内容的第一部分由两方面构成,主要使用时间分辨荧光方法,并结合紫外吸收光谱和稳态荧光光谱对LicT蛋白和SNase 变体的色氨酸残基进行荧光动力学研究。一方面,本文通过荧光发射和色氨酸残基寿命的差异,确定活化型LicT蛋白AC 141和野生型蛋白Q 22具有不同的结构特性。 多指数的荧光寿命说明了色氨酸残基微环境和淬灭现象。在此基础上,通过衰减相关(DAS)和时间分辨发射光谱(TRES)说明了两种蛋白色氨酸残基和极性溶剂水的相互作用,并且活化型AC 141结构比野生型Q 22更为紧实。此外,蛋白质中色氨酸残基的TRES表示了连续弛豫的过程。色氨酸残基的各向异性说明了色氨酸在蛋白质系统中具有独立的局部运动,活化型AC 141的运动更加强烈。 总之,内源性色氨酸可以用作研究活化前后LicT蛋白局部微环境和结构变化的探针,为进一步探索皮秒量级级的LicT蛋白荧光动力学性质提供依据。另一方面,本文主要使用时间分辨荧光方法,结合紫外吸收谱和稳态荧光光谱对葡萄球菌核酸酶(SNase)两种变体Δ+PHS和Δ+PHS+I92A的色氨酸残基荧光动力学进行了探究。两种变体的稳态荧光光谱表明SNase螺旋结构对色氨酸残基的保护作用。衰减相关光谱(DAS)随温度变化的不同趋势表明两种变体的折叠及热稳定性各不相同。
时间分辨荧光免疫分析法产前筛查原理与操作规程
时间分辨荧光免疫分析法产前筛查原理与操作规程 一、产前筛查定义及其原理 产前筛查（Prenatal Screening)是指通过经济、简便和较少创伤的检测方法，从孕妇群体中发现怀有某些先天缺陷胎儿的高危孕妇，以便进而进行诊断，以最大限度地减少异常儿的出生。血清学标志物产前筛查已成为非侵入性产前诊断的重要方法。目前产前筛查的两种主要疾病是唐氏综合征（Down’s Sydrome，DS；又称21三体综合征）和胎儿神经管缺陷（Neural Tube Defects，NTDs），也包括一部分18三体综合征。产前筛查可以在妊娠早期（7～13周）或中期（14～21周）进行。目前用于产前筛查的血清学标志物有：甲胎蛋白（AFP）、游离β- ）、妊娠相关血浆蛋白（PAPP-A）、绒毛膜促性腺激素（F-β-hCG）、游离雌三醇（uE 3 抑制素A（inhibin A）等。产前筛查实验测量通用评价指标为中位值倍数（MOM），正常妊娠特定的MOM=标本检测浓度/相应孕周中位值浓度。产前筛查系统由体外诊断试剂、检测仪器和筛查分析软件组成。检测仪器配合体外诊断试剂检测出孕妇血清中标记物（AFP、F-β-hCG、PAPP-A等）的浓度，将检测数据及孕妇相关因素输入筛查分析软件中，即可得出唐氏综合征（DS）和神经管缺陷（NTD）筛查的结果。由于目前的技术水平的限制，产前筛查技术都不能做到筛查100%正确。假阴性病例因此会误诊，假阳性病例一般在产前诊断实验时被纠正。 二、唐氏综合征的产前筛查 唐氏综合征是人类最常见的一种染色体病，发病率约1/800～1/600，男性多于女性。1866年英国医生Langdom Down 首次对此病进行临床描述，因此命名称为Down，s Syndrome，简称DS。1959年Lejeune首先发现本病的病因是多了一条21号染色体，故又将其命名为21三体综合征。唐氏综合征的主要临床表现：严重智力低下、愚型面容，约50%伴有先天性心脏病、小头畸形等发育异常。目前对DS尚未有治疗方法，因此通过产前筛查找出高危孕妇，对其进行产前诊断是防止患儿出生的重要手段。 1.以孕妇年龄作为筛查指标 最早用于DS的筛查指标为孕妇年龄。早期研究发现，DS的发病率随孕妇年龄增高而增高，1977年Hook和Chambers报道了孕妇年龄在20～30岁之间，发病率呈线性增加，而在33岁左右呈对数增加，孕妇年龄为35岁时，发病率约1/384，40岁时约1/110，比30岁时增加了8倍，如图1。一般认为35岁以上
时间、频率分辨率
短时傅立叶变换是最常用的一种时频分析方法，它通过时间窗内的一段信号来表示某一时刻的信号特征。窗越宽，时间分辨率越差；反之会降低频率分辨率，也就是说它不能同时兼顾时间和频率分辨率。 解释一：频率分辨率可以理解为在使用DFT时，在频率轴上的所能得到的最小频率间隔f0：f0=fs/N=1/(N/fs)=1/(N*(1/fs))= 1/（N * Ts）=1/T 1 / fs= Ts N * Ts=T 其中N为采样点数，fs为采样频率，Ts为采样间隔。所以N * Ts就是采样前模拟信号的时间长度T，所以信号长度越长，频率分辨率越好。是不是采样点数越多，频率分辨力提高了呢？其实不是的，因为一段数据拿来就确定了时间T，注意：f0=1/T，而T=N * Ts，增加N必然减小Ts ，增加N时f0是不变的。只有增加点数的同时导致增加了数据长度T才能使分辨率越好。还有容易搞混的一点，我们在做DFT时，常常在有效数据后面补零达到对频谱做某种改善的目的，我们常常认为这是增加了N，从而使频率分辨率变好了，其实不是这样的，补零并没有增加有效数据的长度，仍然为T。