（应用化学专业论文）活体浮游植物同步荧光光谱特征分析研究.pdf

独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含未获得 ! 洼；塑堂直基焦孟垩挂型重盟 的! 奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名唐- 目虹静 签字日期谢年厂月衫同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：唐铆 签字i ：1 期：加j 6 年r 月巧日 ， 学位论文作者毕业后去向： 天滓 工作单位：中海石油基地集团采油技术服务公司 通讯地址：天津塘沽区渤海石油路6 8 8 号 导师签字：i g 步芗 签字日期：加石年f 月“日 电话：0 2 2 2 5 8 0 8 3 9 2 邮编：3 0 0 4 5 2 括体浮游植物同步荧光光谱特征分析研究 活体浮游植物同步荧光光谱特征分析研究 摘要 同步荧光光谱是同时扫描激发和发射两个单色器波长所得到的荧光强度信 号与对应的激发波长( 或发射波长) 构成的光谱图，其具有使谱图简化，选择性 提高、光散射干扰减少等特点，尤其适合对多组分混合物的分析。本论文首次使 用同步荧光光谱技术对活体浮游植物进行分析研究，并结合化学计量学方法对多 组分混合物定性定量分析进行了初步研究。 本文选取中国东海赤潮多发区1 0 种分属于四个门类的典型浮游植物赤潮 种、优势种( 包括甲藻3 种：裸甲藻g 3 月n n o d i n i u m s p ，具齿原甲藻p r o r o c e n t r u m d e n t a t u m ，塔玛亚历山大藻a l e x a n d r i u mt a m a r e n s e ；硅藻5 种：中肋骨条藻 s k e l e t o n e m ac o s t a t u m a ，双突角毛藻c h a e t o c e r od i d y m u s ，细柱藻c y l i n d r o t h e c a c l o s t e r i u m ，旋链角毛藻c h a e t o c e r o sc u r v i s e t u s ，柔弱角毛藻c h a e t o c e r o s d e b i l i s ；金藻1 种：等鞭金藻i s o c h r y s i sg a l b a n a ；绿藻1 种：岛国大扁藻 p l a t y m o n a sh e l g o l a n i d i c a ) ，对不同温度，光照，生长期条件下单一浮游植物活体 。的同步荧光光谱特征进行了研究，在纲( c l a s s ) 或更细层次上识别典型浮游植 ， 物。本论文的主要研究成果如下： 1 对活体浮游植物的同步荧光光谱特征提取方法进行了研究活体浮游植物的 原始同步荧光光谱噪声较大，光谱粗糙，严重掩盖了光谱的有用信息，因而 对原始光谱进行多项式平滑和归一化等预处理，得到光滑的光谱。应用b a y e s 判别分析，对光谱的重现性进行了验证，并且考察了同种藻种的相似性以及 不同藻种之间的差异性。结果表明甲藻门的裸甲藻g y m n o d i n i u ms p ，具齿原 甲藻p r o r o c e n t r u md e n t a t u m ，塔玛亚历山大藻a l e x a n d r i u mt a m a r e n s e ：硅藻 门的双突角毛藻c h a e t o c e r od i d y m u s ，细柱藻c y l i n d r o t h e c ac l o s t e r i u m ，旋链 角毛藻c h a e t o c e r o sc u r v i s e t u s ，柔弱角毛藻g y m n o d i n i u md e b i l i s 之间很容易 出现互判错误，因为其光谱比较相似。不计五种硅藻之间的互判错误率，在 1 5 1 2 ，2 0 c 下平行样的判别错误率低于8 ，而2 5 ( 2 下判别错误率低于1 7 ， 在不同生长期，不同光照和不同温度的互判中，判别错误率均低于1 8 ，且 主要错判集中在甲藻之间的互判错误上利用“组间离差与组内离差之比 s s b s s w 的方法对光谱提取特征量，s s b s s w 为o 7 时得到最优特征波长 中国海洋大学硕士论文 段，4 3 个波长点并对特征波长段进行b a y e s 判别，不计硅藻之间的互判错误 率，1 5 ( 3 ，2 0 。c 下平行样的判别错误率低予6 ，磁2 5 。c 下判别错误率低于 1 8 。其他判别结果除在2 5 。c 下生长期的判别错误率达到3 0 以上外，其他 的判别结果均低于1 8 ，与全谱判剐结果相当。 2 考察了活体浮游植物之间的相似性，并运用系统聚类分柝确立了活体浮游植 物的标准谱。将各个藻种的全部光谱排列到一起，从图上直观褥到浮游植物 的相似性。等鞭金藻西、岛国大扁藻竹和中肋骨条藻麟的光谱相似度高， 裸甲藻6 y 、塔玛亚历出大藻彳f 、具齿原甲藻竹，双突角毛藻掰，细柱藻a ， 旋链角毛藻c k ，柔弱角毛藻d e 光谱相似度稍差。