基于稳定同位素自然丰度技术的土壤氧化亚氮产生与排放过程研究进展

氧化亚氮(N₂O)是主要的温室气体之一,并且对平流层臭氧层分解起到重要作用。土壤中N₂O的产生和排放过程复杂多样,对其进行精准溯源与过程区分有助于制定减排策略。稳定同位素自然丰度技术利用N₂O的同位素值δ15Nbulk(N₂O中15N在整体水平上的同位素特征值)、δ18O(N₂O中18O在整体水平上的同位素特征值)以及δ15Nsp(N₂O分子内15N的位点特异性同位素值),可以示踪N₂O来源、指示N₂O产生的微生物作用途径,在N₂O转化过程溯源中已取得重要进展。而同位素分馏效应是稳定同位素自然丰度技术应用的理论基础,其中微生物过程及其导致的同位素分馏是需要重点关注的问题。本研究概述了同位素分馏效应在N₂O的产生、排放过程中的研究进展及其主要影响因素,梳理了同位素特征值δ15Nbulk、δ18O和δ15Nsp在分析N₂O来源的研究进展,并且提出了影响准确区分过程的因素。因素包括单一产生路径的同位素特征值范围广、不同产生路径的同位素特征值范围的重叠、反应底物同位素组成的变化以及与N₂O还原相关的分馏因子的可变性等问题。明确了今后需加强δ15Nsp等N₂O同位素特征值分馏效应的测定,利用组合同位素特征值及先进手段进行全面的N₂O溯源研究。图2参80     

同位素示踪技术在土壤硒素转化中的应用及硒素植物有效性研究进展

硒(Se)是人体和动物必需的一种微量元素。分析了环境中硒素的存在形式,综述了同位素示踪技术在土壤硒素转化中的应用及硒素植物有效性研究进展,并对硒同位素示踪技术的发展趋势进行了展望。     

鉴别果汁真假的稳定同位素比率分析法

天然果汁与掺假果汁之间在稳定同位素比率方面存在着差异。稳定同位素分析法就是根据这种差异对掺假果汁进行准确鉴别的有效方法。本文对该方法的原理及其在检测分析中的应用进行了评述。     

稳定同位素技术在林产品产地溯源和掺假鉴别中的应用研究进展

稳定同位素技术能够有效应用于林产品的产地溯源和掺假鉴别。利用碳、氢、氧、氮同位素技术,结合线性判别-主成分分析,能够较好地追溯中华猕猴桃Actinidia chinensis,樱桃Cerasus pseudocerasus,橄榄Canarium album油等林产品的产地;采用单一的同位素比例质谱,或者结合高效液相色谱、气相色谱,能够鉴别果汁饮料、保健品、香精香料的掺假;利用氮同位素能认证有机产品。基于国内外学者在林产品溯源、鉴别、有机产品认证等方面的研究工作,总结了稳定同位素技术的基本原理及其在林产品产地溯源和掺假鉴别中的应用研究进展,以期推动稳定同位素技术的更广泛应用,及完善中国林产品的检测技术并构建产品溯源体系。     

天然咖啡因与人工合成咖啡因的鉴别

[目的]通过研究咖啡因自身结构差异性,得到一种新的鉴别天然与人工合成咖啡因的方法.[方法]通过茶叶提取天然高纯度咖啡因,利用连续流同位素质谱法检测被测咖啡因样品元素的同位素比值,根据其差值来进行判定,鉴别出天然咖啡因与合成咖啡因.[结果]研究表明,利用连续流同位素质谱法,将实验室提取制备的天然牛磺酸与市场购买的人工合成牛磺酸进行元素的同位素比值测定,发现天然咖啡因的δ13C同位素比值为-25,δ15N同位素比值为-1.5;而人工合成咖啡因的δ13C同位素比值为-36,δ15N同位素比值为-10,其同位素比值存在明显的差异,根据同位素比值的差异性可以对天然与人工合成的咖啡因进行鉴别判定.[结论]天然咖啡因和合成咖啡因的δ13C、δ15N同位素比值存在明显的差异,可通过其差异性比值鉴别出天然与人工合成咖啡因.     

稳定同位素质谱在植源性食品真实性鉴定和产地溯源中的应用综述

随着食品安全问题频发,食品安全领域的食品真实性鉴定和产地溯源问题越来越受到消费者的关注,稳定同位素技术成为食品真实性鉴定和产地溯源方面强有力的分析手段,并具有可追溯性、绿色、无放射性、易操作等特点.在植物源性食品安全领域,通过稳定同位素技术获取的同位素指纹主要集中于C、N、H、O、S同位素.作为轻同位素,C、N、H、O、S同位素主要通过同位素比率质谱(IRMS)进行分析.本文主要介绍基于IRMS的稳定同位素分析的原理、分类,重点回顾IRMS在植物源性食品安全领域的应用,主要包括食品的掺假鉴别、有机食品的鉴定和食品产地溯源3个方面,旨在推动同位素食品安全数据库的建立,促进同位素技术在食品安全领域的研究和应用.     

