绿豆幼苗的超弱发光规律及盐胁迫下的变化

为了研究绿豆幼苗的超弱发光规律及盐胁迫对其的影响和改变,本研究首次采用以EMCCD（电子倍增式CCD）为主的、自行搭建的超弱光图像探测系统,以豫绿2号绿豆为实验材料,检测了绿豆幼苗的自发超弱发光以及在盐胁迫下的改变情况。结果发现：绿豆幼苗自发发光的强度远小于延迟发光的强度,不同的盐胁迫时间对延迟发光强度和自发发光强度的影响各不相同,故可以用延迟发光强度的变化来表征盐胁迫对植物的伤害程度。实验数据的统计结果表明：盐胁迫下绿豆幼苗的发光强度-时间曲线遵循指数衰减规律,说明生物光子具有一定的相干性。本文结果将为农田实时监测植物盐胁迫生理状况提供一种新的光子学手段。     

生物超弱光子辐射在禽蛋新鲜度评价中的应用

为了探索生物超弱光子辐射在禽蛋新鲜度评价和检测方面的应用,研究了25℃和40℃储存温度下鸡蛋超弱光子辐射中自发发光和延迟发光的基本规律。结果表明,在25℃的储存温度下,随着储存时间的延长鸡蛋的自发发光缓慢增长,延迟发光初始光强缓慢降低;在40℃高温下自发发光迅速增长,而延迟发光初始光强迅速下降,鸡蛋的延迟发光服从双曲线弛豫。由延迟发光积分强度和单位时间内的自发发光构建鸡蛋的状态参量,研究发现,在25℃和40℃储存温度下鸡蛋状态参量的变化与哈夫单位的变化呈现良好的线性关系,表明鸡蛋状态参量可以作为鸡蛋新鲜度评价的定量指标。     

超微弱发光分析法在辐照糖类检测中的应用(Ⅰ)

采用超微弱发光分析检测辐照食品中主要糖分的化学发光过程 ,拟建立一种实用可行的辐照食品检测技术。结果表明 :干燥蔗糖 (含水量小于 2 0 % )经辐照后超微弱发光强度变化不大 ,但在测量过程中加水会产生超微弱发光峰 ,且发光量与辐照剂量密切相关。利用此技术鉴别辐照食品具有一定的实用价值。     

国外果蔬延迟发光特性的研究及应用

果蔬的成熟度及颜色,影响着它的贮运和销售,与经济效益密切相关。利用植物受光辐射后存在短暂、微弱的延迟发光特性(DLE),可对果蔬按成熟度及颜色等内,外品质进行无损检测和分级。本文介绍了DLE的基本特性,产生机制,检测装置,测试方法以及对香蕉、桔子测试的实例。此法的优点是:适应性广,测量速度快,对光源和探测器要求不高,分级误差小,便于实现机械化。     

微弱发光技术在农产品检测中的应用研究进展

微弱发光分析技术灵敏度高、操作简单，作为一门新兴的技术已受到普遍关注。该文综述了近年来国内外微弱发光分析技术在农产品检测中的应用研究现状、微弱发光的检测原理和检测系统，指出了该方法在农产品检测的应用中需要解决的问题，并在此基础上指出探索生物微弱发光的机制，寻找更优良的发光试剂及新的发光体系，多功能光子检测系统的开发及光子信号分析模型的建立是今后主要的研究方向。     

辐照后食品超微弱发光性质的变化

干燥物质经过辐照处理后 ,其超微弱发光性质会发生一些变化。经过对多种样品辐照前后的超微弱发光性质的研究 ,依据加入测量液前后的发光变化 ,发现其超微弱发光可以分为四种情况 :( 1 )辐照后在加入测量液的情况下产生辐照特征峰 ;( 2 )超微弱发光性质始终无变化 ;( 3)辐照本身对超微弱发光性质无影响 ,测量液的加入使样品在辐照前后均能产生一明显超微弱发光峰 ;( 4 )辐照激发超微弱发光 ,测量液对此超微弱发光有猝灭作用。上述超微弱发光性质可以应用于辐照食品的检测。     

