拉曼光谱技术在植物细胞壁中的应用以及展望
表面增强拉曼散射光谱在细胞研究中的应用
表面增强拉曼散射光谱在细胞研究中的应用论文导读：具有非破坏性和指纹式的分辨能力的SERS对细胞的研究、样品的选择性激发和信号收集等方面都显示出良好的应用前景。
关键词：表面增强拉曼散射光谱，细胞引言：作为一种以光子作探针的、实时实地的探测手段，表面增强拉曼散射（SERS）不仅可以产生高强度、低背景的信号，而且在可见光或近红外的激发下具有较高的空间分辨率；共焦显微术结合SERS光谱术可以实现无损三维层析检测。
具有非破坏性和指纹式的分辨能力的SERS对细胞的研究、样品的选择性激发和信号收集等方面都显示出良好的应用前景。
1. 表面增强拉曼散射光谱简介Fleishmann 等人[1]于1974 年首次发现表面增强拉曼散射(surfaceenhanced Raman scattering, SERS)，随后Van Duyne 及其合作者通过系统的实验和计算发现吸附在粗糙银表面上的每个吡啶分子的拉曼散射信号与溶液相中的吡啶的拉曼散射信号相比，增强约6个数量级，指出这是一种与粗糙表面相关的表面增强效应，被称为SERS 效应[2]。
SERS 效应给出的是具有分子水平的信息,对分子和界面具有可观的普适性,为研究表面现象提供了有力的工具。
获得一张效果好的SERS光谱的关键是吸附基底的选择和制备，常见的基底有金属溶胶、金属电极、金属岛膜等。
其中基底包括了有限的几种不同形态的金属(Ag, Au, Cu, Al, In, Li, andNa) [3]。
各类金属溶胶用作SERS 基底的报道占有很大比例, 并朝着一种制备方便、稳定性好、信号强的方向努力。
目前利用激光刻蚀技术, 然后分别用水或其它溶剂作修饰, 可以很成功地制备化学纯度很高的胶体SERS 活性体系[4]。
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2. 细胞的SERS研究随着纳米粒子合成技术的提高、生物分子标记技术的发展, 纳米粒子用于生物分子标记已成为近几年的研究热点。
具有单分子探测灵敏度的SERS光谱术在细胞内的应用越来越取得人们的重视。
拉曼检测农作物国内外研究综述
拉曼检测农作物国内外研究综述农作物癌变一直以来都是影响粮食产量的主要病害之一。
传统的高抗品种连续种植几年后，就达不到癌病的预防作用了。
因此，这一病害至今仍困扰着农业技术人员。
与此同时随着拉曼技术的发展，拉曼光谱已不是单单测定物质结构的工具，其在作物病害检测研究中形成了一些行之有效的检测方法。
国内外研究综述（1）国外研究动态2010年，Stephan Richter等人利用拉曼光谱成像方法对植物细胞壁的组织进行了研究。
对一个新西兰麻叶样本进行了微米级的不同部位不同组织类型的拉曼光谱采集。
在厚壁高变MFA进行检测，发现与木质素的变化有关[1]。
2011年，Pradeep N.Perera等人利用一种新的成熟的、非侵入性的激光拉曼光谱法分析了天然木质素的结构。
通过检测杨树中的木质素、拟南芥、芒草的4-香豆酸酶A 在其结构差异中抑制成分的变化，得出杨树中的紫丁香愈创木基率下降35%的突变。
[2]2012年，Wenhsi Chua等人利用表面增强拉曼光谱技术对植物油润滑的金属表面进行研究。
检测出在银表面形成的脂肪酸肥皂层是甘油三酯。
表明精制菜籽油的结构紧凑且垂直于表面[3]。
2013年，F.Castiglionc等人根据聚合物环糊精纳米海绵（CDNS）具有显着的纳入/释放这一特性。
利用傅里叶振动变化红外光谱中衰减全反射几何和拉曼光谱技术，对O-H伸缩区域进行定量分析，获得关于O-H基团聚合物的结构信息。
即氢氧键连接所起的作用的[4]。
2014年，Andrzej Skoczowski等人引根据拉曼光谱仪可对活体植物组织中有价值的物质进行原位分析这一特性，再结合对植物代谢热量生理学的认知，应用等温量热法和拉曼光谱对植物中生物和非生物应力进行研究，更好的认识植物生理学[5]。
2015年，Ismail Hakki Boyaci等人首先利用拉曼光谱仪对132种样品进行了拉曼检测，其中样品包括鱼、家禽、山羊、水牛及意大利腊肠等产品；其次对采集到的光谱应用主成分分析方法（PCA）进行分析，最后得出七种肉类和意大利腊肠可以成功的区分开来的结论[6]。
拉曼光谱的应用及其进展
摘 要
本 文 简 述 了 拉 曼光 谱 的原 理 、 征 及 其 在 应 用 上 的优 越性 。介 绍 了几 种 新 的 拉 曼 光 谱 技 术 及 拉 曼 光 特
