用油细胞原位拉曼光谱检测方法，直接获得了白兰花、深山含笑、黄花含笑油细胞的拉曼光谱，通过分析研究得出其主要挥发物。白兰花盛花油细胞中的主要挥发物为：芳樟醇、β-蒎烯、没药醇、香芹酮、α-松油烯、β-榄香烯。深山含笑盛花、花蕾油细胞中的主要挥发物为：甲氧基肉桂酸乙酯、对伞花烃、香茅醇。黄花含笑小花蕾、花蕾、盛花油细胞中的主要挥发物为：香芹酮、α-蒎烯、β-蒎烯、反式-反式-金合欢醇；对伞花烃、甲氧基肉桂酸乙酯、反式-反式-金合欢醇；甲氧基肉桂酸乙酯、反式-反式-金合欢醇。

为避免复杂的制样提取过程, 在天然状态下获得植物样品油细胞中精油的成分, 用显微拉曼光谱仪, 得到互叶白千层同一植株不同部位的油细胞的分布及油细胞中的主成分。 对各部位的显微镜观察发现在软枝干中不存在油细胞或者很少, 老叶中的油细胞没有新叶中的多。 在老叶油细胞上获得的谱峰中, 1 675和726 cm-1为4-萜烯醇的特征峰, 归属为CC伸缩振动和环的变形振动; 1 700和754 cm-1为γ-松油烯的特征峰, 归属为CC伸缩振动和环的变形振动; 1 609 cm-1为α-松油烯的特征峰, 归属为CC伸缩振动; 1 522, 1 156和1 011 cm-1为β-胡萝卜素的的特征峰, 分别归属为CC伸缩振动、 C—C伸缩振动和C—C面内摇摆振动。 在新叶油细胞上获得的谱峰中, 745 cm-1为顺香桧烯水合物的特征峰, 归属为环变形振动; 1 609 cm-1为α-松油烯的特征峰; 1 525, 1 160和1 008 cm-1为β-胡萝卜素的的特征峰; 老叶与新叶油细胞中的主成分不完全相同, 老叶中油细胞精油为γ-松油烯—4-萜烯醇-α-松油烯型, 而新叶中油细胞中的精油为顺香桧烯水合物-α-松油烯型。 老叶、 新叶的共有物为: α-松油烯、 β-胡萝卜素。 β-胡萝卜素及顺香桧烯水合物为首次在互叶白千层中发现。 利用该方法可迅速的确定植株油细胞的主成分, 为互叶白千层精油提取提供有益参考。

以市场上销售的草甘膦农药作为实验样品,以内壁吸附银纳米粒子的毛细玻璃管为活性基底,对农药草甘膦及其在空气中的挥发物进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究,探索一种使用农药挥发物来检测农药残留量的新方法。用所制备的银胶基底,对市售的不同浓度的草甘膦农药进行了SERS检测,得到草甘膦农药溶液的检测浓度可以达到1.8×10 -6 mol/L。利用所制备的毛细玻璃管银胶基底对不同浓度草甘膦农药溶液挥发物的SERS进行了检测,当草甘膦农药溶液稀释到浓度为1.8×10 -6 mol/L时,其溶液挥发物仍然有明显的草甘膦农药特征吸收峰,说明本实验方法对草甘膦农药溶液挥发物的检测浓度达到1.8×10 -6 mol/L(约等于0.3 mg/kg)。根据2016年制定的《食品安全国家标准》,水果中最大草甘膦残留量为0.5 mg/kg。与国家标准对比,被检测水中草甘膦农药残留浓度已基本达到国家农药残留最大检测标准,因此本实验方法可以作为检测农药草甘膦残留量的一种科学有效的方法,同时可为其他农药残留的检测提供参考。

用拉曼光谱原位分析姜黄橙黄色及黄色薄壁细胞中的物质。德宏、广西及西双版纳姜黄三种样品橙黄色细胞的拉曼光谱非常相似, 较强峰出现在1 632/1 633/1 637、1 599/1 601/1 605、1 184/1 186/1 190 cm-1, 中等强度的峰出现在1 529/1 528/1 534、1 425/1 426/1 430、1 306/1 308/1 311、1 235/1 235/1 239、1 167/1 168/1 173、1 122/1 125/1 130、967/969/975 cm-1。三种姜黄薄壁细胞中出现的强峰、次强峰位置、峰型都一致, 说明三种姜黄橙色薄壁细胞中物质的主要成分相同。与姜黄素(curcumin)拉曼光谱的主要的19条谱线比较, 在姜黄橙色细胞拉曼谱的17条谱峰中有16条与之对应。而黄色薄壁细胞中大部分谱线与支链淀粉的谱峰有较好的对应关系。用密度泛函理论计算了姜黄素的拉曼光谱, 并对谱线进行了初步的归属。