辐照对农产品中细菌ATP生物发光检测的干扰

ATP生物发光技术已广泛应用于样品含菌量的快速检测,但在应用该方法检测农产品的辐照灭菌效果时却出现了发光强度均高于对照的现象。本文分别从γ射线对ATP的影响、发光动力学以及发光强度增高的途径等方面对上述现象进行了研究。结果表明,发光强度的增加并非由ATP所造成引起的,而是由农产品中含有的细菌经辐照后引起的;干扰荧光素—荧光素酶制品中存在的能引起光辐射的物质是形成干扰的另一方面的原因。     

鸡蛋超弱发光与其新鲜程度的相关分析

使用超弱发光图像探测系统研究了鸡蛋在贮藏期中的发光情况，发现不同鸡蛋的发光强度在第3天达到最大，随后又表现出振荡衰减，这说明第3天的鸡蛋活性最强；对鸡蛋延迟发光进行了研究，发现普遍服从双曲衰减规律，这一点与生物光子的相干理论相一致。不同鸡蛋的超弱发光强度是不同的，这与鸡蛋生命活动的强弱有关，生命力越旺盛的鸡蛋发光也就越强。超弱发光作为鸡蛋生理生化反应的综合指标，用于测定鸡蛋鲜度，方法简单、无损伤、灵敏度高；它不仅可以用来检测鸡蛋的鲜度，还可以检测其它方法难以反映或不能反映的鸡蛋随各种外界条件（如光照、温度等）的变化规律。     

热释光技术鉴别低剂量电子束检疫辐照鸭梨的研究

为探索利用热释光技术鉴别低剂量电子束辐照鸭梨的可行性,本文研究了经100~900Gy辐照处理后鸭梨表面的热释光强度,结果表明,选用参比剂量400Gy,结合发光曲线形状,选取发光曲线面积积分温度区间70~280±20℃,发光比f值0.10作为检疫辐照鸭梨的判定阈值,可以定性鉴别低于900Gy的检疫辐照鸭梨,即当f值大于等于0.10,第一次发光强度在温度小于250℃时出现峰值,则判定样品经过辐照处理;当f值小于0.10时,或第一次发光强度在温度小于250℃范围没有峰值,则判定样品未经辐照。热释光分析法可用于低剂量电子束检疫辐照鸭梨的定性鉴别。     

便携式番茄多品质参数可见/近红外检测装置研发

该文针对番茄独特的囊室结构及整体成熟度不均等问题,基于可见/近红外全透射光谱,研发了便携式番茄内外品质快速无损实时检测装置.该装置的硬件系统主要包括光源模块、信号采集模块、信号处理模块、电源模块、散热模块和打印模块,基于该硬件系统,采集了番茄630~1100 nm范围内可见/近红外透射光谱,选取650~1100 nm范围的光谱进行SG卷积平滑(savitzky-Golay smooth,SG-smooth)、标准正态变量变换(standard normal variable transformation,SNV)和多元散射校正(muliplication scattering correction,MSC)等预处理,建立了番茄颜色、硬度、总酸、总糖含量的偏最小二乘预测模型.基于QT开发框架编写了番茄多品质无损检测实时分析控制软件,植入番茄多品质参数预测模型,实现了番茄多品质参数检测一键式操作.为了测试该装置的检测精度和稳定性,选取与建模无关的20个同品种样品对每个样品的内外品质重复检测8次,结果表明:番茄颜色预测值与实测值相关系数为0.9528,均方根误差为2.7038,硬度预测值与实测值相关系数为0.9405,均方根误差为0.4486 kg/cm2,总酸含量的预测值与实测值相关系数为0.9537,均方根误差为0.3263%,总糖含量预测值与实测值相关系数为0.9610,均方根误差为0.1974%.番茄样品颜色、硬度、总酸和总糖重复检测最大相对误差分别为2.9%、1.9%、2.0%和1.6%.该便携式检测装置基于可见近红外全透射光谱,实现了番茄颜色、硬度、总酸、总糖含量的同时快速无损实时检测,预测精度及稳定性较好,可以满足实时评价番茄品质的市场需求.     

