第36卷，第10期 2016年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 36,No.10·pp3287-3291
October,2016
叶黄素聚集体吸收光谱的实验分析与理论模拟
卢礼萍，李明，刘桂玲，魏良淑，吴芳*
南京农业大学理学院，江苏南京210095
摘要分子聚集体表现出单分子所不具备的特有功能，利用吸收光谱对聚集体分子结构特性的研究是理收谱和在1：1乙醇水落液中的聚集体吸收谱。并通过对叶黄素单体吸收谱的高斯分解，获得了激发态的振动能级结构参数，理论上采用时间相关函数描述的吸收谱线和Frenkel激子模型，通过模拟单分子吸收光谱，获得了叶黄素分子的激发能、特征模振动频率、Huang-Phys因子等参数，再利用这些参数进行了聚集体分子光谱的模拟，分析了叶黄素聚集体的分子结构影响光谱变化的原因。结果表明，（1）分子间的相互作用是决定吸收光谱峰位移动的主要原因，实验中叶黄素H-聚集体的吸收光谱较单体蓝移了77Ⅱm，模拟显示相互作用在2000cm-1附近；（2）聚集体分子个数越多，聚集协作效应越大，吸收光谱半高宽变小，同时吸收峰进一步蓝移；（3）环境的无序度对吸收光谱的半高宽也存在较大的影响，无序度越大，吸收光谱半高
宽越大。实验结果为进一步研究聚集体在生物系统和材料系统中的功能提供了理论依据。关键词H-聚集体：Frenkel激子：吸收光谱：协作效应
中图分类号：0641
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn, 10000593(2016)103287-05
分子间的强相互作用，深人理解聚集体光谱性质的变化，则需要将聚集体光谱与相关理论结合考察，目前此项研究尚不充分。该研究采用理论模拟实验的方法，分析了影响聚集体
在高等植物和大部分藻类的光合作用中，类胡萝下素分
子扮演着辅助捕获光能和保护光合器官两大角色1。在动物和人体中，它们通过浮火单线态氧来捕获自由基，具有抗氧化作用2-3}。叶黄素是分子两端含紫罗兰酮环的二羟基类胡萝下素。大量流行病学证据表明，叶黄素在预防癌症及心血管疾病等方面起着重要的作用，是目前功能性食品和药品成分研究的一个热点4。然而生物功能器官中存在着大量的水，在含水环境中叶黄素的存在状态和物理化学性质受到了越来越多的关注，研究表明，叶黄素分子在含水的有机溶剂中或在双层脂膜中形成聚集体，这种聚集体的物理和化学性质对其生物功能有着重要的影响。
目前对单体类胡萝下素分子吸收光谱的理论和实验研究
比较成熟。普遍认为单体的类胡萝下素分子具有两个激发态S，和S，由于对称性，只有基态S，到S，的跃迁是允许的"。研究表明，类胡萝卜素分子聚集后，形成的H-聚集体吸收光谱蓝移，J-聚集体吸收光谱红移8)。无论是娜种聚集，分子间存在较强的相互作用，通常采用Frenkel激子来模拟
收稿日期：2015-08-10，修订日期：2015-12-18
分子吸收光谱的因素，对深人研究类胡萝下素分子在生物器
官中发挥的生物学功能提供了参考。 1实验部分
UV1700紫外-可见分光光度计（SHIMADZUUV1700，日本岛津公司），扫描范围350～550nm。叶黄素（92%）购买于上海源叶生物科技有限公司，溶解于乙醇中形成浓度为50 umol·L-1的叶黄素单体溶液。分别取两份5mL该单体溶液，第一份加入5mL去离子水，在1：1的乙醇水溶液中形成聚集体；第二份加人5mL乙醇，形成等浓度的单体溶液。用紫外-可见分光光度计测定各样品的吸收光谱。
理论部分
2
2.1分子吸收光谱
由量子力学可知，初态|>到末态1>的跃迁速率由Fer
基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金项目（KYZ201539，KYZ201425)资助
作者简介：卢礼葬，女，1977年生，南京农业大学理学院讲师
万方数据系人e-mail：wufang318@njau.edu.cn
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