共路剪切数字全息自参考聚焦显微成像

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作者 黄琳琳 刘丙才 +4 位作者 王红军 张雪灵 张萍 张瑞轩 田爱玲 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2024年第23期3416-3423,共8页

提出了一种基于共路剪切的数字全息自参考聚焦显微成像方法。该方法利用偏振光栅的分光特性,设置了双偏振光栅的剪切装置,并实现了对携带样品信息的物光复制。通过调节双偏振光栅之间的距离,灵活控制相机上显微像和全息干涉像之间的距离... 提出了一种基于共路剪切的数字全息自参考聚焦显微成像方法。该方法利用偏振光栅的分光特性,设置了双偏振光栅的剪切装置,并实现了对携带样品信息的物光复制。通过调节双偏振光栅之间的距离,灵活控制相机上显微像和全息干涉像之间的距离,实现了显微像和全息干涉像的同时记录。在显微像和全息干涉像同时记录的基础上,记录多幅离焦-聚焦-离焦图像,再利用Brenner梯度法对相机记录的多幅离焦-聚焦-离焦图像中的显微成像区域进行聚焦评价,找出最佳聚焦图像,完成自参考聚焦。同时,采用角谱法对最佳聚焦图像中的干涉区域进行相位重建。最后,以相位分辨率板作为实验样品来验证所提方法的可行性。实验结果表明:相位分辨率板的高度为0.336μm,平均绝对误差为0.023μm,所提方法具有准确性高、稳定性好以及结构紧凑等优点。 展开更多

关键词 数字全息 显微成像 自参考聚焦 共路剪切

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基于共聚焦显微拉曼光谱揭示炭疽病侵染下茶叶细胞壁变化的研究 被引量：4

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作者 李晓丽 罗榴彬 +2 位作者 胡小倩 楼兵干 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1571-1576,共6页

采用共聚焦显微拉曼技术研究了炭疽病感染所致茶叶细胞壁结构和化学成分的变化。对茶叶健康和染病组织细胞进行微米级空间分辨率的显微拉曼光谱扫描,并结合透射电镜观察炭疽病侵染所致的细胞超微结构变化,结果显示染病前后细胞壁的拉曼... 采用共聚焦显微拉曼技术研究了炭疽病感染所致茶叶细胞壁结构和化学成分的变化。对茶叶健康和染病组织细胞进行微米级空间分辨率的显微拉曼光谱扫描,并结合透射电镜观察炭疽病侵染所致的细胞超微结构变化,结果显示染病前后细胞壁的拉曼光谱位移和强度都有明显的差异,表明炭疽病侵染导致细胞壁中化学成分发生了较大的变化。其中由纤维素,果胶,酯类化合物产生的拉曼峰强度都有明显下降,说明细胞壁中这些物质的含量在染病后减少了;而木质素拉曼散射引起的拉曼峰强度有所上升,说明木质素的含量在染病后有所增加。随后基于纤维素的拉曼指纹波数和显微空间结构信息实现了茶叶健康组织和染病组织细胞壁中纤维素的化学成像分析,结果显示炭疽病侵染不仅导致细胞壁中纤维素的含量大大减少,而且纤维素的有序结构被破坏。由此得出结论:在无需对样本进行染色或复杂的化学处理的情况下,共聚焦显微拉曼可以揭示由炭疽病侵染引起的茶叶细胞壁化学成分和结构的变化,本研究是共聚焦显微拉曼技术首次用于植物病理学中寄主-病原物互作机制的研究,将为深入研究寄主-病原物在细胞层面上的互作机制开辟蹊径。 展开更多

关键词 茶叶 细胞壁 炭疽病 共聚焦显微拉曼 化学成分变化

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白云鄂博碳酸岩脉的显微共聚焦激光拉曼光谱分析 被引量：3

3

作者 秦朝建 裘愉卓 +3 位作者 周国富 王中刚 张台荣 肖国望 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期400-405,共6页

