块菌的傅里叶变换红外光谱研究

块菌是珍稀野生食用菌,其蛋白质和糖类含量较高,块菌多糖具有潜在的药用价值。文章利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对五种云南野生块菌作了研究。结果表明,块菌属真菌有其独特的光谱特征,全谱最强峰为出现在1 042和1 077 cm-1附近的强双峰。在脂分子的羰基峰1 742 cm-1及糖类异构体的指纹区1 200～750 cm-1,不同种类、不同产地块菌的光谱有明显差异,另外,正常块菌和霉变块菌的光谱亦有明显差异,主要体现在谱峰吸收强度的变化上,部分谱峰吸收强度比的变化表明,块菌样品变质前后,其蛋白质和糖类物质的含量发生了变化。FTIR光谱提供了块菌成分的有关化学信息,为鉴别块菌和区分块菌的种类、质量提供了简便快捷的手段。     

几种花粉的傅里叶变换红外光谱研究

本文利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)对7种植物[玉兰、香水百合、天竺葵(粉红,红色)、兰花、菊花、马蹄莲]花粉进行了研究。结果显示,花粉样品的红外光谱主要由蛋白质、多糖、脂类物质的特征吸收峰组成。不同种花粉的红外光谱的差异表现为脂类物质的特征吸收峰强度的变化,多糖特征吸收峰峰形的区别,以及蛋白质和多糖的特征峰强度比的不同。不同颜色的天竺葵光谱差异较小,仅脂类特征吸收峰略有差异。研究表明,利用红外光谱建立数据库,有可能依据花粉的傅里叶变换红外光谱鉴别植物。     

食用菌的傅里叶变换红外光谱鉴别

利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究了担子菌木耳目、非褶菌目和伞菌目6个科9个属的10种食用菌的子实体。将光谱分为5个区S1区(3 050～2 800 cm-1),S2区(1 750～1 500 cm-1),S3区(1 500～1 200 cm-1),S4区(1 200～950 cm-1),S5区(950～700 cm-1);在5个区中,强峰出现在S4区的1 080 cm-1附近和1 040 cm-1(1 020 cm-1)附近,以及S2区的1 640 cm-1附近,1 640 cm-1附近的峰为酰胺Ⅰ振动峰,前两峰为糖类振动峰。根据5个区光谱峰值和吸收强度比,可以鉴别不同的食用菌。700～950 cm-1范围有可能作为区分不同属蘑菇间的指纹区。     

傅里叶变换红外光谱曲线的数据转换研究

为将打印纸质的傅里叶变换红外光谱图转化为数字光谱,测试了玉米黄质样品的傅里叶变换红外光谱,在光谱保存为数字光谱的同时也通过打印机打印出光谱曲线。使用扫描仪把打印出纸质的光谱转化为计算机储存的图像,对图像进行旋转调整,图像识别软件把图中的光谱曲线转换为数字光谱。对比从打印光谱中提取的数字光谱和直接保存的数字光谱,发现它们在吸收峰的位置上十分接近,最大偏差为0.85cm^-1,光谱的相关系数达到99.78%。研究表明该方法可以快速准确的把打印光谱图转换为数字光谱,为从老式傅里叶变换红外光谱仪的测试结果中获得数字光谱提供了一种便捷的方法。     

黑木耳霉变前后的傅里叶变换红外光谱研究

为了检验红外光谱技术在食品安全上的判断能力,利用傅里叶变换红外光谱仪测试了未霉变黑木耳和霉变黑木耳样晶的红外光谱.对比它们的红外光谱,两者在羟基和氨基叠加吸收峰、脂类物质吸收峰的频率位置上有较大差异,分别相差23.31和13.42 cm<'-1>.对羟基和氨基的叠加吸收带进行曲线拟合,发现霉变前后羟基和氨基的比例发生较...     

小米的傅里叶变换红外光谱研究

本文利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合主成分分析和聚类分析对白小米、黄小米、糯小米、青小米、陈黄小米、黑小米和大黄米进行鉴别研究。所有样品的傅里叶变换红外光谱整体相似,二阶导数光谱存在明显的差异。选取1800~1400cm-1范围内的二阶导数光谱数据对52份小米样品做多变量分析,结果显示,主成分分析的分类准确率为84.6%,系统聚类分析的分类准确率为92.3%。结果表明傅里叶变换红外光谱技术结合化学计量学能有效地区分不同品种的小米,为不同小米的分类鉴定提供新的方法与途径。     

