中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
缅甸是商业性翡翠主要产地, 危地马拉、 俄罗斯也有翡翠产出。 不同产地的翡翠价值差异较大, 其他产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取价格上涨。 迫切需要一种可靠方法来确定地理起源, 翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义, 目前主要在翡翠生成时代、 矿物组合、 硬玉组分含量等方面探讨不同产地翡翠, 缺乏快速有效鉴别产地的方法, 以缅甸、 俄罗斯、 危地马拉翡翠为研究对象, 对不同产地翡翠样品的激光拉曼光谱特征研究发现: 缅甸翡翠矿物为硬玉、 绿辉石、 透闪石; 危地马拉翡翠矿物相对复杂, 为硬玉、 绿辉石、 绿泥石、 榍石; 俄罗斯翡翠矿物为硬玉、 钠长石、 绿辉石。 对比不同产地硬玉矿物拉曼特征发现, 缅甸翡翠硬玉矿物分别在1 037, 988, 697, 372和201 cm-1等处显示硬玉的典型光谱特征。 在1 020, 679, 369和216 cm-1处附近显示为绿辉石特征拉曼峰, 在215, 332, 394, 680和1 073 cm-1 处有明显透闪石吸收峰, 为翡翠中的次生矿物。 危地马拉翡翠硬玉矿物多叠加680和218 cm-1拉曼峰值, 为绿辉石特征的峰值, 还含有603, 537和306 cm-1附近绿泥石特征拉曼光谱峰值, 表明危地马拉翡翠硬玉矿物多被Fe, Mg和Ca元素的类质同像替换, 形成硬玉-绿辉石固溶体矿物, 硬玉矿物表面检测出603, 537和306 cm-1绿泥石特征拉曼光谱峰值, 硬玉矿物表面发生绿泥石蚀变。 俄罗斯翡翠硬玉拉曼峰值, 多叠加1 100, 507, 473和164 cm-1附近钠长石特征拉曼峰值, 俄罗斯翡翠硬玉颗粒普遍被钠长石交代, 表面多分布灰绿色网脉, 显示1 025, 669, 366和219 cm-1绿辉石矿物拉曼峰值。
激光拉曼光谱 翡翠 产地 Laser Raman spectroscopy Jadeite Origins 光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3441
1 云南农业大学农学与生物技术学院, 云南 昆明 650201
2 云南省农业科学院药用植物研究所, 云南 昆明 650200
3 玉溪师范学院资源环境学院, 云南 玉溪 653100
野生食用菌产地溯源研究中, 采用单一有机成分或矿质元素指纹存在一定局限性。 利用不同指纹分析技术的互补性与协同性, 将不同部位与类型的化学信息进行融合, 探讨此方法对野生食用菌产地溯源的可行性, 以期为野生食用菌溯源提供新的思路与科学依据。 通过测定云南7个产地、 124个美味牛肝菌(菌柄、 菌盖)中15种矿质元素的含量, 以及子实体傅里叶变换红外光谱(FTIR)。 标准正态变换(SNV)、 二阶导数(2D)等算法对原始光谱进行预处理。 基于低级与中级数据融合策略, 将预处理后的FTIR光谱与菌柄、 菌盖矿质元素数据进行融合, 结合支持向量机(SVM)分别建立菌柄、 菌盖、 FTIR、 低级数据融合(菌柄+菌盖, 菌柄+菌盖+FTIR)与中级数据融合(菌柄+菌盖+FTIR)判别模型; 分析比较模型参数, 确定快速甄别美味牛肝菌产地的可靠方法。 结果显示: (1)菌盖中Cd, Cr, Cu, Li, Mg, Na, P和Zn元素平均含量高于菌柄, Ba, Ca, Co, Ni, Rb, Sr和V元素在菌柄中平均含量高于菌盖。 美味牛肝菌中人体必需矿质元素Ca, Cu, Mg, P和Zn平均含量远高于小麦、 水稻干品和新鲜蔬菜, 与动物干制品含量相似; (2)FTIR光谱数据最佳预处理方法为3D+SNV, 其Q2和R2Y分别为76.64%, 88.91%; (3)菌柄、 菌盖、 FTIR、 低级数据融合与中级数据融合SVM模型, c值分别为8 192, 4 096, 1.414 2, 11.313 7, 1和0.7071 1, 菌柄和菌盖模型c值较大, 表明采用单一菌柄或菌盖矿质元素含量数据, SVM训练存在过拟合风险, 判别效果较差; (4)FTIR、 低级数据融合和中级数据融合SVM模型, 样品分类错误总数分别为7, 9, 7和0, 中级数据融合(菌柄+菌盖+FTIR)模型样品分类正确率最高。 表明基于中级融合策略将不同部位矿物元素和子实体FTIR光谱数据融合, 可作为野生食用菌产地溯源的一种有效方法。
产地溯源 美味牛肝菌 矿质元素 不同部位 数据融合 Geographical origins Boletus edulis Mineral elements FTIR FTIR Different parts Data fusion 光谱学与光谱分析
2018, 38(10): 3070
1 中国农业科学院蜜蜂研究所, 北京 100093
2 农业部蜂产品质量安全风险评估实验室(北京), 北京 100093
3 农业部蜂产品质量监督检验测试中心(北京), 北京 100081
