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利用拉曼光谱技术研究生物大分子的结构与动力学拉曼光谱技术作为一种非侵入性、无损伤的分析方法，广泛应用于生物大分子的结构与动力学研究。
本文将重点探讨拉曼光谱技术在生物大分子领域的应用，并介绍其原理和方法。
一、拉曼光谱技术的原理拉曼光谱技术利用激光照射样品后，分析激光颠倒散射光的频移，从而获得分子的振动信息。
根据分子振动对应的频率和振动模式不同，可以得到样品的分子结构和键的性质。
拉曼光谱通过分析样品散射光与入射光的频率差异，提供了无损伤、快速、准确的分子结构信息。
二、生物大分子的结构研究1. 蛋白质的结构研究蛋白质是生物体内最重要的大分子之一，其结构与功能密切相关。
拉曼光谱技术可以提供蛋白质二级、三级结构的信息，例如α螺旋、β折叠、随机卷曲等。
通过分析拉曼光谱中的峰位和峰形特征，可以了解蛋白质的氨基酸组成和空间结构。
2. DNA和RNA的结构研究DNA和RNA是生物体内负责遗传信息传递的核酸分子。
利用拉曼光谱技术可以获得DNA和RNA的碱基序列、链的折叠方式以及螺旋结构等信息。
这些结构信息对于理解DNA和RNA的功能具有重要的意义。
三、生物大分子的动力学研究除了结构信息，拉曼光谱技术还可以提供生物大分子的动力学信息。
通过监测拉曼光谱中的共振增强现象，可以研究生物大分子的振动状态和能量转移过程。
例如，利用涉及生物大分子的振动模式的拉曼光谱，可以研究蛋白质的折叠动力学和解聚过程。
四、拉曼光谱技术在其他生物学领域的应用除了生物大分子的结构与动力学研究，拉曼光谱技术还广泛应用于生物学其他领域。
例如：1. 细胞学研究：通过对单个细胞进行拉曼光谱分析，可以了解细胞代谢状态、生物分子的生成和降解过程，从而揭示细胞的生物学功能。
2. 药物研发：拉曼光谱技术可以用于药物与生物分子之间的相互作用研究，帮助科学家优化药物分子的结构和性能。
3. 疾病诊断：拉曼光谱技术可以通过分析生物体内的代谢产物和生物标志物，为疾病的早期诊断提供支持。
共振拉曼光谱共振拉曼光谱是一种非常重要的光谱学方法，它利用激光光束对样品进行激发，然后通过分析激发后的样品所散射的光谱进行物质结构的分析。
共振拉曼光谱的主要原理是利用共振过程中电子和振动之间的相互作用，使得样品分子的振动频率发生改变，并且与激光光束达到共振。
这样，样品分子散射出的光子能量就会发生变化，从而可以获得样品的结构信息。
共振拉曼光谱的分析过程中，主要涉及到两个过程：激光光源与样品的相互作用和样品散射光的收集分析。
其中，激光光源通常采用可调谐的连续激光光源作为激发光源，利用连续激光光源可以实现激光波长的可调谐性，从而使得激光光源与样品的达到共振。
另外，在样品散射光的收集分析过程中，利用共振拉曼光谱仪对样品散射光进行收集和分析，通过分析样品散射出的光谱特征来确定样品的结构信息。
总之，共振拉曼光谱是一种非常重要的光谱学方法，能够对各种复杂分子进行结构分析和功能性研究，应用价值巨大。
共振拉曼光谱技术的应用，特别是基于表面增强拉曼散射技术的表面增强共振拉曼光谱技术（SERS），对生命科学领域的研究非常重要。
