三七的傅里叶变换红外光谱鉴别技术

[目的]寻找简便快捷的中药材品质分级方法。[方法]利用傅里叶变换红外光谱法对5种不同等级的三七（Radix notoginseng）和三七花进行测定。[结果]三七和三七花的光谱在1 800~700 cm-1范围差别明显;在特定吸光度比值上也表现出明显差异,吸光度比A1 242/A2 928、A1 080/A2 928、A1 020/A2 928三七比三七花大,而A1 643/A2 928、A1 416/A2 928、A1 372/A2 928三七比三七花小。不同等级三七的红外光谱峰形和峰位基本相同,但在特征吸收峰上的吸光度比值上存在着差别。不同头数的三七,其吸光度比A1 640/A2 928、A1 240/A2 928、A1 080/A2 928、A1 022/A2 928、A928/A2 928表现出的规律为20头〉40头〉60头〉80头〉100头。[结论]各样品的红外光谱,主要特征吸收峰上吸光度比的差异,说明它们中所含主要物质基本相同,但主要物质含量有差异。红外光谱法在鉴别中药材方面具有方便、快速、无损的特点,有望成为三七等级以及产地鉴别的标准方法。     

4种山姜属植物的傅里叶变换红外光谱分析

利用傅里叶变换红外光谱仪测试了草豆蔻、红豆蔻、云南草蔻、长柄山姜的红外光谱图,分析比较其图谱的差异,再结合原始红外光谱,根据各种化学键和官能团振动所引起的吸收峰形状和强度对山姜属植物所含的化学成分以及药理活性进行分析,由此进一步探讨山姜属植物的功效。结果表明,4种姜科植物的红外图谱峰形、峰位大体相似,化学物质大体相同,均有挥发油、强心苷、β-谷甾醇、二苯基庚烷、黄酮、鞣质、多糖、氨基酸等;但1 600~1 400、1 300~1 000 cm-1范围的峰形、峰强差异明显,利用此波段的二阶导数进行相关性分析,得出云南草蔻与草豆蔻的相关系数最大、关系最近。     

六种桂花的傅里叶变换红外光谱快速鉴别

采用傅里叶变换红外光谱仪的衰减全反射附件—OMNI采样器,对湖北咸宁所产的金桂、银桂、蒲城丹桂、硬叶丹桂、天香台阁四季桂、小叶四季桂等4个种群的6个不同品种的桂花(Osmanthus fragrans)进行了红外光谱对比分析。结果表明,6个桂花样品在1 731~1 022 cm-1区域的红外光谱吸收峰差异明显。应用衰减全反射红外光谱技术可对不同品种的桂花进行快速鉴别。     

不同品种油菜籽仁的傅里叶变换红外光谱鉴别

用傅里叶变换红外光谱法测试了9个油菜品种的45个油菜籽仁样品的光谱。光谱显示,油菜籽仁的主要成分是油脂、蛋白质和碳水化合物等。对各品种油菜籽仁的平均光谱差异和吸光度比A1657/A1054和A1576/A1512进行比较,发现它们可用于区分不同品种的油菜籽仁。对1 700～1 600 cm-1范围的二阶导数光谱进行分析,发现各品种的振动谱带差异明显,可用以区分不同品种的油菜籽仁。研究表明,傅里叶变换红外光谱法结合二阶导数光谱,可以鉴别不同品种的油菜籽,具有方便、快捷的特点。     

苹果叶部病害的傅里叶变换红外光谱鉴别研究

为建立一种基于傅里叶变换红外光谱技术结合光谱检索和逐步判别分析的苹果叶部病害快速鉴别方法,以白粉病、花叶病、炭疽叶枯病和早期落叶病4种病害,共60份样本的红外光谱、一阶导数光谱和二阶导数光谱为指标,利用Omnic 8.5软件中光谱检索功能依次与相应光谱库进行检索鉴别。检索结果显示:基于一阶导数光谱和二阶导数光谱的检索正确率均为96.7%,高于基于红外光谱检索的83.3%。同时,以样品光谱差异较大的1 800~1 000 cm~(-1)波数内的二阶导数红外光谱数据作为判别变量,利用SPSS 20.0软件中的逐步判别分析功能,比较了基于5种挑选判别变量方法建立的判别模型的鉴别效果。鉴别结果显示:采用Mahalanobis距离逐步判别法建立的模型对苹果叶部病害的鉴别效果最好,对训练样本的回判正确率为100.0%,对测试样本的预测正确率为80.8%,总正确率最高,为92.3%。综上表明,傅里叶变换红外光谱技术结合光谱检索法或逐步判别分析法,均能较好地诊断苹果叶部病害种类,可为苹果叶部病害的鉴别和诊断提供一种省时、易行的方法。     

辣椒根腐病的傅里叶变换红外光谱

用傅里叶变换红外光谱仪测定了成株期辣椒(Capsicum annuum)正常植株和根腐病植株的叶片、主根和须根3个部位的光谱。结果表明,两种植株叶片中的主要成分是蛋白质和多糖,主根和须根的主要成分是纤维素和木质素;与正常植株相比,根腐病植株叶片中蛋白质和多糖的组成发生了变化,主根中显示纤维素相对含量减少,且出现了新的蛋白质组分,须根中则显示纤维素的相对含量增加。傅里叶变换红外光谱(FTIR)可以区分根腐病对辣椒植株不同部位的影响,为辣椒根腐病的研究提供参考。     

