科研产出
粮油品质安全高光谱成像检测技术的研究进展
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：粮油品质安全至关人类营养健康与生命安全。常规检测粮油品质安全方法,由于操作困难、破坏性强、费用高、试剂污染等缺点,不能满足快速无损,高效无污染的要求,难以与工业4.0接轨。整合光谱和图像手段的高光谱成像技术,伴随着化学计量学的发展,突破了常规检测方法局限性,是粮油品质安全检测技术的发展趋势。在大量文献的基础上,综述了高光谱成像技术原理,以及在品质方面(组分测定、发芽检测、品种分类)和安全方面(真菌检测、虫害检测)的研究进展,特别分析了高光谱成像技术检测粮油品质安全的应用光谱范围、化学计量学方法、仪器设备和模型准确性,指出了现阶段在粮油品质安全检测中存在的主要问题,并对今后的研究方向和重点进行了展望,以期推动高光谱成像技术在粮油领域的应用发展。
碲化镉量子点用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析全氟化合物
《分析化学 》 2016 SCI 北大核心 CSCD
摘要：考察了CdTe量子点作为新型无机基质,应用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)法分析全氟辛烷磺酸(PFOS),全氟癸烷磺酸(PFDS),全氟己烷磺酸(PFHx S)和全氟庚烷磺酸(PFHp S)4种全氟化合物(PFCs)的效果;同时与传统有机基质α-氰基-4-羟基桂皮酸(CHCA)、1,8-双二甲氨基萘(DMAN)进行比较。实验中,分别将目标分析物与基质溶液滴于样品板上并混合均匀,待自然蒸干溶剂后形成结晶状,采用337 nm波长紫外激光辐照激发,在负离子模式条件下MALDI-TOF-MS分析检测。此外,简要探讨了CdTe量子点颗粒激光辅助解吸离子化的机理。结果表明,Cd Te量子点颗粒,具有较强紫外吸收,可直接作为无机基质用于以上4种全氟化合物的MALDI-TOF-MS分析,并且具有提高待测物质谱峰强度等特点。
关键词： 碲化镉量子点 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 全氟化合物
多信息融合的冬小麦地上鲜生物量检测研究
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：将小麦冠层光谱与小麦冠层图像或者侧面图像进行多信息融合,对冬小麦地上鲜生物量进行预测,提高了冬小麦地上鲜生物量无损检测精度,试验获取苗期93个样本的冠层光谱和冠层图像,中后期(拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期)200个样本的冠层光谱和侧面图像。将光谱反射率作为光谱特征参数,并通过图像处理提取小麦覆盖度作为图像特征参数,建立苗期和中后期基于光谱特征参数和图像特征参数的地上生物量检测模型,将冠层光谱反射率和小麦覆盖度作为多信息融合的输入,利用多元回归分析(MRA)和偏最小二乘法(PLS)建立地上鲜生物量预测模型并进行验证。结果表明,在苗期和中后期,将光谱信息和图像信息融合,采用PLS所建立的预测模型与单独的图像模型和光谱模型相比精度最高。苗期基于信息融合所建立的PLS模型验证集R~2为0.881,其RMSE为0.015kg;中后期基于信息融合所建立的PLS模型验证集R~2为0.791,RMSE为0.059kg。由此可见,相比单一的光谱模型和图像模型,图像信息和光谱信息融合之后,充分提高了光谱信息和图像信息的利用率,使模型的精度得以提高。
ATR-THz波谱结合PLS-DA对陈化小麦快速无损鉴别研究
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采用ATP附件采集了人工控制条件老化小麦样品的太赫兹波谱数据,并在PCA综合得分基础上对数据进行分集,建立陈化小麦的快速无损鉴别PLS-DA模型,并对其进行外部验证。结果显示,针对吸收系数谱,所建模型的校正集实验组、对照组以及交互验证实验组、对照组正确率分别为84.2%,94.7%,84.2%和81.6%,外部验证集实验组、对照组正确率分别为73.7%和100.0%;针对折射率谱,所建模型的校正集实验组、对照组以及交互验证实验组、对照组正确率分别为84.2%,92%,76.3%和76.3%,外部验证集实验组、对照组正确率分别为84.2%和89.5%。研究表明,ATR-THz技术在陈化小麦无损鉴别方面具有一定的应用潜力。