SERS使用纳米结构作为基底，在其表面加工银、金等金属纳米颗粒，利用局部电场增强效应和表面电荷转移效应，增强样品散射光的强度，提高样品的检测灵敏度，有助于更好地实现微量分析。
利用SERS，可以对许多种生物分子，如核酸、氨基酸、多肽、蛋白质等进行检测。
例如，针对DNA分子的SERS研究可以实现非标记的检测，可以用于DNA序列鉴定、基因突变检测、癌细胞诊断等方面。
在蛋白质领域，SERS技术对于蛋白质结构和折叠状态等方面的研究也具有重要的作用。
除了SERS，其他共振拉曼光谱技术也被广泛应用于生命科学领域的研究。
例如，共振拉曼光谱技术可用于对细胞和细胞内部分子的研究。
利用共振拉曼光谱技术，可以获取细胞内分子的振动光谱信息，了解细胞内部的化学结构和相互作用，及其对所处环境的适应性，从而有助于深入研究许多基本生物学问题。
利用共振拉曼光谱技术研究表面等离子体共振现象随着纳米技术的不断发展，表面等离子体共振成为了一个研究热点。
表面等离子体共振是指当入射光与材料接触后，激发材料表面产生电磁波，在特定角度下，入射光与表面电磁波形成共振，此时，共振能量转化为热能、光能或电荷的过程。
表面等离子体共振现象的研究对于纳米材料的合成、性能优化、化学传感器等领域有着很大的应用价值。
利用共振拉曼光谱技术，可以对表面等离子体共振进行详细的探究。
在共振条件下，分子的激发态十分复杂，共振拉曼光谱技术可以提供分子的振动模式和电子跃迁的信息，因此，可以通过共振拉曼光谱技术探测表面等离子体共振现象。
表面等离子体共振是一种敏感的现象，可以通过光的散射强度来进行探测。
在共振拉曼光谱技术中，可以使用定量原子力显微镜和AFM纳米压痕仪来观测表面等离子体共振现象。
原子力显微镜靠近表面，通过微型排列，可以通过散射强度分析表面等离子体共振现象。
AFM纳米压痕仪则可以在非常小的尺度下进行表面成像，从而更好的观测表面等离子体共振现象。
通过对表面等离子体共振现象的探究，可以得到很多关于材料表面化学性质和电子结构的信息。
例如，利用共振拉曼光谱技术可以测量金属颗粒的大小、形状、排列方式及其相互作用，从而了解其电子结构、催化性能、光学性质等重要性质。
同时，共振拉曼光谱技术还可以应用于化学传感器和生物分析等领域，可以通过对共振频率、散射强度和荧光发射等参数的分析来实现分子识别和检测。
总之，表面等离子体共振是一种非常复杂的现象，利用共振拉曼光谱技术可以对其进行详细的研究，从而更好地了解材料的物理和化学性质。
在未来，共振拉曼光谱技术有望在纳米材料的制备、性能优化、化学传感器等领域得到广泛的应用。
用高压拉曼光谱方法研究β-胡萝卜素相变
里城祺;尚玉婕;孙琳;高淑琴;周密;孙成林
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2018(39)11
【摘要】为了探究β-胡萝卜素在高压下是否会发生相变,进行了0～30 Gpa压强范围内β-胡萝卜素的高压拉曼光谱实验.通过评估不同压强范围内拉曼光谱频移-压强的线性函数变化来判断β-胡萝卜素是否发生相变.研究表明,当压强升至约为7 Gpa以及14Gpa时,β-胡萝卜素分子的频移-压强线性函数方程发生了变化,即发生了相变.通过分析频移-压强函数线性关系是否发生变化来判断相变,是简捷、方便的技术方法.关于纯β-胡萝卜素压力相变的研究,暂未检索到相关报道.
