在人工光型植物工厂中采用深液流水培法栽培叶用莴苣, 依托光谱时空分布可精准调控的智能LED光源系统, 应用电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES), 研究了5 min, 10 min, 15 min, 30 min, 60 min, 2 h, 4 h和8 h等不同间隔的红、 蓝光谱交替照射对叶用莴苣中K, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn和Cu等8种营养元素吸收和累积的影响。 结果表明: (1) 与同时照射模式相比, 所有的交替光谱处理均显著提高了叶用莴苣地上部生物量, 其中鲜重提高幅度约为18.6%~67.4%, 干重提高幅度约为5.1%~88.0%; 所有的交替红蓝光谱照射下叶用莴苣体内Mg, Fe和Zn元素的植株累积量均得到显著(p<0.05)地提高; 所有的红蓝交替光谱辐射处理均不同程度地降低了叶用莴苣植株中Ca元素含量。 (2) 间隔为5 min的红蓝交替光谱辐射下莴苣植株Fe元素含量显著高于其他任意处理, 较其他处理增加了38.87%~85.37%, 高频次的红蓝光切换照射刺激了叶用莴苣植株对Fe元素的吸收。 (3) 红蓝交替光谱辐射有利于提高叶用莴苣的能量利用效率, 与红蓝同时供光的RB处理相比, 所有交替处理均显著提高了叶用莴苣的光、 电能利用率, 提高幅度分别约为34.3%~87.5%和34.6%~87.9%; 其中, 间隔为4 h的红蓝交替光谱辐射下叶用莴苣植株的光、 电能利用率均最大, 分别为6.13%和2.01%, 除间隔为5和10 min的红蓝交替光谱辐射处理外的其他交替光谱处理下的植株光、 电能利用率均与处理间最大值无显著性差异。 (4) 叶用莴苣对K和Mg两种元素的吸收在红蓝光交替间隔为10 min, 15 min, 60 min及4 h等多个处理下呈现拮抗现象。 (5) R/B(30 m)处理下叶用莴苣中P, Ca, Fe和Mn等四种元素的含量水平均呈现处理间最低水平, 其中P和Ca元素含量水平显著低于对照。

电感耦合等离子体原子发射光谱分析法（ICP-AES）已成为一种常规的元素分析方法, 但在ICP-AES分析过程中, 大多元素的分析谱线会受到背景或其他谱线的重叠干扰, 形成的光谱干扰严重影响了谱线分析的准确性, 所以在元素的分析过程中, 需要通过适当的光谱干扰校正方法才能得到合适的元素分析线。 根据光谱强度具有叠加性的特征, 利用谱图将谱线形状表示为Voigt线型函数加和的多峰谱线叠加模型, 以多峰谱线叠加模型与目标谱线的均方根误差构建多元函数作为评价函数的数学模型, 设计自适应粒子群优化（APSO）算法寻找分离谱线特征参数的最优解, APSO算法在标准PSO算法的基础上, 引入压缩因子同时使得种群参数惯性权重根据粒子个体适应度值自适应变化以及学习因子线性变化, 在算法迭代过程中协调粒子种群内全局搜索能力和局部开发能力, 保证算法有效且迅速收敛, 实现多峰谱线分离, 减少干扰谱线的影响从而得到更精准的元素分析线。 以ICP-AES检测器返回的含Pr元素溶液特征波长为390.844 nm和汞灯特征波长为313.183 nm两条谱线的光强AD采样值作为两组实测数据, 以两个Voigt线型近似函数构成的三种不同重叠程度的叠加合成曲线作为三组模拟数据, 在数据曲线上分别选取50个能够包含曲线全部特征参数信息的点作为数据点, 通过对上述五组目标数据点进行APSO算法处理, 结果表明APSO算法得到的多峰谱线叠加模型相关参数能够较准确地拟合出相应的目标数据曲线, 目标数据点与拟合曲线函数值相对误差较低, 算法表明能够有效扣除谱线重叠干扰, 同组目标数据经过多次算法处理, 选择最小的最优适应度值相应的特征参数向量作为Voigt线型函数相关参数, 以此拟合出的多峰谱线叠加模型曲线精准度越高、 相对误差越小。 这种算法具有良好的收敛性和适应性, 可应用于ICP-AES在元素定性、 定量方面的分析研究。

