红外光谱结合化学计量学快速预测铁皮石斛中总黄酮含量

评价药用植物质量的主要手段之一是有效成分含量检测,不同采收期对药用植物有效成分含量有明显影响。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合化学计量学建立快速预测不同采收期铁皮石斛中总黄酮含量的方法,以期为铁皮石斛质量快速预测评价提供研究基础。采收2014年1至12月的铁皮石斛样品干燥粉碎;以氯化铝显色法测定铁皮石斛中总黄酮含量,分析不同采收时间铁皮石斛总黄酮的累积规律;采集样品红外光谱信息,归属红外吸收峰,拟合红外光谱数据和总黄酮含量数据,结合一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变量、正交信号校正等对数据进行预处理,建立偏最小二乘回归模型预测样品中总黄酮含量。结果显示：(1)样品和标准品芦丁均在270 nm附近有共有吸收峰,实验以270 nm为总黄酮定量波长,标准曲线为y=6.076 5x+0.055 8,相关系数r=0.996 6,线性关系良好;重现性、精密度和稳定性相对标准偏差分别为1.00%,0.37%和0.28%,该方法稳定可靠;(2)总黄酮含量随时间变化趋势为先升高后降低,6月-8月样品含量较高,平均含量大于64.10 mg·g-1;(3)铁皮石斛红外光谱数据与总黄酮含量拟合后进行一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变量、正交信号校正等组合处理,用PLSR模型预测铁皮石斛的总黄酮含量,结果最佳预处理方式为2D+SG5+SNV+OSC-PLSR,训练集和验证集r分别为0.979 0和0.882 4,验证均方根误差(RMSEE)和预测均方根误差(RMSEP)分别为2.438 2和4.169 9,铁皮石斛中总黄酮含量预测值与测量值较接近,表明PLS模型可用于总黄酮含量的快速预测。傅里叶变换红外光谱结合化学计量学能实现铁皮石斛中总黄酮含量准确预测,为铁皮石斛质量评价提供快速、有效的方法。     

纵向分层介质填充矩形波导中并矢格林函数及其应用

本文采用模式展开与散射叠加法推导出纵向分层介质填充矩形波导中并矢格林函数。给出的表达式便于进行计算机数值计算。作为运用实例,分析计算了矩形波导中安装结构驱动点的输入阻抗。     

红外光谱结合判别分析对三七道地性及产地的鉴别研究

利用傅里叶变换红外光谱结合判别分析对三七的道地性及产地进行鉴别研究。测试了11个县13个种植点的136株三七主根样品的红外光谱, 利用Omnic8.0软件计算了每个样品红外光谱的二阶导数光谱。分别采用1 800～700 cm-1光谱范围的红外光谱数据和二阶导数光谱数据, 运用逐步判别分析法建立模型对三七的道地性进行判别研究, 二阶导数光谱数据建立的模型对三七道地性的识别效果更好, 回判正确率为100%, 预测正确率为93.4%。采用交叉验证法检验了模型的稳定性, 并对此方法进行了外推性验证。用二阶导数光谱数据结合相同的判别方法对三七的产地进行识别, 比较了不同光谱范围和不同训练样本数建立的模型判别效果, 每个种植点选择8个样本作为训练样本, 采用1 500～1 200 cm-1光谱范围的数据建立的模型判别效果较好, 回判正确率为99.0%, 预测正确率为76.5%。结果表明, 红外光谱结合判别分析对三七道地性的识别效果好, 有望成为实际中鉴别三七道地性的新方法;对三七产地的识别有一定的效果, 可作为三七产地鉴别的一种新思路。     

硫酸香草醛显色-紫外吸收光谱法在三七质量评价中的应用

采用氯仿、乙醇、水提取三七样品,同时在各溶剂提取液中加入一定量5%硫酸香草醛溶液,建立三七紫外指纹图谱和三七-硫酸香草醛紫外指纹图谱,采用SIMCA软件及共有峰率和变异峰率双指标序列分析法对两种处理所得紫外指纹图谱进行分析研究。结果表明,用氯仿、乙醇、水三种溶剂超声提取20min时效果最佳,加入硫酸香草醛溶液前后,三七紫外指纹图谱变化较大;三七紫外指纹图谱的共有峰率数据较为分散,最小为25.00%(Y5—Y8),最大为84.38%(Y11—Y13,Y20—Y21),最大变异峰率达177.78%(Y8—Y5),且有多个样品的变异峰率超过100%;三七-硫酸香草醛指纹图谱的共有峰率最小为42.86%(Y1—Y19),最大为79.55%(Y22—Y23),且数据分布较为集中,主要分布在50%～70%之间,其变异峰率的范围也较小,主要集中分布在20%～50%之间;双指标序列分析的结果与图谱结果一致,三七-硫酸香草醛紫外指纹图谱的相似性大于三七紫外指纹图谱,差异性与产地和生长年限都相关,相同生长年限样品间的相似性大于不同年限,样品间的异同与地理空间距离的远近没有相关性,相邻产地样品间有较大或较小的相似性。该方法的稳定性、重现性和精密度均较好,可以对至少2个样品的异同进行定量评价,克服了其他一些方法只能进行模糊定性识别的局限,为三七的质量评价提供一种新方法。     

