常壓和高壓條件下五種類胡蘿卜素拉曼光譜的研究.pdf

1、類胡蘿卜素是自然界中最豐富的天然色素之一，廣泛存在于包括人體在內(nèi)的生物有機(jī)體內(nèi)。作為重要的光合色素，在光合作用和預(yù)防人類的各種疾病等方面發(fā)揮了重要作用。長期以來，人們采用穩(wěn)態(tài)光譜（吸收光譜和拉曼光譜等）、時間分辨超快光譜以及理論方法對類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)、基態(tài)和激發(fā)態(tài)能級及其動力學(xué)特性進(jìn)行了大量的研究，為探索類胡蘿卜素實現(xiàn)其生物功能的機(jī)理提供了重要信息。然而，到目前為止仍有一些問題尚不清楚，如某些中間電子態(tài)和振動能級是否存在、其弛豫過程究竟

2、如何以及環(huán)境因素如何影響類胡蘿卜素的生物功能等。
　　本文選擇五種典型結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜素（番茄紅素、葉黃素、玉米黃質(zhì)、蝦青素和β-胡蘿卜素）作為研究對象，首先進(jìn)行了五種類胡蘿卜素分子結(jié)構(gòu)的理論計算，獲得了穩(wěn)定的分子構(gòu)型與相應(yīng)的鍵長、鍵角和二面角的取值以及拉曼光譜的一些信息。然后測量了常壓條件下五種類胡蘿卜素晶態(tài)及其在CS2溶劑中的拉曼光譜，研究了不同的分子構(gòu)型及環(huán)境對拉曼光譜特性的影響。研究結(jié)果顯示，由于分子間的作用力不同，不同結(jié)構(gòu)

3、的類胡蘿卜素在不同的環(huán)境下的分子扭曲程度不一樣，極性類胡蘿卜素（葉黃素、玉米黃質(zhì)和蝦青素）和鏈狀的番茄紅素在晶態(tài)時的扭曲程度大于其在溶劑中的扭曲程度，而帶有環(huán)結(jié)構(gòu)的非極性分子β-胡蘿卜素分子的扭曲情況與其他類胡蘿卜素的扭曲情況相反。將高壓條件和拉曼光譜技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了高壓條件下的拉曼光譜測量，重點研究了直鏈狀類胡蘿卜素（番茄紅素）在正己烷溶劑中的高壓拉曼光譜特性。實驗顯示，番茄紅素ν1帶的峰位對壓力的敏感性高于ν2帶對壓力的敏感性。將

4、番茄紅素與具有環(huán)結(jié)構(gòu)的β-胡蘿卜素進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，隨壓力的增加番茄紅素ν1帶與ν2帶的峰位向高波數(shù)移動的速率均快于β-胡蘿卜素ν1帶與ν2帶的峰位向高波數(shù)移動的速率；在修正了已有的拉曼光譜的壓力競爭模型后的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這是由于壓力對番茄紅素C=C鍵與C-C單鍵的壓縮貢獻(xiàn)明顯大于壓力對β-胡蘿卜素的C=C鍵與C-C鍵的壓縮貢獻(xiàn)的結(jié)果。本研究為深入探討不同類型的類胡蘿卜素的構(gòu)型、基態(tài)和激發(fā)態(tài)等特性提供了重要的理論和實驗依據(jù)，為進(jìn)一步研究深