Методом импульсного фотолиза изучены первичные фотохимические процессы в молекулах полиметиновых красителей-зондов 3,3 ¢ -ди(g-сульфопропил)-4,5,4 ¢ ,5 ¢ -дибензо-9-этилтиакарбоцианин-бетаина (ДЭЦ) и 3,3 ¢ ,9-триметилтиакарбоцианин-иодида (Cyan 2) в мицеллярных системах солей желчных кислот (СЖК) холата натрия, дезоксихолата натрия и таурохолата натрия, а также для сравнения додецилсульфата натрия (ДСН). При импульсном фотолизе воздушно-насыщенных водных растворов красителей в присутствии мицелл СЖК и ДСН наблюдаются сигналы, обусловленные фотоизомеризацией транс-изомеров красителей и обратной темновой изомеризацией образующихся цис-фотоизомеров. Времена жизни фотоизомеров 60-190 мкс. При импульсном фотолизе растворов Cyan 2 и ДЭЦ в отсутствие кислорода, в присутствии мицелл СЖК и ДСН наряду с фотоизомеризацией происходят переход красителей в возбужденное триплетное состояние и последующий обратный переход (интеркомбинационная конверсия) в исходное синглетное состояние. Для сравнения методом триплет-триплетного переноса энергии с антрацена получены спектры триплет-триплетного поглощения изомеров данных красителей в полярных (этаноле, изопропаноле) и неполярном (диоксане) растворителях. Сделан вывод о сходном фотохимическом поведении красителей в мицеллярных системах СЖК и ДСН.

Исследованы спектрально-люминесцентные свойства индотрикарбоцианинового красителя в растворах и после нанесения на подложки из кварца или кремния. Установлено, что в водно-этанольных растворах происходит самоорганизация молекул красителя с образованием Н^*-агрегатов. Полоса поглощения Н^*-агрегатов гипсохромно сдвинута на 192 нм (5291 см^-1) относительно максимума поглощения мономеров красителя (706 нм) и имеет полуширину 21 нм (797 см^-1). Впервые изучена морфология Н^*-агрегатов и установлено, что в случае индотрикарбоцианинового красителя они представляют собой стержнеобразные объекты высотой ~10 нм, шириной 100 нм и длиной несколько микрометров. Наряду с Н^*-агрегатами, у которых отсутствует флуоресценция, в водно-этанольных растворах красителя образуются Н-агрегаты, которые флуоресцируют с максимумом на 560 нм при стоксовом сдвиге 325 см^-1 и представляют собой наночастицы высотой 1-3 нм и поперечными размерами ~100 нм.

Разработана модель образования вращательно-неравновесных ансамблей молекулярных комплексов в газовой фазе с учетом векторной динамики поступательно-вращательного обмена и его проявления в анизотропии поглощения и испускания света. На основе предложенной модели рассчитана оптическая анизотропия ансамбля молекулярных комплексов в зависимости от изменения парциальных угловых моментов и соотношения моментов инерции исходных фрагментов и образующихся комплексов. Показано, что рост величины дополнительного углового момента за счет индуцированных при вращательно-поступательном обмене моментов может вызывать как уменьшение, так и увеличение анизотропии в зависимости от формы эллипсоидов инерции комплексов.

Исследованы спектрально-люминесцентные характеристики смеси красителей кумарин 7+родамин Б, инфильтрованных в одномерный фотонный кристалл на основе мезопористого кремния. Зафиксирован перенос энергии электронного возбуждения между молекулами, сопровождающийся тушением флуоресценции донора (кумарина 7) и усилением излучения акцептора (родамина Б). Установлена угловая зависимость эффективности переноса энергии возбуждения в донорно-акцепторной паре, обусловленная истощением доступных фотонных мод для радиационного распада донора в фотонном кристалле по сравнению с однородной средой и зависящая от спектрального положения фотонной стоп-зоны фотонного кристалла.

