基于紫外-可见和近红外光谱技术的葡萄酒产地鉴别

该研究将紫外-可见光谱、近红外光谱技术与化学计量学方法相结合,建立一种快速、准确鉴别干红葡萄酒产地的方法。采集3个不同产地(怀涿盆地、宁夏贺兰山东麓和渤海湾)的108个赤霞珠干红葡萄酒样品的紫外-可见和近红外光谱信息。首先,对比采用标准正态变量变换(standard normal variable,SNV)、一阶导数(first derivative,FD)、二阶导数(second derivative,SD)及不同方法组合对两种光谱数据进行预处理,分别建立随机森林(random forest,RF)、K-最邻近法(K-nearest neighbor,KNN)和最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)判别模型,通过比较建模结果得到最优的预处理-建模方法组合;然后,基于最优判别模型,采用竞争性自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)算法和无信息变量消除(uninformative variable elimination,UVE)法对光谱数据进行特征波段提取并建立判别模型。结果表明,基于紫外-可见光谱建立的SNV+FD-UVE-LSSVM模型的校正集和验证集的识别率分别达到97.53%和96.30%,基于近红外光谱建立的FD-CARS-KNN模型的校正集和验证集的识别率分别达到98.76%和96.30%。该结果证实将紫外-可见光谱、近红外光谱技术与机器学习相结合,有望成为一种简单、快速和低成本的工具,用于鉴别中国干红葡萄酒的地理来源。

维生素C含量测定本科教学实验设计与实践

在仪器分析实验教学中,以“当被测物质具有酸性或碱性基团时,溶剂的p H值对光谱影响较大”知识为实验的切入点,由低年级本科生来探索研究维生素C在中性和不同浓度的酸性介质环境中紫外吸收光谱特性和稳定性,建立用紫外吸收分光光度法稳定、快速测定维生素C含量的方法。通过合理的教学实验设计,将理论与实验教学相融合,使理论知识点在实验中可视化,直观且容易理解,提高了学生的学习热情,锻炼了本科生理论知识联系实际运用能力。

薄层色谱-紫外可见分光光度法测定鸭蛋中的苏丹红Ⅳ

目的:建立检测鸭蛋中微量苏丹红Ⅳ的实验方法。方法:考察不同提取剂、展开剂对蛋黄液中苏丹红Ⅳ的薄层色谱分离效果,利用拉曼光谱法对分离斑点进行定性分析,验证薄层色谱分离效果;利用紫外可见分光光度法对分离后的斑点样品进行定量分析。结果:以石油醚-丙酮(2∶1)为提取剂,以正己烷-丙酮-乙酸乙酯(100∶6∶8)为薄层色谱展开剂,各组分分离效果好;以511 nm为测定波长,浓度与吸光度在0.50~25.00 mg·mL^(-1)范围内呈良好线性关系(R2=0.99957),检出限为0.07 mg·mL^(-1),回收率为99%~108%。结论:该薄层色谱-紫外可见分光光度法联用的方法操作简便,成本低,专属性强,适用于鸭蛋中微量苏丹红Ⅳ的测定。