但是补零其实有其他好处：1.使数据N为2的整次幂，便于使用FFT。2.补零后，其实是对DFT结果做了插值，克服“栅栏”效应，使谱外观平滑化；我把“栅栏”效应形象理解为，就像站在栅栏旁边透过栅栏看外面风景，肯定有被栅栏挡住比较多风景，此时就可能漏掉较大频域分量，但是补零以后，相当于你站远了，改变了栅栏密度，风景就看的越来越清楚了。3.由于对时域数据的截短必然造成频谱泄露，因此在频谱中可能出现难以辨认的谱峰，补零在一定程度上能消除这种现象。 那么选择DFT时N参数要注意：1.由采样定理：fs>=2fh，2.频率分辨率：f0=fs/N，所以一般情况给定了fh和f0时也就限制了N范围：N>=fs/f0。 解释二：频率分辨率也可以理解为某一个算法（比如功率谱估计方法）将原信号中的两个靠得很近的谱峰依然能保持分开的能力。这是用来比较和检验不同算法性能好坏的指标。在信号系统中我们知道，宽度为N的矩形脉冲，它的频域图形为sinc函数，两个一阶零点之间的宽度为4π/N。由于时域信号的截短相当于时域信号乘了一个矩形窗函数，那么该信号的频域就等同卷积了一个sinc函数，也就是频域受到sinc函数的调制了，根据卷积的性质，因此两个信号圆周频率之差W0必须大于4π/N。从这里可以知道，如果增加数据点数N，即增加数据长度，也可以使频率分辨率变好，这一点与第一种解释是一样的。同时，考虑到窗函数截短数据的影响存在，当然窗函数的特性也要考虑，在频率做卷积，如果窗函数的频谱是个冲击函数最好了，那不就是相当于没截断吗？可是那不可能的，我们考虑窗函数主要是以下几点：1.主瓣宽度B最小（相当于矩形窗时的4π/N，频域两个过零点间的宽度）。 2.最大边瓣峰值A最小（这样旁瓣泄露小，一些高频分量损失少了）。 3.边瓣谱峰渐近衰减速度D最大（同样是减少旁瓣泄露）。在此，总结几种很常用的窗函数的优缺点： 矩形窗：B=4π/N A=-13dB D=-6dB/oct 三角窗：B=8π/N A=-27dB D=-12dB/oct
爆炸性物质太赫兹时间分辨光谱测量_张亮亮
第27卷,第8期 光谱学与光谱分析Vol 27,No 8,pp1457-1460 2007年8月 Spectro sco py and Spectr al Analysis A ugust,2007 爆炸性物质太赫兹时间分辨光谱测量 张亮亮1,2,张存林2,赵跃进1,刘小华1 1 北京理工大学光电工程系,北京 100081 2 首都师范大学物理系,北京 100037 摘 要 利用自由空间电光取样方法,研究了四种炸药在太赫兹(T Hz)频段的光学特性。通过太赫兹时间 分辨光谱测量,作者得到了四种炸药DN T (2,4-二硝基甲苯)、钝化的RDX (黑索今)、H M X(奥克托金)和T N T (2,4,6-三硝基甲苯)的透射光谱,进而计算得出它们在0 2~2 5T Hz 频段的吸收系数和折射率。作者发现,2,4-DNT 在1 08T Hz,HM X 在1 82T H z 存在显著的吸收尖峰,RDX 在此频段存在多个吸收峰,T N T 的吸收谱线相对其他三种样品比较平缓,这种共振吸收一般认为是由分子间相互作用或声子共振模式引起的。四种炸药对太赫兹波独特的吸收性质说明,太赫兹时间分辨光谱测量技术在炸药特征识别及安全检测领域具有潜在应用价值。作者对致癌物质偶氮苯进行了太赫兹光谱研究,发现了国产偶氮苯和进口偶氮苯在太赫兹波段均存在特征吸收峰,可用于物质鉴别。 关键词 爆炸物;太赫兹;飞秒激光;电光取样;时间分辨光谱中图分类号:O 434 1 文献标识码:A 文章编号:1000-0593(2007)08-1457-04 收稿日期:2006-03-06,修订日期:2006-06-08 基金项目:国家自然科学基金重大项目(10390160)资助 作者简介:张亮亮,女,1979年生,北京理工大学光电工程系博士 e -mail:z hlliang@126 com 引 言 由于爆炸性物质在安全检测和环境控制方面的重要地 位,其光谱和成像研究是目前的焦点[1-4]。特别是在美国发生 9 11 事件后,此领域的研究工作进展非常迅速。多种爆炸物分子的转动和振动谱位于T Hz 频段(100GH z ~10T H z)[5],因此近年来开始利用T H z 时域光谱测量技术对爆炸物进行探测和鉴别。T Hz 时间分辨光谱仪是同步相干探测,对热背景噪声不敏感,具有很高的信噪比[6-12],可以对炸药进行无损、非电离和高灵敏度的光谱测量。目前,在低于600cm -1的频率范围内还没有关于爆炸物的光谱数据,仅有实验表明一些炸药样品在0 1~2T Hz 之间存在连续吸收[5]。爆炸物特征谱的测量是T H z 光谱学研究的重要组成部分[13,14],也是环境监控危险物识别的前提条件。