科研产出
正常、缺素和黄龙病柑桔叶片高光谱成像快速诊断
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：应用高光谱成像技术,结合峰值比判别法和偏最小二乘判别法,探讨快速无损诊断正常、缺素和黄龙病柑桔叶片的可行性。在374.28~1 016.89nm可见近红外光谱范围内,采集了正常、缺素和黄龙病柑桔叶片的高光谱数据。以主叶脉为轴线,两侧各选一个长约60像素、宽约30像素的椭圆形感兴趣区域。提取两个感兴趣区域的平均反射率光谱,经相关分析,筛选出502.79和374.28nm一对特征波长,建立了正常叶片的峰值比判别模型,模型误判率为1.7%,但该模型无法区分缺素和黄龙病叶片。采用二阶导数结合平滑光谱预处理方法,处理反射率光谱,建立了缺素和黄龙病叶片偏最小二乘判别模型。采用留一法交互验证确定最佳主成分因子数为17,建模相关系数为0.96,建模标准差为0.13,模型对两类叶片分类正确率都达到了100%。在此基础上,提出了峰值比判别模型和偏最小二乘判别模型相结合的不同类别叶片二步快速诊断法。采用未参与建模的正常、缺素和黄龙病叶片各10片,评价模型的分类能力,模型分类正确率达到了96.7%。实验结果表明:应用高光谱成像技术,结合由峰值比判别模型和偏最小二乘判别模型构成的二步判别法,快速识别正常、缺素和黄龙病柑桔叶片是可行的。
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离子液体中碘催化下2-氨基苯甲酰肼和4-氧代庚二酸的反应研究
《有机化学 》 2017 SCI 北大核心 CSCD
摘要：研究了以2-氨基苯甲酰肼和4-氧代庚二酸为原料,以离子液体为绿色溶剂,在碘催化下进行的反应.结果显示,当酰肼中与酰胺基相连上的N原子没有取代基时,会顺利构建三个新环生成哒嗪并[6,1-b]吡咯并[1,2-a]喹唑啉-1,6,9(7H)-酮衍生物,并通过X单晶衍射分析验证了产物2,3,4,5-四氢化-1H,9H-哒嗪并[6,1-b]吡咯并[1,2-a]喹唑啉1,6,9(7H)-三酮(3a)的结构.而当其取代基是芳基时,由于位阻效应,哒嗪环并没有如期关环,生成四氢吡咯并[1,2-a]喹唑啉-3a(1H)-丙酸衍生物.该方法具有合成路线简洁、溶剂绿色环保、操作简便且收率较高等优点.
关键词： 2-氨基苯甲酰肼 4-氧代庚二酸 哒嗪并[6,1-b]吡咯并[1,2-a]喹唑啉-1,6,9(7H)-酮 四氢化吡咯并[1,2-a]喹唑啉-3a(1H)-丙酸 离子液体 空间位阻
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FTIR在物质结构分析方面的研究进展
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：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。
晚霜冻影响下冬小麦冠层光谱特征与株高要素变化关系
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：冬小麦遭受晚霜冻害后,生理生态方面会发生显著变化,其中又以株高要素的变化最为显著。提取了包括红边位置、红边振幅在内的15个光谱特征参数,以及包括株高、穗长、穗下节间长和倒二节间长变化率4个株高要素,通过相关分析,筛选出与光谱特征相关性最好的株高变化率参数,并建立逐步回归模型。结果表明:仅有株高变化率在2013和2014年两期试验中均与光谱特征参数达到显著相关;将两期试验数据合并后,则穗长、穗下节间长和倒二节间长的变化率也均达到显著相关。综合考虑模型的Adj.R~2和显著性水平(Sig.)可知,模型拟合效果最好的是穗长变化率,其次是株高,穗下节间和倒二节间长变化率。比较模型的RMSE可知,模型预测精度最高的是穗下节间长变化率。该研究对在冻害胁迫条件下用光谱特征参数预测小麦株高各要素的变化提供了很好的参考,对研究晚霜冻害低温胁迫下冬小麦株高要素变化的规律具有指示性意义。
关键词： 冬小麦 晚霜冻害 光谱指数 株高要素 相关分析 回归分析
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基于太赫兹光谱技术的D-无水葡萄糖定性定量分析研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：葡萄糖是生命活动中重要的有机分子,研究葡萄糖在太赫兹波段的吸收特性并开展定性定量分析研究具有重要意义。太赫兹光谱对大分子物质具有特异性,当光谱穿透生物大分子时,由于分子间作用力和分子转动振动等因素影响,会产生太赫兹光谱下的特征指纹峰,不同大分子物质的指纹峰具有特异性,利用这一特征可以对不同大分子物质进行鉴别。