基于不确定度评估研究ID-LC-MS/MS法检测鸡蛋中氟虫腈砜残留量的关键控制点

为了控制检测结果准确性,以鸡蛋粉中氟虫腈砜残留分析标准物质[GBW(E)100779]为测试样,采用“自下而上”法对基于多功能净化柱(PAC柱)净化的同位素稀释液相色谱串联质谱(ID-LC-MS/MS)法进行测量不确定度评估。“鱼骨图”分析表明,不确定度分量主要来源有样品称样量、内标溶液添加体积、标准工作溶液浓度及其移取体积。内标溶液添加体积引入的不确定度最大,对检测结果不确定度的贡献率为68.59%;万分之一天平称量引入的不确定度可忽略不计。同位素内标的添加过程是ID-LC-MS/MS法检测的关键控制点,参考基准的合理选择和目标物的完全提取是准确测量的前提。进一步用LC-MS/MS法对参考物质、稀释剂和内标溶液的适用性进行了评估,并基于国家有证标准物质[GBW(E)100779]对提取方法进行了优化。研究结果有利于提升鸡蛋食品安全的检测质量和质控水平,为精准检测质控方案的设计提供新思路。     

稳定同位素稀释GC-MS测定不同年份葡萄酒中的氨基甲酸乙酯

改进了气相色谱—质谱(GC-MS)测定葡萄酒中氨基甲酸乙酯(EC)的方法,检测和分析了不同年份葡萄酒中的EC含量。葡萄酒样品加入EC-d5内标,经硅藻土吸附、二氯甲烷洗脱、减压浓缩、氮气吹干和甲醇复溶,气相色谱—质谱选择离子检测。方法检出限和定量限分别不大于2ng/mL和5ng/mL,验证的浓度范围内(5~100ng/mL),保持良好线性,r2=0.999 8,回收率为89.9%~100.1%,相对标准偏差为2.91%~4.76%。对4个品种、3个年份的葡萄酒中EC的评价结果表明,年份越早葡萄酒中EC含量越高;贮藏时间是导致葡萄酒中EC含量升高的主要因素。     

稳定同位素技术在肉羊产地溯源中的应用

[目的]通过比较不同部位羊肉中碳氮稳定同位素差异,以及对羊肉、全骨粉、脱脂骨粉与骨胶原的稳定同位素分析,为肉羊产地溯源鉴别提供技术支持.[方法]利用同位素比率质谱仪(IRMS)测定不同部位脱脂羊肉中δ13C和δ15N值,进而比较不同产地来源(新西兰和中国宁夏、甘肃、安徽)的羊肉、全骨粉、脱脂骨粉与骨胶原中δ13C和δ1...     

川产道地药材三叶黄连HPLC指纹图谱研究

[目的]建立川产道地药材三叶黄连的指纹图谱检测标准。[方法]以盐酸小檗碱为参照物,采用依利特SinoChrom ODS-BP(250mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,以乙腈-浓度0.1%乙酸和10 mmol乙酸铵溶液为流动相梯度洗脱,流速为1.0 ml/min,检测波长为345nm。[结果]药材有14个共有峰,共有峰的参数符合"中药注射剂指纹图谱技术要求"的有关规定。[结论]该方法准确、重复性好,建立的指纹图谱检测标准,可作为川产道地药材三叶黄连质量评价与品种鉴别的重要依据之一。     

基于SOM与BP神经网络的葡萄酒质量评价

葡萄酒有着非常高的营养价值,而决定其营养价值的主要因素是葡萄酒的质量指标。葡萄酒的主要质量指标大体可分为感官指标和理化指标。根据酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标,对给定的葡萄酒样品进行质量评价。采用自组织特征映射网络(SOM)对给定的酿酒葡萄样品进行分类,并对酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标以及葡萄酒的质量进行聚类,同时采用BP神经网络对结果进行了验证。研究表明,红葡萄与红葡萄酒的理化指标之间的相关性比白葡萄与白葡萄酒的理化指标之间的相关性要大得多;酿酒葡萄和葡萄酒的某些理化指标(白葡萄酒的总糖、红葡萄酒的蛋白质和pH值)、葡萄酒的果香、发酵香物质对葡萄酒质量有显著影响。     