薯的傅里叶变换红外光谱研究

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱结合主成分分析(PCA)和聚类分析(HCA)方法对8种薯进行了鉴别研究,测试了40个薯样的红外光谱。结果表明,8种薯红外图谱相似,但在1 800~700 cm-1范围内,红外光谱的峰位、峰形及强度差异明显。将8种薯的傅里叶变换红外光谱与可溶性淀粉的光谱进行相似性分析,结果显示,相似度从大到小依次为:马铃薯、木薯、薯蓣、毛薯、红薯、姜薯、豆薯、菊薯,表明马铃薯含淀粉量最多,其次是木薯,最少是菊薯。对原始红外光谱作二阶导数处理,并利用1 800~700 cm-1范围内的二阶导数光谱数据对8种薯40个样品进行主成分分析和聚类分析,主成分分析前3个主成分的累计贡献率达89.18%,正确率为97.5%,聚类分析正确率为100%。傅里叶变换红外光谱技术结合统计分析的方法可鉴别区分不同种的薯类。     

辣椒的傅里叶变换红外光谱研究

[目的]利用傅里叶变换红外（FTIR）光谱结合主成分分析（PCA）和系统聚类分析（HCA）技术对不同品种辣椒（Capsicum frutescens L）进行鉴别研究.[方法]测试了5种辣椒50个辣椒的红外光谱.[结果]5个不同品种辣椒的红外图谱相似,但在1 800 ～ 800 cm-范围内红外光谱的峰位、峰形及吸收强度有一些微小差异.对原始光谱作二阶导数光谱处理,发现在1 800～ 800 cm-1范围内5种辣椒的二阶导数光谱图差异明显,利用1 800～800 cm-1范围二阶导数光谱数据对5个品种50个样品进行聚类和主成分分析.聚类分析其正确率为100％;主成分析前3个主成分的累计贡献率达到94.47％,其正确率达98％,能把5个辣椒品种分开.[结论]傅里叶变换红外光谱技术结合统计分析的方法可以把不同品种的辣椒区分开来.     

傅里叶变换红外光谱法研究蚕豆耐铝性

利用KBr压片法,研究不同浓度铝溶液处理下云南蚕豆(Vicia faba Linn)品种83324和8363根、茎、叶的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图谱.结果表明:相对于蚕豆83324,较低浓度的铝溶液便能使蚕豆8363的特征峰(3 375、2 928、1 645、1 428、1 245和1 060 cm-1)下降,...     

傅里叶变换红外光谱结合判别分析法诊断蚕豆病虫害

为建立一种基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合判别分析的蚕豆病虫害诊断方法,以病虫害危害的蚕豆叶片样品FTIR数据为指标,采用逐步判别法,依据Fisher线性判别准则建立判别模型,对样品的病虫害种类和病原物类别进行诊断,比较了不同光谱范围和不同级别光谱数据以及挑选判别指标建立判别函数时5种方法的判别效果。结果表明,基于FTIR数据的判别分析能较好地诊断蚕豆病虫害种类和病原物类别,以波数1 800~1 200 cm-1的一阶导数光谱数据为判别指标进行诊断时效果较好;采用Unexplained variance逐步判别法对病虫害种类诊断时,正确率相对最高,为93.1%;采用Wilks’lambda逐步判别法对病原物类别诊断时,正确率为91.8%。FTIR光谱技术与判别分析方法相结合,可为蚕豆病虫害诊断提供一种简便易行的方法。     

FTIR结合DWT鉴别研究六种不同植物来源的淀粉

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合离散小波变换(DWT)、主成分分析(PCA)和聚类分析(HCA)方法对甘薯、马铃薯、薯蓣、莲藕、豌豆、玉米淀粉进行鉴别研究,测试淀粉样品的红外光谱。结果表明,6种淀粉样品红外光谱相似,但在1 700~800 cm-1范围内,红外光谱的峰位、峰形及吸收强度差异明显。对此范围内的原始红外光谱进行离散小波变换,提取离散小波变换的第五尺度细节系数数据,进行主成分分析和聚类分析。离散小波的前3个主成分的累计贡献率为94.43%,主成分分析和聚类分析正确率为100%。研究表明,傅里叶变换红外光谱技术结合离散小波变换的方法可以鉴别不同植物来源的淀粉。     

