7种常见食用菌中多糖的提取和测定

采用热水提取、乙醇沉淀的方法从7种食用菌中提取出了水溶性多糖,采用蒽酮-硫酸法在波长620nm处进行了糖含量的测定,求得其校准曲线的回归方程为y=0.0094x+0.0057,相关系数r为0.9998。平均回收率为98.3%—102.7%,RSD为2.1%—3.2%。结果显示粗多糖的提取率为4.44%—16.75%,多糖含量为3.48%—6.91%。     

氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定磷酸盐中砷和锑

采用盐酸溶解三聚磷酸钠、磷酸氢钙试样,氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定砷和锑,对仪器条件、盐酸、预还原剂、还原剂用量、共存离子干扰进行了试验。方法的检出限砷为6.3ng·g-1,锑为6.8ng·g-1,砷的测定精密度为1.14%—5.42%,回收率为99.4%—103.5%,锑的测定精密度为1.25%—1.77%,回收率为98.0%—101.9%。     

ICP-AES测定高含量锌、镉和铜

采用ICP-AES测定高含量锌、镉和铜,选择了最佳仪器工作条件和样品处理方法。在实验优选条件下,对铜镉渣中铜的含量为8%—12%;镉的含量为35%—38%;锌的含量为21%—23%进行了测定。回收率分别为铜99.8%—100.0%,镉98.3%—99.9%,锌99.3%—99.5%。     

激光拉曼光谱内标法测定葡萄糖液浓度

利用葡萄糖溶液的激光拉曼光谱中的特征峰—CCO(1 125 cm-1),以本底溶液水为内标物,组成相对强度,对葡萄糖溶液含量进行了测定研究,其线性范围为0～1.8 mol·L-1,检出限为0.022 7 mol·L-1,共存的KCl和NaCl不引起干扰,用于葡萄糖氯化钠注射液的测定获得了成功。经测定某市售标识量为葡萄糖氯化钠注射液、5%葡萄糖和10%葡萄糖注射液实测平均浓度分别为4.91%,4.93%和9.92%,其回收率分别在71.88%～126.31%,81.02%～124.89%和74.87%～121.32%之间,RSD为5.44%,4.34%和0.94%。该方法具有测定简单、操作方便,无需添加其他任何化学试剂,是一种绿色分析测定方法。     

鸡卵黄免疫球蛋白的mPEG修饰及其稳定性研究

研究了单甲氧基聚乙二醇(mPEG)对鸡卵黄免疫球蛋白(IgY)的化学修饰,并通过傅里叶变换红外光谱、圆二色光谱和荧光光谱分析比较了修饰前后IgY的稳定性。首先用N-羟基琥珀酰亚胺活化的单甲氧基聚乙二醇(NHS-mPEG)对IgY进行化学修饰,确定了mPEG的最佳修饰条件,即IgY与mPEG摩尔比为1∶10、pH值为7、反应时间为1 h,所得产物mPEG-IgY修饰率为20.56%,活性保持率为87.62%。其次通过光谱分析法对IgY以及mPEG-IgY的热稳定性和酸碱稳定性进行了研究。结果表明,70 ℃温育120 min后,IgY的α-Helix,β-sheet,β-Turn,Random各二级结构含量由14.5%,42.1%,6.2%,37.2%变为1.6%,55.25%,5.8%,37.5%;mPEG-IgY的各二级结构含量由12.9%,42.7%,6.3%,38.1%变为3.1%,50.5%,7.2%,39.2%。同样酸碱处理后,mPEG-IgY比修饰前IgY所引起的二级结构变化更小。因此可以推断出IgY经过mPEG修饰后对温度、酸碱处理所引起的变性有着更强的稳定性。     

紫外分光光度法测定路边青中多酚含量

用紫外分光光度法测定了路边青中多酚含量,并对实验结果进行了方法学考查。实验测得路边青中多酚含量为1.7293%,平均加标回收率为99.4%,加标回收的RSD为1.7%。精密度、重复性和稳定性分析的相对标准偏差分别为0.29%、0.41%和0.35%。     

