一种新的时间分辨光谱测量方法

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

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

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

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

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。

时间分辨成像技术的分类及各自原理

详述时间分辨成像技术的分类及各自原理 时间分辨成像技术，它以超短脉冲激光作为光源，根据光脉冲在组织内传播时的时间分辨特性，使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光，进行成像。在边界上可以高时间分辨地测量与组织体内部光学参数有关的传输光,因此可以提供更多的组织体光学参数分布的信息。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等。该项技术是光学层析（断层）造影（OT）技术中最主要的一种。 利用组织中光的传输理论，确定组织体，尤其是人体的光学性质基本参数，即吸收系数、散射系数和散射相位函数或平均散射余弦g以及折射率n等。已知光与组织的相互作用参数，在给定的光照方式和边界条件下，光能流率或其它参量全反射率R全透过率T等分布均可由有关的传输模型唯一地确定。再利用图像重建技术。由于生物散射介质的结构特征信息隐含在漫射光中，找到描述光在介质中迁徙规律，通过测试漫射光的有关参数，在眼光的散射路径逆向追溯，则应能重建散射介质结构图像。如采用锁摸激光器作光源，条纹相机测试散射体周围的漫射光的时间分辨参量，再用逆问题算法进行图像重建。目前，逆问题算法大体有两类：一类为蒙特卡罗法，采用这种方法，图像重建精度高，但是计算复杂；另一类是基于光的传输方程，采用优化算法，根据测试周围时间分辨率漫射光的信号进行图像重建。 一、磷光共轭聚电解质用于时间分辨生物检测与成像 近年来，共轭聚电解质（CPEs）在传感和生物成像领域的应用引起人们的广泛关注。除了信号放大的优势外，CPEs在极性溶剂（如水）中具有良好的溶解性，这使得该类材料非常适于传感与生物成像。然而，目前报道的CPEs大都基于荧光作为检测信号，其检测性能易受到背景荧光信号（如生物体的自发荧光等）的干扰，从而降低了检测的信噪比。相比于荧光材料，磷光过渡金属配合物具有长的发射寿命（微秒级），可通过时间分辨荧光技术有效消除短寿命的背景荧光信号（纳秒级）的干扰，从而可显著提高检测的信噪比和灵敏度。结合磷光信号长寿命的优势，利用时间分辨荧光技术，有效消除了背景荧光信号的干扰，显著提高了检测的信噪比和灵敏度，实现了在复杂体系中对heparin的检测。另外，这类聚合物探针可以特异性标记细胞膜，并通过荧光寿命成像技术成功实现了在细胞内背景荧光信号存在下对细胞膜的成像。 二、时间分辨荧光分析技术（稀土荧光配合物的发光机理及荧光性质） 时间分辨荧光测定技术是利用稀土配合物特殊的荧光性质这一特点，在样品被脉冲光激发后、荧光信号采集前，根据样品中所包含的荧光物质荧光寿命的不同引入一定的延迟时间，待短寿命的背景荧光完全淬灭后，再对长寿命的特异性荧光信号进行测定。采用时间分辨荧光测定技术可以有效消除来自样品、试剂、仪器等的短寿命非特异性荧光的干扰，从而极大地提高荧光检测的灵敏度。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。 三、时间分辨中红外光谱研究蛋白质折叠动力学进展 基于多通道时间分辨光学层析成像系统的差分图像重建近10年来,基于近红外光的光学成像受到了广泛的重视。由于生物组织体对近红外光的吸收变化和