本研究选取D-无水葡萄糖为研究对象,首先运用太赫兹时域光谱技术测量得到葡萄糖样品的时域光谱,测得的时域光谱经过傅里叶变换得到频域光谱,再采用Dorney和Duvillaret方法计算得到吸收系数,研究样品的吸收特性,然后开展了数学建模研究并建立了D-无水葡萄糖含量与太赫兹光谱的定量预测数学模型。研究结果表明,D-无水葡萄糖在太赫兹波段呈现明显的吸收特性,比较多元线性回归与偏最小二乘方法建立的回归模型,通过多元线性回归对样品的特征指纹峰建立的回归模型,得到的预测模型精度较高,稳定性较好,模型的校正集相关系数达0.977 2,均方根误差为0.061 6,预测集相关系数为0.992 7,预测均方根误差为0.055 2,从而太赫兹时域光谱技术可用于有效开展D-无水葡萄糖定性定量研究,该研究为运用太赫兹光谱技术手段开展果蔬、食品、药品中葡萄糖含量快速检测提供方法参考。
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液相色谱-串联质谱法同时测定动物血浆中21种霉菌毒素或其代谢物残留
《分析化学 》 2017 SCI 北大核心 CSCD
摘要：建立了同时检测动物血浆中黄曲霉毒素B1等21种霉菌毒素或其代谢物残留的液相色谱-串联质谱方法。动物血浆样品中加入0.1%甲酸-乙腈溶液、NaCl和无水MgSO_4进行萃取,无水MgSO_4和C_(18),PSA,A-AL对提取液进行脱水净化,经浓缩、复溶和离心后,再进行测定。采用反相C_(18)色谱柱分离,以0.1%甲酸-0.5 mmol/L乙酸铵溶液和0.1%甲酸-甲醇溶液作为流动相进行梯度洗脱,采用电喷雾离子源(ESI)多反应监测离子模式(MRM)进行检测,基质标准曲线外标法进行定量分析,线性范围在0.05~100 ng/mL之间,方法的定量限为0.05~0.5 ng/mL。在高、中、低3个添加浓度水平下,21种霉菌毒素的平均回收率为62.0%~116.4%,相对标准偏差小于19%。
荧光光谱法和分子模拟技术研究考马斯亮蓝G-250与牛血清白蛋白的相互作用
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采用多种光谱技术结合圆二色谱技术研究了考马斯亮蓝G-250(CBBG-250)相互作用于牛血清白蛋白(BSA),探究了两者之间的作用机理。荧光光谱结果表明BSA与CBBG-250结合形式是静态猝灭,随CBBG-250浓度增加,其形成常数随温度逐渐减小,结合比为1∶1,根据Stern-Volmer曲线计算焓变值(ΔH)和熵变值(ΔS)分别为-4.38kJ·mol~(-1)和-6.16J·mol~(-1)·K~(-1),均小于零,证明该过程是一个自发过程。傅里叶红外光谱测定结果表明CBBG-250的加入引起BSA结构的变化,随着CBBG-250溶液浓度的增加,BSA中色氨酸微环境极性被改变,在1 600~1 700cm~(-1)(酰胺带Ⅰ)和1 600~1 500cm~(-1)(酰胺带Ⅱ)处的特征吸收带蓝移。其中1 650cm~(-1)移动至1 710cm~(-1),1 544cm~(-1)移动到1 573cm~(-1),显示BSAα-螺旋(1 650~1 658cm~(-1))和β-折叠(1 620~1 640cm~(-1),1 675cm~(-1))结构发生变化,且α-螺旋含量比结合前有所降低。圆二色谱分析结果表明,两者间通过氢键和范德华力为主的作用力使得BSA二级结构发生变化,α-螺旋含量由42.15%下降至1.27%,该结果进一步被分子建模对接技术证明。
关键词： 光谱法 分子模拟 考马斯亮蓝G-250 牛血清白蛋白 相互作用
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顺丁烯二酸β-环糊精酯-N-乙烯基吡咯烷酮水溶性聚合物的合成及其吸附疏水性药物的研究
《分析化学 》 2017 SCI 北大核心 CSCD
摘要：以γ射线引发顺丁烯二酸β-环糊精酯(CDM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)发生自由基链式反应,制备了顺丁烯二酸β-环糊精酯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物(CDM-NVP)。优化后的CDM-NVP聚合物的合成条件为:CDM∶NVP为1∶0.7(w/w,CDM 3.6 g和NVP 2.52 g),辐照剂量4 k Gy,DMF溶液用量为20 m L。在此条件下制备聚合物的产率为84%,重均分子量为20 k Da。结果表明,此聚合物可以同纳他霉素(NM)和多菌灵(MBC)形成稳定复合物。研究了复合物抑菌活性,测定了其表观稳定常数。利用紫外光谱、核磁图谱和相溶解度对药物复合物进行结构表征。303 K下,NM-CDM-NVP和MBC-CDM-NVP复合物的表观稳定系数分别为12988.54和865.94 L/mol。抑菌实验结果表明,NM-CDM-NVP和MBC-CDM-NVP复合物可以显著提高NM和MBC的溶解性和抑菌活性。
