基于无机元素指纹分析的桔梗产地溯源研究

目的:比较四川梓潼、云南玉龙、安徽太和、湖北英山、河南桐柏无机元素含量差异,结合计量学方法,探讨桔梗产地溯源应用的可行性,为桔梗产地溯源提供新方法。方法:利用ICP-MS和ICP-AES测定四川、云南、安徽、湖北、河南5个主产区共75份桔梗样品中K、P、Fe、Mn、B等37种元素的含量,通过主成分分析对5大产区桔梗进行聚类,运用KNN算法、Bayes算法、SVM-ga算法、BP-NN算法、LS-SVM算法、SVM-grid算法,建立桔梗产地溯源模型。结果:五大产区桔梗中无机元素含量差异显著(P＜0.05),其中Sb、Sn、Ge、Nb、Ag 5种元素,在不同产区间差异最为明显,由主成分分析发现不同产地桔梗样品分布集中且相对独立,SVM-grid桔梗溯源模型能够100%将五大产区桔梗进行区分。结论:Sb、Sn、Ge、Nb、Ag 5种元素含量分布具有明显的地域特征,以无机元素结合计量学方法可以对桔梗进行有效的产区判别,且准确率高,是产地溯源的有效方法。     

电感耦合等离子体质谱法测定普洱生茶中10种矿质元素并结合化学计量法用于溯源茶产地

参考国家标准GB 5009.268-2016,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对云南省3个不同产地的90个普洱生茶样品中铅、镉、镁、铝、钾、钙、锰、铁、铜、锌等10种矿质元素进行测定,采用聚类分析、主成分分析、线性判别分析探讨矿质元素溯源普洱生茶产地的可行性,筛选出有效的溯源指标。结果显示：10种矿质元素的质量浓度在1.0～100.0μg·L^-1内与其对应的响应值与内标响应值的比值呈线性关系,检出限（3s）为0.002～1μg·g^-1;茶叶标准物质的测定值与认定值基本一致;并且不同产地普洱生茶中10种矿质元素的含量特征均不相同。从矿质元素含量的角度进行聚类分析,90个普洱生茶样品可以分为三大类,与实际分类结果相符。主成分分析得到两个主成分,其累计方差贡献率达80.381%。铅、镉、钙、锰、铁、铜、锌等7种元素被引入到产地判别模型中,利用模型对3个不同产地的普洱生茶样品进行初始检验和交叉检验,识别率均为100%;并利用该模型对来自保山的普洱生茶样品进行外部检验,识别率为0。     

基于37种无机元素含量的主成分分析和层次聚类分析溯源当归产地北大核心CSCD

采用电感耦合等离子体质谱法测定采自甘肃、青海、四川和云南共计26批次的当归样品中37种无机元素的含量,并考察了重金属及有害元素的安全情况.以37种无机元素的实测值为变量,应用主成分分析确定当归中差异性特征元素;再以特征元素为变量进行层次聚类分析,探讨当归中主要无机元素的含量与其产地的关系.结果表明,当归药材中37种无机元素检出32种,各元素含量差异较大,重金属及有害元素Hg、Cu、Cd、As含量与其他植物相比处于较低水平.不同产区的当归表现出一定的聚类性特征,甘肃与青海当归中无机元素也存在差异,Sm、Nd、Cu、Cr、Cd、Rb和Sr等7种无机元素为其主要指标性成分,可对当归进行有效产地溯源.     

常见茶叶中14种元素含量分析及重金属风险评价

采集传统名茶地标产品样品各3种为实验样品,通过ICP-OES和ICP-MS对样品进行K、Ca、Mg、Mn、B、Cu、Fe、Ni、Zn、Cr、Co、Cd、As、Pb等14种元素的含量测定.利用单因素方差分析、主成分分析、污染评价等方法,对茶叶无机元素含量进行分析和污染评价,并对污染来源进行了研究.结果表明,不同产地茶叶样...     

无机元素与计量学模型结合的半夏产地溯源研究

目的:建立不同产地半夏无机元素的分析方法和溯源体系,为半夏药材的质量控制和道地性评价提供技术支持。方法:采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对我国6个主产区72份半夏样品中K、Ca、Na、Mg、Al等37种无机元素的含量进行测定,并采用方差分析、主成分分析、因子分析等计量学方法进行统计与评价。通过对比BP-神经网络算法、K-最近邻算法、最小二乘支持向量机等多种模式识别方法,探索适合半夏产地溯源的最佳模型。结果:不同产地半夏中无机元素的构成各具特征,各无机元素含量在产地间差异显著(P＜0.05),其中La、Pb、As、Na、Bi、Hg、Sn、Cd、Ag 9种元素在不同产区间的差异最为明显;3D-plots图显示不同产地半夏样品分布相对集中,具备产地分类的可行性;KNN分类模型(曼哈顿距离)是半夏产地溯源的最佳方法,测试集的正确率达到100%。结论:无机元素分析技术结合适当的计量学模型可以实现半夏的产地溯源。     