白云鄂博矿区发育的脉状稀土碳酸岩,由于其结晶迅速,矿物颗粒细微,其中的微小矿物的鉴定一直是一个难题。应用显微共聚焦激光拉曼光谱仪则能较好地解决这一问题。研究表明,白云鄂博地区存在富稀土白云质岩浆碳酸岩脉,早期阶段形成碱性... 白云鄂博矿区发育的脉状稀土碳酸岩,由于其结晶迅速,矿物颗粒细微,其中的微小矿物的鉴定一直是一个难题。应用显微共聚焦激光拉曼光谱仪则能较好地解决这一问题。研究表明,白云鄂博地区存在富稀土白云质岩浆碳酸岩脉,早期阶段形成碱性长石和铁白云石,无稀土矿化;铁白云石常常出溶铁质而自身则形成方解石。霓石和方解石形成略晚,常常与氟碳铈矿等稀土矿物共生,出现强烈的稀土矿化;而无解理的方解石则形成于更晚的岩浆期后热液阶段,发育大量的流体包裹体,并出现强烈的铌、稀土矿化。铌铁矿分布在氟碳铈矿中和赤铁矿边缘,为热液交代作用的产物。早期结晶的矿物如碱性长石、铁白云石稀土矿化弱,岩浆晚期分异出大量的流体相,稀土元素和Sr等进入岩浆热液中,并在热液结晶矿物中富集,甚至在非平衡结晶的石英中产生强烈的稀土矿化。结合岩相学显微观察,显微拉曼探针很好的揭示了这一地质过程。同时为白云鄂博矿床铌、稀土矿化的热液交代成因提供了依据。 展开更多

关键词 显微共聚焦激光拉曼光谱 碳酸岩脉 稀土矿化 白云鄂博

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基于共聚焦显微拉曼光谱的毛竹细胞结构和成分研究 被引量：2

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作者 李晓丽 周斌雄 +2 位作者 张怡 姚炎明 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期413-418,共6页

采用共聚焦显微拉曼光谱对毛竹薄壁细胞、薄壁纤维过渡细胞和纤维细胞进行研究。通过构建偏最小二乘(PLS)定量区分模型来对这三种细胞中的差异进行分析,结果表明,该区分模型的建模和交互验证决定系数(R^2)分别为0.810和0.800,均方根误差... 采用共聚焦显微拉曼光谱对毛竹薄壁细胞、薄壁纤维过渡细胞和纤维细胞进行研究。通过构建偏最小二乘(PLS)定量区分模型来对这三种细胞中的差异进行分析,结果表明,该区分模型的建模和交互验证决定系数(R^2)分别为0.810和0.800,均方根误差(RMSE)分别为0.323和0.332。根据这一模型的回归系数,发现三种细胞的区别主要体现在1 095,1 319和1 636cm^(-1)三个波数,这三个波数分别为纤维素、半纤维素和木质素的指纹特征峰。以这三个波数为自变量建立多元线性回归(MLR)模型,该回归模型的建模和交互验证决定系数(R^2)分别为0.644和0.643,均方根误差(RMSE)分别为0.442和0.443,表明三种细胞在这三个波数处存在明显的差异。对小波变换基线消除后的拉曼光谱信号进行化学成像分析,结果显示,纤维素微纤维与纤维轴成一个很大的角度,这一结构有利于提高细胞的弹性模量和硬度。半纤维素和纤维素微纤维通过氢键相连,并在范德华力的作用下紧密地结合在一起,因此在拉曼化学成像中可以看到半纤维素和纤维素有相似的分布规律。三种细胞的细胞角和胞间层都高度的木质化,从细胞壁外层到内层木质化程度逐渐降低,表明细胞壁的木质化从细胞角和胞间层开始,且木质化程度并不完全。 展开更多

关键词 毛竹 纤维细胞 薄壁细胞 共聚焦显微拉曼光谱 小波变换

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共聚焦显微拉曼光谱研究碱处理对稻秸发酵制沼气的影响 被引量：3

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作者 夏益华 罗榴彬 +2 位作者 李晓丽 何勇 盛奎川 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期657-662,共6页

碱水解法以其方便高效成为稻秸发酵制沼气中广泛采用的化学预处理方法,但是碱水解对于稻秸细胞壁中高聚物成分及其空间致密交联结构的作用机理有待深入研究。采用共聚焦显微拉曼光谱和透射电镜研究了NaOH碱处理对稻秸厌氧发酵产沼气的... 碱水解法以其方便高效成为稻秸发酵制沼气中广泛采用的化学预处理方法,但是碱水解对于稻秸细胞壁中高聚物成分及其空间致密交联结构的作用机理有待深入研究。采用共聚焦显微拉曼光谱和透射电镜研究了NaOH碱处理对稻秸厌氧发酵产沼气的影响。首先对未处理稻秸和碱处理稻秸进行微米级空间分辨率的拉曼光谱面扫描,然后对这两类样本进行主成分分析,发现累计贡献率达99%的前两个主成分空间中两类样本分别呈射线状分布,两类样本分界线清楚表明碱处理导致稻叶组织的拉曼光谱响应特性发生了明显变化;进一步分析前两个主成分的载荷图,发现拉曼峰1 739,1 508和1 094 cm^(-1)是影响主成分的重要谱带,而这三个拉曼峰分别归属于半纤维素、木质素和纤维素的拉曼散射效应;结合半纤维素、木质素和纤维素的拉曼特征峰和显微图像信息实现了组织细胞中三种成分的化学成像分析,发现碱处理破坏了稻叶组织中上述三种成分的致密空间结构,并使它们的含量明显减少,尤其是木质素。由此得出结论:共聚焦显微拉曼光谱可实现稻叶组织细胞中半纤维素、木质素和纤维素的无损检测,结合显微空间信息可实现稻秸中三种成分的化学成像分析,该研究有助揭示碱处理促进秸秆厌氧发酵产沼气的作用机理。 展开更多