我们对四种典型的具有整体爆炸危险的炸药进行了T Hz 时间分辨光谱测量,其中包括:(1)T NT ,2,4,6-三硝基甲苯,磷状结晶片,淡黄色,分子式C 7H 5N 3O 6,有毒,在地雷等爆炸后会残留在土壤中;(2)RDX,环三次甲基三硝胺[钝感的],俗称黑索今或旋风炸药,分子式C 3H 6N 6O 6,粉红色粉末压片,通常用来与其他爆炸材料和可塑剂混合制成塑胶炸药;(3)DNT ,2,4-二硝基甲苯,是军用炸药的主要成分,蒸汽压力高于T N T ,探测其蒸汽浓度可以发现隐藏的地雷或未爆炸 的军火;(4)H M X,环四次甲基四硝胺[钝感的],俗称奥克托金,分子式C 4H 8N 8O 8,白色细腻粉末压片,是生产R DX 的副产品,由于爆炸速率极高而与T NT 等混合作为形状填料。文献中至今还没有这四种材料在1T H z 以下共振吸收特性的实验数据,美国伦斯勒理工大学T H z 研究中心目前正在利用高斯软件对爆炸性物质振动和转动谱线进行理论模拟计算,并得到关于2,4-DN T 共振吸收峰位的初步结果。我们的实验数据与其计算结果有一定的一致性,例如,根据DN T 分子结构,由分子间相互作用模式及声子带隙模拟分析计算得到在0 29,0 46,0 66,1 08T Hz 存在吸收峰,而从我们对DNT 实验数据进行计算得到的吸收系数曲线中可以看到,在0 29,0 49,0 67,1 06T Hz 处有尖峰出现。每一种样品均进行了6次以上光谱测量,数据具有高度重复性。以上事实可以表明我们的实验系统稳定,实验结果真实可靠。 1 实验系统 本工作中,我们利用自由空间电光取样进行T H z 时间分辨光谱测量。我们使用的装置是发射源为InA s 的反射式产生T Hz 辐射和ZnT e 作为探测晶体的实验系统,如图1所示。锁模钛蓝宝石飞秒激光器产生的光脉冲中心波长800
个人时间管理“四象限”应该如何区分
个人时间管理“四象限”应该如何区分 时间管理理论的一个重要观念是应有重点地把主要的精力和时间集中地放在处理那些重要但不紧急的工作上，这样可以做到未雨绸缪，防患于未然。著名管理学家科维提出了一个时间管理的理论，把工作按照重要和紧急两个不同的程度进行了划分，基本上可以分为四个“象限”：既紧急又重要、重要但不紧急、紧急但不重要、既不紧急也不重要。这就是关于时间管理的“四象限法则”。 1、第一象限是重要又急迫的事 举例：诸如重大项目的谈判，重要的会议工作等。 这个象限包含的是一些紧急而重要的事情，这一类的事情具有时间的紧迫性和影响的重大性，无法回避也不能拖延，必须首先处理优先解决。这是考验我们的经验、判断力的时刻，也是可以用心耕耘的园地。 该象限的本质是缺乏有效的工作计划导致本处于“重要但不紧急”第二象限的事情转变过来的，这也是传统思维状态下的管理者的通常状况，就是“忙”。 2、第二象限是重要但不紧急的事 案例：主要是与生活品质有关，包括长期的规划、问题的发掘与预防、参加培训等。 这一象限不同于第一象限，这一象限的事件不具有时间上的紧迫
性，但是，它具有重大的影响，对于个人或者企业的存在和发展以及周围环境的建立维护，都具有重大的意义。荒废这个领域将使第一象限日益扩大，使我们陷入更大的压力，在危机中疲于应付。反之，多投入一些时间在这个领域有利于提高实践能力，缩小第一象限的范围。 3、第三象限是紧急但不重要的事 举例：电话、会议、突来访客都属于这一类。 表面看似第一象限，因为迫切的呼声会让我们产生“这件事很重要”的错觉;;实际上就算重要也是对别人而言。我们花很多时间在这个里面打转，自以为是在第一象限，其实不过是在满足别人的期望与标准。 4、第四象限属于不紧急也不重要的事 举例：发呆、上网、闲聊、游逛、阅读令人上瘾的无聊小说、毫无内容的电视节目等。 第四象限的事件大多是些琐碎的杂事，没有时间的紧迫性，没有任何的重要性，这种事件与时间的结合纯粹是在扼杀时间，所以根本不值得花太多时间在这个象限。但我们往往在一、三象限来回奔走，忙得焦头烂额，不得不到第四象限去疗养一番再出发。 现在回顾一下你上周的生活与工作，看看自己在哪个象限花的时间最多?请注意，在划分第一和每三象限时要特别小心，急迫的事很容易被误认为重要的事。其实二者的区别就在于这件事是否有助于完成某种重要的目标，如果答案是否定的，应归入第三象限。
时间分辨荧光分析技术
1.1 时间分辨荧光分析技术 时间分辨荧光生化分析技术是基于稀土荧光配合物特殊的荧光性质而建立起来的，自1978年提出以来[1]，已广泛的应用于免疫分析、核酸测定、荧光显微镜成像、细胞识别、单细胞原位测定、生物芯片等生化领域，并发展出了相应的时间分辨荧光免疫测定法、时间分辨荧光DNA 杂交测定法、时间分辨荧光显微镜成像测定法、时间分辨荧光细胞活性测定法及时间分辨荧光生物芯片测定法等分支。 本节主要对稀土荧光配合物的发光机理、荧光性质，时间分辨荧光测定的原理，时间分辨荧光免疫分析技术，时间分辨荧光显微镜成像技术的研究进展等加以介绍。 1.1.1 稀土荧光配合物的发光机理及荧光性质 稀土元素指的是元素周期表中IIIB 族的镧系元素以及钪和钇，共17种元素。