【正文】 式 β 胡蘿卜素的拉曼峰值、歸屬見表 。譜儀 能夠 接收到是 s??信號(hào) 。 多粒子（電子 與 核）組成的系統(tǒng) ， 遵從的含時(shí)薛定格方程 ),(),( )0()0(0 trtitrH ????? ? 式中 r代表各粒子的坐標(biāo)，它的通解為 ? ???? r tir reratr ?)(),()0( 對(duì) 于 不含時(shí)薛定格方程 H0Φ (r)=ErΦ (r) 它的 本征函數(shù) 和 本征值分別 為 H0和 Er，對(duì) 于 k 態(tài)，即 k=(e， n)， n 和 e 分別是核（振動(dòng)）量子數(shù) 和 電子量子數(shù)合集。 ω L） ）相 應(yīng)的是頻率 有 變化的非彈性散射， 比如拉曼散射 ， 頻率 有 增加的 新頻率 （ ω q+ω L）稱為反斯托克斯頻率 ， 頻率 有 減少的新頻率 （ ω q－ω L）稱為斯托克斯頻率。 拉曼散射的經(jīng)典解釋 [911] 由經(jīng)典電磁理論可知： 入射光 的 電磁場(chǎng)感生偶極矩為 ：?? i ii tretM )()( 加速度 為 ?2r(t)/ ?t2的電荷輻射 的 電磁波， 其 輻射強(qiáng)度 與 ?2M(t)/ ?t2成正比 ， 如果 電 磁場(chǎng)中 的 一個(gè) 電場(chǎng)分量 E具有如下 形式 的 變化： tE L?cos0? 其中 ， ω L與電子的振動(dòng)頻率相當(dāng)， 且要 比原子 的 振動(dòng)頻率大 的 很多， 這樣 ，就 可以用 電場(chǎng) E 的級(jí)數(shù) 來(lái)表示 感生偶極矩 M： 222 !1!31!21 EnEEEM ???? ????? ? 式中 ， β 是 電子的 超極化率 ， α 是電子 的 極化率，數(shù)量級(jí) 分別 為 1050C 按照 11 對(duì)稱性選律規(guī)則，在單光子激發(fā)時(shí) ， S0→ S1躍遷是 被禁阻 的，而 S0→ S2躍遷 則是被 允許的 [4]， S0→ S2 躍遷 影響著 大部分類胡蘿卜素 分子 的吸收光譜性質(zhì)。這種近似下的選擇定則，稱為零級(jí)選擇定則。 借助 紫外 可見吸收光譜、紅外光譜 以及 拉曼光譜 的 研究 理論 ，便能夠 得到 外界 環(huán)境對(duì)類胡蘿卜素分子的振轉(zhuǎn)動(dòng) 能級(jí) 、 分子構(gòu)象變化 和 電子能級(jí)等方面 影響的相關(guān) 信息。 借助 紫外 可見 吸收光譜 ， 能 非常 準(zhǔn)確地鑒定 出 類胡蘿卜素分子 種類 。類胡蘿卜素、維生素 C 和 維生素 E 都會(huì) 對(duì)自由 基 有一定 程度上 的抑制作用， 因而，它們 都被認(rèn)定為 “抗氧化劑”。輔助色素分子 和 葉綠素分子的吸收光譜圖 (圖 )表明 ， 它 們 是 在光合作用中 最 具互補(bǔ)性的 ，而且 好與葉綠素 分子 互補(bǔ)， 能夠 傳遞給葉綠素分 子的 紅吸收帶最長(zhǎng) ， 正因此 ， 輔助色素分子 能夠 輔助集光色素分子 吸收光能。 在 一些 高等植物和大部分 的 藻類 之 中，光合色素 包含 葉綠素 a（ Chl a）、 葉綠素 b（ Chl b）以及 類胡蘿卜素（ Carotenoids） ； 在光合色素 蛋白復(fù)合物 之 中，光合色素包括類胡蘿卜素 與 細(xì)菌葉綠素（ BChl）。番茄紅 素、 β胡蘿卜素和角黃素是類胡蘿卜素中最受人們 關(guān)注和研究的三種類胡蘿卜素。 關(guān)鍵詞 類胡蘿卜 素 β胡蘿卜素 紫外 可見光譜 拉曼光譜 Abstract We know, carotenoids as a polyene biological molecules, is a natural existence in nature, the most abundant pigment, and widely exists in human body, covering many biological anisms, plays a vital role in the prevention of human diseases, such as photosynthesis. Lycopene, betacarotene and canthaxanthin is of concern and study the elements in three kinds of carotenoids carotenoids. Among them, beta carotene is collecting, transferring light energy function in photosynthesis。 