不同稻虾种养模式土壤溶解性有机质光谱特征

稻虾种养的农业活动显著改变了田间生物化学因子,土壤溶解性有机质(DOM)是其中之一。本研究利用紫外-可见吸收光和三维荧光光谱技术,耦合平行因子分析,对有环沟式稻虾轮作和共作、无环沟式稻虾共作和传统稻作4种稻虾种养模式土壤DOM的特征进行了研究。结果显示,不同稻虾种养模式土壤DOM紫外吸光度和比吸收系数均低于传统稻作,光谱斜率比(SR)均值为0.9~2.0;254 nm和365 nm处紫外吸光度的比值(E2/E3)在无环沟稻虾共作模式中最小,水稻单作中E2/E3值相对于稻虾种养模式大;300 nm和400 nm处紫外吸光度的比值(E3/E4)在稻虾种养模式均<3.5,水稻单作>3.5。4种模式的荧光指数>1.9,腐殖化指数<4,自生源指数为0.6~0.7。不同模式均解析出2个类蛋白质组分(类络氨酸、类蛋白物质)和2个类腐殖质组分(腐殖酸、类腐殖质),与生物源密切相关的类络氨酸组分占比较高且与其他组分均呈负相关,其余组分相互呈正相关。上述结果中,紫外-可见吸收光谱参数表明稻虾种养降低了土壤DOM的腐殖化程度、芳香性和物质组成,稻虾种养土壤腐殖质类DOM腐殖酸为主,水稻单作以富里酸为主;4种模式的土壤DOM既有内源也有外源,其中无环沟稻虾共作模式土壤DOM分子量最大,且有一定外源性特征,说明土壤保肥能力较好,在4种模式中综合效益最佳;三维荧光光谱分析表明不同模式下土壤DOM的物质组成无明显差异,研究认为这与农田管理措施的间接影响等有关,占比较高的络氨酸组分来源不同于其他组分,可能与微生物对DOM或其他物质的分解转化有关,而腐殖酸、类蛋白物质和类腐殖质组分很可能有高度的同源性;不同种养模式之间的淹水差异通过影响溶解性有机碳(DOC)和DOM的释放,从而影响种养模式之间DOM光谱特征。

光谱技术结合化学计量学分析方法快速检测阿维菌素的试验研究

生物农药阿维菌素是一种微溶于水的高毒杀虫剂,有广谱、高效等特点,在防治水稻螟虫,稻纵卷叶螟方面表现优异,但对水生生物高毒。为了探讨利用光谱技术现场快速检测水体中生物农药阿维菌素的可能性,测定了其在紫外/可见光波长范围内的不同浓度吸光度光谱数据,建立其快速有效的定量分析模型。使用不同光程比色皿采集一定浓度范围的阿维菌素农药样本光谱数据进行对比,得到最佳光谱数据用于后续定量处理分析。将波长范围为200~500 nm的光谱数据采用Savitzky-Golay卷积平滑法(S-G平滑法)进行数据预处理,将原始光谱数据和S-G平滑法预处理后的光谱数据校正集和预测集分别按不同比例采用Sample set partitioning based on joint x-y distance(SPXY)算法进行样本集划分,并分别建立PLS模型进行比较。再将划分样本集后优选出的光谱数据采用主成分分析(Principle component analysis,PCA)结合马氏距离阈值法(Mahalanobis Distance,MD),即PCAMD算法剔除异常样本,再将剔除异常样本后的光谱数据采用竞争性自适应重加权采样法(Competitive adaptive reweighted sampling,CARS)筛选特征波长变量,建立S-G平滑-SPXY-(PCA-MD)-CARS-PLS定量分析模型。结果表明,100 mm光程比色皿获得的光谱数据最佳,245.4 nm处为阿维菌素特征吸收峰。原始数据经S-G平滑法预处理、SPXY划分样本集、PCA-MD剔除异常样本以及CARS筛选特征波长变量后建立的定量模型最优,模型评价系数R2p为0.9988,预测集均方根误差为0.0611,剩余预测残差为29.5894,该方法有效简化了模型并提高了模型精度和稳健性。研究表明,生物农药阿维菌素的紫外/可见光吸收光谱数据结合化学计量学分析方法能够用来定量分析生物农药阿维菌素浓度。