Исследовано влияние столкновений с изменением скорости частиц на интенсивность отклика стимулированного фотонного эха в газовой среде. Показано, что наибольшее влияние такие столкновения оказывают при непараллельных волновых векторах возбуждающих импульсов. Предложена аппроксимационная зависимость интенсивности отклика стимулированного фотонного эха от временного промежутка между вторым и третьим возбуждающими лазерными импульсами, позволяющая выделить вклад в затухание отклика столкновений с изменением направления скорости частиц, что представляет интерес для оптической когерентной эхо-спектроскопии.

Исследованы колебательные спектры кристаллов b-LiNH₄SO₄ в сегнетоэлектрической фазе (пространственная группа № 33). С помощью теоретико-группового анализа проведена классификация симметрии колебаний. С использованием подхода из первых принципов в рамках теории функционала электронной плотности, а также теории возмущений проведен расчет частот колебаний структурных элементов кристалла. Рассчитаны спектры комбинационного рассеяния света кристаллами b-LiNH₄SO₄ и проведено их сравнение с экспериментальными данными. На основании теоретических расчетов обсуждаются основные структурные соединения, которые играют одну из определяющих ролей в оптических исследованиях.

Для классификации патогенных бактерий предложено использовать их оптические свойства, полученные с помощью спектроскопии диффузионного отражения в ближнем ИК диапазоне. Спектральные данные анализируются на основе модели диффузного отражения с целью установления коэффициентов рассеяния и поглощения для различных длин волн. Для классификации семи категорий бактерий использован метод опорных векторов, основанный на оптимизации роя частиц. Продемонстрирована возможность применения метода на основе оптических свойств для быстрой и неинвазивной классификации патогенных бактерий.

Проведен анализ¹³С-сателлитов - сигналов, обусловленных спин-спиновым взаимодействием ядер¹³С через одну связь, в спектрах¹³С ЯМР изопреновых каучуков с естественным содержанием изотопа углерода¹³С. Измерены константы спин-спинового взаимодействия¹J(¹³C-¹³C), а также величина эффекта изотопного замещения¹∆δ¹³C(^13/12C) при магнитном экранировании ядер¹³C. Полученные результаты указывают на идентичность конфигурационной и локальной конформационной структур натурального и синтетических изопреновых каучуков.

Рассмотрена возможность осуществления неразрушающего контроля качества семян арбуза, основанного на использовании их мультиспектральной визуализации в сочетании с хемометрикой. Для определения качества семян предложено использовать анализ основных компонент (PCA), метод наименьших квадратов - опорных векторов (LS-SVM), алгоритм нейронной сети с обратным распространением ошибки (BPNN) и модель случайного леса (RF). Показано, что как спектральные, так и морфологические данные являются ключевыми факторами для определения качества семян арбуза. Различие между высоко- и низкокачественными (мертвыми, со слабой всхожестью) семенами арбуза может быть визуализировано и достаточно точно идентифицировано (до 92% с помощью модели LS-SVM для сорта Julong и 91% с помощью метода RF для сорта Xiali).

C помощью методов рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной рентгеновской спектрометрией и инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием определены химический состав, морфология и размеры кристаллов мочевых камней. Исследование проводилось на 30 мочевых камнях, взятых у 30 пациентов, находившихся на лечении в урологическом отделении больницы Университета Мерсин (Турция). Показано, что в составе камней присутствуют четыре химические группы: оксалаты (43.3 %), фосфаты (13.3 %), ураты (6.7 %) и смешанный камень (36.7 %).

