1 华侨大学分析测试中心, 福建 厦门 361021
2 华侨大学化工学院, 福建 厦门 361021
3 厦门市环境科学研究院, 福建 厦门 361021
安溪是铁观音茶的源产地, 茶叶总产值每年数亿元, 但不同品质的铁观音茶价格参差不齐, 市场上存在以次充好的现象。 福建省安溪县和华安县为铁观音主要的茶产地, 两县市的茶叶产量市场占有率较高, 地理位置毗邻, 但茶叶品质和风味各有不同, 造成茶叶市场的困扰。 铁观音中微量元素种类和含量的检测, 对产地的溯源具有重要的意义。 采用X射线荧光光谱无标样半定量分析法(XRF)和微波消解/电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对福建省主要茶产区安溪县(感德、 西坪、 祥华)和华安县(良村、 华丰、 仙都)的30份铁观音进行元素含量对比分析。 XRF法检测出两县茶样中存在的元素种类有K, Ca, S, P, Mg, Al, Si, Cl, Fe, Mn, Rb, Zn, Na和Sr, 但含量上存在一定的差异。 根据XRF法检测结果进行快速、 准确稀释茶样用于ICP-MS法对比测定金属元素, 优化样品前处理方法以满足痕量检测要求。 对比发现当测定Ca, Mg, Al, Fe, Mn和Zn金属元素时, 相关性系数R2在0.824 8~0.892 8, 趋势线斜率在0.806 0~0.944 9, XRF法和ICP-MS法的可比性较好, 说明检测这六种元素采用这两种方法皆适合。 同1份安溪铁观音茶样采用XRF法的相对标准偏差皆<6.0%, ICP-MS法的相对标准偏差皆<3.0%。 相对于ICP-MS法, XRF法前处理更简单, 耗时少, 因此需低成本、 快速、 简便检测茶样中的Ca, Mg, Al, Fe, Mn和Zn元素含量时, 可选择XRF检测法。 采用ICP-MS检测出的K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Rb, Zn, Na和Sr金属元素进行逐步判别分析, 通过建立Fisher判别模型对安溪县和华安县铁观音茶样实现有效区分, 模型建立的判别函数的产地检验判别率为96.7%, 交叉检验判别率为96.7%, 对测试样品的识别正确率为100%。 ICP-MS法检测金属元素结合逐步判别-Fisher判别分析, 对安溪县和华安县铁观音茶样产地溯源具有较强的可行性。
铁观音茶 X射线荧光光谱技术 电感耦合等离子体质谱法 元素分析 逐步判别分析 Tieguanyin XRF ICP-MS Elemental analysis Stepwise discriminant analysis 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3124
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200241
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)是生物体内重要的辅酶分子, 在细胞能量代谢中发挥着关键作用。 金属离子可以影响NADH所参与的酶促反应, 其中铝离子（Al3+）对神经系统具有毒性, 可以引发神经退行性疾病。 因此, Al3+和NADH分子间相互作用的研究有助于了解Al3+对生物体内TCA循环和酶促反应的影响, 具有重要的生物学意义。 本文采用紫外-可见吸收和稳态荧光光谱, 结合时间相关单光子计数技术(TCSPC), 研究了Al3+对水溶液中NADH的本征荧光光谱和分子构象变化的影响。 紫外-可见吸收光谱显示, NADH与Al3+的结合不会改变NADH分子腺嘌呤和烟酰胺两个本征发色团的吸收特性。 为避免NADH分子内两个本征发色团之间的荧光共振能量转移效应的影响, 采用340 nm作为激发波长, 比较了NADH与Al3+作用前后的荧光特性。 实验结果证实, Al3+可以与NADH焦磷酸盐桥上的两个氧原子相结合, 使NADH分子的结构变得相对更加刚性, 从而抑制NADH分子在溶液中的转动等非辐射过程, 导致NADH分子平均荧光寿命增加, 最终引起NADH分子荧光强度随Al3+浓度的增加而线性增强。 进一步, 采用NADH本征荧光寿命振幅比的研究方法表征了NADH分子在溶液中的两种主要构象形式: 腺嘌呤和烟酰胺相互堆积的折叠构象以及腺嘌呤和烟酰胺相互分离的展开构象。 研究发现, Al3+会打破溶液中NADH分子展开构象和折叠构象的平衡状态, 促使辅酶NADH分子的展开构象转变为折叠构象, 最终达到新的动态平衡, 并且当NADH和Al3+以不大于1∶2的浓度比结合时, NADH分子两种构象的振幅比与铝离子浓度的对数间存在线性关系, 在Al3+浓度检测等领域具有良好的应用前景。
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 铝离子 荧光光谱技术 时间相关单光子计数技术 折叠构象 展开构象 NADH Aluminum ions Fluorescence spectroscopy Time correlated single photon counting technique ( Folded conformation Unfolded conformation