对筛选所雩寻光谱进行聚类 分析，从而确立浮游植物的标准谱。等鞭金藻妇、岛国大扁藻p ，和中肋骨条 藻鼬备得到一条标准谱，裸甲藻回、塔玛亚历山大藻爿z 、具齿原甲藻御， 双突角毛藻力f ，细柱藻a ，旋链焦毛藻妇，柔弱角毛藻d e 光谱各得到两条 标准谱。 3 对浮游植物的混合液光谱的拆分方法进行了初步研究。采用遍历非负最小二 乘法( n n l s ) 对实验设计的4 3 个混合藻进行拆分。讨论了藻种数腑确定与 拆分正确率的规定，选定阙值为0 2 ，正确率在纲的层次上达到了9 1 ，属的 层次上达到6 5 。 总之，本文对浮游植物同步荧光光谱进行了初步的分析研究，运用遍历 菲负最小二乘法，司以将实验室混合液四个门类的浮游植物分开。 关键调：浮游植物；同步荧光光谱；光谱相似性；标准谱 2 m 。_ i _ _ _ _ - _ - _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ 一一 活体浮游箱物同步荧光光谱特链分析研究 _ _ 一_ _ m 一 r e s e a r c ho hc b a l a e t e r i s t i c so fs y n e h l o 魏o u sf l u o r e s c e n c e s p e c t r ao fl i v i n gp h y t o p l a n k t o n a b s t r a c t s y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c es p e c t r ar e f e rt os i m u l t a n e o u ss c a no f b o t ht h ee x c i t a t i o n a n de m i s s i o ns p e c t r aa tac o n s t a n to f f s e tv a l u eo rd i f f e r e n c eb e t w e e nt h ee m i s s i o na n d e x c i t a t i o nw a v e l e n g t h s i t ss p e c t r aa r em u c he a s i e r , s e l e c t i v ea n dt h ei n t e r f e r e n c eo fl i g h t s c a t t e rr e d u c e d 。i ti ss p e c i a l l ya d a p tt ot h em u l t i c o m p o n e ma n a l y s i s t h i st h e s i sf i r s t l y s t u d i e d - t h el i v i n gp h y t o p l a n k t o nu s i n gs y n c h r o n o u s f l u o r e s c e n c es p e c t r a a t a dt h e c h e m o m e t r i c sw a sa l s ou s e dt oo b t a i nq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ei n f o r m a t i o n 。 t h i sp a p e ra i m st os t u d yt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c es p e c t r ao f p h y t o p l a n k t o n 。t e np h y t o p l a n k t o ns p e c i e s ，t h a t i s ，g y m n o d i n i u ms p ，p r o r o c e n t r u m 如n 搬f “，胛。a t e x a n d r i u mt a m a r e n s e ；s k e l e t o n e m a c o s t a t u m a ， c h a e t o c e r od i d y m u s ， c y l i n d r o t h 8 c a c t o s t e r i u m ，c h a e t o c e r o sc u r v i s e t u s ，c h a e t o c e r o d e b i l i s ；l s o c h r y s i s g a t b a n aa n dp l a t y m o n a sh e l g o l a n i d i c a ，b e l o n g t of o u rd i v i s i o n so ft h et y p i c a lr e d - t i d e a l g a es p e c i e sa n dd o m i n a n ts p e c i e si nt h ee a s tc h i n as e a ，w e r ec h o s e na n d c u l t u r e di nl a b u n d e rd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e sa n dd i f f e r e n ti l l u m i n a t i o ni n t e n s i t i e s 。