天麻的傅里叶变换红外光谱鉴别研究

利用傅里叶变换红外光谱法对野生天麻、家种天麻及天麻伪品进行了快速无损鉴别研究。结果表明,野生天麻、家种天麻及天麻伪品均有自己的特征红外光谱。根据红外光谱谱峰形状和位置可以容易地鉴别天麻及天麻伪品;根据谱峰位置和吸光度比可以区分野生冬天麻和野生春麻、野生天麻和家种天麻;根据谱峰吸光度比有可能区分天麻的不同级别。该方法具有快速、简便、不需对样品分离提取等特点。     

农作物锈病叶傅里叶变换红外光谱检测方法研究

在农作物生产中,不合理使用化学农药来防治植物病害的现象普遍存在,严重影响产品品质及食用安全,快速鉴别植物病害并采取合理的防治措施对提高农作物品质具有重要意义。利用红外光谱三级鉴别法（傅里叶变换红外光谱（FTIR）、二阶导数红外光谱（SD-IR）及二维相关红外光谱（2D-IR））对蚕豆、玉米、葱和蒜正常叶、锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位进行了研究。结果显示,正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的光谱吸收峰强度和形状存在微小差异。原始光谱中正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的几个吸收强度比存在差异,蚕豆的正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的吸收强度比A_{1 410}/A_{1 646}分别为0.698,0.624和0.616,A_{2 926}/A_{1 646}相应比值分别为0.665,0.638和0.552;玉米的相应比值A_{1 649}/A_{1 055}分别为0.813,0.696,0.691,A_{1 382}/A_{1 055}相应比值分别为0.552,0.478和0.465,A_{2 926}/A_{1 055}相应比值分别为0.574,0.467和0.469;葱的相应比值A_{1 382}/A_{1 061}分别为0.843,0.821和0.704,A_{2 923}/A_{1 061}相应比值分别为0.707,0.680和0.489;以上锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位的几个峰强比均比正常叶小。二阶导数红外光谱在1 800～800 cm-1范围内,正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的吸收峰的形状及强度显示明显差异。二维相关红外光谱显示,正常叶、锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位在860～1 690 cm-1范围内自动峰和交叉峰的位置、数目及强度存在显著差异。蚕豆正常叶出现4个强自动峰,2组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现5个强自动峰,4组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现2个最强自动峰和5个中强自动峰,5组强正交叉峰;蚕豆锈病叶病斑处自动峰强度最强,而正常叶的各个自动峰的强度最低。玉米正常叶出现9个强自动峰,12组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现11个强自动峰,3组最强的正交叉峰和11组中强正交叉峰;锈病叶病斑处出现6个强自动峰,3组强正交叉峰;蒜正常叶出现9个强自动峰,8组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现2个最强自动峰和9个次强自动峰,10组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现6个强自动峰,1组强正交叉峰;玉米和蒜病斑附近绿色部位的各个自动峰的强度最强,而锈病叶病斑处自动峰和交叉峰强度最弱。葱正常叶出现9个强自动峰,5组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现8个强自动峰,3组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现3个强自动峰,无正交叉峰出现。葱正常叶的各个自动峰的强度最强,而锈病叶病斑处自动峰强度最弱。结果表明,利用傅里叶变换红外光谱结合二阶导数红外光谱及二维相关红外光谱能简单、快速地鉴别研究农作物锈病叶,有望为农作物病害提供一种光谱检测方法。     

直肠癌和直肠正常组织的傅里叶变换红外光谱研究

利用傅里叶变换中红外 (FTIR)光纤和ATR技术研究了 2 1例直肠癌病人的正常和癌变组织。对319张光谱进行数据分析的结果表明 ,五个相对峰高 (I2 873 I2 854,I1 74 5 I1 6 43,I1 458 I1 40 0 ,I1 2 4 0 I1 31 5和I1 1 6 2 I1 0 82,单位为cm- 1 )的差别可用于区分直肠癌和直肠正常组织。用这一差别分析了距离直肠癌 1cm处组织的光谱 ,发现该组织处于正常和癌变的过渡状态。     

油菜根肿病的傅里叶变换红外光谱研究

用傅里叶变换红外光谱仪测试了成株期油菜正常植株和根肿病植株的花瓣、叶片、主根、须根四个部位的光谱。光谱显示:两种植株花瓣和叶片中的主要成分是蛋白质、多糖类和油脂类物质;正常植株主根中的主要成分是纤维素和木质素;根肿病植株主根中的主要成分是纤维素、木质素和蛋白质类物质;两种植株须根中的主要成分是木质素和纤维素。对正常和病变植株相同部位的光谱在3600～2800cm-1、1800～1200cm-1和1200～700cm-1三个范围进行了相关分析,花瓣间、叶片间的相关系数在0.971以上,相关度较高;然而主根间、须根间的相关度较低,主根在1800～1200cm-1光谱范围的相关系数只有0.688,须根在1200～700cm-1光谱范围的相关系数只有0.618。结果表明,FTIR可以区分根肿病对油菜不同部位的影响,有望为油菜根肿病的研究提供光谱信息。     