绿松石是一种产地有限, 却在世界范围内被广泛使用的珍稀宝石资源, 研究绿松石文物的矿料来源可为了解古代不同地区间珍稀资源的获取与交流模式、 文化传播途径、 早期贸易网络等学术问题提供帮助。 新疆绿松石文物的矿料来源是近年来科技考古关注的热点问题之一, 目前存在中原说、 波斯说、 新疆说和多元说等观点。 研究新疆绿松石文物的产源, 其难点在于既要保证文物的安全, 又要确保分析数据的准确性, 同时要避免样品表面污染对数据结果带来的干扰。 鉴于此, 采用等离子体原子发射光谱LA-ICP-AES对新疆加依、 西沟两处墓地出土的绿松石进行化学成分分析, 并结合秦岭东部五处产地的绿松石成分数据, 经主成分分析绘制散点图——建立产地区分模型。 主成分分析结果显示加依墓地样品中有五枚是罕见的锌绿松石, 其余同西沟墓地绿松石的成分相近, 均含有相对较高比例的Fe和Sr。 结合中原地区的绿松石成分数据对比分析, 发现新疆两遗址绿松石的微量元素特征相近, 以高B2O低BaO为特征区别于中原地区的绿松石样品。 在产地区分模型中, 代表加依墓地和西沟墓地出土绿松石的散点聚集成团, 且明显区分于白河、 郧县、 洛南、 竹山、 淅川五地的散点分布区域。 综上结果表明新疆东部两处遗址的绿松石制品与中原东秦岭五处绿松石矿区所产矿料的成分差异较大, 鉴于近年来新疆哈密发现与两处遗址同时代的绿松石采矿遗址, 推测加依墓地、 西沟墓地的绿松石制品其矿料来自中原地区的可能性较小。

矿质元素含量是中药材质量评价的重要指标, 且与中药材生长发育、 功效物质形成及其疗效发挥密切相关。 矿质元素含量及比例因产地、 采收时期、 采收部位等不同存在差异, 但种质是影响中药材矿质元素含量及比例最为稳定和重要的因素。 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)可快速同时测定多种矿质元素, 目前已广泛应用于中药材矿质元素含量测定。 肉苁蓉为著名补益类中药, 其矿质元素含量及比例越来越受到人们关注。 该研究以不同花色肉苁蓉种质为材料, 经硝酸和高氯酸消解后, 采用ICP-AES法测定了不同花色肉苁蓉种质中的矿质元素K, P, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu和Mo含量, 并对结果进行统计分析与比较。 结果表明: (1)种质影响肉苁蓉矿质元素含量, 不同花色肉苁蓉种质中均具有丰富的矿质元素K, P, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, 但含量具有明显差异。 (2)不同花色肉苁蓉种质的常量矿质元素均以K含量和累积量最高, P含量和累积量最低; 白色花种质K含量和累积量最高, 为15.91 mg·g-1和727.76 mg·株-1; 淡紫色花种质P含量和累积量最低, 为0.45 mg·g-1和21.80 mg·株-1。 (3)不同花色肉苁蓉种质的微量矿质元素均以Fe的含量和累积量最高, Mo含量和累积量最低; 黄色花种质的Fe含量和累积量最高, 达到了722.33 μg·g-1和30 251.29 μg·株-1; 淡紫色花种质的Mo含量和累积量最低, 为0.11 μg·g-1和5.12 μg·株-1。 (4)白色花种质的K, Ca, Mg, Mn, Zn含量和累积量较高, 而淡紫色花种质的K, Ca, Mg, Na, Mn含量和累积量较低。 (5)种质影响肉苁蓉矿质元素比例, 不同花色肉苁蓉种质中的矿质元素比例存在差异, 其中K∶P和Fe∶Mn差异较大, 而Ca∶Mg和Zn∶Cu差异较小。 结果表明: 肉苁蓉具有丰富的矿质元素, 种质影响肉苁蓉中矿质元素含量、 累积量及矿质元素比例, 且不同花色种质间存在较大差异, 应引起关注和重视。 矿质元素为中药材质量评价的重要指标且影响中药材生长发育, 研究结果可为不同花色肉苁蓉种质质量评价、 营养价值评价及科学合理施肥提供依据。

