作者单位
摘要
农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191
快速准确测定粪水/沼液中的氮磷养分含量, 是现阶段我国规模化奶牛场在种养结合道路上亟需破解的技术瓶颈。 针对传统的实验室湿化学检测方法难以满足奶牛场粪水还田前任一节点氮磷快速定量的现实问题, 研究开发了基于近红外、 中红外及近-中红外光谱融合技术, 实现规模化奶牛场粪水运移全链条环节氮磷含量的本土化快速检测方法。 采集了天津地区27家种养结合型规模化奶牛场粪水流经全程环节(集粪沟、 集污池、 氧化塘等)共计144个样品, 使用傅里叶变换近红外光谱仪和中红外光谱仪分别采集了12 000~4 000和4000~650 cm-1区间的光谱数据, 对所有样品的近红外光谱、 中红外光谱及近-中红外光谱融合数据进行归一化、 基线校正、 SNV等预处理, 分析了近红外光谱和中红外光谱特征, 采用浓度梯度法进行样品分集, 运用偏最小二乘(PLS)、 间隔偏最小二乘(IPLS)和联合区间偏最小二乘(SIPLS)法, 构建了粪水总氮(TN)、 总磷(TP)的近红外模型和中红外模型。 粪水TN模型预测结果较好, 近红外和中红外最佳模型趋近一致;粪水TP模型的预测性能不理想, 近红外和中红外SIPLS最佳模型的$R^{2}_{pred}$仅分别为0.790和0.631, RPD分别为2.213和1.479, 四分位数间隔(RPIQ)分别为3.616和2.351, 难以用于实际检测;为实现粪水氮磷同步有效的测定分析, 进一步提升模型整体预测性能, 综合近红外光谱和中红外光谱数据建立了粪水氮磷近-中红外融合模型, 光谱区间为12 000~650 cm-1, 预测性能整体表现良好, 以近-中红外融合IPLS模型预测结果最为理想, 其$R^{2}_{pred}$分别为0.970和0.861, RPD分别为5.615和2.684, RPIQ分别为12.874和4.394, 总体优于单一近、 中红外模型, 尤其TP的最佳融合模型, 其$R^{2}_{pred}$相比近、 中红外最佳单一模型分别高出0.071和0.170。 研究表明, 近-中红外光谱融合技术可以实现对规模化奶牛场粪水运移全链条环节氮磷含量的准确速测, 为粪水科学还田提供技术支撑。
粪水运移 全链条环节 近-中红外光谱 速测 氮磷含量 融合模型 Slurry movement Full chain links Near-mid infrared spectroscopy Rapid determination Nitrogen and phosphorus contents Fusion model 
光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3092
作者单位
摘要
1 天津农学院农学与资源环境学院, 天津 300384
2 云南农业大学稻作物研究所, 云南 昆明 650201
3 天津市第一中心医院心内科, 天津 300192
为有效筛选F1代玉米杂交种的优势种, 提出了一种基于近红外光谱技术和二维相关谱技术相结合的种子快速筛选方法, 以内蒙古奈曼旗当地的推广品种京科958(JK958)作为对照, 测定了26个玉米品系的近红外光谱, 并对其进行聚类分析。 当类间距=10时, 26个品系被聚成3类。 第一类是与对照品相近的品系: JK958(对照品种), 26, 14, 489, 263和320等; 第二类是9, 542, 16, 121以及57品系; 第三类是与对照品较远的品系: 317, 582, 284, 264以及157。 一般, 若两个品系差别越小, 其自相关谱强度就越小, 反之成立。 若两个品系完全相同, 理想情况下同步二维相关谱上不会出现任何特征信息, 因此可通过自相关谱强度来判别两个品系的相似程度。 根据聚类分析结果, 选出了品系14, 26, 9和157进行二维相关性分析。 其中, 品系14和26是在近红外光谱聚类分析中与对照品种JK958相距较近的品系, 而9和157则与JK958相距较远。 品系14和JK958自相关强度的范围在0.000 0~0.000 2 a.u.; 品系26和JK958自相关强度的范围为: 0.000 00~0.000 10 a.u.; 品系9与JK958的自相关强度范围: 0.000 0~0.001 6 a.u.; 品系157与JK958的自相关强度约为0.000 4~0.002 0 a.u.; 从自相关强度整体来看四个品系与JK958的自相关强度由大到小的排列顺序为157>9>14>26, 表明: 品系26与对照品系JK958最相似。 为了验证上述筛选品系方法的有效性, 将以田间实地测量的玉米15个主要农艺性状数据, 进行聚类分析, 并与近红外光谱和二维相关谱快速筛选的结果进行对照。 研究发现: 农艺性状的聚类分析结果与近红外光谱聚类结果存在交叉(品系320, 26, 24, 147, 109和263)。 自相关强度为10-5数量级的品系26与JK958距离较近, 被聚到一类; 而自相关强度为10-4数量级的品系14, 9和157被聚为一类。 农艺性状的聚类结果证实了近红外光谱和二维相关谱技术快速筛选玉米品系的有效性。 研究结果表明: 近红外光谱+二维相关谱技术对玉米品系进行初步快速筛选是可行的和有效的。