红外光谱结合光谱检索对石斛品种的鉴别研究

用傅里叶变换红外光谱技术结合光谱检索的方法对石斛茎进行品种鉴别研究。测试了23个品种,165株石斛茎样品的红外光谱,光谱显示,各样品的红外光谱非常相似,石斛茎中的主要成分是纤维素等多糖物质。利用光谱软件Omnic8.0建立了三个光谱数据库Lib01、Lib02和Lib03,Lib01由每个品种前4株样品的平均光谱组成,Lib02由平均光谱的一阶导数光谱组成,Lib03由平均光谱的二阶导数光谱组成。各样品光谱分别与Lib01进行指定在1 800～500 cm-1光谱范围的相关性、平方差和平方微分差检索,相关性检索的正确率达到92.7%,平方差检索的正确率达到74.5%,平方微分差检索的正确率达到92.7%。各样品光谱的一阶导数光谱和二阶导数光谱分别与Lib02和Lib03进行指定在1 800～500 cm-1光谱范围的平方微分差检索,一阶导数光谱的检索正确率达到93.9%,二阶导数光谱的检索正确率达到90.3%。结果表明,平方微分差算法的一阶导数红外光谱检索更适合于石斛的品种鉴别。红外光谱结合光谱检索的方法能较好的鉴别不同品种的石斛,有望成为简便、易行的植物品种鉴别方法。     

混合颗粒媒质电磁波动理论

本文给出了混合颗粒媒质的定义,并推导出媒质中平均电磁波与散射电磁波所满足的方程。在稀疏媒质情况下,对方程进行了化简。作为所建立理论的一个实际运用,我们推导出求解复合材料等效介电常数的公式,其计算值与实验值符合很好。     

有界随机媒质的等效介电常数

本文运用强扰动波动理论推导出半空间强扰动随机媒质的Dyson方程.在小尺度扰动下,给出了媒质的等效介电常数.在推导中考虑了空气-媒质分界面的影响.分析和计算结果表明:在媒质分界面处存在一过渡层,在该过渡层中,分界面对媒质的等效介电常数有较大影响,这在计算电磁波在有界随机媒质边界处的反射与折射时必须加以考虑.     

林药复合种植滇龙胆红外光谱鉴别研究

林药复合种植是一种缓解中药资源减少及提高土地利用率的方法。采用傅里叶变换红外光谱法对70份不同种植模式的滇龙胆进行研究,通过Omnic8.0软件对原始光谱进行基线校正、归一化、二阶导数光谱预处理;对样品与龙胆苦苷标准品的二阶导数光谱进行分析;利用各类样品的平均光谱建立两个光谱数据库Lib1和Lib2,其中Lib1在1 800~600 cm~(-1)光谱范围内进行专家检索,Lib2在全谱范围内进行相关性和平方微分差检索。结果表明,样品的红外光谱较为相似,难以直观分析鉴别;样品与龙胆苦苷标准品具有多个共有峰,其中1 611和1 076 cm~(-1)为标准品的特征峰,各样品在1 076 cm~(-1)处峰形差异较小,通过对1 611 cm~(-1)处峰面积的比较,种植于核桃林下的样品龙胆苦苷含量最高,荒坡种植及与木瓜复合种植的样品有效成分含量最低;不同种植模式样品中有效成分的不同表现为光谱匹配值之间的差异,与核桃树、旱冬瓜、桉树、茶树、杉树复合种植的样品间匹配值的差异小于与木瓜复合种植及荒坡种植的样品,专家检索法对样品的误判数为11,相关性检索和平方微分差检索法对样品的误判数分别为4和9,即在全谱范围内相关性检索法对样品鉴别效果最佳,正确识别率为94.29%。红外光谱法结合二阶导数光谱、光谱检索对不同复合种植模式滇龙胆的鉴别效果较好,为不同复合种植中药药源鉴别提供理论依据。     

云当归与土壤中微量元素的测定及其相关性分析

采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法对云当归以及土壤中11种微量元素进行了分析.结果显示,土壤中微量元素的含量依次为Zn＞Cu＞Pb＞Fe＞Mg＞Mn＞Ni＞Cr＞ Cd＞ As＞ Hg;云当归中Mg、Fe、Mn、Zn中含量较高,而As、Cd、Cu、Pb、Hg等元素中含量相对较低,均低于药典标准.土壤中As与Cr、Pb与Zn存在极显著正相关(r=0.785,0.808);Mn与Cr存在极显著负相关(r=-0.733),As与Cu存在显著负相关(r=-0.631).云当归中Fe与Ni极显著正相关(r=0.731),Cd与Cu极显著负相关(r＝-0.714);Zn与Hg显著相关(r=0.655),Ni与As、Fe与Pb、Fe与Cd显著负相关(r=-0.658,-0.637,-0.673).云当归与土壤中的As存在显著相关(r=0.707).