关键词 稻秸 碱处理 沼气 共聚焦显微拉曼光谱 半纤维素 化学成像

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基于MLP-BDA融合模型的塑钢窗显微共聚焦拉曼光谱分类 被引量：1

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作者 张震 王继芬 +2 位作者 鲁朋武 付赵奎 白海涛 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期121-125,174,共6页

为了对案件中出现的塑钢窗类检材进行无损、准确的识别与认定,通过实验建立了基于预处理并结合数学建模的分类方法。运用显微共聚焦拉曼光谱分析技术获取了“金鹏”、“瑞恒”等5个品牌共计150份的光谱谱图。基于构建的多层感知器模型,... 为了对案件中出现的塑钢窗类检材进行无损、准确的识别与认定,通过实验建立了基于预处理并结合数学建模的分类方法。运用显微共聚焦拉曼光谱分析技术获取了“金鹏”、“瑞恒”等5个品牌共计150份的光谱谱图。基于构建的多层感知器模型,比较了Savitzky-Golay滤波、希尔伯特变换和小波变换三种预处理方式在模型识别精度方面的差异。选择最佳预处理方式,进一步构建Bayesian分类模型对各样本进行分类区分。结果表明,显微共聚焦拉曼光谱能够反映出不同样本理化信息方面存在的差异。预处理能够提升模型的识别精度,其中小波变换处理(96%)>基于希尔伯特变换处理(80%)>基于Savitzky-Golay滤波处理(76%)>未处理(72%)。小波变换没有改变波峰区及其吸光度,但它去除了光谱数据中的噪声。基于小波变换处理结合Bayesian判别分析,成功实现了对150份样本100%的准确区分。 展开更多

关键词 塑钢窗 显微共聚焦拉曼光谱 预处理 分类模型

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贻贝足的共聚焦显微拉曼光谱分析

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作者 梁政委 杜增丰 +4 位作者 李超伦 王敏晓 王冰 张鑫 阎军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期755-759,共5页

贻贝对各种海洋环境具有广泛适应性,范围从浅海跨越到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝主要通过其足组织分泌的蛋白形成足丝附着于岩石等固体表面,这种蛋白是一种可再生、不受水环境影响的性能良好的天然生物胶黏剂,得益于分泌蛋白的性质... 贻贝对各种海洋环境具有广泛适应性,范围从浅海跨越到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝主要通过其足组织分泌的蛋白形成足丝附着于岩石等固体表面,这种蛋白是一种可再生、不受水环境影响的性能良好的天然生物胶黏剂,得益于分泌蛋白的性质,足丝在水下具有黏附性强、韧性高、耐水性优良等特性,在生物材料学、医学等方面具有很好的开发潜力和应用前景,已经是国内外研究热点之一。拉曼光谱是一种非接触的、无损的可以提供分子生物化学信息的检测技术。足丝是贻贝足腺体的外在表达形式,结合扫描电镜和共聚焦显微拉曼光谱技术,从贻贝足丝的表观差异到贻贝足腺体的分泌蛋白组分和分布特征,基于深海和浅海贻贝足丝的扫描电镜表征的表观形态差异,对两种贻贝足组织分别进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得到两种贻贝的3个腺体的拉曼光谱和腺体局部区域的2D拉曼彩色分布图,从外在表现形式足丝到内部足腺体分布,通过对比两种贻贝的3个腺体的成分以及相对分布,分析造成两种贻贝足丝差异的内在腺体分布情况,此外结合两种贻贝生存环境的差异,认为贻贝的足丝外观差异以及其内部腺体分布是贻贝应对浅海和深海冷泉完全不同理化环境的一种环境适应机制。基于实验结果得到如下结论,拉曼光谱表明两种贻贝足腺体组成:表征核心腺体的amideⅢ信号位于1 242和1 269 cm^-1位置的2个峰的峰强度相对其他两个峰(1 318和1 337 cm^-1)较高,表现为有序高级的蛋白构象,外皮和粘附盘腺体含有丰富的酪氨酸(643, 830, 850和1 615 cm^-1)和3, 4-二羟基苯丙氨酸(多巴, DOPA,785 cm^-1);浅海贻贝在1 043 cm^-1位置有高强度的胶原蛋白信号。拉曼成像呈现两种贻贝腺体分布特征:深海贻贝表现为较为集中的腺体分布,浅海贻贝腺体分布较为分散,表明贻贝为适应不同环境形成不同的腺体分布机制。由此可见,拉曼光谱可以用于研究不同环境下生存的贻贝的足腺体分布特性,并在生物样品微观分析中更多的应用。 展开更多