蒙药牛胆粉与羊胆粉中胆酸类成分的分析测定

胆酸与硫酸加热产生脱水反应,形成共轭双键,在紫外区产生特征吸收峰。用紫外-分光光度法测定了牛胆粉与羊胆粉中胆酸的含量。测定线性范围为0·0033～0·0167mg·mL-1(r=0·9997),加样回收率及RSD分别为98·48%,1·79%,96·46%,2·50%。5批次样品测定表明:牛胆粉中胆酸的含量在40·85%～43·03%之间,羊胆粉在30·88%～32·64%之间。牛胆粉精密度RSD为2·41%,羊胆粉精密度RSD为2·92%。稳定性试验在8h之内测定牛胆粉RSD为0·55%,羊胆粉RSD为0·59%。重复性试验牛胆粉RSD为2·11%,羊胆粉RSD为2·68%。方法简便、快速、便于推广应用,且可有效地控制牛胆粉与羊胆粉的内在质量。     

微波消解-原子吸收光谱法测定人造板饰面材料中铅镉铬

用微波消解作为样品前处理,选择硝酸和过氧化氢为消解试剂,用火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法,可测定三聚氰胺浸渍胶膜纸、聚氯乙烯(PVC)薄膜、漆膜等人造板饰面材料中的铅、镉、铬元素含量。火焰原子吸收法的铅、镉、铬元素检出限分别为0.12,0.020 9和0.146 μg·mL-1;石墨炉原子吸收法的镉元素检出限为0.157 μg·L-1。铅元素相对标准偏差为0.8%～3.0%,加标回收率为94%～109.2%;镉元素相对标准偏差为0.8%～2.1%,加标回收率为94%～106.4%;铬元素相对标准偏差为1.8%～4.9%,加标回收率为98.8%～107.7%。方法准确可靠,适用于人造板饰面材料中重金属的分析,可为制定相关检测方法标准提供依据。     

应用近红外光谱技术定量分析杂交玉米纯度的研究

利用近红外光谱分析技术结合定量偏最小二乘法对农大108玉米的纯度进行了定量测定,首先通过在农大108杂交种子加入不同量的母本178种子,获得纯度60%~100%范围内的样本123份,然后测定粉碎后样本的光谱,根据2:1的比例划分建模集和检验集。结果表明:6 000~10 000 cm-1为适宜的建模光谱范围,主成分为8时,建模集内部交叉验证的决定系数达96.61%、校正标准差(SEC)2.15%,平均相对误差(RSD)2.04%;检验集的决定系数达到97.67%,校正标准差(SEP)1.78%,平均相对误差(RSD)1.94%。采用该方法建模时,采用不同比例的建模样品和检验样品,建模集平均决定系数为96.21%,校正标准差2.29%,平均相对误差为2.81%。检验集的平均决定系数为95.75%,预测标准差2.23%,平均相对误差为2.73%,进一步证明模型的稳定性。     

ICP-MS测定污水中银的含量

研究了ICP-MS测定污水中银的含量,其方法检出限为0.05μg/L,方法精密度RSD为1.91%—2.32%,加标回收率为98.0%—102.4%,方法简单、快速。     

基于PROSPECT+SAIL模型的森林冠层叶绿素含量反演

森林冠层叶绿素含量直接反映着森林的健康和胁迫情况。叶绿素含量的准确估测,更是研究森林生态系统循环模型的关键。文章以PROSPECT+SAIL模型为基础,从物理机理角度反演森林冠层叶绿素含量。首先利用PROSPECT和SAIL模型模拟叶片水平和冠层水平的光谱,并建立叶片水平叶绿素含量的查找表反演叶片叶绿素含量,然后结合森林结构参数Leaf Area Index(LAI)实现叶片尺度与冠层尺度叶绿素含量的转化,从Hyperion影像反演研究区域冠层水平叶绿素含量。结果表明,叶绿素含量的主要影响波段为400～900nm;PROSPECT模型模拟的叶片光谱和SAIL模型模拟的冠层光谱均与实测光谱拟合效果较好,相对误差分别为7.06%,16.49%;LAI反演结果的均方根误差RMSE=0.5426;利用PROSPECT+SAIL模型可以较好地反演森林冠层叶绿素含量,反演精度为77.02%。     