其中镧系元素的外层电子结构为4f 0-145d 0-106s 1-2，由于5s 和5p 电子对4f 电子的屏蔽作用，导致这些金属及其离子的性质十分相似。图1.1给出了四种三价稀土离子的基态及激发态电子能级图[2]。 1020 152530355 E N E R G Y ,103c m -1 6 H 5/2 G 5/2 6 H 15/2 7 F 0 F 2D 0 5D 1 7F 6 F 5 4 5D 3 13/2 4 9/2 Sm 3+ Eu 3+ Tb 3+ Dy 3+ H 9/2 图1.1 部分三价稀土离子的电子能级图 Fig. 1.1 Electronic energy levels of certain lanthanide(III) ions 大部分稀土离子本身是不具有荧光性质的，只有Sm 3+、Eu 3+、Tb 3+和Dy 3+的水溶液在紫外光或可见光的激发下能够发出微弱的荧光。当Sm 3+、Eu 3+、Tb 3+和Dy 3+与某些有机配位体形成配合物时其荧光强度会显著增强，这种发光是基于配合物由配位体到中心稀土离子的能量转移所产生的[3-8]。以铕(III)配合物为例，其荧
提高SiPM时间分辨能力方法研究 ——基于两种SiPM 性能对比测试
Open Journal of Circuits and Systems 电路与系统, 2019, 8(2), 16-22 Published Online June 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/4111834307.html,/journal/ojcs https://https://www.360docs.net/doc/4111834307.html,/10.12677/ojcs.2019.82003 Study on the Method of Improving Time Resolution of SiPM —Based on the Testing of Two Types of SiPMs Coupled with YSO Weijiao Li1, Jiamin Chen1, Rui Chen2, Daoming Xi2 1The Third Research Institute of the Ministry of Public Security, Shanghai 2Ray Measure Medical Technology Co., Ltd., Suzhou Jiangsu Received: Apr. 9th, 2019; accepted: Apr. 22nd, 2019; published: Apr. 29th, 2019 Abstract This paper compares the performances of Sensl’s FC10035 and FC10020 from the two dimensions of pulse width and energy resolution, and provides a reference for the design of scintillator detec-tor based on SiPM. Experiments show that the pulse width of FC10020 is only 200 nS, which is suitable for application scenarios with high time performance requirements. The energy resolu-tion of FC10035 is suitable for application scenarios of high energy performance requirements. In order to improve the dynamic range of response and reduce the probability of pile up, a pole-zero cancellation circuit is designed, and the effectiveness of the zero-pole cancellation circuit for shortening the pulse width is verified by experiments. Keywords SiPM, YSO Crystal, Energy Resolution, Pole-Zero Circuit 提高SiPM时间分辨能力方法研究 ——基于两种SiPM性能对比测试 李维姣1，陈嘉敏1，陈瑞2，奚道明2 1公安部第三研究所，上海 2苏州瑞迈斯医疗科技有限公司，江苏苏州 收稿日期：2019年4月9日；录用日期：2019年4月22日；发布日期：2019年4月29日
时间分辨光谱测量系统