硝酸-过氧化氢敞口消解/电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定植物样品中砷

选取了玉米秸秆与籽粒、小麦秸秆与籽粒、烟草等5种不同的植物样品,加入硝酸-过氧化氢,进行敞口消解,消解液中As(75 As)采用电感耦合等离子体质谱仪He碰撞模式测定,以72 Ge为内标元素.结果表明,2个国家生物成分分析标准物质GBW10011(GSB-2,小麦)和GBW10020(GSB-11,柑橘叶)砷的测定值在...     

基于气相色谱-离子迁移谱的不同产地西洋参挥发性成分分析北大核心CSCD

基于气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)技术对加拿大、美国、中国山东、辽宁、吉林5个产地的西洋参样品进行挥发性成分分析。从不同产地的西洋参样品中共鉴定出53种挥发性成分,包括醛类(13个)、醇类(13个)、酮类(10个)、酯类(7个)、萜类(3个)、吡嗪类(3个)、其他类(4个)。GC-IMS指纹图谱和偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)得分图显示不同产地西洋参的挥发性成分存在显著差异,通过VIP值>1和含量比值>2筛选出23种差异挥发性成分。加拿大产2,5-二甲基吡嗪、α-蒎烯、丁酸乙酯、丙酸乙酯等成分的含量显著高于其它产区;美国产2-甲基-2-戊烯醛、2-庚酮、2-庚烯醛、2-辛烯醛等成分的含量较高;中国产芳樟醇等成分的含量较高。基于GC-IMS的挥发性成分分析可对不同产地的西洋参进行有效区分,为西洋参产地鉴别、溯源和品质评价提供了理论指导。     

陕南茶叶及其产地土壤中微量元素含量的测定

采用微波消解一火焰原子吸收光谱法测定了陕南茶叶及其栽培土壤中Zn、Fe、Cu、Cr、Pb5种微量元素的含量,以指导茶农合理施肥,提高陕南地区茶叶品质。结果表明,茶叶与土壤中矿质元素的含量呈一定的正相关性,不同产地的茶叶和土壤中微量元素的含量有一定的差异;茶叶和土壤中Zn、Fe元素的含量较高,而对人体健康有影响的Pb元素含量低于国家允许标准。     

基于ICP-MS分析的苜蓿矿质元素含量特征与评价

为了探明进口和国产苜蓿总体矿质差异,以国产和进口苜蓿为对象,采用石墨消解-电感耦合等离子体质谱(IC P-M S)法分析干草中磷、钾和锌等17种矿质元素的含量特征,并对矿质元素含量进行了相关性、主成分分析和评价.结果表明,苜蓿干草中矿质元素种类丰富而含量变异较大,平均含量最高的是K元素,其次是Ca>M g>Na>P,A...     

混酸体系-电感耦合等离子体质谱法测定进口铜精矿中稀土元素的含量

铜精矿中元素组成具有地质成因意义,建立进口铜精矿痕量特征成分分析方法,在产地溯源和掺假识别方面能够发挥重要作用,为口岸入境通关执法提供可靠依据.本方法对8个国家不同矿区的198份进口铜精矿中的稀土含量进行了分析,由于不同矿区的铜精矿成分组成存在差别,已有报道的消解方法不能完全适合所有样品,提出了常压高温HF-HClO4...     

石柱黄连及根际土壤中矿质元素特征分析

研究石柱黄连不同器官及其根际土壤中矿质元素特征,探究黄连根茎矿质元素间及其与土壤环境的相关性。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)及原子荧光光谱法(AFS)测定了15组石柱黄连植株和根际土壤中18种矿质元素含量,所得数据运用SPSS 22.0统计软件分析。石柱黄连根际土壤中锰、磷、镁、镉、汞等元素含量的变异性较大,部分采样点土壤中镉含量超过农用地土壤污染风险筛选值。在检测的18种元素中,黄连植株中钙、镁、磷、钾含量最高,其次是铁、锰、锌,再次是锶、铜、镍,最后是铅、钒、钴、镉、钼、铬、砷、汞。须根对大部分矿质元素的富集能力强于根茎或地上部;黄连根茎对锌的富集能力强于须根或地上部;地上部对钙、磷、钾、铬的富集能力强于须根或根茎。Spearman分析表明黄连根茎矿质元素间、黄连根茎与土壤中矿质元素有一定相关性,部分具有统计学意义(P＜0.05)。石柱黄连不同器官中矿质元素含量有明显差异,以此建立的指纹图谱可用于区分黄连根茎及须根的粉末样品;黄连根茎中矿质元素间主要表现为协同作用,黄连根茎与土壤中矿质元素既有协同作用又有拮抗作用。     