基于曲线拟合的蚕豆病害叶的FTIR研究

用傅里叶变换红外光谱法研究蚕豆病害叶片,结果显示不同病害蚕豆叶片红外光谱图整体相似,它们的红外光谱主要由蛋白质、脂类和多糖的振动吸收带组成,仅在1800～1300 cm－1范围光谱的峰位、峰形及吸收强度有一些微小差异。对1800～1300 cm－1波数范围的光谱图进行二阶导数处理,结果显示蚕豆病害叶的二阶导数谱差异明显。对健康和病害蚕豆叶1700～1500 cm－1范围光谱进行傅里叶自去卷积和曲线拟合处理后,得到蛋白质酰胺Ⅱ带（1550 cm－1）、木质素（1605 cm－1）和酰胺I（1650 cm－1）3个子峰,相应子峰的峰面积比例显示差异,黄化卷叶病分别为24．01％、36．55％、39．44％,赤斑病分别为15．42％、42．98％、41．61％,轮纹病分别为32．39％、35．63％、31．98％,锈病分别为13．97％、46．40％、39．65％,健康叶片分别为38．86％、28．68％、32．47％,健康叶的酰胺Ⅱ带子峰相对面积比病害叶的大,而其木质素子峰相对面积比病害叶的小。对于子峰面积比 A1563／A1605、A1650／A1605和 A1563／A1654,4种病害叶的比值均比健康叶的相应数值小,4种病害叶之间也有差异。结果表明傅里叶变换红外光谱（FTIR）结合曲线拟合可望对不同病害的样品进行有效鉴别。     

红外光谱结合元素分析法研究SRB对煤的降解

利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术,对淮南潘二煤层煤样在接种硫酸盐还原菌(SRB)前后煤样组分的结构变化特征及规律进行研究,同时结合元素分析技术进行进一步分析。结果表明,煤样经过SRB细菌降解后,S元素、N元素均有不同幅度变化,其中,S元素均有减小的趋势,N元素有小幅度的增加趋势。C、H元素变化不明显,同时SRB细菌将煤中能降解利用的有机物降解后,煤样中含氧官能团相对含量下降、羟基官能团含量有所上升。SRB细菌的降解利用改变了煤中有机物成分含量及物质结构。     

化学预处理与傅里叶变换红外光谱相结合分析棉花纤维细胞壁组分

[目的]研究能够与傅里叶变换红外光谱(FTIR)相结合的分析棉花纤维细胞壁组分的化学预处理方法,使棉花纤维细胞壁断裂破碎但不造成其组分结构破坏,为实现应用FTIR分析细胞壁的真实结构组分提供参考.[方法]采用化学试剂巯基乙酸和盐酸预处理棉花纤维,用去离子水清洗游离的化学试剂,再通过FTIR化学预处理后的棉花纤维细胞壁....     

红外光谱结合相关性分析对番茄病害叶的研究

用傅里叶变换红外光谱结合相关性分析研究番茄正常叶片和3种病害叶片。结果表明,它们的主要物质成分为蛋白质、多糖和脂类物质。正常叶片、叶霉病、晚疫病和煤污病叶片的光谱整体相似,仅在1 750~700 nm,正常叶片与病害叶片光谱的峰位、峰形及吸收强度比有一定差异,吸收强度比A1 102 cm-1/A1 636 cm-1为0.727、0.515、0.591和0.719,表明病害叶片中蛋白质的相对含量升高,而糖类物质的相对含量降低。为提高光谱灵敏度,对光谱进行二阶导数相关性分析,4个样品的二阶导数光谱在1 750~1500 cm-1和1 200~900 cm-1的相关系数差异明显,表明4种叶片样品所含化学成分结构或各成分相对含量各不相同,即病害影响了番茄叶片的化学成分。上述研究结果表明,傅里叶变换红外光谱结合相关性分析在鉴别番茄病害叶片方面具有方便、快捷等优点。     

蔗汁品质成分的傅里叶变换近红外分析数学模型

 应用傅里叶变换近红外光谱技术 ,采用透射测定方式和PLS算法建立蔗汁蔗糖定量分析数学模型。蔗汁蔗糖分和转光度预测数学模型的决定系数 (R2 )分别为 0 .9980和 0 .9979,均方根差 (RMSECV)分别为 0 .14 3%和 0 .15 5 % ,预测误差与常规分析方法的误差接近。内部交叉证实和外部验证结果表明近红外定量分析有很高的准确度。近红外光谱法完全可以替代甘蔗糖分常规分析方法。傅里叶变换近红外光谱法作为一种快速而准确的定量分析手段 ,在糖厂甘蔗品质管理、原料蔗按质论价体系建立和甘蔗品种选育中有广阔的应用前景     

Mathematic Models for Analysis of Quality Components in Sugarcane Juice with Fourier Transform Near Infrared Spectroscopy

With the technique of Fourier transform near infrared (FT-NIR) spectroscopy, the calibration models for quantitative analysis of sucrose and polarization in sugarcane juice were developed by using transmission mode and calibrating with partial least square (PIS) algorithm. The determination coefficients (R2)of the predicted models for sucrose and polarization in juice were 0. 9980 and 0. 9979 respectively; the root mean square errors of cross validation (RMSECV) were 0. 143 and 0. 155% for sucrose and polarization in juice respectively. The predictive errors measured by FT-NIR were close to those by routine laboratory methods. The results demonstrated that the FT-NIR methods had high accuracy and they were able to replace the routine laboratory analysis. It was also demonstrated that as a rapid and accurate measurement, the FT-NIR technique had potential applications in quality control of mill sugarcane, establishment of payment system based on sugarcane quality, and selection of clones in sugarcane breeding.