58时间分辨光谱测量系统院系：物理学院 时间分辨光谱测量系统 三年内利用该仪器作为主要科研手段发表学术论文（三大检索） 11 篇，其中代表论文：论文题目期刊名年 卷（期）起止页码Enhanced exciton migration in electrospun poly[2-methoxy-5-(2l')-ethy(hexyloxy)-1.4-phenylene vinylene]/poly(vinyl Applied Physics Letters 201096133309Spatial Conformation and Charge Recombination Properties of Polythiophene Deriatives with Thienylene Vinylene Side Chains Investigated by Static and Femtosecond Spectroscopy J. Phys. Chem. B 20101142602-2606Transient photophysics of phenothiazine–thiophene/furan Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 201021044-47A Facile One-step Method to Produce Graphene–CdS Quantum Dot Nanocomposites as Promising Optoelectronic Advanced Materials 201022103-106
大脑如何分辨时间
大脑如何分辨时间 今天早上你是准点到达公司的吗？如果是的话，感谢一下不拥堵的交通，但是也别忘了感谢你的大脑。大脑的内部时钟使得我们可以精确的知道时间，这是一个对于日常生活正常运转不可或缺的技能。如果没有追踪时间的能力，早上洗澡你可能会无限久的洗下去；如果没有那种烦躁的感觉提醒我们开车开的太久了，可能会错过出口。 人脑怎么会有这么精确的心理时钟？神经学家认为我们有不同的神经系统来处理不同类型的时间。例如，保持生理节奏，控制良好身体状况，以及对时间的意识。直到目前，大多数的神经学家认为，后一种类型的时间处理，也就是当你吃早餐太久了就会提醒你的这一种，是由单一的大脑系统来支持的。然而新兴的研究表明，单个神经时钟的模型可能过于简单。最近由加利福尼亚大学神经学家发表在《神经科学》杂志上的研究表明实际上大脑有第二种方法可以感应时间。更重要的是，作者提出，这种第二个内部时钟不仅可以和第一个神经时钟共同工作，甚至还可能跟它竞争。 过去的研究表明，大脑内部，被称为纹状体的区域处于我们中枢生物钟的中心，和大脑皮层共同来分辨时间信息，比如，当人们在注意过去了多少时间的时候，纹状体就会表现活跃，而患有神经退行性疾病，帕金森病的患者因为纹状体被破坏，就无法分辨时间。 但是对精确时间的意识要求大脑不仅能够测定时间，还要求其有连续不断的记忆来分辨过去了多长时间。科学家们早就发现大脑内一个叫做海马体的部分对于记忆过去的经历很关键。现在他们认为这个部位对于记住时间的流逝也是有作用的。电子记录动物大脑活动的研究显示海马神经元在特定时刻会传递信号。但是追踪时间时不是非得需要海马体不可。值得注意的是，海马体受损的人能够精确的记得短时间的流逝，但是无法记忆长的时间间隔。这些发现表示海马体对于有些，
化学发光免疫技术与时间分辨技术的异同点
化学发光免疫技术与时间分辨技术的异同点 概念 化学发光免疫分析(chemiluminescenceimmunoassay,CLIA),是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术。 时间分辨荧光免疫测定（TRFIA）是以镧系元素标记抗原或抗体，并与时间分辨测定技术结合而建立起来的一种新型非放射性微量免疫分析技术，它根据镧系元素螯合物的发光特点，用时间分辨技术测量荧光，同时检测波长和时间两个参数进行信号分辨，可有效地排除非特异荧光的干扰，极大地提高了分析灵敏度。 原理 化学发光免疫分析包含两个部分, 即免疫反应系统和化学发光分析系统。化学发光分析系统是利用化学发光物质经催化剂的催化和氧化剂的氧化, 形成一个激发态的中间体, 当这种激发态中间体回到稳定的基态时, 同时发射出光子(hM) , 利用发光信号测量仪器测 量光量子产额。免疫反应系统是将发光物质(在反应剂激发下生成激发态中间体) 直接标记在抗原(化学发光免疫分析) 或抗体(免疫化学发光分析) 上, 或酶作用于发光底物。鲁米诺(1umino1)、异鲁米诺(isolumino1)及其衍生物、吖啶酯(acIidinim ester)衍生物、辣根过氧化物酶(horseradishperoxidase，HRP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)是目前CLIA中使用最多的四类标记物。 