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ICP-MS用于云南南部四种特色蜂蜜的植物源鉴别分析
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术结合化学计量学分析技术对采自云南南部的四种特色蜂蜜中的23种矿物元素进行了分析。结果表明:ICP-MS技术测定蜂蜜中多种矿物元素含量的稳定性、精确度较好,回收率较高;23种矿物元素中有21种元素(Na,Mg,K,Ca,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,As,Se,Sr,Mo,Cd,Sb,Ba,Tl,Pb)在不同蜂蜜品种间存在显著差异;主成分分析结果显示,前4个主成分的累积方差贡献率达到77.74%,第一主成分中的Mg,Ca,Mn,Co,Sr,Cd,Ba七种元素包含大部分蜂蜜信息;通过逐步判别分析,Mg,K,Ca,Cr,Mn,Sr,Pb共七种元素被筛选出来并用于建立判别函数模型,对所建模型进行回代检验和交叉检验,正确判别率分别为90%和86.7%,表明多元素指标对云南南部四种特色蜂蜜植物源的判别效果较好。鉴于所采蜂蜜样品都来自云南南部,气候和土壤等环境条件类似,四种蜂蜜中矿质元素的差异主要与对应的蜜源植物有关,因此,利用矿质元素差异鉴别蜂蜜植物源具有可行性。
近红外光谱技术快速鉴别蜂胶品种的可行性研究
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：不同植物源的蜂胶物质组成不同,其生理和药理活性也存在着一定的差异。目前主要是根据蜂胶中物质组成及其含量的不同来鉴别蜂胶植物源,存在着一些局限性。因此,建立一种快速、准确鉴别蜂胶植物源的方法具有重要的意义。以三种不同植物源的蜂胶(杨树型蜂胶、桦树型蜂胶和橡树型蜂胶)为研究对象,利用傅里叶变换近红外光谱仪对蜂胶的无水乙醇溶液进行光谱扫描,采用主成分分析结合马氏距离判别法和典型判别分析分别建立蜂胶品种的判别模型并对其性能进行检验。结果表明:在经过光谱预处理和主成分分析后,得到最佳的光谱建模波段为4 500~12 000cm~(-1),最佳的光谱预处理方法为一阶导数+Savitzky-Golay(7)平滑;主成分分析结合马氏距离判别法建立的判别模型校正集和检验集的判别准确率分别为93.62%和82.61%;典型判别分析建立的判别模型的判别准确率为91.4%,交叉检验的判别准确率为88.6%。由此可知,主成分分析结合马氏距离判别法与典型判别分析对蜂胶样品的分类效果均较好。近红外光谱技术结合化学计量学方法应用于蜂胶植物源的快速、准确鉴别具有一定的可行性和实用性。
关键词： 近红外光谱技术 蜂胶 植物源鉴别 主成分分析结合马氏距离判别法 典型判别分析
ATR-FTIR分析冻结—解冻后的牛肉蛋白二级结构变化
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：研究了牛肉蛋白质二级结构稳定性在-18,-23及-38℃不同温度下的变化情况,明确了肉品工业中不同冷冻温度对肉品品质的作用机制。利用了傅里叶变换衰减全反射红外光谱(attenuated total reflectance Fourier transfer infrared spectroscopy,ATR-FTIR)技术、自动去卷积以及曲线拟合等计算方法,分析了-18,-23及-38℃三个温度下,牛肉肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)在冻结—解冻过程中的红外光谱图变化及蛋白质二级结构变性程度。ATR-FTIR结果显示,冻结—解冻过程中牛肉MP红外光谱图峰高、峰面积发生变化,且峰波数发生红移或者蓝移;冻结—解冻后牛肉MP红外光谱图中3 500~3 300cm-1波段的吸收峰强度减弱甚至消失,说明解冻后牛肉MP中的结合水中O—H基团与氨基酸CO基团形成的分子内和分子间氢键断裂;冻结会影响牛肉MP二级结构的稳定性,导致牛肉蛋白质二级结构发生变化,其中除了无规则卷曲比例上升以外,α-螺旋、β-折叠、β-转角含量均下降,造成有序结构向无序结构转变;解冻后,冻结温度为-38℃的处理组牛肉β-折叠增加量大于-23和-18℃处理组,-38℃冻结牛肉MP二级结构的稳定性最好,解冻后蛋白质复性也最好。即蛋白质冷冻变性程度随着冻结温度的降低而减轻,蛋白质二级结构特征保持也越好。该试验研究基于肉品工业生产实际,研究结果从微观层面揭示了冻结温度对牛肉蛋白质变性的影响规律及可能的机制,为冷冻肉冻藏保鲜工艺制定提供了参考。
