车前 1刘刚 1,*田雪 1欧全宏 1[ ... ]时有明 2
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院,云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子信息学院,云南 曲靖 655011
种子萌发作为植物生命历程的开端,直接影响作物的最终产量。种子萌发常遭遇低温的影响,严重威胁粮食生产安全。利用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合研究低温对谷物种子(藜麦、青稞、水稻和小麦)萌发的影响。研究结果显示,4种谷物种子的发芽势、发芽率和发芽指数都随温度的降低而下降,青稞种子在4 ℃低温下的发芽率和发芽指数仍然较高,表明青稞种子的耐低温能力更强。红外光谱结果显示,低温胁迫下的谷物种子原始红外光谱整体特征相似,主要由多糖、脂肪和蛋白质的特征吸收峰组成。对低温胁迫下的谷物种子多糖(1200~950 cm-1)和酰胺Ⅰ带(1700~1600 cm-1)进行曲线拟合,结果显示:藜麦种子的多糖含量上升,蛋白质含量下降;青稞种子的多糖和蛋白质含量均呈先升后降的趋势;水稻种子的多糖含量下降,蛋白质含量上升;小麦种子的多糖含量呈先升后降的趋势,蛋白质含量呈先降后升的趋势。另外,在低温胁迫下,藜麦、青稞、水稻和小麦种子中都有不同比例的蛋白质二级结构从无序转向有序。因此,傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合是一种研究低温胁迫对种子萌发影响的有效方法。
光谱学 谷物种子 低温胁迫 红外光谱 曲线拟合 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1530003
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
不同品种及产地的小米在口感及营养价值上存在显著差异, 因此区分不同种小米对消费者具有参考意义。 将傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 二维相关红外光谱(2D-IR)与曲线拟合、 主成分分析(PCA)相结合, 鉴别小米的品种及产地。 结果显示: 小米主要由碳水化合物、 蛋白质和脂质组成, 因此, 其FTIR特征相似; 二阶导数光谱(SD-IR)在3 012, 2 962, 2 928, 2 856, 1 748和1 548 cm-1附近的吸收峰强度存在明显差异; 2D-IR在1 200~860和1 700~1 180 cm-1范围内, 小米样品的自动峰和交叉峰数目、 位置和强度差异明显; 曲线拟合结果显示小米在1 700~1 600 cm-1范围内子峰面积比例不同, 说明不同品种间小米的蛋白质含量不同, 可以实现小米品种的鉴别分类; 选取1 800~800 cm-1范围内的导数光谱进行主成分分析, 前3个主成分累积贡献率为97%, 不同产地的小米都得到正确归类。 研究表明, 红外光谱结合统计分析方法, 是鉴别小米品种及产地的有效方法。
小米 红外光谱 曲线拟合 主成分分析 鉴别 Millet Infrared spectroscopy Curve fitting Principal component analysis Discrimination 
光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1841
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
种子的萌发是种子生命历程中的主要组成部分之一, 了解种子萌发过程中经历的生理生化变化, 准确确定种子的活力, 对农业生产很重要, 因而, 研究种子萌发有重要意义。 采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合研究不同萌发程度的水稻种子, 以探寻种子贮藏物质动员情况, 对不同萌发时间的水稻种子进行傅里叶变换红外光谱、 二阶导数光谱、 二维相关红外光谱和曲线拟合研究。 结果显示, 原始红外光谱整体相似, 光谱反映出水稻种子的主要贮藏物质为淀粉、 蛋白质和脂肪; 吸收峰强度比A1 659/A1 019, A1 740/A1 019, A1 157/A1 019, A1 157/A1 081随萌发时间的增加而降低。 814~1 000和1 028~1 340 cm-1范围内的二维相关红外光谱结果显示自动峰个数和最强自动峰的位置、 强度随种子萌发时间的增加而变化, 表明种子在萌发过程中糖类和蛋白质发生变化。 二阶导数光谱在1 200~950 cm-1范围内出现七个峰, 其中988 cm-1处的峰随萌发时间的增加向较高波数蓝移, 而1 053和1 158 cm-1处的峰向较低波数红移, 表明水稻种子在萌发过程中多糖的结构和含量可能发生了变化; 在1 700~1 600 cm-1范围内出现九个峰, 其中1 641和1 692 cm-1处的峰呈现随萌发时间的增加红移到较低波数的趋势, 表明水稻种子在萌发过程中蛋白质的结构和含量可能发生了变化; 在1 800~1 700 cm-1范围二阶导数光谱仅观察到1 712和1 744 cm-1处的两个峰, 其中1 744 cm-1由脂类物质C=O伸缩振动引起, 为脂肪的特征峰。 为进一步研究水稻种子萌发过程中贮藏物质的具体变化, 以二阶导数光谱确定的子峰位置和数目为依据, 对原始红外光谱的1 200~950与1 800~1 600 cm-1区域进行曲线拟合分析。 曲线拟合结果显示, 随萌发时间的增加, 多糖和蛋白质的相对含量总体上呈现下降趋势, 脂肪的相对含量先降后升。 研究表明, 傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合可作为研究种子萌发的有效手段。