红光和蓝光是植物进行光合作用和光形态建成的主要光谱, 且红蓝LED是植物工厂光源的发展趋势。 因此为实现连续光照在植物工厂中的应用, 植物对红蓝光谱连续光照的响应特征及其机理亟待探究。 在环境可控的植物工厂内, 应用ICP-AES技术, 研究了红蓝光谱下连续光照及其光强对生菜生长和矿质元素吸收的影响。 该研究共包含两个试验, 试验一设置了常规光照(12 h/12 h)和连续光照(24 h/0 h)2个光照处理及5个生菜品种, 试验二设置了5个连续光照光强处理(80, 120, 160, 200和240 μmol·m-2·s-1)。 结果表明, 连续光照30 d内生菜的干重和干物质含量能够持续显著提高, 且表现为随连续光照光强增加而升高的趋势。 但地上部鲜重仅在连续光照的前15 d得到显著提高, 并随光强增加而升高。 而连续光照30天时, 连续光照对生菜地上部鲜重无显著促进作用, 甚至显著降低意大利生菜的地上部鲜重。 相比常规光照, 连续光照30 d显著降低了生菜的Ca, Mg, Fe, Mn, Cu和Zn含量, 但这些元素积累量均有所增加。 不同光强下, 生菜Ca, Fe, Cu和Zn的含量随光强增加而降低, 其中Ca和Fe积累量随光强增强而升高, Cu和Zn积累量不受光强影响。 Mg元素含量和积累量均随光强增强先升高后降低。 Mn元素含量受光强影响不显著, 但积累量随光强增大而升高。 此外, 连续光照30 d生菜叶片出现褪绿萎黄的伤害症状, 且伤害症状随光强增加而逐渐加重, 说明矿质元素含量的降低在一定程度上加剧了连续光照伤害。 综上所述, 15 d连续光照能够显著提高生菜产量。 全生长期(30 d)连续光照虽能促进生菜干物质累积, 但对产量无显著促进作用, 同时还会导致生菜矿质元素含量的降低及叶片伤害。 相对而言, 低光强(80和120 μmol·m-2·s-1)连续光照对生菜无明显伤害作用, 且矿质元素含量相对较高, 但不能提高产量。 研究结果表明短期红蓝光连续光照更适宜应用于在植物工厂生菜栽培, 能够获得相比能量投入更高的产量。 矿质元素含量的降低可能是长期连续光照伤害的机制之一。

建立了离子交换树脂-固相萃取富集-电感耦合等离子体光谱(ICP-AES)联用测定水中的重金属元素Zn, Mn, Cu, Co, Ni, Cd, Pb的方法。 实验采用Dowex50WX8强酸型阳离子交换树脂, 通过优化富集分离条件和排除共存离子的干扰, 最终确定最佳的样品pH, 样品流速, 洗脱液种类和浓度, 样品体积分别为3.0~4.0, 3.0 mL·min-1, 3.0 mol·L-1 HNO3, 200 mL。 方法中各元素的检出限和定量限范围分别为0.09~0.45和0.31~1.50 μg·L-1, 加标回收率和相对标准偏差RSD(n=6)分别为95.3%～104.2%和1.25%～4.12%。 采用该方法测定不同地区的样品, 并与直接采用ICP-MS法进行对比, 其测定结果基本吻合。 实验表明该方法的检出限, 定量限可以满足水中重金属元素Zn, Mn, Cu, Co, Ni, Cd, Pb的检测要求, 准确性和精密度好, 结果可靠, 适用于测定水中Zn, Mn, Cu, Co, Ni, Cd, Pb。Plasma Atomic Emission Spectrometry