t h em a i nr e s e a r c h w o r k n c l u d e s ： 1 。s p e c t r a lf e a t u r e e x t r a c t i o nm e t h o d sw e r es t u d i e d t h e r ew e r em u c hn o i s ei n t h e o r i g i n a ls y n c h r o n o u ss p e c t r u ma n dt h es p e c t r u mw a sr o u g h t h ev a l u e di n f o r m a t i o n w a sc o v e r e d p r e t r e a t m e n tw e r em a d ef o r t h es p e c t r aw i t hs m o o t h i n ga n ds t a n d a r d i n g t og e tt h es l i c ks p e c t r a ，b a y e sd i s c r i m i n a n ta n a l y s i sw a su s e dt o t e s tt h er e p e a t a b i l i t y o ft h ec h a r a c t e r i s t i cs p e c t r a t h es i m i l a r i t yb e t w e e n t h es a m es p e c i e sa n dd i f f e r e n c e b e t w e e l lt h ed i f f e r e n ts p e c i e sw a sa l s os t u d i e d t h er e s u l t ss h o wt h a tg y m n o d i n i u ms p ， 尹阳，移c 窖辩t r u 磁d e n t a t u m ，a l e x a n d r i u mt a m a r e n s e ；c h a e t o c e r od i d y m u s ，c y l i n d r o t h e c a c l o s t e ，f 瓣删、c h a e t o c e r o sc u r v i s e t u s ，c h a e t o c e r o s d e b i l i sw e r ed i f f i c u l tt ob e d i s t i n g u i s h e df r o mo n e a n o t h e rb e c a u s eo ft h e i rs p e c t r a ss i m i l a r i t y t h er e c o g i n a t i o n e m rr a t e sw e r el e s st h a n8 n e g l e c t i n gt h ed i s c r i m i n a n te r r o ro ft h e f i v ed i a t o m s p e c i e si n v a r i o u sc o m b i n a t i o n so ft r a i n i n gs e t sa n dt e s ts e t sa tt h et e m p e r a t u r e so f 中国海洋大学硕士论文 15 。ca n d2 0 c c o r r e s p o n d i n g l y , t h er e c o g i n t i o ne r r o rr a t e sw e r eb e l o w1 7 a t c i r c u m s t a n c e so f2 5 。