时间分辨荧光免疫测定（TRFIA）基本原理 用三价稀土离子及其鳌合剂作为示踪物，代替荧光物质、同位素或酶，标 记蛋白质、激素、抗原、抗体、核酸探针等物质，当免疫反应体系发生后，根据稀土离子螯合物的荧光光谱的特点，用时间分辨荧光分析仪测定免疫反应最后产物中荧光强度。根据荧光强度或相对荧光强度比值，来判断反应体系中分析物的浓度，达到定量分析之目的。 应用 化学发光免疫分析技术（CLIA） 各种激素、病毒抗原抗体、肿瘤标志物、感染性疾病、心脏标志物、治疗药物检测等各种抗原、抗体和半抗原 时间分辨荧光免疫测定（TRFIA）应用广泛 1.多肽类：蛋白质、激素（甲状腺激素、甾体类激素）。 2.病原体抗原/抗体 3.病毒性肝炎标志物 4.肿瘤相关抗原 5.药物 6.核酸 优缺点
时间分辨荧光免疫分析方法的光谱研究
第24卷,第5期 光谱学与光谱分析Vol 124,No 15,pp5962599 2004年5月 Spectroscopy and S pectral Analysis May ,2004 时间分辨荧光免疫分析方法的光谱研究 郭周义,田 振,贾雅丽 华南师范大学激光生命科学研究所,广东广州 510631 摘 要 时间分辨荧光免疫分析法是用三价稀土离子及其螯合剂作为示踪物,标记蛋白质、激素、抗体、核 酸探针或生物活性细胞,待反应体系(如:抗原抗体免疫反应、生物素亲合反应、核酸探针杂交反应、靶细胞与效应细胞的杀伤反应等)发生后,用时间分辨荧光技术测定反应体系中分析物的浓度,达到定量分析的目的。它之所以能够继放射性同位素标记、酶标记、化学发光、电化学发光后成为一种更新、更灵敏的检测方法,主要取决于它所用标记物三价稀土离子螯合物独一无二的物理及化学性质。主要报导了对使用的长寿 命荧光团Eu 3+ 螯合物的光谱研究结果,时间分辨技术及荧光增强技术的原理。实验表明:选择336～337nm 的激发波长,有利于Eu 3+ 的配位二酮体的激发及能量转移。 主题词 免疫分析;荧光增强技术;时间分辨光谱技术;Eu 3+螯合物中图分类号:O657132 文献标识码:A 文章编号:100020593(2004)0520596204 收稿日期:2003203226,修订日期:2003206228 基金项目:广东省科技攻关重点项目(2002C60113);广州市天河区科技计划项目(2002XGP06);广东省自然科学基金项目(No 1015012, No.031518);教育部科学技术研究重点项目(No 102113)资助 作者简介:郭周义,1965年生,华南师范大学激光生命科学研究所教授,博士生导师 引 言 最近几年发展起来的时间分辨荧光免疫分析方法(TR 2 FIA )是超微量免疫检定法的一大突破。由于使用了时间分辨光谱技术和荧光增强技术,使荧光免疫分析的灵敏度得到了极大提高。1983年Petterson [1]和Eskola [2]首先将时间分辨荧光光谱技术应用于免疫分析的研究中。目前,TRFIA 的最低检出值已达10-19mol ?well -1,远远超过酶标记免疫分析法(EIA )的10-9mol ?well -1,放射免疫分析法(RIA )的10-15mol ?well -1和发光免疫分析法(L IA )的10-15mol ?L -1。 稀土离子是金属离子,若用来直接标记抗原、抗体,标记率很低,一般使用含有双功能基团的螯合剂,形成稀土离子2螯合剂2抗原(或抗体)的螯合物。稀土离子的荧光,不仅与自身的能级结构有关,而且与螯合剂的性质有关。螯合物不同,稀土离子的激发光和发射光也会有所不同。 1 稀土离子的吸收光谱 镧系离子的电子排布为 1s 2 2s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 104f n 5s 25p 6(n =0～14),其主要价态有二价、三价和四价。三价态是特征氧化态,其 基组态是4f n (n =0～14),下一个激发态是4f n -15d [3]。 稀土离子吸收光谱[4]的产生可归因于三种情况。111 f —f 跃迁光谱 指f n 组态内,不同J 能级间跃迁所产生的光谱。它的特点是: (1)发光弱。这主要是因为f —f 跃迁是宇称选择规则禁 阻的。虽然在溶液和固态化合物中,由于配体场微扰,也能 观察到相应的光谱,但相对于d —d 跃迁来说,也是相当弱的。 (2)类线性的光谱。谱带的尖锐原因是处于内层的4f 电子受到5s 2,5p 6电子的屏蔽,受环境的影响较小。 (3)谱带的范围较广。在近紫外,可见区和近红外区内 都能得到稀土离子(Ⅲ )的光谱。112 f —d 跃迁光谱 4f n 向4f n -15d 的跃迁是组态间的跃迁。这种跃迁是宇称选择规则允许的,因而4f —5d 的跃迁是较强的;三价离子的吸收带一般在紫外区出现;由于5d 能级易受周围离子的配体场影响,相对于f —f 跃迁来说,谱带变宽。113 电荷跃迁光谱 稀土离子的电荷跃迁光谱,是指配体向金属发生电荷跃迁而产生的光谱,是电荷密度从配体的分子轨道向金属离子轨道进行重新分配的结果。镧系络合物能否出现电荷跃迁带取决于配体和金属离子的氧化还原性。一般在易氧化的配体 和易还原为低价离子(Sm 3+,Eu 3+ ,Te 3+,Yb 3+和Ce 4+)的络合物光谱中易见到电荷跃迁带。谱带的特点是有较强的强度和较宽的宽度。