考虑湿度气压影响的瓷绝缘子沿面类辉光放电仿真及其紫外光谱特性分析

为研究湿度和气压对瓷绝缘子沿面类辉光放电日盲紫外波段光辐射的影响机制,结合试验和仿真模型,从宏观、微观两个角度分析了湿度和气压对放电点日盲紫外波段光辐射产生过程的影响特性。该文首先搭建了污秽瓷绝缘子放电试验平台,利用光谱仪测量了不同湿度和气压下240~280 nm日盲紫外波段的放电发射光谱。根据发射光谱的特征谱线,确定了放电时产生日盲紫外波段光辐射的激发态N2和NO分子的具体退激跃迁反应。基于试验,利用有限元软件建立了瓷绝缘子沿面类辉光放电的二维仿真模型,主要考虑了25种粒子和37个化学反应,其中包括与产生日盲紫外波段光辐射有关的2种激发态粒子及9个相关化学反应。在模型中分别改变湿度和气压,得出了2种激发态粒子的粒子数密度及生成速率的变化特性,与试验中不同湿度和气压下的日盲紫外波段光辐射强度的变化特性进行对比分析可知,湿度、气压通过影响2种激发态粒子的产生与淬灭过程,改变了光辐射的强度。

小鼠卵母细胞质量的光谱研究

卵母细胞质量是影响哺乳动物体外受精能力、胚胎体外发育潜能以及妊娠成功与否的关键因素,显著影响着人类的辅助生殖、动物的育种、品种改良及保存濒危物种等工作,对其质量的研究具有重要的应用价值。目前常规的质量评估手段主要从形态学角度、从生化分析角度展开。但传统的基于卵母细胞形态甄选评估其发育质量的方法,其结果的可靠性较强地依赖于技术人员的经验,具有主观性较强的特点;新型的基于生物学技术检测生化指标的方法虽能弥补基于形态检测方法的不足但仍存在侵入式研究、生物操作步骤繁琐复杂、实验耗时长,影响卵母细胞后续发育的缺点。众所周知,生物组织异变往往伴随着内部生化组分的改变,而生化组分的改变往往表现出光谱的差异。鉴于此,利用紫外-可见分光光度计和自改建多光谱成像系统研究卵母细胞的光谱,并分析了未成熟与成熟卵母细胞、新鲜成熟与排卵后老化卵母细胞的光谱差别。研究发现,(1)与新鲜成熟卵母细胞的紫外-可见光谱(190~1 100 nm)相比,未成熟与排卵后老化卵母细胞的光谱均出现数个峰位的增减变化。未成熟卵母细胞与新鲜成熟卵母细胞的紫外-可见光谱相比,缺失了205和579 nm两个峰位以及894~941 nm的波段,增加了593 nm处的峰位;排卵后老化卵母细胞与新鲜成熟卵母细胞的紫外-可见光谱相比,缺失了205、 445和579 nm的三个峰位以及846~941 nm的波段,也增加了593 nm处的峰位。(2)可见光波段的多光谱成像数据显示,与新鲜成熟卵母细胞相比,未成熟卵母细胞各生物结构在451和467 nm处的透射光谱强度下降,排卵后老化卵母细胞各生物结构在425、 431、 571和669 nm处的透射光谱强度降低。综上可见(特别是新鲜成熟与老化卵母细胞之间在多光谱成像中展现的光谱差别),光谱检测在甄别卵母细胞质量方面展现出了巨大的可行性。