水稻种子 萌发 傅里叶变换红外光谱 二维相关红外光谱 曲线拟合 Rice seed Germination Fourier transform infrared spectroscopy Two-dimensional infrared correlation spectroscopy Curve fitting 
光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1832
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院,云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子工程学院,云南 曲靖 655011
利用傅里叶变换红外光谱、二阶导数红外光谱结合二维相关红外光谱法,研究了人工老化和自然老化条件下的大豆种子。结果显示,两种老化条件下大豆种子的原始光谱整体相似,吸收峰强度出现了差异;在二阶导数红外光谱中,人工老化和自然老化条件下大豆种子中物质变化趋势趋于一致。两种老化大豆种子在1747和1693 cm-1附近的吸光度随着老化程度的增加而增强的趋势;在1660,1549,1236 cm-1附近整体为减弱趋势;在1610~1550 cm-1附近呈现增加趋势;在1150~1100 cm-1附近呈现减弱趋势,但在老化过程中均出现一定增强。二维相关红外光谱结果显示,未经老化处理的大豆种子的自动峰数目和位置相同,自动峰强度发生改变;自然老化条件下大豆种子随着老化程度的加深,自动峰的数量、强度和位置表现出明显差异;人工老化大豆种子随着老化程度的加深,自动峰的数目和位置差异不明显,强度变化较为明显。大豆种子在老化过程中脂类物质增加,蛋白质物质减少,糖类物质减少,酮/醛类物质增加,氨基酸增加,醇类物质、酚类物质发生变化。利用红外光谱法对人工老化和自然老化条件下大豆种子的研究结果表明,红外光谱法可以实现快速、方便的对两种老化大豆种子的光谱变化进行研究。
大豆种子 人工老化 自然老化 红外光谱 soybean seeds artificial aging natural aging infrared spectroscopy 
光散射学报
2021, 33(1): 84
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
老化粮食种子鉴别对农业生产和食品安全具有重要意义,因此,结合红外光谱和多元统计分析对人工老化小麦种子进行研究。实验结果表明,不同老化程度小麦种子的原始光谱总体比较相似。在二阶导数红外光谱中,人工老化小麦种子在1800~800 cm -1范围内的吸收峰强度和形状显示出差异。在1800~800 cm -1范围内,小麦种子二维相关红外光谱的自动峰数目、强度随老化时间的增加会发生明显变化。研究结果表明,红外光谱法结合主成分分析和系统聚类分析法可以快速、方便地区分人工老化小麦种子,有望发展为鉴别老化种子的新方法。
红外光谱 小麦种子 人工老化 多元统计分析 
激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0830002
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
用金纳米粒子(Au NPs)作为基底,基于罗丹明6G(R6G)探针分子拉曼特征峰随pH的变化,构建了一种具有表面增强拉曼散射(SERS)信号输出的pH传感器。由于(闭)开环形式下存在的(去)质子化R6G分子吸附于增强基底表面的倾斜度取向不同,R6G在不同pH下表现出了不同的SERS活性。根据寻找到的R6G在1363 cm -1和1314 cm -1位置处的SERS光谱峰面积比与pH的线性关系,设计出pH传感器。实验结果表明:R6G的SERS信号在室温下可以稳定2 h以上;当样品溶液pH在7和3之间转换时,传感器表现出了较好的恢复性。在pH检测过程中引入其他金属阳离子后,该探针表现出了对H +较好的选择性。通过检测实际样品的pH发现,该探针的分析性能良好,适于在酸性介质中检测pH。
光谱学 表面增强拉曼散射 pH传感器 罗丹明6G 金纳米粒子 
中国激光
2021, 48(3): 0311003
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
为区分不同种类花粉, 采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM) 和表面增强拉曼光谱对雪松花粉和茶花蜂花粉、荷花蜂花粉、玫瑰蜂花粉、荞麦蜂花粉、五味子蜂花粉、益母草蜂花粉、油菜蜂花粉等七种蜂花粉进行形貌观察和光谱表征。结果显示: 花粉间的形态差异微小, 扫描电子显微镜难于区分各种花粉, 而表面增强拉曼光谱可以简单快速的鉴别不同种类花粉。七种蜂花粉在1800~400 cm-1范围存在明显差异。相比蜂花粉, 雪松花粉的拉曼信号更清晰可辨, 其主要特征谱带出现在1701、1657、1572、1522、1397、1293、1208、810和565 cm-1附近。