谱 技 术 在 食 品 、 料 化 学 、 药等 领 域 的最 新 研 究 及 应 用 进 展 。重 点 讨 论 了 近 年 来 该 技 术 在食 品 质 量 检 测 、 境 保 材 医 环 护 、 胞 和 组 织 的 癌 变 方 面 的 最 新 进 展 ， 对 其 应 用 前 景 进 行 了展 望 。 细 并 关键词 技术 应 用 进 展
中对结 构 变 化 敏 感 的各 个 独 立 组 分 的 检 测 。近 年 来 ， 品安 全成 为人们关 注 的焦点 ， 食 在食 品安 全检测 及非法 添加 物检 测 中 ， 拉曼 光 谱 技 术 ， 其 快速 ， 因 灵 敏度 高等特 性 ， 到 了进 一步 的发 展 。 得 ２０ ０ ８年爆 发 的毒 奶 粉事 件 曾在 食 品界 引起 轩 然大 波 ， 人们 对 于食 品安 全 的关 注 也 越 来 越 多 。王 锭笙 ＿ 等 人采 用 表 面增 强拉 曼 光 谱 ， 作 为 探 针分 ６ 将 子 的三聚氰 胺滴 加在 准 备 好 的增 强 基 底 银胶 上 ， 使 用便携 式拉 曼光 谱仪 来 进 行 测试 ， 果 表 明银 纳米 结
２１年 ６ ０１ 第 期
分 析 仪 器
拉 曼光 谱 的应 用及 其 进 展
胡晓红 周 金池。
（ ．北京林业大学材料科学与技术学院，北京 ，１０ ８ ；２ １ ０ ０ ３ ．北京林业 大学分析测试实验 中心，北京 ， ０ ８ ） １ ０ ３
业 ．带 螗恭 一芥 穹蒂 Ｉ 带 综一 述一
的组 分或 橘子皮 的残 留农 药 ， 果 证 明 这种 新 技 术 结 可 以检测 各类 物质 的表层 化学组 分和应 用 于任何形
自适应拉曼光谱成像数据去噪及其在植物细胞壁光谱分析中的应用
自适应拉曼光谱成像数据去噪及其在植物细胞壁光谱分析中的应用张逊;陈胜;吴博士;杨桂花;许凤【摘要】Two inevitable noise signals, baseline drifts and cosmic spikes in Raman spectral imaging data should be eliminated before data analysis. However, current denoising methods for a single spectrum often lead to unstable results with bad reproducible properties. In this study, a novel adaptive method for denoising Raman spectral imaging data was proposed to address this issue. Adaptive iteratively reweighted penalized least-squares (airPLS) and principal component analysis (PCA) based despiking algorithm were applied to correct drifting baselines and cosmic spikes, respectively. The method offers a variety of advantages such as less parameter to be set, no spectral distortion, fast computation speed, and stable results, etc. We utilized the method to eliminate the noise signals in Raman spectral imaging data of Miscanthus sinensis ( involving 9010 spectra) , and then employed PCA and cluster analysis ( CA) to distinguish plant spectra from non-plant spectra. Theoretically, this method could be used to denoise other spectral imaging data and provide reliable foundation for achieving stable analysis results.%拉曼光谱成像数据存在基线漂移与宇宙射线干扰峰两类噪声信号,无法直接用于光谱分析研究,必须去除。