极低频电磁场曝露对于大鼠敏感组织红外光谱特征的影响

极低频电磁场非热生物效应的发生与生物组织接受电磁辐射后微观结构的改变有关,利用红外光谱学分析方法可以有效的研究电磁辐射生物效应发生的微观机制。研究了极低频电磁场曝露对于大鼠电磁敏感组织红外光谱特征的影响,对曝露于50 Hz,0.75 mT极低频电磁场作用20天的大鼠的血液、脑和睾丸组织的红外光谱与正常大鼠组织的红外光谱进行比较分析,从分子水平阐述了极低频电磁场曝露作用生物效应的发生机制。实验结果表明极低频电磁场曝露可导致大鼠敏感组织某些特征吸收峰峰位和峰强产生了规律性的变化,说明傅里叶变换红外光谱方法是研究电磁场不同生物效应的发生机制的一种有效手段。     

基于花瓣的傅里叶变换红外光谱鉴别分类杜鹃属植物

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术结合适当的方法对杜鹃属植物不同亚属进行鉴别分类研究。测试了4个亚属植物花瓣的红外光谱,结果显示同种植物花瓣的红外图谱,峰形相似;不同种植物花瓣的红外光谱图在混合模区(1 500~1 200 cm-1)略有差异。为了进一步快速对其分类群进行鉴别,利用OMNIC软件分层抽样建立3个光谱数据库,未知样品光谱分别与光谱数据库比较得出匹配数值进行鉴别。研究结果显示此方法能够准确地鉴别分类4个亚属植物,这为大型的植物系统分类研究提供了一种潜在的方法。     

优化Savitzky-Golay滤波器的参数及其在傅里叶变换红外气体光谱数据平滑预处理中的应用

对傅里叶变换中红外光谱数据的平滑预处理中,通常采用Savitzky-Golay滤波器的方法进行光谱数据的平滑预处理,然而Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的合理选则始终是一个难题,并无统一的选择依据,通常在一定数值范围内,采用多组数据进行遍历尝试,最终选择一组相对较优的数据作为Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽参数。文中探索了Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的优化选取这一问题,并对其主要频率指标参数与多项式拟合阶次和窗宽等参数进行了定性定量分析,得出了截至频率、阻带起始点频率、第一旁瓣峰值频率及第一旁瓣峰值幅度与窗宽和阶次之间具体的计算方程表达式。随后,根据采集的中红外气体组分的光谱数据特征,依据上述计算方程式,优化计算选取多项式拟合阶次和窗宽分别为8和11时,其Savitzky-Golay滤波器的中红外气体组分的光谱数据平滑效果最优。最后通过实际采集的0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2%, 5%浓度的CH₄光谱数据进行平滑预处理,在次吸收峰区域,原始光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为17.230 5%和0.243 0%, 平滑处理后的光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为0.088 0%和0.020 6%。可见经过Savitzky-Golay滤波器进行所探索的光谱数据预处理之后其相对误差基本稳定,并且相对较低,为后期光谱数据的准确定性和定量分析奠定了基础。     

Infrared Absorption Intensity Analysis as a New Tool for Investigation of Salt Effect on Proteins

通过观测红外光谱的强度变化研究了在不同温度下盐离子对谷氨酸和三种水溶性蛋白质(细胞色素C、DsbC和DsbC-G49R)的影响. 证实了Onsager反应场理论. 区分并且定义了随温度变化的蛋白质盐效应盐溶过程和解离过程. 同时利用Van't Hoff关系式对实验结果进行线性拟合,获得了蛋白质及其二级结构在上述两个过程中的热力学常数.     

濒危植物长序榆的FTIR分析及与土壤元素氮的相关性研究

应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了8个样地长序榆的根、茎、皮、叶的红外光谱,并对这些红外光谱与土壤元素氮进行了相关分析。结果表明,根、茎、皮、叶的红外光谱存在一定差异,其 组织器官化学成分含量和土壤氮元素之间存在不同程度的相关关系,茎中化学成分含量和全氮都呈显著正相关(p<0.05);皮在3 365 cm-1波数时的化学成分含量和全氮呈显著正相关,根和叶的化学成分含量与全氮呈低度相关。土壤速效氮和长序榆根、茎、皮、叶的化学成分含量之间也存在一定程度的相关性,但相关性比全氮弱的多,均未达到统计学意义上的“显著水平”。说明土壤全氮 的变化对长序榆植物的化学成分具有一定的影响,速效氮的影响则相对较低。     