c t h er e c o g i n t i o ne r r o rr a t e sw e r eb e l o w18 a td i f f e r e n t g r o w t hp e r i o d s ，i l l u m i n a t i o n sa n dt e m p e r a t u r e s ，w h i l et h em a i ne r r o rf o c u s e do nt h e d i n o p h y t a f i n es p e c t r a lf e a t u r e sw e r ee x t r a c t e df r o mt h es p e c t r ab yt h em e t h o do f s s b s s w f i v ei n c o n t i n u o n sw a v e l e n g t h sw e r eo b t a i n e da l t o g e t h e r , w h i c hi n c l u d e d 2 0 0 - 2 2 0 n m ；2 5 0 - 2 7 0 h m ；3 0 5 3 1 5 n m ；3 4 5 3 7 5 n ma n d4 9 5 - 6 0 0 n m t h er e c o g i n a t i o n e r r o rr a t e sw e r el e s st h a n6 n e g l e c t i n gt h ed i s c d m i n a n te r r o ro ft h ef i v ed i a t o m s p e c i e si nv a r i o u sc o m b i n a t i o n so ft r a i n i n gs e t sa n dt e s ts e t sa tt h et e m p e r a t u r e so f 1 5 ( 3a n d2 0 c c o r r e s p o n d i n g l y , t h er e c o g i n t i o ne r r o rr a t e sw e r eb e l o w1 7 a t2 5 c e x c e p tt h ee r r o rr a t eo v e r3 0 i nd i f f e r e n tg r o w t hp e r i o d t h er e e o g i n t i o ne r r o rr a t e s w e r eb e l o wi8 a td i f f e r e n tg r o w i n gp e r i o d s i l l u m i n a t i o n sa n dt e m p e r a t u r e a l l t h e s ed i s e r i m i n a n ta n a l y s i sr e s u l t sa r ea l m o s tt h es a m ea st h a to ft h ew h o l e w a v e l e n g t h ss p e c t r aa f t e rp r e t r e a t m e n t 2 t h es i m i l a r i t yo ft h ep h y t o p l a n k t o nw a ss t u d i e d h i e r a c h i e a lc l u s t e r i n gw a su s e dt o c l a s s i f yt h es p e c t r ao fe a c hp h y t o p l a n k t o ns p e c i e sa n dt h es t a n d a r df l u o r e s c e n c e s p e c t r aw e r ef o r m e d t h ed e g r e eo fs i m i l a r i t yo fe a c hp h y t o p l a n k t o ns p e c i e s ，s u c ha s l s o c h r y s i sg a l b a n a , p l a o r m o n a sh e l g o l a n i d i c aa n ds k e l e t o n e m ac o s t a t u m ai sh i g h e r ； w h i l et h a to fg y m n o d i n i u ms p ，p r o r o c e n t r u md e n t a t u m ，a l e x a n d r i u mt a m a r e n s e , s k e l e t o n e m ac o s t a t u m a , c h a e t o c e r od i d y m u s ，c y l i n d r o t h e c ac l o s t e r i u m ，c h a e t o c e r o s c u r v i s e t u s ，c h a e t o c e r o sd e b i l i si sal i t t l ew o r s e t a k i n go u tt h es p e c t r aw h i c hf i r e s i m i l a rt ob l a n kw a t e r , h i e r a r c h i c a lc l u s t e r i n gw a sp r e c e e d e dw i t ht h eq u a l i f i e dd a t at o c l a s s i f