拉曼光谱技术在植物细胞壁中的应用以及展望
光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外， 还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为拉曼（Raman）效应。
从理论到技术—拉曼散射效应的进展
➢1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman）首次发现拉曼散射效应，荣获1930年的诺贝尔物 理学奖，拉曼也成为自然科学亚洲诺奖第一人。 ➢1928-1940年，拉曼光谱成为研究分子结构的主要手段。因为拉曼光谱频率及强度、偏振等 标志着散射物质的性质。从这些资料可以导出物质结构及物质组成成分的知识。这就是拉曼 光谱具有广泛应用的原因。 ➢1940-1960年，拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱（约为入射光强的106），并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等。40年代中期，红外技术 的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落。（原始的拉曼光谱以汞弧灯为光源,用常规摄 谱仪做色散系统,出现的谱线极其微弱,限制了拉曼光谱的发展。） ➢1960年以后，激光技术的发展使拉曼技术得以复兴。由于激光束的高亮度、方向性和偏振性 等优点，成为拉曼光谱的理想光源。而过滤器的发展过滤掉瑞利散射，计算机技术的发展使 大数据分析成为可能。随探测技术的改进和对被测样品要求的降低，目前在物理、化学、生 物、工业等各个领域拉曼光谱得到了广泛的应用，越来越受研究者的重视。并且形成了一门 光谱学的分支——拉曼光谱学。
拉曼光谱技术的应用及研究进展
拉曼光谱技术的应用及研究进展一、本文概述拉曼光谱技术，作为一种强大的分子振动光谱技术，自其诞生以来，在化学、物理、生物、材料科学等领域中发挥了重要的作用。
这种技术基于拉曼散射效应，即当光在物质中传播时，会与物质分子发生相互作用，使得光线的方向和频率发生改变。
通过分析这些散射光的频率和强度，我们可以得到关于物质分子振动和转动状态的信息，从而进一步了解物质的组成、结构和性质。
本文将对拉曼光谱技术的应用及其研究进展进行全面的探讨。
我们将概述拉曼光谱技术的基本原理和发展历程，以便读者对其有一个清晰的认识。
然后，我们将详细介绍拉曼光谱技术在不同领域中的应用，包括但不限于化学分析、生物医学、环境监测、材料科学等。
接下来，我们将对近年来拉曼光谱技术的研究进展进行梳理，重点关注其在新材料、新技术和新方法方面的发展。
我们将对拉曼光谱技术的未来发展趋势进行展望，以期能为相关领域的研究者提供有益的参考和启示。
二、拉曼光谱技术的基本原理拉曼光谱技术是一种基于拉曼散射效应的光谱分析技术。
拉曼散射是光与物质相互作用的一种形式，当光波通过介质时，部分光波的能量会被介质分子吸收并重新辐射，产生散射光。
其中，大部分散射光的频率与入射光相同，这种散射称为瑞利散射；而一小部分散射光的频率则会发生改变，这种散射称为拉曼散射。
拉曼散射光的频率变化与介质分子的振动和转动能级有关，因此，通过分析拉曼散射光谱，可以获得介质分子内部的结构信息。
拉曼光谱技术的基本原理主要包括两个方面：一是拉曼散射的物理过程，二是光谱数据的获取和分析。
在物理过程中，当入射光与介质分子发生相互作用时，介质分子会吸收部分光能并将其转化为分子内部的振动或转动能量，然后重新辐射出散射光。
由于散射过程中能量的交换，散射光的频率会发生变化，这种变化与介质分子的振动和转动能级直接相关。
因此，通过测量散射光的频率变化，可以推断出介质分子的振动和转动状态，从而得到分子的结构信息。
在光谱数据的获取和分析方面，拉曼光谱技术通常使用激光作为入射光源，通过单色仪或干涉仪将散射光按波长或频率分离，然后用光电倍增管或电荷耦合器件等光电探测器检测散射光的强度。
拉曼光谱技术的应用及研究进展
拉曼光谱技术的应用及讨论进展拉曼光谱是一种散射光谱，它是1928年印度物理学家C.V.Raman发觉的。