贵州威宁草海湿地表层沉积物有机质时空分布及其来源辨析

为探究岩溶湿地生态环境的营养状况及污染物来源,以贵州威宁草海岩溶湿地为例,通过对其不同水文期表层沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的含量分布及其稳定碳同位素(δ¹³C)、稳定氮同位素(δ¹⁵N)和C/N的分析,探讨了沉积物有机质的分布特征及来源。结果表明:草海湿地表层沉积物丰水期TOC、TN含量变化范围分别为3.75%~32.71%和0.39%~2.90%,平均值分别为14.34%和1.52%;枯水期TOC、TN含量变化范围分别为1.26%~34.11%和0.18%~2.49%,平均值分别为12.46%和1.12%;丰水期TOC、TN含量略高于枯水期,这与丰水期大量降雨带来的陆源输入有关,同时在空间分布上二者在两个水文期均表现为西南和湖心区域大于东部和西北区域。草海湿地表层沉积物丰水期δ¹³C、δ¹⁵N分布范围分别在-2.55%~-1.97%和0.03%~0.37%,平均值分别为-2.23%和0.24%;枯水期δ¹³C、δ¹⁵N分布范围分别在-2.75%~-1.96%和0.10%~0.46%,平均值分别为-2.35%和0.30%;其中δ¹³C的空间分布特征表现为东区较西区明显偏负,说明东区污染严重,这是由于东区毗邻县城,污染物来源复杂,沉水植物遭到破坏,使得湖泊自身生产力降低。通过端元混合模型对沉积物来源进行定性和半定量分析,结果表明:草海湿地表层沉积物有机质的主要来源为土壤有机质、浮游藻类及淡水水生植物,同时由于草海岩溶湿地具有较高的初级生产力,沉积物中有机质来自内源的贡献大于来自外源的输入。     

NASH技术和R-PAGE技术在马铃薯类病毒检测上的应用

往复聚丙烯酰胺凝胶电泳 (R- PAGE)和核酸斑点杂交技术 (NASH)是检测马铃薯块茎类病毒(PSTVd)的主要技术 ,利用这两种方法 ,进行马铃薯脱毒试管苗的类病毒检测。结果表明 ,两种方法得到了相似的检测结果。通过试验 ,比较两种检测方法在检测灵敏度、操作性、检测量等方面的优缺点和可行性。NASH方法具有较高的灵敏性 ,适合大批量样品检测和异地取样。而 R- PAGE可区分类病毒的强弱系 ,对试验条件和技术条件要求低于 NASH方法     

GPV·MDPV和FAdV-4三重PCR检测方法的建立

[目的]为快速地鉴别鹅细小病毒(GPV)、番鸭细小病毒(MDPV)和禽腺病毒血清4型(FAdV-4)3种病毒,建立一种特异强、敏感高、重复性好的三重PCR检测方法.[方法]根据Genbank登录的MDPV、GPV和FAdV-4的基因序列,设计3对特异性引物,以提取的核酸为模板,进行PCR特异性、敏感性和重复性试验.[结果]采用所建立的方法能够扩增出GPV、MDPV和FAdV-4特异性片段,且不能检出鸭黄病毒(DFV)、鸭I型肝炎病毒(DVH-Ⅰ)和禽呼肠孤病毒(ARV);GPV、MDPV和FAdV-4核酸模板的最低检测量分别为20、2、2 pg;对8份阳性临床病料进行检测,可见MDPV、GPV和FAdV-4的检出率均为100％.[结论]建立的三重PCR检测方法能够对MDPV、GPV和FAdV-4这3种病毒进行快速、准确的诊断.     

DuCV和GPV与DEV三重PCR检测方法的建立及应用

根据GenBank中的序列,合成针对鸭圆环病毒(DuCV)REP基因、鹅细小病毒(GPV)NS1基因、鸭肠炎病毒(DEV)UL6基因的3对特异性引物,以病毒的克隆质粒作为模板,进行退火温度、引物终浓度的优化,建立一种能同时鉴别DuCV、GPV、DEV的三重PCR检测方法,并检验该方法的特异性、敏感性和重复性.结果显示:...     

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。     

农产品原产地判定的元素“指纹”分析进展

随着人们对名特优新农产品需求的快速增长和跨地区贸易的迅速发展,消费者对农产品原产地信息也越来越重视。近年来,国内外开展了一些应用多元素及同位素“指纹”分析技术对农产品进行原产地判定的探索性研究。研究表明利用氢、氧、碳、氮、硫、锶同位素比及多元素含量特征可对农产品进行原产地判定。综述了多元素及同位素“指纹”分析技术在肉品、乳制品、饮品原料、谷物、葡萄酒等农产品原产地判定中的研究进展,为未来相关研究的发展和农产品原产地保护工作提供理论基础。     