关键词： 傅里叶变换衰减全反射红外光谱 牛肉 冻结—解冻 蛋白质二级结构
西北灌漠土长期不同施肥改变土壤可溶性有机质的化学及光谱学特性
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：依托在河西走廊灌漠土上开始于1988年的长期定位试验,利用紫外-可见光谱、红外光谱、元素分析等方法研究了不同施肥处理下土壤可溶性有机质(DOM)的变化。试验设施用有机肥、绿肥、化肥和不施肥对照4个处理。结果表明,施肥增加DOM的含量,相比对照处理,有机肥处理、绿肥处理、化肥处理的可溶性有机碳(DOC)分别增加37%,29%,16%,可溶性有机氮(DON)分别增加334%,257%,182%,总碳水化合碳(TCs)分别增加90%,25%,2%,总有机酸碳(TOAs)分别增加195%,116%,58%。有机肥处理各指标比对照处理均差异显著,除TCs外绿肥处理、化肥处理的其他指标也比对照处理差异显著。紫外-可见光谱结果,施肥提高了DOM的紫外吸收特征值SUVA_(254),SUVA_(260),SUVA_(272),SUVA_(280),表明施肥增加了DOM的芳香及疏水部分比例、腐殖化程度、平均分子量,使DOM更趋于稳定。不同施肥处理间表现出相当一致的规律,有机肥效果最为明显,其次是绿肥、化肥。红外光谱分析结果,有机肥处理相对于其他处理芳香族特征峰从1 625cm~(-1)处向近红外方向移动出现在1 649cm~(-1)处,接近土壤胡敏酸芳香族特征峰(1650cm~(-1)),说明有机肥处理土壤DOM的芳香性更高。绿肥处理在归属于糖、醇类及羧酸物质C—O伸缩振动的1 260~1 000cm~(-1)吸收峰高于其他处理,说明绿肥处理增加了土壤DOM的富氧基团类物质。化肥处理在归属于N—H振动的3 559,3 419和1 456cm~(-1)吸收峰高于其他处理,表明化肥增加了土壤DOM的胺类物质。元素分析结果显示有机肥、绿肥、化肥分别增加了C,O,N的相对含量。
利用余补误差函数模拟土壤中铜老化微孔扩散过程模型的构建
《化学学报 》 2016 SCI 北大核心 CSCD
摘要：土壤中铜的老化是指土壤中外源铜的生物有效性或毒性、同位素可交换性及化学有效性随时间降低的过程.此前Ma等提出了两个半机理模型,并分别预测了铜在土壤中的短期和长期老化作用.本文在探讨土壤中铜的老化规律及影响因素的基础上,通过对Ma等的两个半机理模型进行整合与修正,结合Crank对扩散过程的描述,发现利用余补误差函数可以模拟土壤中铜老化的微孔扩散过程的短期(扩散作用与时间的平方根线性相关)和长期行为(扩散作用与时间的自然对数线性相关),解决了土壤中铜短期和长期老化模型之间缺少连续性的问题.本模型考虑了土壤p H及老化时间对老化作用的影响,这两个因素均与老化作用呈正相关,相较于Ma等此前提出的半机理模型,本模型可获得更为准确的预测结果.
基于金属有机框架结构的分子印迹聚合物电化学传感器检测猪尿中苯乙醇胺A
《分析化学 》 2016 SCI 北大核心 CSCD
摘要：以苯乙醇胺A(PEA)为模板分子、对氨基苯硫酚(PATP)为功能单体和有机配体、金纳米颗粒(AuNPs)为金属中心,通过原位电聚合在金电极表面成功制备了具有金属有机框架(MOFs)结构的分子印迹聚合物(MIP)复合膜,构建了具有分子识别特性的复合膜电化学传感器,实现了对PEA的灵敏检测。采用电化学技术和扫描电镜对修饰电极进行表征。优化了扫描速率、pH值、洗脱时间和富集时间等检测条件。在优化条件下,此电化学传感器对PEA在1.0×10~(13)~1.0×10~9mol/L范围内有很好的线性关系,相关系数达到0.996,检出限为1.0×10~(13)mol/L。在猪尿液中添加不同浓度的PEA,回收率在92.7%~108.4%,相对标准偏差小于8.0%。本方法对实际猪尿中PEA的检测具有很好的灵敏度、特异性和稳定性。