本文应用表面增强拉曼散射技术以纳米银溶胶作为基底直接对17种葱属植物的挥发性物质进行了检测,进一步用SERS谱图结合化学计量学多变量统计分析,对17种葱属植物进行鉴别分类研究,并提出一种基于SERS的快速、有效的挥发性物质筛选式葱属植物鉴别分类研究方法。对不同年份制作的纳米银溶胶进行了重现性测试,结果显示纳米银溶胶作为SERS基底对葱属植物的挥发性物质检测重现效果较好;对同一植物不同部位的挥发性物质进行检测,结果显示光谱峰位变化不大,只是个别峰的相对强度发生了变化;对17种葱属植物的挥发性物质进行检测,结果显示:17种葱属植物的挥发物的SERS光谱可分为三组,1-丙硫醇增强组、烯丙基甲基硫醚增强组、二烯丙基二硫增强组,说明纳米银溶胶对葱属植物的挥发物具有选择性增强效果;17种葱属植物挥发物的SERS谱结合聚类分析、因子分析、判别分析进行多变量统计分析,分析结果显示,样品能按三个不同增强组进行准确分类。实验结果表明,基于SERS的挥发物筛选式葱属植物鉴别分类研究方法可以为葱属植物分类研究提供参考信息。

常温下, 将制备好的长柄山姜及茴香砂仁的水装片放在显微拉曼光谱仪的载物台上, 寻找油细胞, 并分析其中精油。 长柄山姜油细胞上获得的拉曼光谱, 较强峰出现在1 638, 1 600, 1 555, 1 203和1 001 cm-1, 次强峰出现在1 716, 1 577, 1 496, 1 407, 1 346, 1 307, 1 273, 1 181, 1 156, 1 029, 958, 618和218 cm-1共获得26条光谱线, 与肉桂酸甲酯拉曼光谱的29条谱线比较, 长柄山姜油细胞有22条谱线与之有对应关系; 茴香砂仁油细胞上获得的拉曼光谱较强峰出现在1 648, 1 639, 1 607, 1 174, 842和836 cm-1, 次强峰出现在1 292, 1 244, 1 235, 1 204和631 cm-1共获得24条光谱线, 与4-烯丙基苯甲醚的拉曼光谱在300～1 700 cm-1区间内的29条谱线比较, 茴香砂仁油细胞有23条谱峰与之有对应关系。 说明长柄山姜挥发油的主要成分是肉桂酸甲酯, 茴香砂仁挥发油的主要成分为4-烯丙基苯甲醚。 用密度泛函理论计算了肉桂酸甲酯、 4-烯丙基苯甲醚的拉曼光谱, 并对谱线进行了初步的归属。 姜科植物油细胞中精油不需提取就可直接快速的检测, 用此方法可对姜科植物精油的提取进行质量控制及开发研究。

为避免复杂的样品的制备及提取过程, 最大限度避免精油活性成分变化, 常温下, 用拉曼光谱原位分析毛姜花油细胞中精油。样品切片后置于共聚焦显微拉曼光谱仪下, 用10倍物镜可观察到油细胞。油细胞精油的拉曼光谱与1, 8-桉油精拉曼光谱非常相似。以毛姜花油细胞/1, 8-桉油精的拉曼峰为序, 较强峰出现在2 928/2 921、647/652 cm-1, 次强峰出现在540/545、808/813、915/920、926/930、1 012/1 016、1 075/1 080、1 270/1 273、1 427/1 432 cm-1。在油细胞中出现的强峰、次强峰与1, 8-桉油精的拉曼峰一致, 说明毛姜花油细胞中油的主要成分为1, 8-桉油精。毛姜花油细胞的25条拉曼峰都与1, 8-桉油精的拉曼峰有很好的对应关系。

为避免复杂的样品的制备及提取过程,最大限度避免精油活性成分变化,在常温下,用拉曼光谱原位分析大高良姜与节鞭山姜油细胞中精油。两种样品的拉曼光谱非常相似,较强峰出现在1636/1643、1605/1607、1291/1293、1199/1204、1168/1168 cm-1,中等强度的峰出现在1585/-、1439/1437、1308/-、907/908、856/856、797/788、731/732、632/633 cm-1。说明两者的挥发油主要成分相同。与1’一乙酰氧基胡椒酚乙酸酯(1’ -acetoxychavico lacetate)拉曼光谱主要的16条谱线比较,在节鞭山姜油细胞拉曼谱的18条谱峰中有15条与之对应,而对大高良姜而言19条谱线中,有14条与之对应。用密度泛函理论计算了ACA的拉曼光谱,并对谱线进行了初步的归属。

提出一种用拉曼光谱原位分析新鲜姜油细胞中姜油主成分的方法。 用徒手切片制备新鲜姜样品, 该样品置于DXR 激光共焦显微拉曼光谱仪下, 用20倍物镜观察到油细胞, 将激光聚焦在该油细胞上, 获得了姜油细胞中姜油的拉曼光谱, 共21条谱峰。 不同油细胞上获得的拉曼光谱非常相似。 获得了姜精油的拉曼光谱, 与姜精油拉曼光谱的37条谱峰比较, 油细胞有19条谱峰与之有对应关系。 为了解释油细胞精油及姜精油的拉曼光谱, 用密度泛函理论计算了姜烯的拉曼光谱。 姜精油拉曼光谱有31条谱峰, 油细胞中有19条谱峰与计算光谱有对应关系。 该研究提供了一种拉曼光谱技术与密度泛函理论计算结合的快速容易的精油质量控制方法。