关键词 共聚焦显微拉曼 贻贝足腺体 粘附蛋白

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基于共聚焦显微拉曼的真菌菌丝中几丁质的原位检测研究 被引量：7

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作者 李晓丽 罗榴彬 +3 位作者 周斌雄 胡小倩 孙婵骏 何勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期119-124,共6页

几丁质是真菌细胞壁中一种重要的结构多糖,本文首次采用共聚焦显微拉曼技术对山茶刺盘孢菌的气生菌丝进行原位检测研究,首先确定了采集菌丝拉曼光谱的最优实验参数,并获得了菌丝,几丁质标准品和背景三种物质的典型拉曼光谱,对其中的特... 几丁质是真菌细胞壁中一种重要的结构多糖,本文首次采用共聚焦显微拉曼技术对山茶刺盘孢菌的气生菌丝进行原位检测研究,首先确定了采集菌丝拉曼光谱的最优实验参数,并获得了菌丝,几丁质标准品和背景三种物质的典型拉曼光谱,对其中的特征峰进行归属分析,发现菌丝光谱中有明显的几丁质特征峰。然后对置于载玻片上菌丝的感兴趣区域进行拉曼光谱面扫描,通过主成分分析法发现面扫描区域中,菌丝和背景两种信号可以明显区分开来,结合主成分的载荷因子图得到了菌丝的两个主要的特征差异峰1 622和1 368cm^(-1),1 622cm^(-1)属于菌丝中几丁质的特征峰,而1 368cm^(-1)是来源于菌丝中的果胶多糖。最后通过对几丁质在1 622cm^(-1)特征峰波段附近范围积分,绘制了几丁质在菌丝中二维和三维的化学成像图,直观且无损的再现了几丁质在菌丝中的空间分布。 展开更多

关键词 几丁质 真菌菌丝 共聚焦显微拉曼 主成分分析 化学成像

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岩心显微拉曼光谱成像方法的研究 被引量：3

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作者 黄乔松 于肇贤 李静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2880-2884,共5页

虽然用激光拉曼光谱显微探针研究岩心中碳质物的工作已有很大进展,但是通常对诸如岩心等样品物性的光谱学(红外、拉曼和荧光等)微探针实验研究多是局限于对经过复杂处理分离出的微小样品或样品中个别点得到的结果,缺乏对复杂样品各组分... 虽然用激光拉曼光谱显微探针研究岩心中碳质物的工作已有很大进展,但是通常对诸如岩心等样品物性的光谱学(红外、拉曼和荧光等)微探针实验研究多是局限于对经过复杂处理分离出的微小样品或样品中个别点得到的结果,缺乏对复杂样品各组分(或基团)的空间分布及其相互关系的研究。近年来新发展起来的光谱成像分析系统将光谱技术与成像技术有机地结合起来融为一体,可在光谱和空间两个方面对目标样品进行分析和识别,但是用拉曼显微成像光谱研究岩心的工作则少有报道。文章报道了应用"串行-成像"(series-or indirect-imaging,Mapping)和"并行-成像"(parallel-or direct-imaging,Imaging)两种方式对含油岩心进行了显微拉曼光谱成像的研究。从光谱分辨率和空间分辨率以及工作效率等方面对两种方式所得试验结果进行了比较和评估。 展开更多