表面增强拉曼光谱 雪松花粉 扫描电子显微镜 蜂花粉 鉴别 Surface Enhanced Raman Spectroscopy Pinus Massoniana Lamb pollen Scanning Electron Microscope Bee pollen Discrimination 
光散射学报
2020, 32(3): 210
作者单位
摘要
1 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
2 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
为了鉴别残留包衣剂农药的玉米幼苗, 使用傅里叶变换红外光谱结合主成分分析研究了玉米幼苗的根和叶片。 包衣剂包裹的玉米种子和未经过包衣剂包裹的玉米种子在相同条件下种植, 并测试它们幼苗根和叶片的红外光谱, 进行平行对照试验。 同时测试纤维素和包衣剂的红外光谱用于参考。 包衣剂包裹种子的幼苗根和叶片的红外光谱在1 384 cm-1附近出现C—H的弯曲振动吸收峰, 而未经过包衣剂包裹种子的幼苗根和叶片的红外光谱中C—H的弯曲振动特征吸收峰出现在1 375 cm-1附近。 参考纤维素和包衣剂的红外光谱, 可以确定1 384 cm-1吸收峰源自包衣剂残留的吸收。 在根的红外光谱中, 1 384 cm-1的包衣剂农药残留吸收峰尤为明显, 与1 375 cm-1的峰形对比, 较为尖锐。 随着玉米植株的生长, 根中1 384 cm-1的特征峰相对强度有减弱的趋势, 这是由于包衣剂农药残留被不断输送到植株的地上器官, 导致根中的农药残留浓度降低。 在经过包衣剂包裹种子的幼苗叶片的红外光谱中, 除了1 384 cm-1的农药残留特征峰外, 酰胺Ⅱ带的吸收峰呈现明显的肩峰, 而这一肩峰在种子没有被包衣剂包裹的幼苗叶片中未被观察到。 光谱分析显示一些农药残留的特征吸收峰被较强的纤维素吸收峰所掩盖, 而纤维素的一系列特征吸收峰又造成了光谱信息的重叠和数据冗余, 因此主成分分析被用于挖掘光谱中的特征信息。 在根的主成分1和主成分2得分图中, 含农药残留的样本和未含农药残留的样本被聚为两类, 两类样本散点没有重叠, 正确识别率为100%。 在叶片的主成分1和主成分2得分图中, 含农药残留的样本和未含农药残留的样本虽然也分为两类, 但是少量样本散点存在重叠, 正确识别率为93%。 结果表明, 傅里叶变换红外光谱结合主成分分析可以作为一种客观、 便捷的方法鉴别含有包衣剂农药残留的玉米幼苗。
傅里叶变换红外光谱 玉米幼苗 农药残留 主成分分析 种子包衣剂 Fourier transform infrared spectroscopy Maize seedling Pesticide residues Principal component analysis Seeds coating agent 
光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1554
作者单位
摘要
1 云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
2 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
微生物在生态系统中具有重要的作用,所以鉴别微生物具有重要的意义。采用表面增强拉曼光谱(SERS)对雪松花粉(PML)、双色牛肝菌(BBP)孢子、小美牛肝菌(BSF)孢子和紫色粉孢牛肝菌孢子(TPS)进行鉴别研究。结果显示:雪松花粉的常规拉曼信号在1702,1680,1513,1382,1243,1011,793 cm -1处,表面增强之后在1698,1653,1592,1516,1403,1288,1210,813,562 cm -1出现明显的拉曼峰;三种牛肝菌孢子的常规拉曼未显示拉曼峰,雪松花粉、双色牛肝菌孢子、小美牛肝菌孢子和紫色粉孢牛肝菌孢子的表面增强拉曼光谱在1700~1100 cm -1差异明显。结果表明,利用SERS可以实现对雪松花粉、双色牛肝菌孢子、小美牛肝菌孢子和紫色粉孢牛肝菌孢子的鉴别。
光谱学 表面增强拉曼光谱 雪松花粉 蘑菇孢子 鉴别分析 
激光与光电子学进展
2019, 56(15): 153001
作者单位
摘要
1 曲靖师范学院物理与电子工程学院, 云南 曲靖 655011
2 中国农业科学院(西南大学)柑桔研究所, 重庆 400712
利用红外光谱技术分析感染小斑病的玉米叶片,获取了染病玉米叶片的分子结构信息,研究结果表明真菌病原体对叶片中的蛋白质结构有一定的影响。二维相关红外光谱分析结果显示,健康玉米叶片中蛋白质二级结构的β-折叠构象随着玉米叶片的生长代谢发生变化,而染病玉米叶片中发生变化的是β-转角构象。二维相关红外光谱可以揭示真菌病原体入侵时玉米叶片分子结构的变化情况,为玉米病害的防治提供参考。
光谱学 红外光谱 二维相关红外光谱 玉米小斑病 真菌病原体 
激光与光电子学进展
2019, 56(8): 083002

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