拉曼光谱作为一种物质结构的分析测试手段而被广泛应用，尤其是60时代以后，激光光源的引入、微弱信号检测技术的提高和计算机的应用，使拉曼光谱分析在很多应用领域取得很大的进展。
目前，拉曼光谱已广泛应用于材料、化工、石油、高分子、生物、环保、地质等领域。
就分析测试而言，拉曼光谱和红外光谱相搭配使用可以更加全面地讨论分子的振动状态，供给更多的分子结构方面的信息。
1拉曼光谱的应用拉曼光谱是讨论分子振动的一种光谱方法，它的原理和机制都与红外光谱不同，但它供给的结构信息却是仿佛的，都是关于分子内部各种简正振动频率及有关振动能级的情况，从而可以用来鉴定分子中存在的官能团。
分子偶极矩变化是红外光谱产生的原因，而拉曼光谱是分子极化率变化诱导的，它的谱线强度取决于相应的简正振动过程中极化率的变化的大小。
在分子结构分析中，拉曼光谱与红外光谱是相互补充的。
例如：电荷分布中心对称的键，如C—C、N=N、S—S等，红外汲取很弱，而拉曼散射却很强，因此，一些在红外光谱仪无法检测的信息在拉曼光谱能很好地表现出来。
拉曼光谱还可测定分子的退偏比，利于弄清分子的对称性等。
这在结构分析中是特别有用的。
拉曼的缺点是检测灵敏度特别低。
在电化学讨论中该缺点尤为突出，由于典型的电化学体系是由固—液两个凝集相构成的，表面物种信号往往会被液相里的大量相同物种的信号所掩盖。
1.1用于聚合物中的讨论随着CCD探头和光纤在FT—拉曼光谱中的应用，使信噪比、光谱范围和精度大大加添。
广义二维FT—拉曼相关光谱和带色散仪及多道探测器的近红外FT—拉曼光谱得到快速进展，以及多变量分析法的应用使拉曼光谱可应用于过程监控和定量分析，这使拉曼技术在高分子科学中起着越来越紧要的作用。
通常用红外光谱讨论含氢键的聚合物相容性。
无氢键的聚合物共混物内的特别相互作用的振动光谱讨论很少有报道。
拉曼光谱在细胞成像中的研究进展
第43 卷第 1 期2024 年1 月Vol.43 No.195~106分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO（Journal of Instrumental Analysis）拉曼光谱在细胞成像中的研究进展曾敏静，马玮玮，唐浴尘，高婷娟*（华中师范大学化学学院绿色农药全国重点实验室农药与化学生物学教育部重点实验室，湖北武汉430079）摘要：细胞成像在生命科学与药物研究中具有重要意义。
拉曼光谱作为一种非破坏性的振动光谱技术，结合非标记或探针标记技术可对细胞不同组分进行成像。
由于自发拉曼光谱信号较弱，运用有效的增强手段可提高细胞成像的时间与空间分辨率。
该文综述了表面增强拉曼光谱（SERS）、相干拉曼光谱（CRS）、共振拉曼光谱（RRS）等拉曼增强方法在线粒体、溶酶体和内质网等细胞器成像中的研究进展，以及上述方法在蛋白质、脂质、糖类和核酸等重要细胞生物分子成像中的应用。
此外，还讨论了标记技术中拉曼探针的化学结构、增强因子、检出限等因素对细胞成像的影响，并分析了当前细胞拉曼成像的发展趋势、存在的挑战和可能的解决方案。
关键词：拉曼光谱；细胞成像；拉曼探针；分子内共振增强拉曼散射中图分类号：O657.37；G353.11文献标识码：A 文章编号：1004-4957（2024）01-0095-12 Research Progress of Raman Spectroscopy for Cell ImagingZENG Min-jing，MA Wei-wei，TANG Yu-chen，GAO Ting-juan*（Key Laboratory of Pesticide and Chemical Biology of Ministry of Education，National Key Laboratory of Green Pesticide，College of Chemistry，Central China Normal University，Wuhan 430079，China）Abstract：Cell imaging plays a crucial role in life science and drug discovery research. Raman spec⁃troscopy，a non-destructive vibration spectroscopic technology，enables the imaging of various cellu⁃lar