关键词 岩心 显微拉曼光谱成像 空间分辨率 光谱分辨率

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红细胞显微激光共焦拉曼散射光谱扫描技术研究 被引量：3

10

作者 康立丽 黄耀熊 罗曼 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2343-2347,共5页

采用显微激光共焦拉曼散射光谱扫描系统对活态红细胞进行拉曼光谱(点测定、线扫描、二维扫描)测定及成像的技术与方法进行了研究,并对514nm激光对红细胞在拉曼扫描中的影响进行了评价。通过扫描前后细胞的拉曼光谱变化和亮场图像变化确... 采用显微激光共焦拉曼散射光谱扫描系统对活态红细胞进行拉曼光谱(点测定、线扫描、二维扫描)测定及成像的技术与方法进行了研究,并对514nm激光对红细胞在拉曼扫描中的影响进行了评价。通过扫描前后细胞的拉曼光谱变化和亮场图像变化确定了在不同扫描模式下既可获得较好的拉曼散射信号,又不会影响细胞生命活动与功能的合适扫描参数的设置。对于点扫描模式,样品激光功率是重点调节的参数,一般应小于1.5mW。对于线扫描模式,照射激光功率和扫描间隔(步进)是要重点关注的参数。小扫描间隔意味着激光能量相对聚集,易对细胞造成损伤;大扫描间隔可以较好地降低激光对细胞的损伤,但是空间分辨率会因此而下降。对于线扫描,建议扫描间隔大于0.5μm、照射激光功率小于0.7mW。对于二维扫描,除照射激光功率、扫描间隔需要调节外,其他扫描参数也要作相应调节以降低激光对红细胞的影响,可适当降低样品温度和增加共焦孔径尺寸降低二维扫描过程中激光对红细胞的影响。1.0μm扫描间隔、0.7mW的照射激光功率和500μm共焦孔径,以及样品温度适当调低可得到较好的二维红细胞拉曼图像。对于所有扫描模式,如果得到的红细胞的拉曼信号足够强,也可适当降低曝光积分时间以降低激光对红细胞的影响。实验前进行实验过程的优化对活态细胞的拉曼测试也非常重要。 展开更多

关键词 显微共焦拉曼光谱 红细胞 扫描参数

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应用共聚焦显微拉曼光谱仪检测铁皮石斛不同部位多糖含量初探

11

作者 胡小倩 《种子科技》 2017年第2期78-78,82,共2页

美国Thermo Scientificic公司的DXR激光共聚焦显微拉曼光谱仪,结合了拉曼光谱分析技术与显微镜分析技术,不仅具有常规拉曼光谱非破坏性、检测时间短、样品需求量小、样品制备简单等优点,辅以高倍光学显微镜,还具有微观、原位、多相态、... 美国Thermo Scientificic公司的DXR激光共聚焦显微拉曼光谱仪,结合了拉曼光谱分析技术与显微镜分析技术,不仅具有常规拉曼光谱非破坏性、检测时间短、样品需求量小、样品制备简单等优点,辅以高倍光学显微镜,还具有微观、原位、多相态、稳定性好、空间分辨率高等优点。本研究旨在探索应用共聚焦显微拉曼光谱技术测定铁皮石斛的根、茎、叶和花的多糖含量,在提高多糖含量测定效率的同时,将共聚焦纤维拉曼光谱技术应用到中药有效成分检测方面,为相关研究提供新的技术方法。 展开更多

关键词 共聚焦显微拉曼光谱仪 铁皮石斛 多糖含量 检测

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共轴共聚焦干涉式表面等离子体显微成像技术

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作者 张蓓 闫鹏 +2 位作者 王乐 高枫 袁梅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1330-1335,共6页

表面等离子体(SPs)显微成像技术能够在纳米尺度上对材料折射率的局部变化以及材料的表面形貌进行检测,这一特性使其在生物医疗及半导体材料等领域有很多的应用。提出一种新型共轴共聚焦干涉式表面等离子体显微成像技术,该技术可以定量... 表面等离子体(SPs)显微成像技术能够在纳米尺度上对材料折射率的局部变化以及材料的表面形貌进行检测,这一特性使其在生物医疗及半导体材料等领域有很多的应用。提出一种新型共轴共聚焦干涉式表面等离子体显微成像技术,该技术可以定量地对折射率变化进行检测,而且具有实现简单、成本低、对环境条件要求低、信噪比高等优点。采用压电陶瓷微纳米移动平台在显微物镜的焦面附近对样品进行扫描,SPs信号与参考光的相对相位会改变从而产生一个周期性的振荡信号即V(z)曲线。同时该技术能够通过控制样品的离焦距离来实现图像对比度的可控,而且这一举措不会显著地降低图像的分辨率及对比度。也分别从理论仿真和实验结果上证明了该技术的可行性。 展开更多