yt h es p e c t r a 1 s o c h r y s i sg a l b a n a , p l a t y m o n a sh e l g o l a n i d i c aa n ds k e l e t o n e m a c o s t a t u m af o r mo n es t a n d a r df l u o r e s c e n c es p e c t r u mf o re a c hs p e c i e s ；g y m n o d i n i u m s p ，p r o r o c e n t r u md e n t a t u m ，a l e x a n d r i u mt a m a r e n s e ；s k e l e t o n e m ac o s t a t n l a , c h a e t o c e r od i d y m u s , c y l i n d r o t h e c ac l o s t e r i u m ，c h a e t o c e r o sc u r v i s e l u s , c h a e t o c e r o $ d e b i l i sf o r mt w os t a n d a r df l u o r e s c e n c es p e c t r a 3 q u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea l a l y s i so f4 3m i x t u r e so f p h y t o p l a n k t o nw e r ec a r r i e do u t u s i n gt h en o n - n e g a t i v el e a s ts q u a r eo q n l s ) m e t h o d t h et h r e s h o l dv a l u eo f o 2w a s c h o s e nt oa s s u l et h em o s ta b u n d a n tp h y t o p l a n k t o nc l a s s e sp r e s e n tc a nb ei d e n t i f i e d a n dt h e i rr e l a t i v ea b u n d a n c ee s t i m a t e d ，、) i ，i t i lt h en e g l e e to ft h el e s sa b u n d a n tc l a s s e s 4 活体浮游植物同步荧光光谱特秆分析研究 t h er e c o g n i t i o nr a t ew a s9 1 i nc l a s sa n d6 5 i ng e n u s k e yw o r d s ：p h y t o p l a n k t o n ；s y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c es p e c t r a ；s i m i l a r i t yo fs p e c t r a ； s t a n d a r df l u o r e s c e n c es p e c t r a 中国海洋大学硕士论文 1 文献综述 1 1 同步扫描荧光光谱的应用研究进展 传统荧光分析中，荧光发射光谱是固定一个特定的激发波长，测定不同波 长下的发射强度；荧光激发光谱是保持发射单色器在一个特定的发射波长，扫描 激发单色器在不同激发波长下的强度同步扫描技术是l l o y d ( 1 9 7 1 ) 于1 9 7 1 年首先提出的，它是同时扫描激发和发射两个单色器波长。由测得的荧光强度信 号与对应的激发波长( 或发射波长) 构成光谱图，称为同步荧光光谱( 陈国珍等， 1 9 9 0 ) 。同步荧光法按照光谱扫描方式的不同可分为恒( 固定) 波长法、恒能量 法、可变角法和恒基体法( 李耀群等，1 9 9 1 ；i m a n e l c t a l ，1 9 8 2 ；m i l l e r j n ， 1 9 8 4 ) 与传统光谱相比，同步荧光光谱峰形尖锐且窄化，这可以用简单的j a b l o n s k i 图表( 图1 1 ) 解释( p a t r ad e ta 1 ， 2 0 0 2 ) 。分子在整个吸收带被一系列波长a l ， a 2 ，a 9 所激发，在波长f l ，f 2 ，f 9 处发射荧光。进行同步荧 光扫描时，选择一个特定的波长范围k 则信号只显示吸收谱带和发射谱带间 隔与九相匹配的部分。例如选择九= a 5 f 5 ，将会只看到当激发单色器位于a 5 ， 同时荧光发射位于f 5 时的荧光信号。接下来，分子将会在a 6 - a 9 激发，相应发射 f 6 f 9 的荧光。此过程延续直至一个完整的光谱被记录下来。 a b s o il i 9i ；ll ； e 9 ：一 8 i i !