components when combining with label-free or labeling techniques. Due to the low sensitivity of spontaneous Raman scattering，it is necessary to utilize efficient enhancement methods to increase the space and time resolutions of cellular Raman imaging.In this review，we summarized the ad⁃vancement of surface-enhanced Raman spectroscopy（SERS），coherent Raman spectroscopy（CRS），resonance Raman spectroscopy（RRS），and other Raman enhancement methods applied for cellular organelle imaging of mitochondria，lysosomes，endoplasmic reticulum，and etc.，as well as for cel⁃lular biomolecule imaging of proteins，lipids，sugars，nucleic acids and etc. We discussed the fac⁃tors of labeling techniques influencing cell imaging results，including the probe structures，enhance⁃ment factors，and detection limits，and analyzed the current challenges and future trends of develop⁃ing Raman spectroscopic technology for cell imaging.Key words：Raman spectroscopy；cell imaging；Raman probes；intrinsic molecular resonance Ra⁃man scattering光学显微成像可以清晰地观察细胞的形态和大小，实现细胞的可视化。
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h(0 - )
h(0 + )
h
Rayleigh散射
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 激发虚态；
Raman散射
获得能量后，跃迁到激发虚态.
Raman散射: Raman散射的两种跃 迁能量差： E=h(0 - ) 产生 stokes 线；强 ；基态分子多； E=h(0 + ) 产生anti-stokes线 ；弱； Raman位移： Raman散射光与入射 光频率差；
1.3 细胞壁形成
• • • 细胞壁的形成是多种细胞器配合作用的结果。 新细胞壁的形成开始于细胞分裂的晚后期或早期。 细胞分裂时，在母细胞的赤道板面上，分泌囊泡 (secretory vesicles)不规则地汇聚在一块，逐渐整齐 地排列成片，组成成膜体(phragmoplast)。成膜体中 的囊泡膜相互融合与连接形成细胞的质膜，其中的内 含物连成一体构成细胞板，这是雏形的中层结构。 细胞板组成后，高尔基体小泡运输造壁物质释放到质 膜外，以充实新形成的壁。当细胞板中逐渐有果胶质 和少量纤维素分子不断地填充和掺入时便构成了中层， 在中层两侧陆续有纤维素和半纤维素等物质的沉积则 形成了质地柔软的初生壁，这时两个子细胞便形成。 此后，大多数细胞的初生壁内侧又分层、定向地沉积 着纤维素分子，它们经纬分明地交叉加固，这是增强 植物体支持能力的重要基础。纤维素分子的定向分层 沉积与微管的活动有关，秋水仙素(colchicine)可阻止 微管的形成，抑制纤维素分子的定向排列。 微管的另一个重要作用是使新形成的细胞板上保留某 些通道，参与胞间连丝的形成，使原生质在两个子细 胞间能保持联系。
甲醇vs. 乙醇
CH3OH vs. CH3CH2OH
OH Bending
拉曼是指纹光谱
CH3 Stretching Modes
Intensity (A.U.)