干燥后玉米种子生物超弱发光与活力相关性的研究

通过实验研究了玉米在薄层干燥试验后的生物超弱发光强度和发芽率之间的相关性，随玉米种子干燥温度和干燥时间的增加超弱发光和发芽率都呈衰减趋势，基本符合一阶动力方程。该文认为生物超弱发光检测技术可以作为种子活性的快速无损间接检测方法，应用于种子加工、储藏、培育等过程中种子劣变规律的研究。     

薄荷生长环境与其超弱发光特性的关系

为获得多个生长环境因素影响下植物的超弱发光特性,以薄荷为试验样品,采用二次正交旋转组合实验优化设计方案,研究了光照、温度、湿度和水分4个环境因素对薄荷叶片超弱发光值的影响,建立了4因素对超弱发光值的影响模型.通过分析发现,不同因素及其交互作用对超弱发光值影响的显著性也不同.其中光照和湿度的交互项对超弱发光值的影响最显著...     

作物叶片表面农药残留的便携式检测仪器的设计与试验

针对现有的农药残留检测仪器只能检测水溶液体系中的农药残留和检测对象较为单一的问题,该研究以不同植物叶片啶虫脒农药残留为研究对象,探究了利用荧光强度检测叶片表面农药残留的可行性,设计了一款叶片表面农药残留的便携式检测仪器。首先,通过啶虫脒农药叶片表面喷洒试验,采集叶片的荧光光谱并进行特征分析,发现啶虫脒农药的最佳激发波长和最佳发射波长分别为355和500 nm,从而确定光源和光电信号接收源的特征波长分别为350和500 nm。然后,通过获取最佳光源照射角度以及光照距离,优化光路结构减少叶片表面杂散光的干扰。同时,设计相关检测电路(光源电路、信号调理电路、控制电路等)测出表征反射光强度的电压值,构建电压值与农药残留值之间的线性方程,设计便携式检测仪对农药残留进行检测。结果表明:1)荧光强度与农药浓度在1～5 mg/L的范围内成正比;2)确定了检测仪器最佳光照角度为45°,光源和待测叶片之间的最佳垂直距离为3.46 cm;3)方程决定系数达到了0.875,均方根误差为0.405 mg/L。该研究所设计的便携式荧光光谱仪能够快速、准确、无损检测叶片表面农药残留。     

基于电阻抗技术的肉品品质自动测量仪研究

采用恒流源电路、双频交流发生器、交流测量电路、双单片机内部通信以及与微型计算机实时串行通信,共同构成智能型肉品品质电阻抗测定系统,它用于对屠宰后胴体的电阻抗随现场的环境温度变化进行自动测量,由单片机进行数据实时采集、A/D转换和数据存储,把存储的数据通过RS232或USB通信线发送给计算机,计算机对阻抗、频率、测量时间、测量速度、测量温度进行分类处理和计算,自动拟合出测量曲线,通过分析最终确定相应的肉品品质参数。     