关键词 显微成像 共聚焦干涉 表面等离子体 成像系统 纳米检测

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共聚焦拉曼光谱研究ZnSO_4微液滴的风化过程

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作者 肖寒霜 王良玉 张韫宏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3315-3318,共4页

通过共聚焦拉曼原位光谱技术在分子水平上研究了沉积在聚四氟乙烯基底上的ZnSO4微液滴的风化过程。根据获得的高信噪比的Raman光谱,详细探讨了湿度降低时ZnSO4微液滴中Zn2+和SO24-离子的缔合行为,即经由单齿、双齿最终转化为复杂的链状... 通过共聚焦拉曼原位光谱技术在分子水平上研究了沉积在聚四氟乙烯基底上的ZnSO4微液滴的风化过程。根据获得的高信噪比的Raman光谱,详细探讨了湿度降低时ZnSO4微液滴中Zn2+和SO24-离子的缔合行为,即经由单齿、双齿最终转化为复杂的链状或网状接触离子对。利用曲线拟合技术对其光谱的ν1-SO24-峰进行分峰,获得了不同湿度下ZnSO4微液滴中各组分的量化信息:高湿度时,液滴中主要包含自由的水合SO24-;随着湿度降低,自由SO42-逐渐向单齿、双齿接触离子对转化,并在湿度为66%和34%时分别达到其最大值;继续降低湿度,复杂的链状或网状接触离子对逐渐成为液滴中的主要成分。 展开更多

关键词 共聚焦拉曼光谱 曲线拟合技术 硫酸锌微液滴 风化

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红外光谱-显微共焦激光拉曼光谱研究天然红宝石和蓝宝石中含水矿物包裹体特征 被引量：10

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作者 宁珮莹 张天阳 +4 位作者 马泓 谢俊 丁汀 黎辉煌 梁榕 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期640-648,共9页

天然红宝石和蓝宝石的包裹体中常见典型的含水矿物包裹体,这些含水矿物包裹体容易受外界环境升温而发生改变。微量含水矿物包裹体变化会对红宝石和蓝宝石的物理和化学性质产生明显影响,该性质为宝石热处理的鉴定提供了检测思路。本文采... 天然红宝石和蓝宝石的包裹体中常见典型的含水矿物包裹体,这些含水矿物包裹体容易受外界环境升温而发生改变。微量含水矿物包裹体变化会对红宝石和蓝宝石的物理和化学性质产生明显影响,该性质为宝石热处理的鉴定提供了检测思路。本文采集了天然红宝石和蓝宝石样品,用显微镜放大观察包裹体特征,结合红外光谱与显微共焦激光拉曼光谱测试研究了含水矿物包裹体的特征。结果表明:天然红宝石和蓝宝石样品中含水矿物包裹体的外观轮廓清晰,晶形完整;红外光谱在2000~3700cm-1附近显示出2105~2110cm-1和1977~1985cm-1硬水铝石和3619cm-1和3696cm-1高岭石等水(H 2 O或—OH等)的特征吸收峰;拉曼光谱中可见角闪石、云母、磷灰石和长石等结晶度较好的典型含水矿物包裹体的特征拉曼位移。该系列特征揭示了红宝石和蓝宝石样品中含有水的特征,可作为红宝石和蓝宝石天然成因且未经过热处理的鉴定依据。 展开更多

关键词 红宝石 蓝宝石 含水矿物包裹体 谱学特征 热处理 红外光谱法 显微共焦激光拉曼光谱法

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皮肤反射式共聚焦显微成像自适应图像亮度调节 被引量：4

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作者 缪新 张运海 黄维 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1270-1276,共7页

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中,为了实现图像亮度的快速调节,提出了一种图像亮度自适应调节方法。通过实验建立光强控制电压与图像亮度之间的关系模型,划分图像极端亮度区间与适度亮度区间,采用分段调节策略,将初始图像从极端亮度... 在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中,为了实现图像亮度的快速调节,提出了一种图像亮度自适应调节方法。通过实验建立光强控制电压与图像亮度之间的关系模型,划分图像极端亮度区间与适度亮度区间,采用分段调节策略,将初始图像从极端亮度区间快速调整至适度亮度区间,在适度亮度区间内通过线性补偿调节至目标灰度均值。对不同深度、不同位置的皮肤组织进行实时成像,图像初始亮度存在着过亮、过暗和适中等各种情况,上述亮度自适应调节方法均能实现快速亮度调节,调节迭代次数为2~3,调节后图像灰度均值达到最优值70左右。实验结果表明,这种自适应图像亮度调节方法快速、有效,能够满足皮肤共聚焦成像检测的需要。 展开更多