基于质子转移反应-飞行时间质谱快速鉴别不同产地闽北水仙茶

采用质子转移反应-飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS), 构建了3个产地(武夷山、建阳、建瓯)113个闽北水仙茶样品香气的化学指纹图谱, 对所得的闽北水仙茶香气指纹图谱进行主成分分析(PCA), 获得了不同产地闽北水仙茶样品的质谱信息特征, 然后采用软独立建模分类法(SIMCA)、K最邻近结点算法(KNN)、偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)对闽北水仙茶的质谱信息进行了模式识别.结果表明, PTR-TOF-MS结合分类识别模式能有效区分不同产地的闽北水仙茶.PCA 提取了3个主成分, 累计贡献率为84.66%;3个识别模型的校正集判别正确率分别为89.38%、100.00%和100.00%, 预测集的判别正确率分别为83.18%、 96.46%和95.57%.基于此成功建立了不同产地的闽北水仙茶识别模型.本方法无需样品预处理、分析速度快、灵敏度高、对茶叶无损伤, 为茶叶产地溯源提供了新方法.     

青海生活饮用水中矿质元素含量检测以及主成分分析

为了深入了解青海生活饮用水中矿质元素存在的现状,并对饮用水资源高效开发利用与保护提供一定的科学基础,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了青海20个地区的生活饮用水中17种矿质元素K、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Zn、Al、Cu、Pb、Cd、Ge、As、Hg、Cr、Co和Se的含量,并对测定结果进行主成分分析。结果表明,17种元素的相对标准偏差为1.5%～3.9%,加标回收率是97.6%～101%。此外,20个地区的生活饮用水中富含及其丰富的微量元素,其中德令哈市饮用水的钙含量达到(32.75±0.29) mg/L,海东市乐都区的饮用水中Se含量达到(1.09±0.01) mg/L,有潜在生理毒性的元素如Pb、Cd、As、Hg、Cr的含量较低。在此基础上,将水样17种元素进行主成分分析降维得到7个线性不相关主成分,7个主成分方差贡献率分别为19.69%、16.05%、11.02%、10.41%、8.28%、7.39%、6.52%,合计贡献率达79.36%,可综合初始数据的绝大部分信息。通过雷达图分析,每个主成分在20个地区间的差异显著。每个主成分综合的元素信息各不...     

元素含量分析应用于樱桃产地溯源

利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对来自美国、加拿大和中国3个地区的92份樱桃中51种元素含量进行测定,并结合化学计量学中主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA),建立了基于元素含量的判别模型对3个地区樱桃进行区分。结果表明,PCA和PLS-DA多元统计模型均可区分中国和美国、加拿大和中国来源的樱桃样品,中国樱桃与美国、加拿大两国樱桃样品具有显著聚集特征,但美国与加拿大两国樱桃样品聚集交叉在一起。樱桃样品的PLS-DA产地溯源鉴定模型显示,Pr、Nd、Ce、Y、Co、Mo、Mn、Dy、Gd、Ni、Ho、Sm、Sr、Er、Ga、U、Na、Yb、Be和Zn 20种元素为主要显著元素变量,根据这20种元素含量分布情况即可构建樱桃的产地溯源鉴定模型。PLS-DA产地溯源鉴定模型对3个产地来源樱桃样品识别率分别是美国50%、加拿大83.3%和中国83.3%。     

高分辨激光诱导击穿光谱技术用于碳质页岩光谱特征分析

碳质页岩是一种重要的非常规油气源岩,包含丰富的页岩气储存信息。在地质油气勘探领域,识别物性相近的碳质页岩是地质学的难题之一。为快速准确判别碳质页岩特性,本研究利用激光诱导击穿光谱( LIBS)技术对碳质页岩的光谱进行特征分析。以1064 nm纳秒脉冲激光作为激发光源,采用高分辨中阶梯光栅光谱仪配合ICCD搭建高分辨光学系统,利用LIBS装置分析四川盆地某井2396~3428 m不同深度处的5个典型碳质页岩样品,共获取碳质页岩中主量元素Si,Al,Fe,Ca,Mg,K和微量元素Cu,Cr,Ni,Sr,Mn,Ti,Rb等22种元素的350条发射谱线。基于高分辨LIBS系统采集的丰富谱线信息,采用主成分分析( PCA)法提取光谱贡献率最大的主成分得分二维图,识别不同类别碳质页岩样品,实现定性分析。结果表明,高分辨LIBS实验装置不仅可用于碳质页岩主量元素Si,Al,Fe,Ca,Mg,K等谱线分析,同时对微量元素如Ni,Cr,Mn,Sr等也具有很好的灵敏性。此外,LIBS技术与主成分分析( PCA)法结合可以更好地用于碳质页岩定性分析领域,提供科学的碳质页岩岩性判断数据和快速的分类手段,为页岩气开采和评估提供强有力的工具。     