不同植物源的蜂胶物质组成不同, 其生理和药理活性也存在着一定的差异。 目前主要是根据蜂胶中物质组成及其含量的不同来鉴别蜂胶植物源, 存在着一些局限性。 因此, 建立一种快速、 准确鉴别蜂胶植物源的方法具有重要的意义。 以三种不同植物源的蜂胶(杨树型蜂胶、 桦树型蜂胶和橡树型蜂胶)为研究对象, 利用傅里叶变换近红外光谱仪对蜂胶的无水乙醇溶液进行光谱扫描, 采用主成分分析结合马氏距离判别法和典型判别分析分别建立蜂胶品种的判别模型并对其性能进行检验。 结果表明: 在经过光谱预处理和主成分分析后, 得到最佳的光谱建模波段为4 500～12 000 cm-1,最佳的光谱预处理方法为一阶导数+Savitzky-Golay(7)平滑; 主成分分析结合马氏距离判别法建立的判别模型校正集和检验集的判别准确率分别为93.62%和82.61%; 典型判别分析建立的判别模型的判别准确率为91.4%, 交叉检验的判别准确率为88.6%。 由此可知, 主成分分析结合马氏距离判别法与典型判别分析对蜂胶样品的分类效果均较好。 近红外光谱技术结合化学计量学方法应用于蜂胶植物源的快速、 准确鉴别具有一定的可行性和实用性。
近红外光谱技术 蜂胶 植物源鉴别 主成分分析结合马氏距离判别法 典型判别分析 Near infrared spectroscopy Propolis Botanical origins discrimination PCA-mahlanobis distance Canonical discriminate analysis 光谱学与光谱分析
2016, 36(6): 1717
1 安徽中医药大学, 安徽 合肥 230031
2 中国中医科学院中药研究所, 北京 100700
3 道地药材国家重点实验室培育基地,中国中医科学院, 北京 100700
4 中国中医科学院中药资源中心, 北京 100700
以东北三省6个产地的74份人参样品为研究对象,采集其近红外光谱,以多元散射校正原始光谱;采用超高效液相色谱技术,建立样品中人参皂苷Rg1,Rb1,Re的含量测定方法,以样品中这三种皂苷的总量作为参考值,在6 001～4 007和10 000～8 786 cm-1建模区间,采用偏最小二乘法建立了人参样品中人参皂苷近红外定量模型,交叉验证均方根误差为0.115,预测均方根误差为0.167,相关系数分别为0.947 7和0.915 3.同时对近红外原始光谱进行多元散射校正和Savitzky-Golay平滑处理,以8 531～7 559 cm-1谱段对人参样品进行产地识别,结果表明,74份样品可分为3类,分别对应辽宁、吉林和黑龙江产区,校正模型判正率为96%,预测模型判正率达90%.2010版《中国药典》以人参样品中人参皂苷Rg1,Rb1,Re的总量作为评价人参质量的化学指标,该工作所建立的近红外预测人参样品三种皂苷总量的方法快速、准确,可用以评价人参样品的质量。
人参 近红外光谱 人参皂苷定量分析 产地识别 Ginsengs Near infrared spectroscopy(NIRS) Quantitative analysis Geographical origins 光谱学与光谱分析
2015, 35(7): 1885
1 华南师范大学生物光子学研究院光子中医实验室, 国家中医药管理局中医药与光子学技术三级实验室, 广东 广州510631
2 广东工业大学轻工化工学院, 广东 广州510006
为了寻求一种快速鉴别分析不同产地和陈化年限的普洱熟茶科学的方法, 本文采用表面增强拉曼散射光谱技术, 在600～1 800 cm-1的拉曼波段比较了云南三大普洱茶产地和四个不同陈化年限的普洱熟茶的拉曼光谱的异同点。 结果: 不同产地和陈化年限的普洱熟茶的拉曼光谱走势基本一致, 但是由于不同产地和陈化年限的普洱熟茶之间的化学成分存在着差异, 导致它们的拉曼光谱之间存在着明显的差别, 利用这些差别可以快速、 简便鉴别分析不同产地和陈化年限的普洱熟茶。
表面增强拉曼散射 鉴别分析 普洱熟茶 产地 陈化年限 Surface enhanced Raman scattering Identification Pu’er tea Origins Fermentation years 光谱学与光谱分析
2013, 33(6): 1575
1 同济大学海洋地质国家重点实验室, 上海200092
2 上海宝石及材料工艺工程技术研究中心, 上海200092
3 同济大学海洋与地球科学学院, 宝石及工艺材料实验室, 上海200092
利用傅里叶变换近红外光谱分析技术, 对源自国内外不同产地的软玉进行了测试与分析。 结果表明在7 000～7 400 cm-1波数范围内, 部分产地的软玉中出现四个由羟基倍频振动致近红外吸收谱带, 分别归属OH(Mg MgMg), OH(MgMgFe2+), OH(MgFe2+Fe2+), OH(Fe2+Fe2+Fe2+)的倍频振动所致, 并与软玉中透闪石矿物晶体结构中M1和M3位置的Mg2+, Fe2+占位有关。 随着透闪石中Fe2+/(Fe2++ Mg2+)比值的增大, 亦可导致软玉中羟基NIR谱带的进一步分裂, 谱带数目和强度增加, 并向低波数方向位移。 文中对软玉中羟基NIR光谱的产地鉴别意义一并给予了讨论。
软玉 近红外光谱 结构水 产地鉴别 Nephrite NIR spectrum Hydroxyls Geographical origins determination 光谱学与光谱分析
2013, 33(6): 1481