关键词 显微成像 反射式共聚焦 皮肤 亮度区间 线性补偿 图像灰度均值

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大视场线扫描共聚焦全息显微成像 被引量：8

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作者 纵浩天 张运海 +1 位作者 王发民 缪新 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-9,共9页

传统显微成像一般记录样本的强度信息,对于半透明或相位组织成像对比度较差。为实现相位组织非荧光标记成像,采用线扫描共聚焦全息成像方法,在线扫描共聚焦成像的基础上增加一路参考光,在共聚焦狭缝处形成离轴像面数字全息,通过控制样... 传统显微成像一般记录样本的强度信息,对于半透明或相位组织成像对比度较差。为实现相位组织非荧光标记成像,采用线扫描共聚焦全息成像方法,在线扫描共聚焦成像的基础上增加一路参考光,在共聚焦狭缝处形成离轴像面数字全息,通过控制样本的移动实现对样本的扫描,将获得的干涉线合成为二维全息图,通过频域滤波的方式获得振幅与相位分布,采用相邻剖面相似的特性校正环境振动引起的相位横纹,并且通过多区域扫描拼接实现大视场全息成像。对USAF1951分辨率板进行线扫描共聚焦全息成像,采用抖动校正算法,使本实验重建相位图中的抖动横纹降低了84.7%,获取3个子区域图,通过图像拼接达到1160μm×1043μm的成像视场,扫描更多的子区域可以获取更大的视场,并且对洋葱表皮细胞实现共聚焦相位成像。实验结果表明了该线扫描共聚焦全息成像方法可以实现对半透明样本的大视场相位成像,为相关仪器研制提供了指导与依据。 展开更多

关键词 数字全息 光学显微成像 线扫描共聚焦 扫描拼接 大视场

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单个活态细胞显微激光拉曼散射光谱处理方法研究 被引量：2

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作者 康立丽 黄耀熊 吴正洁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期408-411,共4页

单细胞激光共焦拉曼散射光谱由于受扫描条件、样品自身浓度以及样品分子组成等因素的影响,其谱线信噪比较低、荧光背景有时较明显从而导致谱线质量较差。本文主要针对活态单细胞的拉曼光谱进行谱线预处理技术研究用以提高谱线的信噪比... 单细胞激光共焦拉曼散射光谱由于受扫描条件、样品自身浓度以及样品分子组成等因素的影响,其谱线信噪比较低、荧光背景有时较明显从而导致谱线质量较差。本文主要针对活态单细胞的拉曼光谱进行谱线预处理技术研究用以提高谱线的信噪比、灵敏度及降低荧光背景干扰。首先是宇宙射线的去除,之后进行谱线的归类,这是提高谱线灵敏度的关键步骤;其次是进行滤波及样品平均提高谱线的信噪比;最后是比较谱线本底降低荧光背景对定量分析的干扰。经过上述系列处理后单细胞拉曼谱线可使一些变化小、但灵敏的谱线表现出来,使其能更好地反映细胞内分子及结构信息等的变化。 展开更多

关键词 显微激光共焦拉曼光谱 单细胞 归类 信噪比 滤波

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一种提高共聚焦显微镜信噪比算法的研究 被引量：2

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作者 胡茂海 杨晓春 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期70-72,共3页

基于共焦显微镜的成像特点,建立了Kalman滤波算法的理论模型,把Kalman滤波方法引入到系统中,提出一种基于图像像素的Kalman滤波算法,并实现了实时化的Kalman滤波器。实验结果表明:该算法能够有效地提高共焦显微镜信噪比,但是以牺牲时间... 基于共焦显微镜的成像特点,建立了Kalman滤波算法的理论模型,把Kalman滤波方法引入到系统中,提出一种基于图像像素的Kalman滤波算法,并实现了实时化的Kalman滤波器。实验结果表明:该算法能够有效地提高共焦显微镜信噪比,但是以牺牲时间为代价,提高系统分辨率的根本方法还是要着重考虑优化成像系统光路和探测电路。 展开更多

关键词 共聚焦显微镜 显微成像 KALMAN滤波器 信噪比

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共聚焦拉曼光谱在贻贝介壳探测中的应用 被引量：5

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作者 崔楠楠 杜增丰 +9 位作者 张鑫 栾振东 席世川 李连福 王敏晓 王冰 梁政委 刘靖 连超 阎军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期750-754,共5页