15000 15000
10000 10000
5000 5000
CCO Skeletal modes Bending
CH3 and CH2 Bending Modes
1923年，德国物理学家A.Smekal从理论上预言了光的非弹性散射的存在。 （A. Smekal，Nature 11 (1923) 873） 1928年，印度物理学家C. V. Raman在用汞灯的单色光来照射CCl4液体时，在液体的散射光中观测到了频率 低于入射光频率的新谱线。在拉曼等人宣布了他们的发现的几个月后，苏联物理学家兰德斯别尔格等也独 立地报道了晶体中的这种效应的存在。（C.V. Raman, K.S. Krishman, Nature 121(1928) 501） 光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外， 还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为拉曼（Raman）效应。
1.5 细胞壁的功能
对于细胞壁的功能，目前较肯定的有以下几个方面： 维持细胞形状，控制细胞生长 细胞壁增加了细胞的机械强度，并承受着内部 原生质体由于液泡吸水而产生的膨压，从而使细胞具有一定的形状，这不仅 有保护原生质体的作用，而且维持了器官与植株的固有形态。另外，细胞壁 控制着细胞的生长，因为细胞要扩大和伸长的前提是要使细胞壁松驰和不可 逆伸展。 物质运输与信息传递 细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通 过，而将大分子或微生物等阻于其外。因此，细胞壁参与了物质运输、降低 蒸腾作用、防止水分损失(次生壁、表面的蜡质等)、植物水势调节等一系列生 理活动。细胞壁上纹孔或胞间连丝的大小受细胞生理年龄和代谢活动强弱的 影响，故细胞壁对细胞间物质的运输具有调节作用。另外，细胞壁也是化学 信号(激素、生长调节剂等)、物理信号(电波、压力等)传递的介质与通路。 防御与抗性 细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素（phytoalexin）的形成，它 们还对其它生理过程有调节作用，这种具有调节活性的寡糖片断称为寡糖素 (oligosaccharin)。
Stocks lines
antiStockes lines
Δν/cm-1
拉曼位移（Raman shift）
Δv即散射光频率与激发光频之差。 由于拉曼位移Δv只取决于散射分子的结构 而与vo无关，所以拉曼光谱可以作为分子 振动能级的指纹光谱。 与入射光波长无关
适用于分子结构分析
20000 20000
OH stretching
00
500 3500
500
1000
1000
1500
1500
2000
2000
2500
2500
3000
光谱分类
发射光谱
2 拉曼光谱技术
原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）、X射线荧光 光谱法（XFS）、分子荧光光谱法（MFS）等
吸收光谱
紫外－可见光法（UV-Vis）、原子吸收光谱（AAS）、红外观 光谱（IR）、核磁共振（NMR）等
联合散射 光谱
拉曼散射光谱（Raman）
2.1拉曼散射效应的发现
从理论到技术—拉曼散射效应的进展
1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman）首次发现拉曼散射效应，荣获1930年的诺贝尔物 理学奖，拉曼也成为自然科学亚洲诺奖第一人。 1928-1940年，拉曼光谱成为研究分子结构的主要手段。因为拉曼光谱频率及强度、偏振等
标志着散射物质的性质。从这些资料可以导出物质结构及物质组成成分的知识。这就是拉曼
要解决的问题……
木材形成与形成层的活动紧密相连 木材的次生木质部是形成层细胞分裂形成的,形成层在活动期内的活动 变化不仅影响着木质部细胞形成的数量,同时决定着木材的构造和其物 理化学性能。 形成层紡錘形细胞是如何分化出各种类型样式的木质部细胞? 分化出来的木质部细胞是怎么生长的,其在发育过程中会发生什么的变 化?而这些变化又与什么因素有关? 从细胞生物学和解剖形态学的水平来看，木材生长发育形成过程中细 胞形态结构发生了哪些变化？ 在细胞水平和组织水平上来说，木材生长过程中发生了哪些细胞力学 性质和化学成分分布的变化？ 这些问题,对于实现木材性质的改良和定向培育提供重要的理论依据。
大数据分析成为可能。随探测技术的改进和对被测样品要求的降低，目前在物理、化学、生
物、工业等各个领域拉曼光谱得到了广泛的应用，越来越受研究者的重视。并且形成了一门 光谱学的分支——拉曼光谱学。 重要学术会议： 国际拉曼光谱学大会(Thelnternational Confer-enceon Raman Spectroscopy,ICORS)