基于冠层尺度的枣树色素含量的高光谱估算模型

植物冠层色素含量与氮素含量具有高度的相关性,是农业遥感中的关键研究因素。本研究的主要目的是：(1)对比偏最小二乘回归和支持向量机两种建模方法对枣树冠层色素的预测精度;(2)构建基于高光谱数据的枣树冠层色素含量定量反演模型,为枣树冠层色素含量的快速、无损、廉价、环保的测定提供一定的理论依据和技术支持。相关性分析结果表明,枣树冠层色素与高光谱数据之间具有较好的相关性,但叶绿素、叶绿素a要优于叶绿素b和类胡萝卜素。独立样本对模型的预测性能检验结果表明,偏最小二乘回归和支持向量机均能有效的估算枣树色素含量,但不同色素的偏最小二乘回归模型和支持向量机模型的预测精度存在一定的差异,叶绿素和类胡萝卜素的支持向量机模型的预测精度要高于偏最小二乘回归模型,而叶绿素a和叶绿素b则相反。比较不同色素的最佳反演模型的预测精度表明,叶绿素、叶绿素a和类胡萝卜素的预测精度要优于叶绿素b,前三者的决定系数大于0.8,残余预测误差高于2.0,平均相对误差低于13%,而叶绿素b的对应值分别为0.60%,20.79%和1.79%。     

不同地类春小麦拔节期冠层光谱与叶绿素差异研究

为实现对不同地类春小麦叶绿素含量的无损估测,通过分析春小麦冠层光谱与叶绿素含量的相关性,以及对其红边拐点位置与叶绿素含量做回归分析,分别建立了水浇地和旱地春小麦叶绿素含量估测模型并检验了模型精度。结果表明: (1) 拔节期水浇地和旱地春小麦叶绿素含量差异较大,且前者明显大于后者。虽然各地类春小麦光谱反射率与叶绿素含量均有很好的相关性,但旱地春小麦的相关性在可见光和近红外波段均低于水浇地。(2)在可见光范围,旱地春小麦冠层光谱反射率高于水浇地,而在近红外区则相反。阴坡地由于土壤水分高,春小麦长势较好,冠层光谱特点与水浇地差异不大。(3)建立的不同地类春小麦反射光谱红边拐点位置与叶绿素含量的监测模型表明,水浇地春小麦叶绿素含量的监测可用线性模型,预测精度达94.06%。而旱地则宜用二项式模型,预测精度为97.15%,比其线性模型高10.48%。     

基于光学浮标的赤潮生消过程半分析监测方法

赤潮爆发时水体叶绿素a质量浓度升高,引起浮游植物吸收系数、光束总吸收系数等水体固有光学性质(IOP)的变化,并导致水体表观光学性质(AOP)的改变。海洋光学浮标可实现水体表观光学性质的定点连续时间序列观测,基于此发展相应的模型方法有望实现赤潮生消全过程的监测。利用一次赤潮生消过程的海洋光学浮标数据,发展了一种赤潮半分析监测方法。该方法首先由光学浮标数据得到的水体光谱漫衰减系数Kd(λ)和遥感反射率rrs(λ),结合经验确定的水下光场平均余弦进行水体光束总吸收系数a(λ)的半分析估算,然后再半分析反演浮游植物吸收系数aph(λ)和叶绿素a质量浓度。经检验,该方法估算a(675),aph(675)和叶绿素a质量浓度的中值相对误差分别为8.6%,34.9%和38.9%。将本方法与半分析方法(QAA)和统计回归方法进行了对比分析,本方法的优势在于反演精度较高,所采用的经验参数大都源自辐射传输理论计算、不依赖于浮标数据且对反演结果的影响有限。     