； ；瞻； 崩7 i猫 ；略i 7 l ：f l u o r e ；l；it ： ： l i lllll i ll ： ： e ： ： ： ：j a i l ： f i x e dw a v d c n g l hd i f f e r e n c e 睡1 j a b l o n s k l d i a g r a mp r o v i d e s e x p l a n a u o no f 卵：h r o n o l 5f l u o r e s c e n c e 5 图lj a b l o n s k i 图表 6 活体浮赫植物纠步荧光光谱特缸分析研究 由于荧光发射强度是激发波长的函数( 依赖于电子转移的概率或数量) ，而 九限定了荧光吸收和发射的波长范围，因此便得到了一个比传统光谱更尖锐的 峰。图1 2 显示了p e r y l e n e 的荧光激发、发射和同步光谱。同步荧光法得到的峰 形窄化且尖锐，在单次测量中同步荧光光谱法是一种非常简单有效的数据获得方 法。 w a v e l e n g t h n m r 乎2f _ x c 腩，e m i s s i o n 毫r 一习d 确w l o u s 日陀啪征 s p e c 【日o fp e 7 y l e 图2 二萘嵌苯的激发，发射以及同步扫描光谱 继l l o y d 发明该技术后，v o d i n h ( 1 9 7 8 ；1 9 8 2 ) 用公式解释了其基本理论， 并且提出了对混合样品谱图信号的测量和其他研究目的下特殊信息的测定的试 验步骤。同步荧光强度，与被测样品浓度成正比： i s = k e b e x ( ；k a ) e m ( k e x + ” 或 l 。= k e b e x ( k f 。 e m ) 其中e x 是给定波长下的激发波长函数，e m 是给定波长下的发射波长函数， b 是比色皿厚度，k 是仪器参数。 1 1 1 恒波长同步荧光法 恒波长同步荧光法系在扫描过程中使激发波长和发射波长彼此矧保持固定 的波长间隔( 护k x 。= 常数) ，即通常所说的同步荧光法，是最早提出的一种 同步扫描技术( 蒋淑艳，1 9 9 7 ：f e r r e tr e ta 1 ，1 9 9 8 ；s a n e h e zfge ta 1 ，1 9 8 6 ；b r i g h t fve ta 1 。1 9 8 6 ；k a b b a n im w e ta 1 ，1 9 8 9 ；s a l i n a i sfe ca 1 ，1 9 8 9 ；s a n e h e zfge ta 1 ， 7 中国海洋大学硕士论文 1 9 9 0 ；k h a k h e lo ae ta l ，1 9 9 9 ；d i m i t r i o sgke ta 1 ，1 9 9 4 ；s t e v e n s o ncle t a l 1 9 9 5 ；m u n o ze ta 1 ，1 9 9 1 ；r e y n o l d sd m ，2 0 0 3 ) 。由于市场上的商业化荧光仪没有包 含进行恒能量法、可变角法和恒基体法扫描所需的软件，而传统的荧光仪只支持 固定波长同步荧光扫描，因此恒波长同步荧光法成为应用最为普遍的方法在恒 波长同步荧光法中，a 九的选择十分重要，这将直接影响到同步荧光光谱的形状、 带宽和信号强度。在可能条件下，选择等于斯托克斯位移的九( m u r i l l o - p u l g a r i n e ta 1 ，1 9 9 8 ) 。 同步荧光法具有选择性好、灵敏度高、干扰少等特点，可用于多组分多环芳 烃混合物的同时测定。l l g y d 和e v e r 首次将同步荧光分析法应用于法庭科学领 域( l l o y de ta 1 ，1 9 7 7 ；l l o y d1 9 7 4 ；l l o y d ，1 9 7 5 ；l l o y d ，1 9 8 0 ) 。李静红等( 1 9 9 5 ) 用恒 波长同步荧光光谱同时分析了苯并蒽和9 ，1 0 二甲基葱。蒋淑艳( 1 9 9 7 ) 研究了 苯并【a 的同步荧光测定条件，引入系数校正以消除同系物苯并【k 】荧蒽对苯并【a 】 的测定干扰，并应用于烟台市区不同地段及不同时间的多个大气飘尘样品的测 定。李耀群等( 1 9 9 5 ) 用同步荧光法同时测定2 ，2 - - - 羟基联苯和4 羟基联苯。 张勇等( 2 0 0 2 ) 用同步荧光法检测芘的微生物降解及鱼胆汁中的1 羟基芘。 恒波长同步荧光光谱法除应用于多环芳烃的分析外，还常用于药物分析和蛋 白质、氨基酸测定。已见报道的有用同步荧光分析法分析维生素b l 、b 2 和b 6 ( 李耀群等，1 9 9 2 ；杨培慧等，2 0 0 1 ；胡益水等，1 9 9 6 ；关玉群等，1 9 9 9 ；蒋淑 艳1 9 9 7 ；蒋淑艳等，1 9 9 7 ) ，血清维生素e ( 吴惠毅等，1 9 9 5 ) 及几种中草药中 痕量锗( 蒋淑艳等，1 9 9 9 ) ，强力霉素和土霉素( 胡乃梁等，1 9 9 6 ) ，并应用于粮 食中维生素b i ( 蒋淑艳等，1 9 9 7 ) 、奶粉中维生素b 1 和b 2 的测定( 胡益水等， 1 9 9 6 ) 。