近红外光谱 二维相关谱 不同玉米品系 农艺性状 聚类分析 Near-infrared spectroscopy Two-dimensional(2D)correlation spectroscopy Different corn lines Agronomic traits Clustering analysis 
光谱学与光谱分析
2020, 40(7): 2235
程锋 1,2谷懿 1,2葛良全 1,2赵剑锟 1[ ... ]张宁 1
作者单位
摘要
1 成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川 成都 610059
2 地学核技术四川省重点实验室, 四川 成都 610059
原位能量色散X射线荧光现场分析岩样矿物成分时, 岩样基体效应会对测量结果产生影响。 本文以Cu元素作为待测元素, 研究了17种不同岩样基体对原位能量色散X射线荧光分析Cu元素特征X射线强度的影响及其修正方法。 采用蒙特卡罗方法模拟获得了Cu元素含量相同的17种不同岩样测量谱线, 综合各类岩石元素构成的相似性, 并依据模拟谱线Cu元素Kα射线强度与谱线参数之间的相关性, 反映了原位能量色散X射线荧光分析岩样Cu元素的基体效应并不完全受岩体元素构成或岩石分类的控制, 需要依据岩石样分析谱线参数的相关性进行归类讨论。 针对基体影响Cu元素特征射线强度相似的15种岩样进一步研究, 并对Cu元素特征X射线与谱线主要参数的主成分进行分析, 发现散射本底、 X光管靶材料特征X射线及其非相干散射峰强度能够很好的描述Cu元素特征X射线强度受岩样基体影响的变化, 据此可以对基体效应影响相似的岩体进行Cu元素测量结果修正。 采用本文方法同样也能为不同岩性岩体其他待测元素基体效应的修正提供参考。
蒙特卡罗模拟 原位能量色散X射线荧光分析 基体效应 特征X射线 主成分分析 Monte carlo simulate In-situ energy-dispersive X-Ray fluorescence analy Matrix effect K-series X-ray Principal component analysis 
光谱学与光谱分析
2017, 37(3): 919
作者单位
摘要
郑州大学 药学院, 河南 郑州 450001
在模拟生理条件下,采用荧光光谱法结合分子对接技术研究了左氧氟沙星与胃蛋白酶的相互作用。不同温度下的Stern-Volmer曲线结果表明,左氧氟沙星主要以静态猝灭的方式使胃蛋白酶的荧光产生猝灭。由热力学数据确定了两者之间存在的作用力主要为静电作用力。三维荧光光谱实验结果表明,在左氧氟沙星与胃蛋白酶发生作用过程中引起了胃蛋白酶中酪氨酸和色氨酸残基构象的变化,从而导致胃蛋白酶发生了猝灭作用。为了进一步探讨左氧氟沙星与胃蛋白酶相互作用的分子机理,利用分子对接技术对两者的相互作用进行模拟。结果表明两者发生作用的区域位于胃蛋白酶的催化活性中心,左氧氟沙星的进入导致酶催化中心氨基酸残基的微环境发生改变,从而对胃蛋白酶的活性造成影响,这可能也是左氧氟沙星引起消化不良的主要原因。
左氧氟沙星 胃蛋白酶 相互作用 荧光光谱 分子对接 levofloxacin pepsin interaction fluorescence spectroscopy molecular docking 
发光学报
2016, 37(4): 481
作者单位
摘要
西安石油大学理学院, 陕西 西安 710065
对基于微纳光纤倏逝场效应气体传感器的研究进展进行了综述,同时也阐述了其原理及面临的问题。着重介绍了3 种微纳光纤气体传感器,包括直接基于微纳光纤倏逝场效应气体传感器、微纳光纤表面涂覆敏感薄膜的气体传感器和微纳光纤与其他光学微结构相结合的气体传感器。虽然,这些研究取得了一些成果,但还面临诸多问题和挑战。相信随着研究的不断深入,基于微纳光纤倏逝场效应气体传感器仍有可能凭借其独特的性能优势成为现存气体传感器的有力竞争者。
光纤光学 微纳光纤 气体传感器 倏逝场 有效穿透深度 
激光与光电子学进展
2015, 52(10): 100003

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