【总页数】5页(P34-38)
【作者】里城祺;尚玉婕;孙琳;高淑琴;周密;孙成林
【作者单位】长春吉大附中实验学校,吉林长春130021;吉林大学物理学院,吉林长春130012;吉林大学物理学院,吉林长春130012;吉林大学物理学院,吉林长春130012;吉林大学物理学院,吉林长春130012;吉林大学物理学院,吉林长春130012
【正文语种】中文
【中图分类】TB942
【相关文献】
1.溶液相变对β胡萝卜素溶质的紫外-可见吸收和共振拉曼光谱的影响 [J], 李硕;孙成林;高淑琴;里佐威;苑举辉;陈伟
2.高压对β-胡萝卜素分子结构及π-电子离域影响的拉曼光谱研究 [J], 吴楠楠;欧阳顺利;里佐威
3.常温高压条件下硬石膏相变的原位拉曼光谱研究 [J], 熊欣;袁学银
4.Ag掺杂氧化锌纳米材料的制备及高压相变拉曼光谱研究 [J], 王世霞;胡天意;杨梦
5.高压下CL-20拉曼光谱和红外光谱相变研究 [J], 苏海鹏;刘影;周静
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四氯化碳费米共振的拉曼光谱研究高淑琴;贺家宁;李荣福;左剑;李兆凯;曹彪;里佐威【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2007(27)10【摘要】费米共振现象是一种广泛存在于分子振动光谱中的现象,特别是结构比较复杂的多原子分子.在多原子分子中当振动倍频或组合频位于某一基频附近,由于发生振动耦合,会出现两个新峰,峰的位置向两侧发生移动,二者谱线强度发生变化,把这种现象称为费米共振.费米共振现象不仅存在于红外光谱中,也存在于拉曼光谱中.文章中测量了CCl4的拉曼光谱,利用所得到的谱线峰位和用Originpro7.5软件程序获得积分强度,用费米共振的相关理论计算了C-Cl的a1对称伸缩振动频率v1与C-Cl2的f对称弯曲振动频率v4的组合频(v1+v4)与(某一未知基频)C-Cl的f对称伸缩振动频率v03的费米共振特征参数,进而计算出了耦合系数W和这一未知基频v03.该文对理解费米共振,了解分子振动频率,研究分子结构有很重要的参考价值.【总页数】3页(P2042-2044)【作者】高淑琴;贺家宁;李荣福;左剑;李兆凯;曹彪;里佐威【作者单位】吉林大学物理学院,吉林,长春,130023;吉林大学物理学院,吉林,长春,130023;吉林大学物理学院,吉林,长春,130023;吉林大学物理学院,吉林,长春,130023;吉林大学物理学院,吉林,长春,130023;吉林大学物理学院,吉林,长春,130023;吉林大学物理学院,吉林,长春,130023【正文语种】中文【中图分类】O657.3【相关文献】1.苯和四氯化碳混合液的激光拉曼光谱研究 [J], 刘强春;吴秋燕;慕元强;兰凤云;史磊2.几种外场对费米共振的影响：费米共振的拉曼光谱研究 [J], 蒋秀兰;孙成林;周密;李东飞;门志伟;里佐威;高淑琴3.分子费米共振拉曼光谱强度分析 [J], 姜永恒;高淑琴;李占龙;曹彪;里佐威4.四氯化碳ν1振动在费米共振光谱特性参数中的作用 [J], 曹彪;左剑;周密;里佐威;姜永恒;李占龙;陆国会;高淑琴5.二元溶液中CH/π作用及费米共振现象的研究 [J], 李东飞;张可为;华中;李化南;李海波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高压拉曼光谱方法研究费米共振
费米共振是一种广泛存在于分子内和分子间的分子振动耦合和能量转移现象,费米共振的研究在物理学中的分子振动态、电子态相互耦合,分子结构与性能等研究中有重要理论意义。
随着光学仪器和量子力学的进步和发展,对费米共振的研究也不断深入。
近期的研究结果表明,费米共振蕴藏着丰富的理论和应用潜力,相关费米共振的新效应、新机制和新研究方法是当前国内外的研究热点。