基于Sentinel-2A影像的玉米冠层叶绿素含量估算

农作物叶片中的叶绿素通过吸收光能参与光合作用产生化学能,及时、准确地估算叶绿素含量对于农作物长势、养分含量监测、品质评价和产量估算具有重要意义。Sentinel-2卫星的重访周期为5 d,空间分辨率为10 m,具有13个光谱波段,其中包括三个波宽仅为15 nm对叶绿素含量变化敏感的红边波段,是叶绿素含量估算的理想数据源。植被指数是基于农作物在不同波段的反射特性,通过不同波段组合方式刻画长势和叶绿素含量的差异,可用于大区域范围内的玉米冠层叶绿素含量快速、精确估算。以Sentinel-2A影像为数据源,开展基于多种植被指数的玉米冠层叶绿素含量估算方法研究。课题组于2016年8月6-11日在河北省保定市（115°29′-116°14′E,39°5′-39°35′N）进行玉米冠层叶绿素含量的实地测量,并在每个采样位置上采用中绘i80 智能RTK(real-time kinematic)测量系统进行定位。Sentinel-2A影像预处理工作包括几何校正、辐射定标和大气校正,其中大气校正使用Sen2Cor模型和SNAP模型。首先,基于预处理后的Sentinel-2A遥感影像,分别计算CI_green(green chlorophyll index), CI_red-edge(red-edge chlorophyll index), DVI(difference vegetation index), LCI(leaf chlorophyll index), MTCI(MERIS terrestrial chlorophyll index), NAVI(normalized area vegetation index), NDRE(normalized difference red-edge), NDVI(normalized difference vegetation index), RVI(ratio vegetation index), SIPI(structure insensitive pigment index)植被指数。然后,建立样方位置上实测叶绿素含量与各植被指数的统计关系,从而构建玉米冠层叶绿素含量估算模型,并以野外实测玉米冠层叶绿素含量为依据,对基于各植被指数的估算结果进行精度评价。最后,利用筛选出的最优叶绿素含量估算模型,估算研究区内的玉米冠层叶绿素含量。研究的目标为：（1）通过比较分析,构建合适的玉米冠层叶绿素含量估算模型,估算精度以决定系数R2、均方根误差RMSE以及相对误差RE作为评价指标;（2）确定最优波段组合方案：在红边波段中选择与可见光、近红外波段组合效果更优的波段组合方案;（3）确定参与植被指数计算的红边波段的最优数量。精度评价结果表明：（1）选用的植被指数与玉米冠层叶绿素含量呈多项式拟合关系,其中使用红边波段计算的植被指数的估算结果明显优于未使用红边波段的估算结果;红边波段引入后明显提高了可见光、近红外波段对叶绿素含量的拟合的精度,CI_{green(560, 705)}指数比CI_{green(560, 842)}的回归模型R2提高0.516,红边波段参与计算的DVI相对于RVI来说,估算结果更稳定。（2）对于不同的植被指数,参与运算的Sentinel-2A影像的两个红边波段,估算精度的提高程度不同。对于可见光波段参与计算的植被指数来说,在红边波段1（中心波长为705 nm）的估算精度较高,如LCI,CI_green,DVI和RVI等;对于近红外波段参与计算的植被指数来说,在红边波段2（中心波长为740 nm）的估算精度较高,如CI_red-edge,NDRE和NAVI等。（3）对于Sentinel-2A影像来说,两个红边波段共同参与叶绿素含量估算时能取得最高的的估算精度。选用的植被指数中,MTCI_{(665, 705, 740)}指数与玉米冠层叶绿素含量估算精度最高,回归模型拟合精度R2为0.803,模型验证R2为0.665,RMSE为3.185,相对误差RE为4.819%。MTCI_{(665, 705, 740)}指数计算中使用了两个红边波段,突出红边波段反射率差值变化,与玉米冠层叶绿素含量表现出很好的相关性。最后,利用优选出的基于MTCI指数的叶绿素含量估算模型,对研究区范围内的叶绿素含量进行估算并完成空间制图。     

Spectral changes in the fluorescence of chlorophyll during photosynthesis induction

With the help of a light-emitting diode with a radiation maximum at 407 nm and an S-2000 UV-VIS spectrometer connected with a computer, the spectral changes in the fluorescence of chlorophyll from acacia leaves (Acacia sp.) preliminarily subjected to a dark adaptation are studied. It is found that, in the slow induction phase, the Kautsky effect manifests itself in the “compression” of the intensity of the chlorophyll fluorescence spectrum, with this spectrum exponentially approaching the steady-state shape with a time constant of 10–20 s. Once the steady-state fluorescence spectrum of chlorophyll was established, the amount of energy delivered to the upper singlet level is one and a half times greater than at 735 nm. The ratio between the energies spent for photochemical processes of photosynthesis and for fluorescence depends on the wavelength and the instant of time of the induction period. In the steady-state state of the chlorophyll fluorescence, the values of this ratio at 685 and 735 nm are equal to 5.9 and 3.4, respectively.     

基于优化面积光谱指数的玉米叶片叶绿素值估测

综合使用光谱技术对作物养分进行实时、有效诊断,有助于作物的精准管理、保障产量和减少环境污染,提高肥料利用率,并且为定量估测作物生化组分状况提供了一种新的途径.光谱指数是进行作物叶片叶绿素实时估测的重要指标,然而由于受到环境条件及内在生化成分的影响,估测结果不尽满意.为了进一步提高光谱指数在估测作物叶片叶绿素含量时的抗干...     