生态技术栽培黄连的红外指纹图谱分析与表征

分析研究不同的遮荫条件(人工棚架、杉树林下、玉米林下等)和不同的生长年限(1～5年)栽培黄连的红外光谱的“指纹特征”,凭借直观而相对量化的红外特征峰的相对强度来阐明对黄连生长影响的整体变化规律,确定生态技术栽培黄连药材的可行性。采用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR),从分子水平上快速准确无损地检测由于生长环境的不同而影响黄连生长的原因。遮荫条件不同对黄连根茎的整体质量无明显影响。生长年限对黄连药材中盐酸小檗碱的含量略有影响, 与HPLC的测定结果基本吻合。生态技术栽培黄连与传统人工搭棚方式栽培黄连其质量基本上是一致的。这一方法和技术对道地药材的规范化种植具有指导意义。     

不同品种大豆耐铝性的FTIR分析研究

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了2个不同耐铝性大豆品种在不同浓度铝处理下根、茎、叶的红外光谱。通过对各谱图的比较分析发现,除928～1 200 cm-1区域的FTIR差异比较明显外,未经处理的2个品种大豆红外光谱基本相似。而铝处理后2个品种大豆根、茎、叶的红外吸收峰形及峰值均与对照有较大的区别,且随铝浓度升高其FTIR区别越为明显。此外,结果表明浙春3号(铝敏感品种)的变化幅度比浙春2号(铝耐性品种)更为明显,这说明铝敏感大豆在铝胁迫下物质代谢受到了较大的影响。因此,采用FTIR法鉴别大豆不同耐铝性能够提供较为准确的结果,具有广泛的应用前景。     

Prediction of Cassava Starch Edible Film Properties by Chemometric Analysis of Infrared Spectra

Cassava starch has been shown to make transparent and colorless flexible films without any previous chemical treatment. The functional properties of edible films are influenced by starch properties, including chain conformation, molecular bonding, crystallinity, and water content. Fourier‐transform infrared (FTIR) spectroscopy in combination with attenuated total reflectance (ATR) has been applied for the elucidation of the structure and conformation of carbohydrates. This technique associated with chemometric data processing could indicate the relationship between the structural parameters and the functional properties of cassava starch–based edible films. Successful prediction of the functional properties values of the starch–based films was achieved by partial least squares regression data. The results showed that presence of the hydroxyl group on carbon 6 of the cyclic part of glucose is directly correlated with the functional properties of cassava starch films.     

FTIR在物质结构分析方面的研究进展

从三聚氰胺、"瘦肉精"、苏丹红、塑化剂、地沟油到如今的"皮革奶",动物源性食品安全问题层出不穷,动物养殖环节中非法添加物的使用、高风险物质的滥用问题日益突出,如何实现对未知添加物的筛查与确证面临严峻考验。红外光谱,与核磁共振谱、质谱、紫外光谱一样,是进行结构分析的有力工具。目前,在畜产品质量安全方面,应用傅里叶红外光谱(FTIR)对这些添加物进行分析的研究很少。本文总结了当前FTIR物质结构分析方面的应用,包括对已知化合物光谱特征、分子构象、稳定性、同系物、衍生物、反应产物等的分析,对大分子物质官能团的推断,对未知物分子结构式的确证和对复杂生物样品的组分分析或种类辨别,以期形成对动物养殖环节中非法添加物或高风险物质筛查的新思路,希望建立针对动物养殖环节中可能出现的有危害性的添加物的红外光谱库、官能团库,在此基础上形成未知添加物的综合解析与确认技术规程,对可能引起重大食品安全事故的添加物进行早期预警,从而防患于未然。     

Remote Measurement of Motorcycle Exhaust Using Fourier Transform Infrared System

Abstract

We have explored the basic theory and quantitative methods for the measurement of motorcycle exhaust using a Fourier transform infrared interferometer system. Remote sensing direct measurements were made and the species carbon monoxide, carbon dioxide, nonmethane paraffinic carbon(CH^x) and unburned additional harmful species in motorcycle exhaust were determined. Typical concentrations observed in absorption for carbon monoxide, carbon dioxide and nonmethane paraffinic carbon were about 1.11%, 1.91%, 0.54% respectively. Furthemore, this paper describes the remote sensing Fourier transform infrared spectrometer system. The system covers the infrared spectral region from 700 to 6000 cin^?1 at a maxim resolution of 0.06 cm^?1 for beamsplitter of gerrniuiirun coated zinc selenide and receiver telescope with zinc selriide leis. For air multipollutant monitoring the analytica1 methods have the potential and become important. The remote measurements usirig the Fourier transform inf raid spectroscopy could become niore practical.