传统的费米共振研究方法主要有同位素取代法和变换溶剂法,与传统的研究方法相比,通过高压来研究费米共振是一种全新的方法。
压力可以连续调制分子的晶体结构、官能团的键长和键角等。
压力诱导晶体结构的突变（相变）可以直接改变分子的晶体结构和分子点群对称（发生费米共振的一个重要参数）;压力调控官能团的键长和键角的变化可以连续的改变发生耦合的声子的频率（发生费米共振的另一个重要参数）,由此通过环境压强的改变研究费米共振效应是科学而有效的。
在压力作用下可以得到物质的一些新的现象和规律,为进一步深入研究费米共振机制开辟了一条新途径。
本文利用高压原位拉曼光谱方法研究了如下内容:1.基频费米共振:高压下TCNQ拉曼光谱研究四氰基醌二甲烷（TCNQ）分子具有含π电子的平面结构,是典型的电子受体化合物之一,我们研究了 TCNQ在高压条件下的拉曼光谱,压强范围是0-1OGPa,根据频移-压强曲线得出TCNQ在压强为2.3GPa左右发生一阶相变,当压强大于2.3GPa （相变后）,发现了两个基频振动模式（1186cm-1和1206cm-1）在压力的作用下发生了非谐振耦合现象,即基频间的费米共振。
对两个拉曼谱带进行谱线拟合和相对强度分析,得到了费米共振各个参数随压强的变化规律。
当外界压强大于7.6GPa时,TCNQ将发生化学聚合现象。
因此对TCNQ的费米共振研究限定于压强在2.3-7.6GPa范围内,通过分析发生基频费米共振的规律,得出两谱线的频率和强度与压强之间的关系为:（?）进一步计算费米共振耦合的各个参量（固有频差、耦合系数等）随压强的演变规律,得出了压力诱导固有频率差增加是发生费米共振退耦合主因的结论。
2.双费米共振:高压下六氯乙烷拉曼光谱研究常规条件下的六氯乙烷（Hexachloroethane）分子具有Pnma（D2h）晶体结构,在其拉曼光谱中观察到851cm-1附近有三个拉曼谱线,分别位于波数841,851和860cm-1处,对于这三个拉曼谱线出现的原因,经过分析
比较,排除了以下三种原因:1)分子对称性变化导致退简并效应;2)同位素效应;3)拉曼禁阻谱带的活化因此有充足的理由认定这三个谱线是由于分子内的非谐振耦合效应（费米共振）导致的,并且把波数分别位于841,851和860cm-1处的三个谱线归属于v7基频模式和v2倍频模式的耦合。
我们测量了六氯乙烷的高压原位拉曼光谱,目的是通过高压下六氯乙烷的拉曼光谱变化规律进一步证实这三个谱线的归属。
根据频移-压强关系曲线可以看出,在压强为0-20GPa范围内,六氯乙烷没有发生相变,这为研究六氯乙烷的费米共振提供了理想的环境。
通过分析,强度比-压强关系曲线（860cm-1/841cm-1和851cm-1/841cm-1）呈现e指数的衰减趋势,根据之前我们组提出的
I<sub>F</sub>=I<sub>0</sub>exp（-p/t）公式进行曲线拟合,得到了t的值分别为1.06和1.08GPa,这表明波数位于860cm-1和851cm-1处的谱线为倍频模式,而波数位于841cm-1处的谱线为基频模式,根据这种光谱现象,首次提出了简并的基频模式和倍频模式之间的“双费米共振”效应,并给出了双费米共振效应的机理图。
3.压制费米共振增强:高压拉曼光谱研究二硫化碳二硫化碳（CarbonDisulfide）分子具有线性中心对称结构,属于D∞h点群,为了探索典型的线性三原子分子费米共振随压强的演化规律,我们研究了二硫化碳在高压条件下的拉曼光谱,实验压强范围是0-10GPa,根据频移-压强曲线得出,在0-10GPa压强范围内,,二硫化碳分别经历了液体->固体1->固体2->化学反应的过程,分析了费米共振各参数随压强的变化关系,首次发现连续的压力诱导非谐振耦合增强现象,并对其进行了讨论,这种新的效应丰富了费米共振的研究内容。