鸡新城疫病毒和禽肺炎病毒二重RT-PCR检测方法的建立及应用

[目的]建立一次性可同时扩增鉴别鸡新城疫病毒(NDV)和禽肺炎病毒(APV)的二重RT-PCR,为有效防控鸡新城疫和禽肺炎病毒病提供技术支持.[方法]根据GenBank已发表NDV的F基因序列(GenBank登录号JX840454)和APV的F基因序列(GeneBank登录号AF187154)分别设计2对特异性引物,应用这2对引物建立可同时检测鉴别NDV和APV的二重RT-PCR,对扩增条件进行优化,并通过特异性试验、敏感性试验和临床样品检测等验证其实用性.[结果]优化后的二重RT-PCR可特异性扩增出参试NDV毒株(LaSota株、F48E9株、I株)及APV/MN-10毒株的目的条带,其大小分别为247和424 bp,而其他对照参试毒株在247和424 bp处均无特异条带出现.二重RT-PCR针对NDV和APV的最低检出限均为10 pg的RNA.应用建立的二重RT-PCR对132份从广西采集的病鸡样品进行检测,结果得到NDV阳性样品26份、APV阳性样品2份,与血清学方法的鉴定结果一致.随机选取的2份NDV阳性PCR产物与NDV(GenBank登录号JX840454)的F基因序列一致,同源性达100%;2份APV阳性PCR产物与APV(GenBank登录号AF187154)的F基因序列也完全一致,同源性达100%.[结论]针对NDV和APV建立的二重RT-PCR具有特异性好、灵敏度高、简便快速的特点,可用于临床快速鉴别诊断,为有效防控鸡新城疫和禽肺炎病毒病提供了技术支持.     

头足类硬组织的稳定同位素研究进展

头足类作为一种重要的海洋无脊椎动物,在世界海洋生态系统中扮演着非常重要的角色。而目前对其捕食活动和摄食情况的研究不多。稳定同位素作为新型应用技术,被广泛应用于生态系统的研究中。头足类作为捕食者,其体内有大量的碳(C)、氮(N)、氧(O)等稳定同位素,且其硬组织是稳定同位素积累的优良载体,因此通过稳定同位素示踪的方法,分析硬组织各部位稳定同位素含量及其分布,可为了解头足类在海洋生态系统中所处的地位提供手段和方法。根据国内外研究现状,重点分析了耳石、角质额和内壳等硬组织稳定同位素在头足类摄食生态中的应用,并进行了总结和归纳,同时对今后的研究提出了建议。     

小麦制粉产品稳定碳、氮同位素组成特征

【目的】小麦制粉产品稳定同位素指纹相对于全粒粉是否存在分馏效应,这些产品能否用于小麦的产地溯源,以及利用稳定同位素是否能实现对小麦制粉产品来源地的鉴别还不清楚。系统分析全麦粉及各制粉产品中碳、氮同位素在地域间、基因型间的差异,揭示小麦制粉产品碳、氮同位素的组成特征及相关性,为小麦及其制品产地溯源提供理论与技术支撑。【方法】2014年将3个不同基因型小麦品种(邯6172、衡5229和周麦16),种植于河北石家庄赵县、陕西杨凌区和河南省新乡辉县。每个地域3个小区,每小区面积10 m~2,试验田按照当地小麦品种区域试验管理。2015年收获期于3个地域共采集27份小麦样品,小麦籽粒粉碎制得全麦粉;同时将小麦籽粒加工制粉,得到面粉、次粉和麸皮。利用元素分析-同位素比率质谱仪(EA-IRMS)测定全麦粉及制粉产品(麸皮、次粉和面粉)中的稳定碳、氮同位素。结合单因素方差分析及Duncan多重比较分析解析碳、氮同位素在不同地域、不同基因型以及不同制粉产品间的差异,结合皮尔逊相关分析及线性回归分析,解析不同种类样品碳、氮同位素的相关性。【结果】不同地域来源全麦粉及制粉产品中碳、氮同位素均有显著差异(P0.05),碳同位素在地域间变化趋势为杨凌辉县赵县,氮同位素在地域间变化趋势为辉县赵县杨凌;全麦粉、麸皮和面粉中碳同位素及各类产品中氮同位素在基因型间均无显著差异,次粉中碳同位素在邯6172和衡5229之间有显著差异;碳同位素在全麦粉和不同制粉产品间存在显著差异(P0.05),面粉对13C略显富集,次粉和麸皮相对贫化13C,而氮同位素在四类产品间无显著差异;全麦粉和各制粉产品碳、氮同位素相互之间均呈极显著相关关系(P0.01)。【结论】碳同位素在小麦不同制粉产品间有显著差异,氮同位素在小麦不同制粉产品间无显著差异,不同制粉产品与小麦全麦粉中碳、氮同位素呈极显著相关关系;全麦粉及制粉产品中碳、氮同位素具有显著的地域特征,可用于小麦及其制粉产品的产地溯源。