輔助 對(duì) 光能 的捕獲 ， 調(diào)節(jié)分配 激發(fā)能 ： 1941 年 ， Manning 和 Dutton 第一 次發(fā)現(xiàn)巖藻黃素 （一種類胡蘿卜素存在 于 硅藻屬的 Nitzschia clasterium 的 體內(nèi) ） 吸收的光能 在 光合作用 中被有效利用 [8]。 缺乏β胡蘿卜素缺乏時(shí) ， 會(huì) 產(chǎn)生 維生素 A 缺乏癥。 ②結(jié)構(gòu)分析，紫外 可見吸收光譜還 可以被 用于 推理 氫鍵的強(qiáng)度、空間阻礙效應(yīng)、幾何異構(gòu) 、 互變異構(gòu) 等現(xiàn)象 。分子的電子振動(dòng)光譜包括 ： 紅外吸收光譜 、 紫外 可見吸收光譜 和 拉曼散射光譜。在這種近似 理論 下，波函數(shù)中 的 電子運(yùn)動(dòng)和核 的 運(yùn)動(dòng)部分 就 可以分開 ，分別進(jìn)行 考慮。隨著共軛雙鍵數(shù) 目 的增加 ，在 類胡蘿卜素分子的紫外 可見吸收光譜 中 ，譜帶也 會(huì) 發(fā)生 一定程度的 紅移， 而且 譜帶吸收峰 的 強(qiáng)度 也會(huì)有所 增加。對(duì)應(yīng)廷德爾散射 、 瑞利散射以及 米氏散射。 如果 分子中的原子以 ω q為頻 率 進(jìn)行 振動(dòng)，則由 Q=Q0cosω qt式， 可得 到 一級(jí)拉曼效應(yīng)中電子 的 極化率隨時(shí)間變化 的 規(guī)律 ： tt q???? c o s)( 000 ???????????? 把 上式代入 M=α E式可 得到 ： ? ?ttEtEtttEtMqLqLLqLL)c o s ()c o s (21c o sc o sc o sc o s)(000000000??????????????????????????????????????? 可以容易的 看出 ， 感生偶極矩 M 的振動(dòng) 包括： 入射光頻率 ω L 以及兩種 在 其兩側(cè) 對(duì)稱分布 的新頻率（ ω q177。 16 拉曼散射的量子解釋 [913] 以 kL、 ω L分別表示激發(fā)光入射光的 波矢 和 頻率，且 |kL|=2π /λ L； 以 ks、 ω s分別表示散射光的波矢 和 頻率，且 |ks|=2π /λ s； 以 q、 ω q分別表示散射過程中 ， 伴隨湮沒 或者 產(chǎn)生的元激發(fā) 的波矢和頻率。 式中 ， 第二項(xiàng)是正常 的 拉曼散射，即 kkmEE ????。對(duì)于晶體 、 分子 等 復(fù)雜能級(jí)系統(tǒng)， 在 中出現(xiàn)的受激中間態(tài) r都 是不能 直接計(jì)算 的 。本文研究了溫度對(duì) β胡蘿卜素 光學(xué)性質(zhì)的影響。 又 由于 0— 0、 0— 0— 2 三種 躍遷 從而 形成三個(gè)主 要吸收峰 。 我們 借助 液芯光纖方法 探究了 溶液 濃度對(duì)溶液中 β胡蘿卜素拉曼散射 截面的影響， 隨其 溶液 濃度降低 ,β胡蘿卜素分子 的 拉曼散射截面 有 大幅度 的 增加 ,比普通分子的拉曼散射截面大近 10 個(gè)數(shù)量級(jí) [11]。對(duì)于 k=m，則有 ? ?????? ???? r Lrm rkkrLrk rkkrkk MMMMC ???? ?????? )()()()(1)( ? 可 得 ?? kkkk CC )()( ???? 因此， 如果 (Cβφ )kk是實(shí)的，則它 就 是對(duì)稱的 。需要注意的是：與Mkk(1)(t)相反， Mkm(1)(t)是復(fù)的 。 可以較容易看出 ：拉曼散射的輻射強(qiáng)度中 包括 與 斯托克斯拉曼散射 有 關(guān) 連 的 B12(ω L－ω q4)項(xiàng) 、 與 反斯托克斯拉曼散射 有 關(guān) 聯(lián) 的 B22(ω L+ω q4)項(xiàng) 和 與瑞利散射 有關(guān)聯(lián) 的 B02(ω L4)項(xiàng)。 m2。 經(jīng)典電磁波的觀點(diǎn)：在光波電磁場(chǎng)的作用下 ,介質(zhì)中的電子 會(huì) 做受迫振動(dòng)，消耗能量， 從而 激發(fā)電子 的 振動(dòng)。 如果 f? 激發(fā)態(tài)是由 于電子從 m? 軌道躍遷到 n? 