系列二亚胺羰基Mn配合物光谱的密度泛函研究

CO_(2)还原始终是能源和环境领域的重要挑战。二亚胺羰基Mn配合物价格低廉,稳定性好,可调变性强,成为近年来光催化还原CO_(2)的热门催化剂。紫外-可见光谱和红外光谱研究有助于调控CO_(2)光还原催化剂性能。基于密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT),对系列二亚胺羰基锰配合物[Mn(bpy)(CO)_(3)Br],(简写为1),[Mn(phen)(CO)_(3)Br],(简写为2),[Mn(phen-dione)(CO)_(3)Br],(简写为3),[Mn(phen-dione)(CO)_(3)CH_(3)CN]^(+),(简写为4)(bpy=2,2′-bipyridine,phen=1,10-phenan-throline,phen-dione=phenanthroline-5, 6-dione)的紫外-可见光谱和红外光谱进行研究。基于TD-DFT方法,采用多种泛函,对紫外-可见光谱进行模拟。结果显示1和2主要有两个最大吸收峰,分别位于371 nm (1), 408 nm (1)和361 nm (2), 414 nm (2),其电子跃迁类型均为由金属Mn中心基团向二亚胺配体的电荷转移(MLCT)跃迁。而3和4均具有三个吸收峰,分别位于290 nm (3), 337 nm (3), 431 nm (3)和294 nm (4), 319 nm (4), 371 nm (4)。其中,除了4的294 nm吸收峰对应了二亚胺配体内部的π—π*跃迁,3和4的其余吸收峰均为MLCT跃迁。伴随着二亚胺配体电负性的增强,吸收峰向可见光区移动(红移),而因Mn中心配体电负性的增强,导致吸收峰向紫外光区移动(蓝移)。一旦电子从Mn中心基团转移至二亚胺配体,Mn中心基团成为缺电子中心,有利于外界电子进入。因Mn中心基团的轨道主要由金属Mn和配体的σ*反键轨道组成,有利于Mn中心基团配体Br-/CH_(3)CN解离,形成活性中间体。红外光谱计算结果显示1, 2, 3和4的特征振动峰主要分为两类:金属Mn中心的C=O键伸缩振动(1, 2, 3和4的1 920~2 020 cm^(-1))和二亚胺羰基的C=O键伸缩振动(3的1 690 cm^(-1)和4的1 694 cm^(-1))。伴随着二亚胺羰基配体和Mn中心配体电负性的增强,1到4的特征峰波数略微增加。计算的分子结构,紫外-可见光谱和红外光谱与实验结果符合很好,能够为二亚胺羰基锰配合物的合成和光还原CO_(2)性能调变提供可靠的理论参考。

用紫外光谱参数表征污水中溶解性有机污染物

为实现污水水质的实时在线监测。采用紫外吸收光谱法测定了洗浴废水和生活污水生物处理前后的紫外吸光特性。给出了定量表征污水中溶解性有机污染物的紫外光谱参数，并与常规有机污染物水质指标化学需氧量、总有机碳相关联．结果表明，波长为254nm的紫外吸光度和波长在226～400nm范围内的紫外吸光度的积分与化学需氧量、总有机碳均具有很好的线性关系．其中。紫外吸光度积分与总有机碳的相关性最高。能更加全面地反映污水中有机污染物的含量，测定迅速简便，无需消耗化学药剂。在一定程度上可替代常规有机污染物指标，是一种绿色水质分析方法．

荧光法研究木犀草素与人血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱、同步荧光光谱和紫外吸收光谱方法,研究了木犀草素与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。研究表明木犀草素对HSA有较强的荧光猝灭作用,根据不同温度下木犀草素对HSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程处理实验数据,表明木犀草素对HSA的荧光猝灭作用属于静态猝灭。根据F rster非辐射能量转移理论计算了木犀草素与HSA间的结合常数和结合位点数,求得了木犀草素与HSA间的结合距离r。热力学数据表明二者主要靠疏水作用力结合。同时用同步荧光光谱探讨了木犀草素对HSA构象的影响。

新疆家蚕抗菌肽Cecropin-XJ与细菌DNA相互作用的光谱研究

抗菌肽的抗菌机理研究主要集中在抗菌肽与细菌细胞膜作用方面,抗菌肽是否与细菌的染色体DNA作用尚不清楚。为了探讨新疆家蚕抗菌肽Cecropin-XJ抗细菌的作用机理,利用紫外光谱及以溴化乙锭(EthidiumBromide,EB)为荧光探针的荧光光谱方法研究抗菌肽Cecropin-XJ与金黄色葡萄球菌DNA在体外的相互作用,计算获得抗菌肽与DNA的结合常数和成键位点数。结果显示,抗菌肽使DNA发生了明显的增色效应,并使DNA的荧光强度增强,抗菌肽能与EB竞争性的结合DNA,表明抗菌肽可能与DNA双螺旋的沟槽结合;在抗菌肽存在下,DNA与EB作用的结合常数和成键位点数都发生变化,表明抗菌肽以嵌入和非嵌入两种方式与DNA相互作用。文章从分子水平上初步阐述了抗菌肽与细菌DNA的作用模式和结构特征,为深入研究抗菌肽的作用机理奠定了基础。

