基于显微拉曼光谱的稀酸预处理马尾松细胞壁解构机理研究

稀酸预处理可打破木质纤维原料天然抗降解屏障,提高后续酶解和发酵效率,从而使其更高效地转化为生物燃料,然而在亚细胞水平上纤维细胞壁的解构机理仍有待深入研究。采用共聚焦显微拉曼光谱技术与主成分聚类分析法结合,研究了稀酸预处理前后马尾松细胞壁区域化学变化特点。结果表明,累计贡献率高达94.61%的第一与第二主成分空间中光谱样本散点呈现规律性分布;聚类分析可准确提取细胞壁不同形态区域平均拉曼光谱。结合拉曼成像分析发现,细胞角隅木质化程度高,含有较多木质素,次生壁木质化程度低,含有较多碳水化合物。稀酸预处理导致马尾松细胞壁发生了不均一解构,其致密空间结构被破坏,次生壁中碳水化合物典型特征峰2 890 cm-1处信号强度降低了26.9%,表明碳水化合物从该区域大量脱除;碳水化合物在复合胞间层少量脱除,而细胞角隅则出现了其轻微富集。木素在稀酸预处理后发生了重新分布,细胞角隅区拉曼信号显著增强。碳水化合物(主要为半纤维素)的溶出及木质素的重新分布削弱了生物质原料的抗降解性,有利于后续酶解糖化。该研究不仅提供了一种快速、高效的纤维细胞壁区域化学分析方法,还为林木生物质高值转化的研究奠定了重要的理论基础。     

傅里叶变换拉曼光谱对芦竹碱木质素的研究

芦竹作为一种多年生的能源植物,具有广阔的开发利用前景。以傅里叶变换拉曼光谱技术对苯醇抽提前后芦竹原料、磨木木质素以及不同碱处理时间获得的碱木质素进行了无损分析。研究结果表明,原料中苯醇抽出物的存在会降低芦竹拉曼特征峰的强度,但不产生新的拉曼特征峰。芦竹磨木木质素的拉曼光谱图表明芦竹木质素为SGH型木质素。相比于木材磨木木质素,芦竹磨木木质素在1 173cm-1处的特征峰更强。通过对羟基肉桂酸标准物的拉曼光谱分析,进一步证实了该特征峰可能由草类原料中的羟基肉桂酸引起。此外,碱木质素拉曼光谱分析结果表明,碱处理40min获得的木质素中羟基肉桂酸特征峰最强,松柏醛/芥子醛特征峰最弱,而松柏醇/芥子醇的特征峰几乎消失。可见,该碱木质素中酚酸含量最高,潜在的抗氧化性最好,利用价值最高。二维异核单量子碳氢相关谱进一步验证了所得结果,证实了傅里叶变换拉曼光谱技术可作为一种安全、快速、准确、无损的分析手段鉴定木质素结构。     

基于薄层色谱原位富集显微拉曼光谱法快速检测降压保健食品中非法添加的3种西药

基于薄层色谱(TLC)与显微拉曼光谱(Micro-Raman spectroscopy)联用技术,对降压类保健食品中非法添加的3种化学成分(尼莫地平、拉西地平和尼群地平)进行原位富集检测,并对6种降压保健食品进行了测试.TLC法采用硅胶60F254铝合金薄层板为固定相,环己烷-乙酸乙酯(体积比5∶4)混合溶液为展开剂,在紫外灯(254 nm)下检视定位,使添加成分与保健食品基质进行初步分离;再对薄层板上微量添加成分斑点用丙酮原位富集,直接检测富集斑点的显微拉曼光谱,激光光源波长780 nm,显微镜倍数10倍,扫描范围100~3300 cm~(-1),激光功率24.0 m W,曝光时间0.05000 s,扫描30次.结果表明,常用降压类保健食品基质对添加成分检测结果无干扰,检出限为2~4μg.本方法准确、灵敏、简便、快速,为降压类保健食品中非法添加化学成分的快速检测提供了新的手段.     

加权移位算子的拟相似与谱

加权移位算子的拟相似与谱许凤，卢玉峰（东北师范大学数学系，长春１３００２４）１９９１年１２日２４日收到．设Ｈ是复可分Ｈｉｌｂｅｒｔ空间，Ｌ（Ｈ）表示Ｈ上有界线性算子全体，Ｚ是整数全体，Ｚ＋是非负整数全体，Ｉ＝Ｚ或Ｚ是Ｈ的正规正交基，是有界数列，Ｋ是一...     

本质正规算子的模C_2近似酉等价

本文刻划了本质正规算子模的近似酉等价，并且改进了Ｃａｒｒｙ和Ｐｉｎｃｕｓ在［１］中的一些结果。     

弱概周期线性微分系统的连续谱与可约性

本文给出了一个具有连续谱的弱概周期线性微分系统例子,同时证明了这个系统在R上具有指数型三分性,而不具有指数型二分性。并且研究了弱概周期线性微分系统的可约性问题     

本质正规算子模C2近似酉等价

本文刻划了本质正规算子模Ｃ２的近似酉等价，并且改进了Ｃａｒｒｙ和Ｐｉｎｃｕｓ在［１］中的一些结果。     

自适应拉曼光谱成像数据去噪及其在植物细胞壁光谱分析中的应用

拉曼光谱成像数据存在基线漂移与宇宙射线干扰峰两类噪声信号,无法直接用于光谱分析研究,必须去除。现有单光谱去噪方法处理结果不稳定、可重复性差。针对这一问题,本研究提出了一种自适应拉曼光谱成像数据新型去噪法,采用优化的自适应迭代惩罚最小二乘法( Adaptive iteratively reweighted penalized least-squares,airPLS)和基于主成分分析( PCA)的干扰峰消除算法修正光谱基线漂移和宇宙射线干扰峰,具有输入参数少、光谱失真小、处理速度快、去噪结果稳定等优点。利用本方法去除了芒草( Miscanthus sinensis)细胞壁拉曼光谱成像数据(9010条光谱)中的噪声信号,并对去噪后数据进行PCA和聚类分析(CA),成功区分非植物光谱与植物光谱,分类结果优于未去噪数据。预期本方法可应用于其它光谱成像数据去噪,为光谱的解译和定量分析提供可靠的研究基础。     

红外显微光谱在木质纤维细胞壁研究中的应用

木质纤维生物质资源的开发利用是当前国内外广泛关注的重大课题,为了提高木质纤维的利用效率、降低开发成本,人们亟需掌握木质细胞壁抗降解机理,深入了解细胞壁复杂的化学组成和分子结构。红外显微光谱作为一种可进行微区分析和无损检测的新技术,具有检测速度快、灵敏度高、制样简单等优点,已经被广泛运用在生物质原料及生物质预处理过程分子结构变化等的研究中。它能够快速准确地提供木质纤维细胞的化学组成和分子结构等信息,可用于植物细胞壁的区域化学研究。本文在简述红外显微光谱技术原理及具体实验方法的基础上,综述了红外显微光谱技术在探究木质纤维细胞壁化学组成及结构方面的应用进展,对细胞壁主要组分的原位分布、经预处理后组成的变化以及分子排列方向三个方面进行了总结。并对其在木质纤维细胞壁研究的应用前景进行了展望：提高显微镜的放大倍数、提高化学成像图的空间分辨率、与其他检测手段和仪器联合使用等。以期为木质纤维细胞壁的组分研究提供新手段。