近红外光谱技术(NIRS)在牧草领域中的应用研究进展

牧草是草食动物最主要的营养来源。牧草品质的优劣不仅影响家畜的生长发育和生产效率,也决定着最终畜产品的产量与品质。牧草品质的优劣主要取决于牧草营养成分及其消化率、适口性、以及牧草中所含抗营养因子和真菌毒素、霉菌毒素的含量水平。近红外光谱技术(NIRS)是一种低成本、快速、简单、无损的定性、定量分析技术,已在许多领域广泛应用。该文简要介绍了NIRS的原理和特点,详细综述了NIRS在牧草品质分析、牧草育种、牧草品种鉴定和性状分类中的应用。通过较全面综述NIRS在牧草领域中的应用现状,以期有助于NIRS在我国牧草领域中的发展。     

六种蜂花粉的红外光谱三级鉴别研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合二阶导数谱和热扰动下的二维相关红外光谱技术对6种不同花粉,即杏花花粉、油菜花粉、茶花花粉、西瓜花粉、荷花花粉和虞美人花粉,进行了快速无损的鉴别。结果表明,在一维红外光谱图上,不同花粉的蛋白质、脂肪和糖类物质的特征吸收峰在相对峰强和峰位上均存在一定的差异,在二阶导数谱上差异很明显。而在二维红外谱图上,由于6种花粉的自动峰及相关峰峰簇的位置和数量不同,其差别体现得更为明显和直观。因此,三级红外宏观指纹图谱法是鉴别不同蜂花粉种类的一种有效和快速检测方法。     

金乌贼脑和视神经节蛋白质组比较分析

采用双向凝胶电泳(2D-PAGE)技术优化分离金乌贼的脑及视神经节全蛋白质, 并选用肽质量指纹谱(Peptide mass fingerprinting, PMF)技术和数据库检索方法对2D-PAGE图谱上的部分蛋白质斑点进行鉴定, 初步构建了金乌贼视神经节(Optic ganglion of Sepia esculenta, SEOG)和脑神经节(Cerebral ganglion of Sepia esculenta, SECG)部分分子解剖图谱. 用Melanie 4 Trial软件分析脑神经节和视神经节蛋白质斑点总数量分别为682和594个, 其中SECG蛋白质斑点数量明显多于SEOG. 在脑神经节和视神经节中均发现了线粒体苹果酸脱氢酶前体(Mitochondrial malate dehydrogenase precursor, pre-MDH)及可溶性NSF连接蛋白(SNAP-type proteins). 此外, 延长因子(Elongation factor G)、微管蛋白(Tubulin)和肌动蛋白(Actin)等蛋白质也具有高匹配率. 已鉴定的蛋白质, 多数归属于假定蛋白和结构蛋白类.     

红外光谱法与药用玫瑰真伪的分析与鉴定

文章采用红外光谱法(FTIR)并结合二维相关光谱分析技术分析鉴定了药用玫瑰(药材对照品)及其混淆品月季和蔷薇。在一维红外光谱中三者的谱图较为一致,但药用玫瑰在1 318 cm-1波数处的峰不明显 ,而月季和蔷薇的1 318 cm-1峰明显,且较尖。在高分辨的二阶导数谱中药用玫瑰和月季分别在1 617和1 618 cm-1处具有芳香类指纹特征峰,而蔷薇的峰则在1 612 cm-1波数处,相差了5～6 cm-1。在1 044 cm-1处的峰, 蔷薇糖类化合物的指纹特征峰较明显,月季和药用玫瑰不明显。观测二维相关红外谱,三者都存在1 620,1 560和1 460 cm-1的芳香类化合物的自动峰,不同的是月季和蔷薇还存在一个较明显的1 660 cm-1的肩膀峰。药用玫瑰、月季和蔷薇在850～1 250 cm-1范围内的二维相关红外光谱差别很大,药用玫瑰1 050 cm-1的糖类化合物自动峰强度最大,而月季的峰较弱,而蔷薇没有此峰。谱图的三级鉴定验证了药用玫瑰、月季和蔷薇在糖苷类化合物和芳香类化合物的相对含量上都是不一致的。结果表明,运用红外光谱法可以快速有效地分析和鉴定药用玫瑰及其混淆品。     

Identification of time-varying hysteretic structures using wavelet multiresolution analysis