Предлагается метод получения динамического спектра, основанный на суммировании абсолютной разности (САР) и статистической теории. САР используется для определения собственного значения по сигналу, полученному с помощью фотоплетизмографии (ФПГ). Для получения конечного динамического спектра применяется статистический метод . Экспериментальные данные ФПГ-сигнала для 133 добровольцев обработаны с помощью нового метода и метода однократной экстракции, а для построения калибровочных моделей использован метод частных наименьших квадратов . По сравнению с однократной экстракцией новый метод показал лучшую способность предсказания. Коэффициент корреляции прогнозного набора увеличился с 0.85 до 0.92, а среднеквадратическая погрешность предсказания уменьшилась с 13.49 до 9.86 г/л. Это доказывает возможность метода значительно улучшить качество динамического спектра.

Методами синхронной и трехмерной флуоресцентной спектроскопии проведено систематическое исследование взаимодействия биоэффективных компонентов корня дудника китайского (Angelica sinensis) - органических кислот и фталидов - с бычьим сывороточным альбумином в физиологических условиях с использованием органических кислот (феруловой и анисовой) и двух фталидов (сенкюнолида I и бутилиденфталида). Измерены константы тушения Штерна-Фольмера и константы связывания, а также соответствующие термодинамические параметры и числа связывания. Полученные результаты свидетельствуют о том, что некоторые компоненты дудника китайского поглощаются и переносятся в кровь.

Методом спектрофлуориметрии изучена стабильность мицеллярных растворов амиодарона гидрохлорида в присутствии полисорбата-80 и бензилового спирта при l_возб= 420 нм и l_исп= 506 нм. Предложена схема образования смешанных мицелл, состоящих из молекул неионогенного поверхностно-активного вещества полисорбата-80 и катионных молекул амиодарона с хлорид-ионами в качестве противоинов. Установлено, что наличие бензилового спирта снижает устойчивость смешанных мицелл и приводит к кристаллизации амиодарона гидрохлорида. Показано, что в присутствии ацетат-ионов происходит замещение противоионов и, как следствие, образование кристаллов амиодарона ацетата, имеющего в ИК спектре характеристическую полосу валентных колебаний карбонильной группы ацетата ν_С=О при 1734 см^{- 1} . Определены растворимости амиодарона гидрохлорида и амиодарона ацетата в воде при 20 °С - 0.33 и 0.058 мг/мл. Для повышения стабильности инъекционного лекарственного средства рекомендовано изменить мольное соотношение амиодарона гидрохлорида и полисорбата-80, а также не применять бензиловый спирт и ацетатсодержащие растворы.

Показана принципиальная возможность диагностики рака легкого и молочной железы методом ИК-фурье-спектроскопии слюны. Статистически достоверные отличия для ИК спектров слюны больных раком легкого наблюдаются в диапазоне 1070-1240 см^{- 1} , тогда как для пациентов с раком молочной железы - во всем исследуемом диапазоне. Выявлены коэффициенты I_{1398/ 1454} и I_{1240/ 1310} , изменение которых на фоне онкологической патологии статистически достоверно. Установлены корреляции интенсивности полос поглощения в ИК спектрах с неспецифическими биохимическими параметрами слюны, которые в общем виде характеризуют усиление интоксикации, угнетение системы антиоксидантной защиты и иммунный ответ организма. Перспективным направлением исследования является применение ИК спектроскопии слюны для мониторинга процесса лечения и контроля возникновения рецидива онкологических заболеваний.

Предлагается подход к подбору оптимальных параметров решения обратной задачи определения общего содержания (ОС) фреонов по наземным спектрометрическим измерениям солнечного излучения. Подход разработан для измерений на станции NDACC С.-Петербург с помощью фурье-интерферометра Bruker FS125HR и реализован применительно к измерениям ОС гидрохлорфторуглерода R-22 (HCF₂Cl). На основе полученного оптимального набора параметров выполнено восстановление ОС R-22 над станцией С.-Петербург в период 2009-2018 гг., получены оценки погрешностей измерений: средняя систематическая погрешность 4.8 %, случайная 3.7 % за весь период наблюдений. Предварительная оценка тренда 2.64±0.22 % за год.