光谱具有广泛应用的原因。 1940-1960年，拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱（约为入射光强的106），并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等。40年代中期，红外技术
的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落。（原始的拉曼光谱以汞弧灯为光源,用常规摄
谱仪做色散系统,出现的谱线极其微弱,限制了拉曼光谱的发展。） 1960年以后，激光技术的发展使拉曼技术得以复兴。由于激光束的高亮度、方向性和偏振性 等优点，成为拉曼光谱的理想光源。而过滤器的发展过滤掉瑞利散射，计算机技术的发展使
ML 胞间层；CW1 初生壁；S1 次生壁外层； S2 次生壁中层； S3 次生壁内层
1.2 细胞壁结构成分
构成细胞壁的成分中，多糖，蛋白质、酶类以及脂肪酸等 细胞壁中的多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶类 纤维素构成微团，微团组成微纤丝，微纤丝再组成大纤丝，构成细胞壁支架 次生细胞壁中还有大量木质素
•
•
•
1.4 胞间连丝
当细胞板尚未完全形成时，内质网的片段或 分支，以及部分的原生质丝(约400nm)留在未 完全合并的成膜体中的小囊泡之间，以后便 成为两个子细胞的管状联络孔道，这种穿越 细胞壁、连接相邻细胞原生质(体)的管状通 道被称为胞间连丝(plasmodesma)。 胞间连丝的数量和分布与细胞的类型，所处 的相对位置和细胞的生理功能密切相关。 胞间连丝的功能：物质交换&信号传递
1.1 木质部细胞的细胞壁结构
胞间层(intercellular layer) 细胞胞间层(intercellular layer)在分裂时，最初形成的一层是由果胶 质组成的细胞板(cell plate)，它把两个子细胞分开，这层就是胞间层，又称 中层(middle lamella)。 初生壁(primary wall) 随着子细胞的生长，原生质向外分泌纤维素，纤维素定向地交织成网状， 而后分泌的半纤维素、果胶以及结构蛋白填充在网眼之间，形成质地柔软的初 生壁。 次生壁(secondary wall) 很多细胞只有初生壁，如分生组织细胞、胚乳细胞等。但是，某些特化的 细胞，例如纤维细胞、管胞、导管等在生长接近定型时，在初生壁内侧沉积纤 维素、木质素等次生壁物质，且层与层之间经纬交错。由于次生壁质地的厚薄 与形状的差别，分化出不同的细胞，如薄壁细胞、厚壁细胞、石细胞等. 形成层细胞分化为未成熟木质部细胞，未成熟木质部细胞继续分化。其中包括 细胞壁沉积的重要过程
拉曼光谱技术在植物细胞壁研究 中的应用以及展望
细胞生物学 2014年4月8日
目录
一、维管形成层及木质部细胞细胞壁概述 二、拉曼光谱技术原理及可用于研究植物细 胞壁的拉曼显微技术 三、如何利用拉曼光谱技术研究植物细胞壁
2
截至 2010年，全世界石油储藏量为 13830亿桶，日消耗量为 8740万桶；天然气储量为 187.1万亿立方米，年消耗量为 3.1万亿立方米；煤炭储量为 8600亿吨，年消耗量为 72.7亿吨（statistical review of world energy full report 2011）。不断增加的能 源消耗量使石油，天然气和煤炭资源在 最多43 年，62 年和 120 年后将枯竭。 世界靠科技、工具与能源来改变，工业革命、科技革命和信息革命都改变了世界格局， 当今的世界格局是西方掌握的先进科技与发达信息以及石油、天然气的分布划分而成的。 而下一场能源革命已经悄悄在美国和加拿大展开…… 页岩气！美国已经拥有了生产页岩气的技术与批量生产的能力，五年之后就将生产出足 以替代石油的新型清洁能源，加上美国国内的石油与天然气开发也逐步启动，二战后按 石油储藏与生产、使用来划分的世界格局即将破局，中东的地位大幅下降，甚至会沦为 一个乱摊子；俄罗斯靠出口石油的经济将会一蹶不振。互联网大数据时代让世界从此没 有孤岛，能源革命直接决定世界的未来！ 仅仅是页岩气革命么？不！核能不可再生而且存在风险，太阳能，风能，地热能，尤其 是——生物质能植物利用太阳能，通过碳同化的过程将吸收的二氧化碳转变为有机物， 储存于植物体内。生物质能的形成过程由植物体自身完成，同时消耗掉大气中的二氧化 碳，维持大气平衡。同时全世界范围内生物质资源总量十分丰富。木材是人们利用生物 质能源的主要形式。木材即植物的次生木质部，它由木本植物的一种侧生分生组织—维 管形成层活动而 产生，因此对维管形成层发育与遗传调控的研究是使人们了解木材形 成，提高木材产量和利用率的基础。