軌道 而 產(chǎn)生， 當(dāng) 躍遷相對(duì)應(yīng) 的兩個(gè)軌 道不都是 簡(jiǎn)并軌道 時(shí) ，躍遷相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)軌道 的 直積 就等于 基態(tài) 與 激發(fā)態(tài)的直積，即 f0 ?? ??? = nm ?? ??? ，這時(shí)（ ）式 便 可改寫 成 為 ??? ????? nm 根據(jù)（ ）式， 如果 偶極距算符的不可約表示中 包含 兩個(gè)軌道的直積 ，此時(shí) 電子的躍遷距 不等于 零，躍遷 行為是被 允許的。 輻射躍遷的選擇定則和吸收強(qiáng)度 [3] 分子的 紫外 可見吸收光譜是 用來(lái) 研究電子在基態(tài)和激發(fā)態(tài)間躍遷 的 過程中的 輻射吸收行為的 ， 這種輻射吸收行為 受到 輻射躍遷的選擇定則 的 限制。 最 近幾年， 人們 為了 能夠 提高拉曼光譜的信號(hào)強(qiáng)度，提出了一些 更加 新的 和實(shí)用的 激光拉曼分析技術(shù)以及與其他分析技術(shù)， 例 如表面增強(qiáng)拉曼光譜（ SERS）技術(shù)，傅里葉變換拉曼光譜（ FTRaman）技術(shù)，激光拉曼遙測(cè)技術(shù) 和 激光拉曼顯微技術(shù)，高壓 、 高溫原位激光拉曼光譜技術(shù)等 [1826]。 [1315] 類胡蘿卜素還 具有 其他 生理方面的 功能：皮膚保健，眼保健，著色功能 ， 增強(qiáng)動(dòng)物的 生殖 能 力等 。 然 而 20xx 年，王水 4 才等 研究人員的 理論證明 ， PSH 捕光天線中 的 葉綠素分子 和 類胡蘿卜素分子吸收光能后， 分別 以不 相 同的機(jī)制把 吸收的 能量通過核心天線 處 傳到反應(yīng)中心 處 ， 從而穩(wěn)定地 進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)。 類胡蘿卜素分子 具有的 共同結(jié)構(gòu)特征是共軛多烯骨架， 其 屬于 C2h對(duì)稱點(diǎn)群。這是因?yàn)槔⑸浣孛?作為 一個(gè)重要的參量在拉曼光譜的研究和應(yīng)用中 發(fā)揮著不可替代的作用 。 更 值得一 說 的是，我們引進(jìn)了一個(gè)重要的 物理 參量 — 拉曼散射截面 用來(lái) 研究拉曼光譜。 由于類胡蘿卜 素的存在 ， 使得動(dòng)物 和 植物 可以 呈現(xiàn)出各種 各樣的 顏色，它 也常 常被用作添加到飲料 和 食品中 的色劑 。rster 機(jī)制也 要 比 Dexter 機(jī)制 更加 有效。 然而， β胡蘿卜素對(duì)直腸癌 和 大腸癌 產(chǎn)生 的抑制 作用 卻沒有得到 足夠 明確的證明。 激光拉曼光譜 激光 的 拉曼光譜 作為 研究物質(zhì) 的分子 結(jié)構(gòu) 強(qiáng)而 有力的工具，具有受水的干擾少 、 分辨率高 、 制樣簡(jiǎn)單等 優(yōu) 點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛 地 應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)的研究、分子識(shí)別、無(wú)機(jī) 和 有機(jī) 以及 分析化學(xué)、石油 化工、生物化學(xué) 、 催化和環(huán)境科學(xué) 、 半導(dǎo)體電子技術(shù) 、 高分子化學(xué)等 各種各樣的 領(lǐng)域。分 子的電子躍遷允 許與否 取決于分子對(duì)稱性 情況 。 這樣 上式 便 可以改寫成 xx ??????? ??? f0 yy ??????? ??? f0 zz ??????? ??? f0 如果躍遷 條件 滿足（ ）式， 則電子 將會(huì)在分子的 x 坐標(biāo) 方向上產(chǎn)生躍遷距，稱為產(chǎn)生 x 偏振；如果躍遷 條件 滿足（ ）式， 則電子 將會(huì)在分子的y 坐標(biāo) 方向上產(chǎn)生躍遷距，稱為產(chǎn)生 y偏振；如果躍遷 條件 滿足（ ）式，將會(huì)在分子的 z 坐標(biāo) 方向上產(chǎn)生躍遷距，稱為產(chǎn)生 z偏振。 第二節(jié) 分子的 拉曼光譜 散射理論 光散射 ： 當(dāng)光（電磁）波射入介質(zhì) 中 時(shí)，若介質(zhì)中存在 著 某些不均勻性（如相位 φ 、電場(chǎng) E、聲速 v、 粒 子數(shù)密度 n 等） ，從而 使光（電磁）波的傳播發(fā)生 一定的 變化 。 V1由電磁波輻射 的 方程組 能夠 推出偶極子 的 散射強(qiáng)度 22223 )(sin4)( t tMcdtdI ???? ?? 式中 dΩ =sinθ dθ dφ 單位立體角中的散射強(qiáng)度 22222223 )()(sin41)()( t tMAt tMcd tdItI ???????? ??