学术报告记录--荧光的飞秒时间分辨光谱
《学 术 报 告 记 录》 报告题目：荧光的飞秒时间分辨光谱 主 讲 人： 时 间： 地点： 学术报告主要内容（可加页）： 一、荧光光谱 荧光光谱的现象被观测是从400年前牛顿用棱镜将太阳光分解成彩色光谱开始的；其理论是100年以前爱因斯坦提出的光量子理论 二、光谱仪： 任何一台光谱仪一般都是又光源、分光系统（一般是光栅或棱镜）和探测器组成。其简图如下所示： 其中,对于光谱仪中的探测器对于单波长探测，一般用光电倍增管(PMT)；对于全光谱探测，一般用光学多通道分析仪(OMA)或电荷耦合器件(CCD)；对于弱光探测一般用ICCD 。对于PicoStar-超快响应的增强型CCD ，其数据采集的方法是令激光重复频率和数据采集频率相同，这对对探测器的响应时间要求很快。 对于时间分辨光谱目前有两种方法：一是用现代相机进行连拍；二是用多个相机相继拍 三、光学门-Kerr 效应实现的飞秒时间分辨光谱 在电场作用下,各向同性的透明介质变为各向异性，从而产生双折射现象—电致双折射或克尔效应。下图表示fs 脉冲在Kerr 介质中的瞬态双折 对于Kerr 介质，一般选用非线性折射率大，响应速度快20||n n E γ=+r ，且要求在 390~780nm 不能有单或双光子吸收。 用光学门可以实现的飞秒时间分辨光谱，其光学结构图如下图所示：
在测量方面一般可用上转换荧光的方法来测量飞秒时间分辨光谱。荧光上转换原理是：利用晶体的非线性效应，当两束光波同时入射到晶体上式衍射光除了含有原来频率的光场以外，还有两入射光场的合频光场，从而实现频率上转换。在合频转化的过程中要遵守动量守恒123k k k +=r r r 和能量守恒123hv hv hv +=或312ωωω=+。 四、脉冲激光和光学门 对于飞秒脉冲激光，其脉冲宽度一般为100fs ，重复频率(可调)一般为1kHz ，周期一般为1/1000Hz=1ms ，通过简单的计算容易得到：单周期内一个脉冲行走的距离为：10-3s ?3?108m/s=105m=100km ；单脉冲的空间长度为100?10-15s ?3?108m/s=3.0?10-5m=30μm 。一般用光学微动平台（delay stage ）来实现脉冲延迟。最小分辨率能达到0.1μm 。设步长1μm ，则平台移动一步，通过简单的计算可得脉冲延迟：6.67fs 。 五、宽带荧光的飞秒时间分辨光谱 实验装置如下图所示： 0.2mm Sample Benzene 770-850nm PM Coherent RegA CCD Monochromator Delay BBO P1 P21mm 1 mm F PM 160 fs, 3-4μJ –off-axis parabolic mirror P1, P2 –polarizers F –filter Amplified Ti:sapphire laser
时间分辨荧光技术
时间分辨荧光技术 时间分辨荧光免疫测定（TRFIA）是一种非同位素免疫分析技术，它用镧系元素标记抗原或抗体，根据镧系元素螯合物的发光特点，用时间分辨技术测量荧光，同时检测波长和时间两个参数进行信号分辨，可有效地排除非特异荧光的干扰，极大地提高了分析灵敏度。 （一）TRFIA分析原理 在生物流体和血清中的许多复合物和蛋白本身就可以发荧光，因此使用传统的发色团进而进行荧光检测的灵敏度就会严重下降。大部分背景荧光信号是短时存在的，因此将长衰减寿命的标记物与时间分辨荧光技术相结合，就可以使瞬时荧光干扰减到最小化。 时间分辨荧光分析法（TRFIA）实际上是在荧光分析（FIA）的基础上发展起来的，它是一种特殊的荧光分析。荧光分析利用了荧光的波长与其激发波长的巨大差异克服了普通紫外-可见分光分析法中杂色光的影响，同时，荧光分析与普通分光不同，光电接受器与激发光不在同一直线上，激发光不能直接到达光电接受器，从而大幅度地提高了光学分析的灵敏度。但是，当进行超微量分析的时候，激发光的杂散光的影响就显得严重了。因此，解决激发光的杂散光的影响成了提高灵敏度的瓶颈。 解决杂散光影响的最好方法当然是测量时没有激发光的存在。但普通的荧光标志物荧光寿命非常短，激发光消失，荧光也消失。不过有非常少的稀土金属（Eu、Tb、Sm、Dy）的荧光寿命较长，可达1～2ms，能够满足测量要求，因此而产生了时间分辨荧光分析法，即使用长效荧光标记物，在关闭激发光后再测定荧光强度的分析方法医学教|育网搜集整理。 平时常用的稀土金属主要是Eu（铕）和Tb（铽），Eu荧光寿命1ms，在水中不稳定，但加入增强剂后可以克服；Tb荧光寿命1.6ms，水中稳定，但其荧光波长短、散射严重、能量大易使组分分解，因此从测量方法学上看Tb很好，但不适合用于生物分析，故Eu最为常用。 （二）时间分辨信号原理 普通物质荧光光谱分为激发光谱和发射光谱，在选择荧光物质作为标记物时，必须考虑激发光谱和发射光谱之间的波长差，即Stakes位移的大小。如果Stakes位移小，激发光谱和发射光谱常有重叠，相互干扰，影响检测结果的准确性。镧系元素的荧光光谱有较大的Stakes位移，最大可达290nm，激发光谱和发射光谱间不会相互重叠，加上其发射的光谱信号峰很窄，荧光寿命长，铕的荧光寿命可达730us，检测中只要在每个激发光脉冲过后采用延缓测量时间的方式，待短寿命的背景荧光衰变消失后，再打开取样门仪器记录长寿命铕鳌合物发射的特异性荧光，可以避免本底荧光干扰，提高检测的精密度。
时间分辨光谱学
注意：这些材料描述的实验具有潜在的危险性。需要高水平的安全训练，特殊的仪器设备，以及适当的人监督。你承担所有的责任、义务、以及执行这些安全程序措施带来的风险。MIT （麻省理工学院）将不承担材料中所介绍内容的带来的责任、义务及风险 麻省理工学院 化学学院 5.33 高等化学实验 2003 下学期 实验三：时间分辨光谱学 摘要 在这一实验中你将直接监控溶液分子和这些分子转动中的电子能量转移。除了采用稳态荧光光谱外，纳米时间分辨荧光测量法也将用来完成这些实验。实验目的： 1.测定溶液中含给予体和接受体的染料分子溶液的荧光淬火，并与福 斯特能量转换理论作比较。这一过程通常称之为FRET 2.用时间分辨测量法监控溶液中重定位分子的运动。这种方法适用于 用斯托克斯－爱因斯坦－德拜理论测定染料分子的有效分子体积。 3.使用你自己装配的虚拟科学仪器 4.用商业的数学软件包发展自己的数据分析程序 注意：在激光实验前，对实验方法要有所了解，对大量数据要进行分析。最基本 的要求是在开始本实验前要阅读本文，理解材料内容。此外还需要事先阅读推荐 参考文献。 Ⅰ. 背景 A．时间分辨法介绍 多年来，对于化学过程，特别是化学反应速率一直是研究领域中活跃的区域。
设想一个简单的分解反应： B k A ?→?。速率k 可以简单地通过测定A 的消耗量（或B 的生成量）来求得。，根据测定体系中A （或B ）含量所花的时间可测定反应最大速率。举例来说，你无法用一个耗时15秒才能测定A 含量的仪器来测量1000s -1 的衰退速率。这样的仪器只能测出15秒之后的A 物质的量。 考虑一个更物理化的例子。这一例子与我们要做的实验有关。大家应该熟悉edgerton 教授的摄影。他拍摄了高速运动物体的清晰照片，如子弹穿过香蕉等。（如果不清楚，在麻省理工的博物馆中有几幅照片，一定要去看看）当你感兴趣的事情发生时，利用闪光灯，使胶卷在非常短的时间内曝光，就能得到这样的照片。如果想得到1mm 的分辨率，闪光灯的时间就必须小于子弹飞出1mm 的时间。否则图像就会变得模糊。 在这一实验中，我们将测量能量从一个激发的染料分子（给予体）跃迁到另一个分子（接受体）的速度。这一过程仅仅只需要500皮秒（ps=10-12s ）。用激光脉冲激发分子，再采用快速荧光检测器测定能量转移的速率。从前面的讨论中我们可以知道，脉冲的周期必须小于几百皮秒，检测器也必须具备相应的速度。 B ． 溶液中染料分子的电子光谱学 染料分子吸收可见光及紫外线导致?→ππ跃迁至第一电子激发态，S 1。这一跃迁的能量是104～105cm -1 *(*单位cm -1或波数，用于取代焦耳。波数是光的波长的 倒数。与能量转换的关系表现为方程λ/hc E =) 电子激发的过程（如图1中的 a ）非常快（小于 10－15秒或一皮秒） ，以致于核在这一过程中并没有改变位置。因为新的电子结构会引起新的平衡 核结构，所以激发还伴随着振动激发。振动驰豫 和新的激发态溶质分子的重组会消耗了多余的 能量。这些无辐射的驰豫过程会迅速平衡激发态 （～10-13－10-12s ，或0.1－1皮秒），大约会耗费 能量102－103cm -1（热能）这一过程在图一中表 示为b 。一旦体系处于激发态的势能最小点，它 将通过释放大量能量返回基态，能量值大于 104cm -1。由于基态和激发单重态之间具有较大的 能量差异，所以能量不容易以热能这种无辐射形 式消耗掉。最可能的驰豫机制是通过荧光，通过 荧光，被激发的分子发射一种光场（c ）。部分激 发态分子通过荧光返回基态（与其他途径相反） 的荧光量子产率，φD 。用荧光法测量弛豫的时 间——荧光的寿命——通常比初始时间大得多 （10-10～10-8s ，0.1～1ns ）。由于振动弛豫过程在 激发之后，而且也由于激发态的原子核的位移， 荧光的发射波长通常大于吸收。溶液中观测到的 吸收和荧光光谱表现出典型的镜像对称性，并且 光谱峰出现分离，2λ，被称之为斯托克斯位移。图一：溶液中染色分子的电子态。吸收光（a ）导致电子跃迁至第一激发态。这一跃迁伴随着快速驰豫（b ）至一新的扩张的电子核结构。发出荧光后（c ）系统回到基态。荧光频率低于吸收频率。