Новый синхронный флуориметрический метод для анализа бисфенола А разработан на основе прокаина гидрохлорида в качестве самозатухающего флуоресцентного зонда. В кислотном растворе гидрохлорид прокаина может быть диазотирован нитритом натрия, затем диазотированный продукт взаимодействует с бисфенолом А в буфере NH₃-NH₄Cl и вызывает тушение флуоресценции диазотированного раствора прокаина гидрохлорида NH₃-NH₄Cl. Представлен основанный на этом явлении ингибирующий флуориметрический метод определения следовых количеств бисфенола А. Синхронные спектральные максимумы для реакционной системы расположены при 225 и 270 нм. Эти максимумы могут быть разделены, и бисфенол А может быть определен непосредственно. Обсуждается возможный механизм реакции. В оптимальных условиях бисфенол А может быть определен в диапазоне концентраций 0.10-1.4 мкг/мл с коэффициентом корреляции 0.99. Предел обнаружения 0.04 мкг/мл при отношении сигнал/шум 3. Относительное стандартное отклонение для 11 повторных определений 1.0 мкг/мл бисфенола А составляет 0.32%. Полезность метода продемонстрирована путем определения бисфенола А в горячей воде, в которой находились бутылки из-под минеральной воды.

Исследованы возможности использования синхронной флуоресцентной спектроскопии совместно с хемометрией применительно к предварительно обработанным спектрам для создания быстрого, экономичного и неразрушающего метода распознавания брендов различных типов ликеров с сильным ароматом. Для классификации и определения марок образцов использовались методы главных компонент, наименьших квадратов, опорных векторов и искусственных нейронных сетей обратного распространения. По сравнению с другими моделями модель опорных векторов позволила достичь наилучших результатов со степенью идентификации 100 % для калибровочного набора и 96.67 % для прогнозируемого набора. Показано, что синхронная флуоресцентная спектроскопия с эффективным методом хемометрии может быть успешно использована для идентификации марок ликеров.

Исследована реакция автоокисления адреналина в щелочной среде методом электронной спектроскопии. Показано влияние pH среды на положение максимумов в спектре поглощения адреналина. Анализ спектров поглощения реакционной среды в ходе процесса окисления выявил динамику изменения оптической плотности образующихся продуктов. Методом квантовой химии в рамках теории функционала плотности теоретически рассчитаны спектры адреналина, адренолютина и адренохрома. Разработана методика количественного анализа продуктов автоокисления адреналина.

На Сибирской лидарной станции Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН в Томске (56.5° с.ш., 85.0° в.д.) для исследования динамики озона в районе тропопаузы и отслеживания глобальных изменений озоносферы создана лидарная система, позволяющая измерять вертикальное распределение озона в верхней тропосфере-стратосфере. При зондировании, осуществляемом по методу дифференциального поглощения с учетом температурной и аэрозольной коррекции, использованы пары длин волн 299/341 и 308/353 нм. Достигаемый лидарной системой охват высот ~5-45 км.

Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света (КР) в комбинации с конфокальной микроскопией исследованы суспензии одностенных и двустенных углеродных нанотрубок различной длины, а также многостенных углеродных нанотрубок. Показано, что интенсивность G-моды в спектре КР углеродных нанотрубок прямо пропорциональна концентрации нанотрубок, времени экспозиции, мощности и глубине фокусировки возбуждающего излучения в исследуемом прозрачном образце. Установлено, что спектры КР более длинных углеродных нанотрубок (~1 мкм) характеризуются большей интенсивностью G-моды по сравнению с короткими нанотрубками (~250-450 нм). Полученные зависимости использованы для определения локальной внутриклеточной концентрации углеродных нанотрубок в пределах перетяжки возбуждающего лазерного пучка с целью создания карты распределения углеродных нанотрубок внутри клеток.