GC - MS法对不同产地大米的快速鉴定

采用GC - MS对4种不同产地大米中的脂溶性成分进行分析,并利用NIST标准质谱库和质谱图搜索程序进行检索.结果表明,大米中主要的脂溶性成分为棕榈酸、亚油酸、油酸、角鲨烯和谷甾醇.不同产地大米中脂溶性化合物的指纹谱图存在显著差异,通过主成分分析和聚类分析,建立了一种对不同产地大米进行快速鉴定的方法.     

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法结合化学计量学分析比较6种松针中无机元素的含量

为研究甘肃地区松针中无机元素的含量,探究不同品种松针中无机元素的差异,采用HNO₃(65%)对松针样品进行微波消解,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定甘肃两地区6种松针中28种无机元素的含量,结合主成分分析以及偏最小二乘判别分析对松针地区差异进行判别;结果显示松针中无机元素含量丰富,其中Na、Mg、Al、K、Ca、Fe、Zn、Mn、Sr等元素在不同品种松针中均有较高含量,主成分分析结果显示共有7个主成分,累积贡献率达到92.58%,偏最小二乘判别分析显示两地区6种松针在地区上可被明显分开,其中Mg、Fe、Zn、Mn、Sr、K 6种元素为造成地区差异的主要元素。实验结果表明松针中元素种类丰富,人体必需微量元素含量较高,且不同地区松针在地区上具有一定的一致性和特异性。     

硝酸-过氧化氢敞口消解/ICP-MS测定植物样品砷含量

选取了玉米秸秆与籽粒、小麦秸秆与籽粒、烟草等5种不同的植物样品,加入硝酸-过氧化氢,进行敞口消解,消解液中As(⁷⁵As)采用电感耦合等离子体质谱仪He碰撞模式测定,以⁷²Ge为内标元素。结果表明：2个国家生物成分分析标准物质GBW10011(GSB-2,小麦)和GBW10020(GSB-11,柑橘叶)砷的测定值在标准确认值范围内;在植物样品中加入砷标准溶液,加标回收率在87%~104%之间;方法检出限为0.0055 μg/g,灵敏度较高;对4个植物样品分别重复测定5次,相对标准偏差均小于10%。本文结论认为电感耦合等离子体质谱仪He碰撞模式可以用于测定硝酸-过氧化氢敞口消解植物样品中砷含量,该方法测定结果准确可靠,重现性好,灵敏度高。     

烟草中游离氨基酸的超高效液相色谱快速分析及化学计量学研究

采用超高效液相色谱法(UPLC)对烟草中的游离氨基酸进行了快速分离与测定。烟草中17种氨基酸在8 min之内实现了快速分离和测定。同时采用聚类分析法(CA)和主成分分析法(PCA)对31个烟草样品(4个品种:烤烟,香料烟,晒烟,白肋烟)中烟草氨基酸含量差异进行了研究。结果表明烟草样品中氨基酸总量为:白肋烟晾晒烟香料烟烤烟。聚类分析表明不同种类烟草样品可以完全各自聚为一类,同时主成分分析中第一主成分与第二主成分占到氨基酸总变量的73.3%,其中第一主成分占到总变量的62.3%,表明不同种类间烟草样品中氨基酸组分及含量差异较大,其结果与聚类分析一致。该方法简单快捷,各种氨基酸的含量分布特征能反应不同种类烟丝的特性,可用于不同种类烟草的比较和分类。     

陕南茶叶稀土元素产地特征研究

为了掌握陕南茶叶中稀土元素含量和分布状况,并利用稀土元素对茶叶产地进行判别,采用ICP-MS法对陕南地区44个茶叶样品中16种稀土元素进行了测定。结果表明:茶叶中不同稀土元素含量差异较大,其中La,Ce,Nd含量较高,平均含量分别为124.81,172.13,87.20μg·kg-1;茶叶样品中稀土氧化物含量范围为200.32~1558.35μg·kg-1,总体上呈东高西低趋势,且均低于国家规定限量;茶叶中稀土元素随地域变化表现出不同分布特征,但具有相似的丰度模式;利用主成分分析将茶叶稀土元素归结为轻稀土组和重稀土组,间接地证明轻稀土元素和重稀土元素在从土壤到茶叶迁移过程中仍存在着差异;聚类分析结果表明,稀土元素可作为陕南茶叶产地判别的重要指标。