国产输液袋溶出物定性实验研究

目的：定性研究国产输液袋溶出物质。方法：紫外光谱扫描、气相色谱质谱（ＧＣＭＳ）测定，分析光谱特征、离子碎片，并与广东大制药有限公司塑料输液瓶做平行实验比较。结果：采用国产输液袋包装的输液剂或实验试制品共３０个样品，均检查出溶出性物质———增塑剂、鲸腊醇，广东大制药有限公司提供的样品无增塑剂溶出。结论：尽快制订国产输液袋的质量标准及溶出性成分的限量标准。

动态超高压微射流对卵清蛋白微观结构的影响

采用圆二色谱(CD)、X射线衍射(XRD)、ANS荧光探针和紫外(UV)光谱研究了动态超高压微射流对卵清蛋白微观结构的影响。结果表明:卵清蛋白的微观结构的变化与处理压力有关,CD显示不同压力处理的卵清蛋白二级结构中的α-螺旋,β-折叠,β-转角和无规卷曲之间发生相互转化,二级结构的有序性提高;X射线衍射图谱直观显示不同压力处理的卵清蛋白晶体结构增加,160 MPa处理下结晶区最大,说明蛋白结构的有序性提高,与CD分析结果相似;ANS荧光探针光谱显示卵清蛋白的表面疏水性随着处理压力的增大而提高,120 MPa处理下达到最大;紫外光谱显示随着处理压力的增大,卵清蛋白最大紫外吸光值下降,卵清蛋白分子表面的具有紫外吸收的芳香氨基酸残基被包埋于分子内部,卵清蛋白的三维结构发生改变。

大黄酸锌配合物与牛血清白蛋白相互作用的研究

采用荧光猝灭光谱、同步荧光光谱、紫外光谱和圆二色光谱,研究了大黄酸锌配合物(Rhein-Zn)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。结果表明,Rhein-Zn能显著猝灭BSA的内源荧光并以静态猝灭为主;Rhein-Zn与BSA结合常数分别为1.3×107(22℃)、1.6×106(27℃)和1.0×105L/mol(36℃),根据热力学参数判断Rhein-Zn与BSA之间的作用力主要为范德华力和氢键;依据F rster的偶极-偶极非辐射能量转移理论,计算出Rhein-Zn与BSA之间的结合距离为3.20 nm;同步荧光光谱和圆二色光谱研究表明Rhein-Zn能够使BSA构象发生变化。

光谱结合主成分分析和模糊聚类方法的样品聚类与识别

针对紫外光谱结合化学计量学方法快速测定渣油烃族组成模型适应性问题，对渣油光谱进行主成分分析，以主成分得分作为聚类的特征变量进行模糊聚类，建立了光谱结合主成分分析和模糊聚类方法的样品聚类与识别方法。采用这种方法对3种常见渣油（常压渣油、减压渣油和加氢渣油）进行了成功的分类和识别，为光谱结合化学计量分析方法中校正模型的正确选择提供了依据。

葛根素与胰蛋白酶相互作用研究

葛根素对胰蛋白酶有明显的抑制作用,D ixon作图法得出抑制常数Ki=8.15×10-5mol.L-1,抑制类型为非竞争性抑制。通过紫外吸收光谱,发现葛根素能改变胰蛋白酶的空间结构;由荧光光谱变化探索葛根素与胰蛋白酶的相互作用机理,发现荧光猝灭是能量转移引起的静态猝灭。