乌骨鸡与非药用鸡种矿物质与微量元素含量特征的分析比较。 乌骨鸡(BSF)是中国特有的传统药食两用鸡种, 岭南黄鸡(LNYC), 崇仁麻鸡(CRC)在中医药传统上一般不作药用, 但属养殖范围较广, 饲养量较大的两个优质鸡种。 矿物元素含量与分布特征除了和鸡种有关外, 还和饲养条件尤其是饲料和水源有密切关系。 因此引入上述相同条件饲养的两种非药用鸡种作为参比对照, 可以消除实验误差, 增强实验结果的可靠性。 利用具有分析速度快, 测定范围广, 分析准确度和精密度高, 良好的选择性和多元素同时测定等多个优点的电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定两类鸡种的8种矿物质元素含量, 可以更好地比较出因鸡种不同而导致的所含矿物质元素含量的差异, 更为真实地反映出乌骨鸡的营养价值。 以相同的饲料、 饮水、 饲养环境下的两种非药用鸡种为对照, 采用ICP-AES法测定乌骨鸡, 岭南黄鸡﹑崇仁麻鸡在皮肤, 骨骼, 胸肌和腿肌组织中P, Ca, Na, K, Mg, Fe, Cu和Zn八种矿物质元素的含量。 分别取其皮肤, 骨骼, 鸡胸肉﹑鸡腿肉作为样本(n=8), 剪碎烘干至恒重, 称量。 取上述各供试品平行样各三份, 每份精密称取约2 g, 分别加入10 mL混酸(HClO4∶HNO3=1∶4), 加热消化。 冷却后以2%HNO3溶解定容, 同时以蒸馏水为样品制备一份空白试液, 在选定的工作条件下, 对样品进行测定。 ICP-AES法主要工作条件设置如下: 射频功率1.2 kW; 辅助气流量0.2 L·min-1; 雾化气流量为0.8 L·min-1; 等离子气流量为15 L·min-1; 溶液提升量为1.5 mL·min-1; 冷却气流量15 L·min-1。 所有样品的测定实验重复三次。 所有数据均以平均值±标准偏差(x±s)表示。 显著性分析采用SPSS20.0统计软件的t检验进行评价。 研究不同组的变量值采用单因素方差分析, 假设显著差异为p＜0.05。 实验测得标准曲线的相关系数r>0.999 54, 检测限范围(0.01～3.90 μg·g-1), 说明在所研究的浓度范围内, 各元素浓度与吸光度均呈现良好线性关系, 确保了实验的精确度和准确度。 结果显示: 与非药用鸡种比较: 乌骨鸡皮肤中P, Ca, Na, K, Mg, Fe, Cu和Zn八种矿物质元素含量均极显著高(p＜0.01); 骨骼中Ca, Fe, Na, Zn元素含量显著高(其中Ca, Fe: p＜0.01, Na, Zn: p<0.05); 鸡胸肉中Ca, Fe元素含量显著高(其中Ca: p＜0.05, Fe: p＜0.01), Mg元素含量极显著低(p＜0.01); 腿肌肉中的Fe, Cu元素的含量极显著高(p＜0.01), Na, K, Mg, Zn含量显著低(p＜0.05); 两种非药用鸡种间相比较差异不大。 总体而言: 乌骨鸡中高含量的钙, 铁元素是其区别于非药用鸡种的显著特征, 尤其是, 乌骨鸡富含的铁元素可能是其补血作用的物质基础之一。 该研究为进一步研究开发乌骨鸡补血功能以及阐述其补血机理提供了实验依据。

目前, 越来越多的磷进入水中, 严重影响着生态环境和人类身体健康, 但磷的传统分析方法操作复杂, 需外加多种试剂。 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定水中总磷, 对仪器工作条件进行了探讨。 结果表明仪器最佳工作条件如下: 分析谱线为213.617 nm, 射频功率为1 300 W, 雾化器流速为0.5 L·min-1, 观测高度为15 mm, 蠕动泵泵速为1.2 mL·min-1, 观测方式为径向。 在仪器的最佳工作条件下, 对本方法测定磷的检出限, 精密度, 回收率进行了研究。 结果表明仪器检出限为0.028 mg·L-1, 方法检出限为0.084 mg·L-1, 精密度在0.6%~3.9%之间, 回收率为102.3%~103.0%。 此外, 本方法与磷钼蓝分光光度法进行了对比, 分析结果基本一致。 该方法快捷简便, 具有较好的精密度和回收率, 适于实际样品的分析。

采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）技术， 通过轴向、 径向、 同步垂直双向（SVDV）三个视角配置， 快速检测生活饮用水样本中的As， Ba， Mg和Ni等微量元素。 ICP-AES光谱仪在三个检测视角均能实现快速预热， 预热时间仅需2 min， 而且， ICP-AES光谱的短期稳定性和长期稳定性表现良好， 其相对标准偏差（RSD）均低于2%。 以3份商业瓶装饮用水和2份添加标准物的饮用水为检测的对象， 利用ICP-AES技术结合SVDV视角， 分别从轴向和SVDV两个视角检测As， Ba， Cr， Cu， Mn， Mo， Ni， V和Zn等元素， 利用水微量元素含量的国家标准来验证结果的准确性， 这两个视角的检测具有较高的准确度和灵敏度。 检测所得结果符合国家环境保护总局发布的饮用水微量元素限制标准， 并符合国际卫生组织的标准， 满足人类所需饮用水标准要求。