翕菊等( 俞菊等，1 9 9 7 ；俞菊等，2 0 0 1 ；俞菊等，1 9 9 6 ) 用同步荧光法 研究了细胞色素c 与胱氨酸的作用，利用同步荧光技术对肌红蛋白的荧光光谱 进行研究，并对其特征峰进行归属。 同步荧光法还可对血清过氧化脂质( 吴惠毅等，2 0 0 1 ) 、脂质过氧化物( 曾 伟成等，1 9 9 9 ) ，铽( i i i ) 与脱铁运铁蛋白作用( 杜秀莲等，2 0 0 1 ) 、超氧化物歧化 酶( 曾伟成等，2 0 0 0 ) 进行分析，以及应用于商品杀菌防腐剂中苯甲酸和水杨酸 的同时测定( 张勇等，1 9 9 5 ) 和饮料中苯甲酸的含量的测定( 李文奇等，1 9 9 6 ) 同步荧光光谱技术在油气勘探中同样有较好的应用前景宋继梅等( 1 9 9 8 ： 8 活体浮游植物同步荧光光谱特征分析研究 2 0 0 2 ) 用恒波长同步荧光法测定了原油样品的芳烃，可以判断原有的属性和成因 类型。该法用于分析岩石、土壤和油田水样品，可以预测油气层。王子军等( 1 9 9 9 ) 对减压渣油组分中芳烃环数分布的同步荧光光谱进行研究，利用其光谱较好地反 映出各机型和芳香度不同组分的芳香环系大小。同步荧光光谱法还可以用于监测 液相色谱法( 以氧化铝作固定相) 将重质油中的芳烃按芳环数分离的过程( 李勇 智等，1 9 9 8 ) 。p a p a ( 2 0 0 0 ：2 0 0 2 ) 用同步荧光技术对石油产品分析作了很多工 作( p a t r ad ，2 0 0 0 ；2 0 0 1 ) 。j i a n g 等( 2 0 0 2 ) 用同步荧光法定量测定了芦荟一大黄素和 大黄酸。 将导数技术与同步荧光技术联用可使检测限更低，对各组分的分辨更有效。 已有报道用导数同步荧光光谱法直接测定尿样中的洛美沙星( 许庆琴等，2 0 0 2 ) 、 痕量氧氟沙星( 弓巧娟等，2 0 0 1 ) 、盐酸环丙沙星( 王静萍等。2 0 0 1 ) 、植物生长 激素舻萘乙酸和吲哚一3 乙酸混合物体系( 董胜利等，2 0 0 2 ) 、3 种b 族维生素( 唐 波等，1 9 9 4 ) 、硒( 赵振华等，1 9 9 5 ) 、尿液肾上腺素和去甲肾上腺素( 吴惠毅等， 1 9 9 7 ) 、血清色氨酸( 杨晋等，1 9 9 9 ) 、大气飘尘中苯并【a 】芘( 李静红等，1 9 9 5 ) 等。二阶导数同步荧光法已用于测定可能发生荧光猝灭的1 1 种多环芳烃的混合 物( a n d r a d e e a e t a l ，1 9 9 8 ) ? 人体血清中的甲氧萘丙酸和水杨酸( k o n s t a n t i a n o s d ge ta 1 ，1 9 9 6 ) ，血浆中的毒品及其代谢产物( s a b r ysm ，1 9 9 7 ) ，摩托车油、水样中 的各种化合物( a a n c h e zfg c ta 1 ，1 9 9 0 ；l o p e zmje ta 1 ，1 9 9 5 ；v i l l a z a nmje ta 1 ， 1 9 9 6 ；l o p e zm je ta 1 ，1 9 9 5 ) ，香烟烟灰中苯并芘( f a l c o nsge ta 1 ，1 9 9 6 ) 以及鉴别 在b 环湖精存在下的抗凝血剂、灭鼠剂、杀鼠灵、溴敌隆( p a n a e e r osae ca 1 ， 1 9 9 3 ) 黄贤智等( z 9 s t ) 建立了叶绿素a 和叶绿素b 的同步荧光分析法并用于菜叶中 两种色素的测定；朱明远等( 1 9 9 4 ) 首次将同步荧光法用于海洋浮游植物，以四乳 突扁藻作材料，用同步荧光分析法成功地将其所含e h l a 、c h l b 的荧光发射峰分开， 并阐述了同步荧光分析法用于浮游植物色素分析的可行性。唐尧基等( 2 0 0 4 ) 采用 同步荧光法建立了测定海水中叶绿素a 含量的新方法。l i u 等( 2 0 0 5 ) 使用同步荧 光光谱法首次对小球藻- f e ( 1 1 1 ) 腐殖酸混合溶液系统中的小球藻的荧光猝灭效应 进行了分析研究。 9 中国海洋大学硕十论丈 1 1 2 恒能量同步荧光分析法 恒能量同步荧光光谱法( c e s l s ) 由i n m a n 和w i n e f o r d n e r 于1 9 8 2 年提出 ( 1 n m a nele ta 1 ，1 9 8 2 ) 。它在克服拉曼光、提高分析灵敏度方面均有显著效果， 具有其他同步荧光法所没有的独特优点。恒能量同步荧光法系在激发波长 e x 和 发射波长k 。的同时扫描过程中保持两者一恒定的能量差y 关系。该法以荧光体 的量子振动跃迁的特征能量为依据来进行同步扫描，若选择一固定能量差v 等 于某一振动能量差，则在同步扫描中，当激发能量和发射能量刚好匹配一特定吸 收发射跃迁条件时，该跃迁处于最佳条件，由此产生的同步光谱可达最大强度 恒能量同步荧光法对于多珏芳烃的鉴别和测定特别有利。恒能量同步荧光法的光 谱优点可以以定量形式来表达并用来选择扫描参数，从而为体系的参数优化提供 了便利u n m a ne l e ta 1 ，1 9 8 2 ) 。