关键词： β-环糊精 N-乙烯基吡咯烷酮 γ-射线辐照聚合 抑菌活性
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不同耐热型春玉米品种对高温的光谱特征响应
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：运用两种光谱仪(SPAD-502叶绿素仪与Sunscan植物冠层分析仪)分析了华北平原不同耐热型春玉米品种的光合性能对灌浆期高温的光谱学特征响应。田间试验于2011年—2012年在河北省吴桥县进行。品种选用天玉198、兴玉998与天润606,设置2个播种期(4月15日与4月25日),于灌浆期测定3个光谱特征值,即叶绿素相对含量(SPAD)、叶面积指数(leaf area index,LAI)与光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)。结果表明,播种期4月15日与4月25日相比,春玉米灌浆期≥33℃日最高气温的天数与日均温分别增加了3.5d和0.8℃,而日照时数、降雨量、气温日较差及生育期长短均相似;天玉198与兴玉998、天润606相比,耐热指数(stress tolerance indices,STI)分别高2.9%,11.0%;根据STI由大到小的顺序,将天玉198、兴玉998与天润606分别定为耐热型、较耐热型与不耐热型品种;播种期4月15日,天玉198比兴玉998、天润606的产量分别高4.1%,13.7%,SPAD分别高12.5%,19.6%,LAI分别高5.3%,5.6%,PAR分别高4.0%,14.0%;播种期4月25日,产量分别高1.3%,2.8%;SPAD分别高3.5%,6.0%,LAI分别高1.7%,4.1%,PAR分别高-4.4%,0.9%;三个品种在高温胁迫环境下产量差异显著,耐热型品种具有显著的产量、SPAD与LAI优势(p<0.05)。播种期4月15日相对于4月25日,天玉198、兴玉998、天润606的产量分别降低了3.2%,5.9%,12.6%;SPAD分别降低了8.6%,12.4%,15.7%;LAI分别降低了11.7%,17.6%,19.8%;PAR分别降低了3.4%,11.3%,14.5%;STI与SPAD的降幅(r=-0.883,p<0.05)、LAI的降幅(r=-0.853,p<0.05)均呈显著负相关,与PAR的降幅(r=-0.923,p<0.01)呈极显著负相关;SPAD的降幅与PAR的降幅(r=0.872,p<0.05)呈显著正相关;LAI的降幅与PAR的降幅(r=0.943,p<0.05)呈极显著正相关。综上所述,耐热型春玉米品种在灌浆期受高温胁迫时,能够在个体层面保持相对较高的叶绿素含量,在群体层面保持相对较高的叶面积,进而保持了较高的光能截获与利用,削弱了高温对光合的抑制程度,缩小了产量降幅,实现了高产与稳产;品种的耐热性可以通过其光谱特征(SPAD,LAI和PAR)对高温的响应作为鉴定与评价的主要指标之一,为利用光谱特征研究玉米耐热性提供了依据。
西瓜检测部位差异对近红外光谱可溶性固形物预测模型的影响
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：西瓜可溶性固形物含量的无损检测对提升其内部品质十分重要。为实现近红外光谱对小型西瓜表面各部位可溶性固形物含量的准确预测,减小检测部位差异对预测模型的影响,以"京秀"西瓜为研究对象,分别采集赤道、瓜脐和瓜梗三部位的漫透射光谱信息,利用偏最小二乘算法(PLS)建立并比较单一检测部位和混合所有检测部位的西瓜可溶性固形物近红外光谱预测模型,并分别采用连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)对西瓜可溶性固形物近红外光谱变量进行特征波长筛选。结果显示,相比于单一检测部位的模型,混合所有检测部位的校正集样本建立的模型取得了较优的预测结果。同时,利用CARS算法筛选的42个特征波长变量建模,对三种检测部位预测集样本的预测结果分别为赤道R_P=0.892和RMSEP=0.684°Brix,瓜脐R_P=0.905和RMSEP=0.629°Brix,瓜梗R_P=0.899和RMSEP=0.721°Brix。模型得到了很大的简化,且预测精度较高。比较发现,利用SPA算法筛选的19个特征波长变量所建模型的预测精度较低。利用三种检测部位的西瓜样本建立的PLS混合预测模型,结合CARS算法进行有效特征波长变量筛选,可提高西瓜可溶性固形物预测模型的精度,实现西瓜表面各部位可溶性固形物含量的准确预测,减小检测部位差异对近红外光谱预测模型的影响。结果为今后开发便携式设备检测西瓜表面各部位可溶性固形含量提供参考依据。
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