贻贝是广泛分布于全球水域的物种,从近海海域到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝分泌碳酸钙矿物形成介壳保护软体组织,介壳是一种天然纳米复合材料,具有优异的力学性能,在生物材料、组织工程以及仿生学等方面具有很好的应用前景,已经成... 贻贝是广泛分布于全球水域的物种,从近海海域到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝分泌碳酸钙矿物形成介壳保护软体组织,介壳是一种天然纳米复合材料,具有优异的力学性能,在生物材料、组织工程以及仿生学等方面具有很好的应用前景,已经成为国内外研究热点之一。拉曼光谱是一种非破坏、非接触及多组分同时测试的检测技术,可以提供矿物成分信息。利用共聚焦显微激光拉曼技术对不同环境下(台西南冷泉繁茂区、Desmos热液区、实验室养殖及大连近海海域)生长的贻贝介壳进行检测,得到四种环境中生存的贻贝介壳珍珠层的拉曼光谱和介壳横截面局部区域的线扫趋势图及二维拉曼成像图。基于实验结果得到以下结论,四种环境中生存的贻贝介壳的棱柱层和珍珠层矿物为碳酸钙,其中棱柱层矿物组成均为方解石,拉曼测试方解石特征峰位于711和281 cm^-1附近,而介壳珍珠层虽然主要为碳酸钙,但不同环境下生长的贻贝珍珠层的矿物组成存在一定差别:大连近海贻贝珍珠层矿物为文石,拉曼测试文石特征峰位于706和206 cm^-1附近,结晶程度差。热液区生长以及实验室养殖贻贝珍珠层矿物也为文石,特征峰位于706和206 cm^-1附近,但结晶程度相对较好。台西南冷泉繁茂区贻贝珍珠层主要为文石(706和206 cm^-1),并含少量方解石,拉曼测试方解石特征峰位于711和281 cm^-1附近。通过对比四种环境中贻贝介壳的矿物组分以及相对分布,结合生存环境的差异,认为介壳矿物组成差异是贻贝应对深海冷泉、热液不同理化环境的一种环境适应机制。测试结果表明贻贝生长环境压力对珍珠层矿物组成有较大影响。研究表明共聚焦显微拉曼光谱是一种快速、高效的用于研究不同环境下生存的贻贝的介壳矿物组成的技术手段。这为研究深海贻贝生命过程与适应机制提供了重要的参考资料。 展开更多

关键词 贻贝 共聚焦显微激光拉曼 方解石 文石

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基于显微拉曼光谱的稀酸预处理马尾松细胞壁解构机理研究 被引量：3

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作者 陈胜 张逊 许凤 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2136-2142,共7页

稀酸预处理可打破木质纤维原料天然抗降解屏障,提高后续酶解和发酵效率,从而使其更高效地转化为生物燃料,然而在亚细胞水平上纤维细胞壁的解构机理仍有待深入研究。采用共聚焦显微拉曼光谱技术与主成分聚类分析法结合,研究了稀酸预处理... 稀酸预处理可打破木质纤维原料天然抗降解屏障,提高后续酶解和发酵效率,从而使其更高效地转化为生物燃料,然而在亚细胞水平上纤维细胞壁的解构机理仍有待深入研究。采用共聚焦显微拉曼光谱技术与主成分聚类分析法结合,研究了稀酸预处理前后马尾松细胞壁区域化学变化特点。结果表明,累计贡献率高达94.61%的第一与第二主成分空间中光谱样本散点呈现规律性分布;聚类分析可准确提取细胞壁不同形态区域平均拉曼光谱。结合拉曼成像分析发现,细胞角隅木质化程度高,含有较多木质素,次生壁木质化程度低,含有较多碳水化合物。稀酸预处理导致马尾松细胞壁发生了不均一解构,其致密空间结构被破坏,次生壁中碳水化合物典型特征峰2 890cm^(-1)处信号强度降低了26.9%,表明碳水化合物从该区域大量脱除;碳水化合物在复合胞间层少量脱除,而细胞角隅则出现了其轻微富集。木素在稀酸预处理后发生了重新分布,细胞角隅区拉曼信号显著增强。碳水化合物(主要为半纤维素)的溶出及木质素的重新分布削弱了生物质原料的抗降解性,有利于后续酶解糖化。该研究不仅提供了一种快速、高效的纤维细胞壁区域化学分析方法,还为林木生物质高值转化的研究奠定了重要的理论基础。 展开更多

关键词 马尾松 稀酸预处理 共聚焦显微拉曼光谱 主成分分析 聚类分析

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