该法已用于多种多环芳烃的测定，绝对检测限 低至7x 1 0 0 3g ，线性动态范围达5 个数量级( i n m a n el e t a l ，1 9 8 2 ：k e r k h o f f m je ta 1 1 9 8 4 ) ，还应用于空气样品中多环芳烃的光谱指纹鉴别( k e r k h o f f mje ta 1 ， 1 9 8 5 ) ，汽油机废气中多环芳烃测定( f i l e sla e ta 1 ，1 9 8 6 ) 和苯酚的分析( a n d r ej c ，1 9 8 5 ) 等。 k e r k h o f f 等指出利用恒能量同步荧光法，有可能产生气载多环芳烃的有效 而简单“筛选”新技术。i n n l f l n 和k e r k h o f f 等( i n m a nele ta 1 ，1 9 8 2 ) 将方法推广 到低温，可使光谱产生低温斯波斯基效应，谱带窄化至0 3 n m 。对多环芳烃同分 异构体混合物和多环芳烃烷烃同系物进行光谱分辨，取得满意的结果( k e r k h o f f mje ta 1 ，1 9 8 5 ) 。何文琪等( 1 9 9 6 ) 以恒能量同步荧光光谱对苯并 a 】芘、苯并【e 】 芘、蒽、花、芘5 种组分的多环芳烃混合物进行同时定量分析，此方法可用于大 气、底泥和柴油机尾气样研究。 李耀群等( 1 9 9 0 ) 用恒能量同步荧光分析法对咔唑、蒽、花的混合物进行分 析，并将恒能量同步荧光法和固定波长同步荧光法进行比较，证明前者在简化扫 描步骤上有显著的优越性。k e r s h a w 等( 2 0 0 0 ) 用恒能量同步荧光分析法分析褐 煤高温分解的芳烃结构特征。 导数技术能放大窄带灵敏度、抑制宽带，对恒能量同步荧光光谱的窄带应用 很有利。因此将导数技术和恒能量同步荧光技术联用，可更有效地对多组分混合 物中微量组分进行分析，提高灵敏度和选择性( j o h n a n dpe ta 1 ，1 9 7 6 ；b l a n e oc c l o 活体浮游植物同步荧光光谱特符分析研究 e ta 1 ，1 9 8 4 ；g u t i e r r e zce ta 1 ，1 9 8 7 ；v a l c a r e e lme la 1 ，1 9 8 5 ) 导数恒能量同步荧 光分析法比导数恒波长荧光分析法有更大的优越性，用导数恒能量同步荧光光谱 法只需一次扫描就可达到导数同步荧光光谱法多次扫描的最佳效果。李耀群等提 出导数恒能量同步荧光法( 李耀群等，1 9 9 0 1p u l g r i nje t a l ，1 9 9 2 ) ，阐述了该法 的特点和在克服拉曼光方面的独特作用( “yq ，1 9 9 2 ) ，并用该法同时测定了芴、 苊、蒽、菲等体系( l iyq ，1 9 9 2 ；李耀群等，1 9 9 7 ) 。 m u r i l l o p u l g a r i n 等( p u l g r i nje la 1 ，1 9 9 4 ) 分别用一阶导数发射、一阶导数 恒波长和一阶导数恒能量荧光法测定乙氧萘( 胺) 青霉素和2 ，6 二甲氧基苯青霉 素，并对三种方法进行比较。e i r o a 等( e i r o aa a e la 1 ，2 0 0 0 ) 用导数恒能量同 步荧光法分析二氢苊、蒽、苯并f a 】蒽，苯并f a 】芘，苯并f b 】荧蒽等1 8 种多环芳 烃。作者还用二阶导数恒能量和恒波长法分析了苯并【b 】荧蒽、苯并【k 】荧蒽、 苯并瞻m ，i 】、茚 1 ，2 ，3 ，c ，d 】并芘中的苯并【a 】芘，并将两种方法应用于水样中 的情况作了比较。 1 1 3 可变角同步荧光分析法 可变角同步荧光法是在测绘同步光谱时，使激发和发射两个单色器以不同的 速率或方向同时扫描。该方法可分为线性与非线性两类：线性可变角同步荧光法 的扫描路径表现在等高线图中为一条不为4 5 。的直线；而非线性可变角同步荧光 法其扫描路径表现在等高线图中为折线或任意曲线。非线性可变角同步荧光扫描 时，不但要求激发、发射两个单色器能以不同的速率和不同的方向进行扫描该 方法能使扫描路径方便地有选择性地通过各点，因而获得极佳的光谱分辨。李耀 群等( l i y q ，2 0 0 0 ) 提出了利用可变角同步荧光法克服二次散射光干扰的设想， 并且探讨了适宜于包括可变角同步荧光光谱在内的波长域同步谱的理论计算式 ( l iyq 。1 9 9 9 ) 导数技术和可变角同步荧光法的联用可进一步提高分析的灵 敏度和选择性( “yq ，1 9 9 4 ) 。李耀群等分析了导数可变角同步荧光光谱的特 点，应用该技术测定了水样中1 萘酚和2 萘酚( l iyq ，1 9 9 4 ) ，苯酚和苯胺( 李 耀群等，1 9 9 3 ) ，苯胺和1 萘酚( 李耀群等，1 9 9 5 ) ，以及咔唑、蒽、9 ，l o - z 甲基葸、二氢苊、茈5 种多环芳烃的混合物( l iyq ，1 9 9 7 ) 。该方法也应用于药 物分析( m u r i l l o p u l g a r i ne t a l ，1 9 9 8 ；s a n c h