基于UV光谱技术的高压电晕放电检测

通过分析高压电晕放电的光谱特性,提出应用紫外光+可见光的双光谱实时视频图像处理系统来探测高压电晕放电.该双光谱系统以高性能数字信号处理器TMS320DM642为核心,为了采集紫外信号而设计了光路、光谱转换和图像增强等技术,同时采用多种优化设计的硬件结构、快速融合算法及管理多进程的嵌入式实时操作系统DSP/BIOS,实现具备手动像素平移配准功能的双通道数字图像的实时融合处理.系统可以实时检测和定位高压电晕放电紫外信号,且具有响应速度快、作用距离远、不受日光和雨雾的干扰等优点.

岐山高粱醋陈化期香气成分研究

【目的】研究岐山高粱醋陈化期香气成分的变化规律。【方法】以岐山高粱醋为材料,采用气相色谱-质谱（GC-MS）联用法及紫外分光光度法,对岐山高粱醋陈化期香气成分及紫外光谱曲线变化规律进行了研究。【结果】检测到的岐山高粱醋香气成分有24种,分别为酸类、酮类、醇类、醛类、酯类及吡嗪类等;岐山醋香气成分中的酸类、醇类、酯类、醛类和吡嗪类物质在陈化期呈增加趋势,其中酸类、醇类、酯类物质增加趋势缓慢,醛类和吡嗪类物质增加趋势较为明显,而酮类则呈缓慢下降趋势。岐山高粱醋馏出物在245-330 nm波长的紫外吸收强度随陈化期的延长而逐渐增加。【结论】陈化使岐山高粱醋中的香气成分增加,对改善醋的品质有积极作用。

垃圾焚烧厂渗滤液处置工艺中溶解性有机物变化特性

采用"物化+生物处理+深度处理"组合工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液,探索组合工艺对渗滤液的实际去除效果,考察渗滤液中溶解性有机物(DOM)的组成及其结构特性随组合工艺的变化规律,并对其机理进行了初步探讨.结果表明,当进水COD和氨氮的平均值分别为17825,1946mg/L时,组合工艺对渗滤液中COD和氨氮去除率均达到99%左右,出水COD、氨氮、色度分别为57mg/L、5mg/L、15倍.组合工艺对渗滤液DOM中腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(HyI)的去除率均达到99%左右,对HA、FA、HyI削减显著的工艺单元分别为混凝2、厌氧和颗粒活性炭(GAC),削减率分别达到86%、77%和84%.出水HA、FA和HyI的COD浓度分别为10,23,6mg/L,其中分子量较小的FA为出水主要组分.随着组合工艺处理过程的进行,渗滤液中DOM的紫外区吸光度值显著下降,DOM的E254、E253/E203分别由1.55、0.64下降至0.012和0.024,说明DOM的芳香性和复杂程度显著降低,脂肪链芳香化合物逐渐增加;此外,E300/E400和E465/E665分别由2.65和2.17增加至9.78和8.03,表明渗滤液中溶解性有机物腐殖化程度不断降低,芳香构化程度不断减小.

S-构型转化对卵白蛋白微观结构的影响

采用圆二色谱(CD)、X射线衍射(XRD)、ANS荧光探针和紫外光谱(UV)研究了S-构型转化对卵白蛋白微观结构的影响。结果显示,不同诱导时间处理的卵白蛋白二级结构的α-螺旋,β-折叠,β-转角和无规卷曲之间相互转化,α-螺旋略有减少,β-折叠相应增加,分子有序性提高;S-构型转化后卵白蛋白晶体结构增加,72h处理后结晶区最大,说明蛋白结构的有序性提高,与CD分析结果一致;卵白蛋白的表面疏水性随诱导时间的延长而增强,72h处理后达到最大值;S-构型转化使卵白蛋白分子表面具有紫外吸收的芳香氨基酸残基包埋于分子内部,导致最大紫外吸光值随诱导时间的延长而下降。研究表明,卵白蛋白的微观结构变化与S-构型转化有关。