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
锌离子Zn2+对胆红素BR有着显著的荧光增强效应, 基于该荧光特性, 利用紫外可见光吸收和稳态荧光光谱技术提出了一种BR作为荧光探针用于Zn2+浓度检测的新方法, 特别是首次采用在波长663和600 nm处的稳态荧光强度比值方法系统地研究了其与锌离子浓度在0~90 μmol·L-1范围内变化的关系, 与常用的单波长荧光强度探测方法比较, 有效地避免了探针浓度变化及激发光强度变化等非目标因素的影响。 实验研究结果发现BR荧光探针对Zn2+的识别行为在0~20 μmol·L-1范围内, 探针BR 的荧光强度比值I663 nm/I600 nm与 Zn2+的浓度之间具备线性增长关系, 尤其是0~10 μmol·L-1有非常好的线性关系, 线性相关系数r=0.999 87, 同时Zn2+检测限为0.1 μmol·L-1 。 在20~90 μmol·L-1范围内, 荧光强度比值I663 nm/I600 nm趋于饱和。 研究发现对实时检测人体内的Zn2+具有很好的应用前景。
胆红素 锌离子探针 荧光光谱技术 Bilirubin Zinc probe Fluorescence spectroscopy
1 南京市产品质量监督检验院, 江苏 南京 210028
2 南京大学化学化工学院, 江苏 南京 210023
3 浙江省检验检疫科学技术研究院, 浙江 杭州 311215
自然界植物物种中存在小分子有机化合物的荧光特征信息用于识别其身份具有潜在的应用价值。 目前, 基于木材解剖学特征的交趾黄檀和奥氏黄檀木材树种鉴定存在一定的局限性。 该研究从荧光特征出发探索两个红木树种的识别新方法。 分别对5组交趾黄檀和5组奥氏黄檀木材样品中的荧光物质进行完整提取, 通过荧光照片、 二维荧光谱图、 三维荧光谱图对两个红木样品存在的荧光物质种类和数量进行了确认。 荧光照片结果显示交趾黄檀和奥氏黄檀均呈现明显的荧光特征且随着存贮时间的变化荧光物质能够稳定存在; 二维荧光谱图和三维荧光谱图更加详细地展示了两个树种各自的荧光特征, 结果显示交趾黄檀提取液含有一种荧光物质, 该物质的最大激发波长为297 nm, 最大荧光发射波长为327 nm; 奥氏黄檀提取液的荧光谱图呈现两个最大激发和两个最大发射, 最大激发波长分别为317和333 nm, 最大荧光发射波长分别为342和358 nm, 表明奥氏黄檀提取液中包含两种荧光物质或者存在一种含两种荧光团的荧光物质。 另外, 不同来源的两个红木试样存在的荧光物质数量和特征各自具有明显的一致性, 且两种树种之间存在明显的区别, 表明荧光特征能够用于它们身份的识别。 此外, 该研究构建了交趾黄檀和奥氏黄檀两个红木树种的荧光物质提取方法, 交趾黄檀荧光物质的最佳提取试剂为乙腈, 体积比为10∶1的乙酸乙酯和乙腈混合试剂更加适用于奥氏黄檀, 且两种荧光物质的提取均在12 h内达到稳定。 研究结果表明荧光光谱技术能够用于交趾黄檀和奥氏黄檀的识别与鉴定, 该方法在红木树种的鉴定具有十分重要的应用价值。
荧光光谱技术 交趾黄檀 奥氏黄檀 识别新方法 Fluorescent spectroscopy Dalbergia cochinchinensis Pierre Dalbergia oliveri Prain New method for rosewood identification 光谱学与光谱分析
2019, 39(7): 2182
燕山大学电气工程学院, 河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
十二烷基苯磺酸钠( Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)是一种通用的阴离子表面活性剂,其洗涤性能优良,配伍性能好,可与其他无助剂以不同比例配比,且价格便宜,被广泛应用于洗衣粉中。应用FS920荧光光谱仪分析了不同浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液和不同品牌洗衣粉水溶液的荧光光谱特性,发现十二烷基苯磺酸钠溶液的荧光特征峰位于λex/λem=315/350 nm,洗衣粉水溶液的荧光特征峰位于λex/λem=356/430 nm,经分析是由于洗衣粉中添加了其他非离子表面活性剂、沸石等物质使特征峰发生红移。根据荧光强度与浓度的关系,采用径向基神经网络完成了水溶液中十二烷基苯磺酸钠含量的定量测试,同时通过采用荧光光谱技术和径向基神经网络相结合的检测方法分析了生活中常见的7个常用品牌洗衣粉中表面活性剂的含量。
荧光光谱技术 洗衣粉 表面活性剂 十二烷基苯磺酸钠 含量检测 fluorescence spectroscopy washing powder surfactant SDBS determination
燕山大学电气工程学院, 河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