基于主动光源的作物生长信息监测仪的设计与试验

为了实现大田作物生长信息全天候实时、快速无损监测,基于作物生长光谱分析技术原理,研发了一种基于主动光源的作物生长信息监测仪。该监测仪包括由730和810 nm 2个光学通道组成的作物生长信息传感系统、控制器系统及其他部件,能快速、准确地获得作物冠层归一化植被指数值、比值植被指数值、差值植被指数值、重归一化植被指数值等主要光谱植被指数信息,为大田作物生长指标的实时反演奠定了基础。试验结果表明,在不同光照条件下,监测仪的抗光照稳定性能良好,标准差为1.05%和0.47%;该监测仪与Field Spec3地物光谱仪测得小麦冠层归一化植被指数值、比值植被指数值、差值植被指数值、重归一化植被指数值具有显著相关性,其决定系数分别为0.7017、0.7071、0.8178、0.7804;均方根误差分别为0.05362、0.2118、0.03434、0.04182。该监测仪具有稳定性好、抗干扰能力强、操作简便等优点,能够满足大田作物生长信息监测的要求,该研究为实现作物精确管理调控提供了可行的参考方法。     

低剂量γ辐射诱导作物种子超弱发光研究

用20 Gy 、30Gy 和40Gy 60Co γ射线照射黄瓜种子,用10Gy 、20 Gy 和40Gy 剂量照射番茄种子,在停照后6 、12 、24 、48 和72h 测量干种子和萌动种子超弱发光强度。结果表明,在低剂量辐照范围内,超弱发光强度随辐照剂量增大而增大,种子萌动期发光强度大于干种子,经10Gy 处理的番茄种子发光强度一直高于其它处理及对照组。     

便携式铅离子快速检测仪的研发

该研究以水环境中重金属铅离子(Pb2+)为研究对象,简化现有的Pb2+比色体系,基于比色法和光谱法,开发了一款用于Pb2+快速检测的便携式测定仪。该研究简化了繁琐复杂的前期处理,完成了比色试验。该测定仪主要分为光路模块与电路模块,光路模块将铅离子的浓度转化为光信号,电路模块实现了光信号的转换、放大、数据处理以及查看管理数据、上传数据等功能。检测仪完成后,对其进行了若干项系统性能分析,采取了低功耗、抗干扰以及重复性测试,以验证测量的精确度。试验结果表明:经比色反应的建模集中预测值与化学值的决定系数R2=0.934,检测线性范围0.01~0.2 mg/L,铅含量指标变异系数低于1.0%,测试结果表明该测定仪具有良好的准确度与重复性。     

基于可调谐吸收光谱的畜禽舍氨气浓度检测

为开发一种基于可调谐吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的畜禽舍NH_3浓度实时在线监测装置,以满足畜禽舍环境监测与控制的需要。该研究基于TDLAS技术,采用气室式封闭光程,搭建了一套畜禽舍NH_3浓度检测系统。该系统采用波长为1 512 nm蝶形激光器作为光源,根据分子吸收光谱理论,采用波长调制技术,实现了对畜禽舍NH_3浓度检测。为优化检测系统性能,通过改变锯齿扫描信号、调制正弦信号的幅值与频率以及输入信号与参考信号相位差,确定了系统最佳的调制参数,并通过系统优化试验确定了系统最佳的气室加热温度、系统响应时间与二次谐波平均次数等关键参数。最后,通过浓度标定试验与性能试验对检测系统进行了测试。试验结果表明,检测系统调制参数在正弦调制信号频率为9 kHz、正弦调制信号幅值为30 mV、锯齿扫描信号频率为1 Hz、锯齿扫描范围为170～215 mV、谐波分析中输入信号与参考信号相位差为50°参数下对应的二次谐波形状与幅值最佳;不同浓度NH_3与二次谐波幅值之间具有良好的线性关系(拟合方程相关系数r=0.995 8);检测系统的进气响应时间约为42 s(气室自充气达到目标浓度99%);气室加热温度为403K时,NH_3在气室吸附作用最小;Allan方差分析表明,检测系统在积分时间为10 s时达到探测限,探测限为0.038 mg/m~3。在最优系统参数下对系统进行性能试验,得到检测系统综合线性误差为1.00%,定量测量综合重复误差为0.51%,可满足畜禽舍内NH_3浓度长期持续监测的需求。