In this paper, a wavelet multiresolution technique is proposed to identify time-varying properties of hysteretic structures. It is well known that arbitrary transient functions can be effectively and accurately approximated using wavelet multiresolution expansions due to wavelet's good time-frequency localization property. By decomposing the time-varying parameters with wavelet multiresolution expansion, a time-varying parametric identification problem can be transformed into a time-invariant non-parametric one. The identification in the time-invariant wavelet multiresolution domain can be achieved by choosing a wavelet basis function and performing a suitable parameter estimation technique. Since wavelet representation of arbitrary signal uses only a small number of terms, the orthogonal forward regression algorithm can be adopted for significant term selection and parameter estimation. Single and multiple degrees of freedom Bouc-Wen hysteretic structures with gradual and abrupt varying properties are used to illustrate the proposed approach. Results show that the wavelet multiresolution technique can identify and track the time-varying hysteretic parameters quite accurately. The effect of measurement noise is also studied. It is found that the presence of noise would affect more on the damping ratios and the Bouc-Wen parameters but less on the equivalent stiffness coefficients.     

系列甘露糖醛酸寡糖的制备与鉴定

用酸降解法制备了系列甘露糖醛酸寡糖(聚合度2～8),并分析测定了寡糖的结构. 褐藻胶经部分酸水解,于pH=2.85处分级获得聚甘露糖醛酸. 继续用酸降解法降解聚甘露糖醛酸,经凝胶柱层析分离纯化,获得系列甘露糖醛酸寡糖. 用荧光标记糖电泳(FACE)对寡糖进行了分析,并用电喷雾离子化质谱(ESI-MS)、 核磁共振波谱(NMR)及红外光谱(FTIR)进行了结构表征. 本研究用酸降解法制备饱和甘露糖醛酸寡糖,用凝胶柱层析法分离获得系列聚合度的寡糖,为褐藻胶大分子构效关系研究和药物的筛选与发现提供了重要的基础资料.     

人工神经网络对VOCs的自动识别

利用人工神经网络(ANN)对严重混叠的傅里叶变换红外光谱图进行了定性和定量解析。通过大量模拟数据训练神经网络后,引用了新的评价标准——逼近度来选择最优网络模型。利用此优化网络对两类光谱图进行了解析,考察了网络的泛化能力。结果表明：该网络不仅能够对两组分同时存在时的样本进行准确解析,而且对于未知单组分光谱图,也能够进行准确鉴别和定量分析。可见, 该研究为人工神经网络在单组分和多组分未知物的定性和定量分析方面提供了一种新思路。     

傅里叶自解卷积-红外光谱分析法应用于中药天麻的鉴别研究

采用水平衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法(HATR-FTIR)对不同产地的野生及种植天麻与伪品芭蕉芋、芋及马铃薯进行了测定,并通过傅里叶自解卷积(FSD)进行了转换。在各种带宽因子及增强因子下对真伪品傅里叶自解卷积红外光谱的差异程度进行了分析研究,结果发现带宽因子在75.0～76.0,增强因子为3.2时,天麻与伪品的FSD-IR的差异程度最为明显。结果表明,尽管从FTIR中很难发现野生及种植天麻、无性繁殖及有性繁殖天麻之间的差异,但从FSD-IR中可以看出他们之间的差异。而天麻正品与伪品之间的FSD-IR差别也较大。因此该法可简便、快速、准确地识别不同的天麻及其伪品。     

阵列相关系数比对法在中药鉴别中的应用研究

中药材红外光谱具有“指纹”性,通过对红外特征吸收谱图的比对可达到区分和鉴别药材的目的。该研究用Visual Basic 6.0设计了中药材红外光谱阵列相关系数比对软件,建立了300多种中药药材的红外光谱数据库,将未知药材的红外光谱与数据库中药材的红外光谱进行比对,它能依11个波段两光谱相关系数的大小自动找到与库中最相似的光谱的药材,从而达到鉴别未知药材的目的。研究结果表明：在光谱数据库所包含的药材范围内,指定阵列相关系数的阈值,抓住特征波段光谱的比对,可避开CO₂和H₂O等外界因素对谱图的干扰,使比对结果准确可靠。该法有望成为中药材快速鉴别的一种常规手段。     

应用FTIR直接测定法鉴定大豆的品种

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了8个不同大豆品种的子叶及外表皮的红外光谱,对他们的红外光谱进行了分析,并对其吸收峰进行了归属。通过对各谱图的比较分析发现,不同的大豆品种的红外吸收峰形及峰强有所区别。结果表明： 不同的大豆品种的FTIR有明显的差别,特别是1 800～1 200 cm-1范围内有较大的差异,它反映的主要是蛋白质分子的酰胺Ⅰ带及酰胺Ⅱ带附近,这可能是源于基因的差异。因此FTIR法可用于不同大豆品种的鉴别。