对羟基苯甲酸甲酯钠是一种使用广泛的防腐剂, 食用过量将会危害身体健康, 因此各国对对羟基苯甲酸甲酯钠的用量有严格规定。 采用FS920荧光光谱仪分析了对羟基苯甲酸甲酯钠在水和橙汁溶液中的荧光光谱特性, 发现水溶液的荧光特征峰位于λex/λem=380/510 nm, 橙汁溶液两个荧光特征峰, 分别位于λex/λem=440/530 nm和470/530 nm, 最佳激发波长为440 nm。 从实验结果可以看出两者的特征峰发生了明显的变化。 经分析得出, 对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液与对羟基苯甲酸甲酯钠水溶液相比, 荧光特征峰发生变化是由橙汁的荧光特性干扰引起的。 为了准确测定鲜橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠含量, 根据对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液在激发波长λex=440 nm时的相对荧光强度和对羟基苯甲酸甲酯钠含量的关系, 基于GA-BP神经网络构建了橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠含量检测数学模型, 当网络训练过程中误差精度达到10-3时, 网络输出与期望的相关系数为0.996, 预测样本的平均回收率为99.52%, 平均相对标准偏差为0.86%, 预测结果较为理想。 结果证明, 当浓度范围为0.02~1.0 g·L-1时, 荧光光谱技术和GA-BP神经网络相结合的方法能够准确地测定鲜橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠的含量, 此方法具有新颖简便性, 同时有望应用于一般饮品中对羟基苯甲酸酯类钠盐含量的快速测定。
对羟基苯甲酸甲酯钠 荧光光谱技术 GA-BP神经网络 含量测定 Sodium methylparaben Fluorescence spectrum technology GA-BP neural network Content determination 光谱学与光谱分析
2015, 35(6): 1606
江西农业大学工学院生物光电及应用重点实验室, 江西 南昌 330045
根据西维因水解物具有强荧光的特性，提出了利用三维荧光光谱技术结合偏最小二乘回归（PLSR）法测定鸭肉中西维因的残留含量。通过对样品的二维等高线光谱图分析，发现鸭肉和西维因的特征峰能明显区分开，在西维因-鸭肉体系中两者波峰分别位于300/365 nm 和320/460 nm，再利用PLSR 法建立鸭肉中西维因残留含量预测模型，其预测集中真实值与预测值的决定系数R2和均方根预测误差值Prms分别达到0.9883 和3.103。结果表明三维荧光光谱技术结合PLSR 法可用于鸭肉中西维因残留的测定，具有快速检测和预测精度高等优点，为鸭肉中农药残留检测提供了一种有效的手段。
光谱学 三维荧光光谱技术 偏最小二乘回归法 西维因 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 043001
医学与光电科学与技术教育部重点实验室, 福建省光子技术重点实验室, 福建师范大学, 福建 福州 350007
自体荧光技术以无损、实时、灵敏度高等优点已成为早期肠癌诊断应用的技术之一。本文总结了自体荧光光谱技术在早期肠癌诊断应用中的研究进展, 重点阐述了荧光激发波长的选择, 荧光光谱数据处理方法, 以及正常和癌变肠道组织光谱差异的来源。在分析肠道组织中内源性荧光物质及其分布的基础上, 回顾了自体荧光成像系统的临床应用进展。最后指出自体荧光光谱与成像技术在早期肠癌诊断中的应用和发展趋势。
自体荧光 肠癌 荧光光谱技术 荧光成像检测系统 autofluorescence colorectal cancer fluorescence spectroscopy fluorescence imaging detection system
西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳621010
针对废水处理过程中厌氧反应器过程中产生的荧光类物质荧光特性和废水处理过程之间的关系, 采用荧光光谱技术构建一个在线测量废水处理过程中厌氧反应状态的荧光检测平台, 并为废水处理过程中的参数控制提供有效的、 可信的和稳定的技术依据, 在一定程度上可提高废水处理的效率。 结果表明: 本系统采用荧光光谱技术, 对废水处理过程中厌氧反应器检测是可行的; 与传统的检测方式相比, 它具有结构简单、 灵敏度高和费时较少的优点; 对于废水处理过程中其他荧光类物质的检测有着广阔的应用前景。
废水处理过程 荧光光谱技术 厌氧反应器 Process of wastewater treatment Fluorescence spectroscopy technology Anaerobic reactor 光谱学与光谱分析
2011, 31(6): 1567