Предложена очень простая по логике и удобная для программирования математическая модель для описания и исследования оптических спектров многоатомных молекул в диапазоне от ИК до УФ, включая ридберговскую область, с помощью компьютерного экспериментирования. При заданной геометрии молекулы варьируемыми параметрами являются только элементы матриц силовых постоянных для основного и электронно-возбужденных состояний и глубины ям. Функции для электронов задаются наборами главных квантовых чисел для радиальных составляющих в водородоподобном атоме. Модель позволяет решать как прямые, так и обратные задачи.

Получены тонкие (~100 нм) пленки комплексных соединений тербия(III) с 2-бензоилбензойной, 2-(4-хлорбензоил)-бензойной и 3,4-диэтоксибензойной кислотами. По данным электронной и оптической микроскопии установлено, что в процессе образования пленки происходит кристаллизация комплекса. С целью улучшения качества поверхности пленок проведено допирование комплексов в полимерную матрицу поли-(N-винилкарбазола) в соотношениях от 1:1 до 10:1. На основании зависимостей интегральной интенсивности люминесценции пленок от массового соотношения компонентов сделано предположение об участии полимера в возбуждении люминесценции комплексов в пленке.

Образцы люминофора Sr₃B₂O₆, легированного ионами Sm³⁺ , получены методом синтеза в процессе сжигания раствора с последующим нагревом зольного остатка в воздухе при 1000ºC. Характеристики синтезированных порошкообразных образцов люминофора определены методом дифракционного рентгеновского анализа. Фотолюминесцентные свойства Sr₃B₂O₆:Sm³⁺ исследованы при комнатной температуре, в спектрах фотолюминесценции наблюдаются типичные для ионов Sm³⁺ f-f-переходы. Спектр испускания Sr₃B₂O₆:Sm³⁺ содержит четыре резких эмиссионных пика, соответствующих переходам⁴G_{5/ 2} →⁶H_{5/ 2} (563-572 нм),⁴G_{5/ 2} →⁶H_{7/ 2} (598-614 нм),⁴G_{5/ 2} →⁶H_9/2 (647-666 нм) и⁴G_{5/ 2} →⁶H_{11/ 2} (705-714 нм) иона Sm³⁺. Обсуждается связь между полосой переноса заряда Sm³⁺ и составом люминофора.

Обнаружено усиление УФ люминесценции и случайной лазерной генерации неупорядоченных массивов наностержней ZnO с Ag-покрытием в магнитном поле ~1 Тл при комнатной температуре. Предложен возможный вариант интерпретации эффекта, основанный на предположении о формировании магнитоэкситонов в ZnO под действием магнитного поля в присутствии поверхностного плазмонного резонанса.

Терагерцовые спектры салициловой кислоты и салицилата натрия измерены методом широкополосной терагерцовой спектроскопии с временным разрешением. Установлены новые особенности поглощения салициловой кислоты и салицилата натрия. Показано, что салициловую кислоту и салицилат натрия можно легко различать на основе их терагерцовых спектров, что связано с их внутри- и межмолекулярными структурными различиями. Расчеты в соответствии с теорией функционала плотности твердого тела свидетельствуют о том, что особенности поглощения салициловой кислоты (за исключением 2.28 ТГц) обусловлены в основном межмолекулярными взаимодействиями. Согласно расчетам в соответствии с теорией газов поглощение салицилата натрия (за исключением 0.40 TГц) обусловлено главным образом внутримолекулярными вибрациями. Установлено, что колебательные терагерцовые моды высокочувствительны к молекулярной структуре и межмолекулярным взаимодействиям. Это способствует применению терагерцовой спектроскопии для идентификации химических веществ и лекарственных препаратов со сходной молекулярной структурой.

Исследование посвящено определению лекарств в щелочной среде и включает в себя идентификацию нимесулида, амоксициллина и трибулуса террестриса в щелочной среде (образцах крови и урины), а также в таблетках. Изучены такие факторы определения лекарств в образцах, как воспроизводимость, повторяемость, надежность и точность.