橄榄油的聚集荧光猝灭及吸收光谱特性的研究

素有“液体黄金”之称的橄榄油已成为健康食用油的代名词,不仅身价陡增,而且在非产地市场也已成为一种畅销油。在橄榄油检测技术中光谱法与其他技术相比具有快速、无损、无样品处理等优势而备受关注,而不同的光谱检测方法在检测的物质成分上各有侧重,例如红外光谱法侧重于脂肪酸含量的检测、拉曼光谱法侧重于分子的检测、荧光光谱法侧重于光敏物质的检测以及吸收光谱法侧重于光敏物质和不饱和脂肪酸的检测等。荧光及吸收光谱对光敏物质反应极其灵敏,而橄榄油富含叶绿素等光敏物质,因此荧光及吸收光谱成为一种鉴别橄榄油的有效技术手段。叶绿素是一种含有环卟啉结构的有机分子,该类分子结构具有吸光特性,且不同的叶绿素吸收光谱各异,其中绿色植物的叶绿素a含量最多。为深入研究叶绿素的吸收光谱及荧光特性在橄榄油鉴别中的应用,将特级初榨橄榄油中掺入不同比例的玉米油,已达到间接调控橄榄油中叶绿素含量的目的,测量不同掺伪比例橄榄油的荧光及吸收光谱并研究与叶绿素浓度的相关性,以此来研究叶绿素浓度与掺伪量对橄榄油吸收光谱及荧光特性的影响。取10份同批次的特级初榨橄榄油,将其中9份按照等比例稀释,并对10份样品按照掺伪量依次排序;依次采集这10份样品的荧光及吸收光谱,比较叶绿素浓度与掺伪量的相关性及对这两种光谱技术在橄榄油鉴别中的影响。随着叶绿素浓度的上升,荧光强度由弱变强,并在某一时刻后会出现荧光强度急剧减弱的现象,即聚集荧光猝灭。这种现象主要是由于叶绿素的环卟啉分子结构引起的分子间π-π作用,使未被激发的低能分子与高能分子堆叠在一起,能量的辐射跃迁（荧光）也转变为分子间的能量转移（热能交换）。对于吸收光谱,随着叶绿素浓度的上升,吸收光谱的强度也逐渐增强。橄榄油中叶绿素吸收的能量主要去向包括镁电子辐射跃迁产生荧光以及分子间热能交换两部分,而橄榄油的吸收光谱并未出现类似于聚集荧光猝灭的现象,且吸收光谱强度与掺伪浓度间存在近似线性相关的关系。结果表明：当聚集荧光猝灭出现时,叶绿素吸收的能量仍然与浓度呈线性相关,此时高、低能分子堆叠引起的热能交换效率提高。     

温室黄瓜病虫害的叶绿素荧光光谱分析

基于叶绿素荧光光谱分析技术,从光谱形态角度出发确定了波长685 nm作为健康与病虫害叶片分析的第一特征点,采用简单波段自相关选择与主成分分析方法相结合实现对光谱的降维处理,并在保持光谱信息达到99.999%的前提下将主成分因子个数由10降为5。对比分析了偏最小二乘回归、BP神经网络和最小二乘支持向量机回归三种建模方法,以真实值与模型预测值的相关系数作为评价标准,最终确定最小二乘支持向量机为温室黄瓜病虫害叶绿素荧光光谱分析的一种较为适宜的建模方法。     

基于多角度成像数据的新型植被指数构建与叶绿素含量估算

叶绿素含量的快速估算对于及时了解作物的长势、病虫害监测以及产量的评估都具有重要意义。利用自主研发的多角度成像观测系统获取了不同生育期玉米的高光谱影像,精确地提取出主平面内各个观测角度下玉米冠层的反射率。通过对ACRM模型模拟值和实测值的分析,计算出玉米冠层红波段下的热点-暗点指数(HDS),并利用该指数对TCARI进行改进,提出一个基于多角度观测的新型植被指数HD-TCARI,最后使用多角度高光谱成像数据对其进行了地面验证。结果表明,HD-TCARI能够减小LAI对叶绿素估算的影响,当叶绿素浓度大于30 μg·cm-2,HD-TCARI与LAI的相关性R2仅为26.88%～28.72%;当叶绿素浓度较高时,HD-TCARI具有抗“饱和”的特性在LAI在1～6之间变化时,HD-TCARI与叶绿素浓度的线性关系R2较TCARI提高了约9%左右。利用多角度高光谱成像数据对HD-TCARI进行地面验证,其与叶绿素浓度的线性关系(R2=66.74%)明显优于TCARI所建立的估算模型(R2=39.92%),证明了HD-TCARI指数具有更好地估算叶绿素浓度的潜力。