發(fā)布時間：2020-02-14 22:04

【摘要】：葉片中類胡蘿卜素是植被環(huán)境脅迫、光合能力和植被發(fā)育階段的指示器�；谌~片的原位拉曼光譜響應(yīng)特性對龍井43葉片的類胡蘿卜素含量進(jìn)行了研究,建立了兩者之間的定量模型。本文共對315個龍井43葉片樣本進(jìn)行了拉曼光譜采集和分光光度檢測。為排除檢測過程中受噪聲、基線漂移等因素的干擾,運(yùn)用和比較了五種光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法提取原始拉曼光譜中與茶葉中類胡蘿卜素含量有關(guān)的有效信息�；陬A(yù)處理后的數(shù)據(jù)建立了偏最小二乘(PLS)回歸模型,拉曼光譜與類胡蘿卜素含量的建模集和預(yù)測集的相關(guān)系數(shù)(r)分別為0.817和0.786。為進(jìn)一步研究類胡蘿卜素的拉曼光譜響應(yīng)機(jī)理,本文采用連續(xù)投影算法(SPA)優(yōu)選了17個拉曼特征波數(shù)建立相應(yīng)的特征波數(shù)模型,模型的建模集和預(yù)測集的相關(guān)系數(shù)(r)分別為0.808和0.777。根據(jù)已建立的模型,探究了茶樹四個不同葉位的葉片類胡蘿卜素含量的變化。發(fā)現(xiàn)茶樹葉片隨著葉齡的增加,類胡蘿卜素濃度呈先增后減的趨勢。以第2位葉的類胡蘿卜素含量最高。進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的可行性以及探索了將該模型應(yīng)用于茶樹葉片樹齡和葉位探測的可能性。采用拉曼光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)茶樹葉片中類胡蘿卜素含量的原位、無損、定量檢測。
【圖文】：

工澆水，實(shí)驗(yàn)時葉齡約為２年。材料１：用于建模的龍井４３葉片３１５片，將葉片放入密封袋中、標(biāo)號。對葉片進(jìn)行拉曼光譜采集，采集后的葉片立即放入４℃冰箱內(nèi)避光冷藏。光譜采集后剪取主葉脈兩邊的葉片約０．１ｇ，，記錄其濕重；然后將樣品剪碎研磨后加入１０ｍＬ色素提取液（９５％酒精溶液），置于暗室保存約２４ｈ，用于紫外分光光度計(jì)檢測類胡蘿卜素含量。材料２：用于驗(yàn)證模型的樣本選用一株茶樹上不同葉位的４片葉片，對樣本進(jìn)行拉曼光譜面掃描。葉片的葉位及形態(tài)如圖１所示：頂芽附近第一片葉作為１號位葉，往下依次標(biāo)記為第２、３、４葉。圖１茶樹葉位的選擇圖Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｓａｍｐｌｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ１．１．２儀器本實(shí)驗(yàn)用到的拉曼光譜儀為雷尼紹共聚焦激光顯微拉曼儀（ＲｅｎｉｓｈａｗｉｎＶｉａ－Ｒｅｆｌｅｘ５３２／ＸＹＺ）。激發(fā)波長５３２ｎｍ；激光強(qiáng)度５０ｍＷ；積分時間１ｓ；拉曼光譜檢測波長范圍為５７９～３０６２ｃｍ－１；分辨率０．２ｎｍ；選用放大倍數(shù)為５×的物鏡。材料１：每個樣本掃描葉片上中下三個點(diǎn)，取三條光譜的平均，用平均光譜作為樣本的代表性拉曼光譜。本實(shí)驗(yàn)采用紫外分光光度計(jì)法測定茶樹葉片的類胡蘿卜素含量，單位ｍｇ·ｇ－１。材料２：４個樣本分別進(jìn)行拉曼面掃描，步長２μｍ，１，３和４號樣本的面掃描區(qū)域一共包含２２１（１７×１３）個點(diǎn)，２號樣本包含２２４（１６×１４）個點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)采用ＷＩＲＥ３．３對采集的拉曼光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行提�。挥茫眨睿螅悖颍幔恚猓欤澹颍梗泛停停幔簦欤幔�

圖３茶葉類胡蘿卜素的特征波數(shù)Ｆｉｇ．３ＴｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｗａｖｅｎｕｍｂｅｒｓｕｓｉｎｇＳＰＡ為茶樹葉片光譜的ν４（Ｃ—Ｈ）平面外擺動［１２］，１０００ｃｍ－１為茶樹葉片光譜的甲基ν３（Ｃ—Ｈ３）平面內(nèi)搖擺振動，１１６０ｃｍ－１為茶樹葉片光譜的ν１（Ｃ—Ｃ）伸縮振動［７］。其余特征歸屬見表３。結(jié)合圖２來看，茶樹葉片的Ｃ迨Ｃ雙鍵和Ｃ—Ｃ單鍵的平面內(nèi)伸縮振動拉曼譜峰強(qiáng)度較高，而甲基（ＣＨ３）的平面內(nèi)搖擺振動稍弱之，這些峰都是可作為茶葉中類胡蘿卜素檢測的特征峰，說明了篩選出１７個特征波數(shù)能夠解釋茶葉中的類胡蘿卜素含量。特征波數(shù)的減少，簡化了模型，而同時模型的擬合度、穩(wěn)健性得以保留。提取后的特征波數(shù)推廣能力強(qiáng)，可廣泛用于回歸建模，提高了光譜儀的掃描速度。為茶葉生產(chǎn)中茶葉類胡蘿卜素含量的在線、實(shí)時檢測提供了理論依據(jù)。圖４基于特征波數(shù)建立的ＰＬＳ模型建模效果Ｆｉｇ．４ＰｒｅｄｉｃｔｅｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇＰＬＳ表３拉曼特征波數(shù)的化學(xué)歸屬Ｔａｂｌｅ３ＣｈｅｍｉｃａｌａｓｓｉｇｎｍｅｎｔｓｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＲａｍａｎｓｈｉｆｔｓＷａｖｅｎｕｍｂｅｒ／ｃｍ－１ＡｓｓｉｇｎｍｅｎｔＲｅｆｅｒｅｎｃｅＷａｖｅｎｕｍｂｅｒ／ｃｍ－１ＡｓｓｉｇｎｍｅｎｔＲｅｆｅｒｅｎｃｅ９４５ν４（Ｃ—Ｈ）平面外擺動［１３］１５１５ν２（Ｃ迨Ｃ）平面內(nèi)伸縮［７，１２］１０００ν３（Ｃ—Ｈ３）平面內(nèi)搖擺振動［

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡軍,胡繼明;拉曼光譜在分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展[J];分析化學(xué);2000年06期

2 ;國際表面拉曼光譜會議在廈門大學(xué)舉行[J];電化學(xué);2000年04期

3 田中群;參加第18屆國際拉曼光譜會議總結(jié)報(bào)告[J];光散射學(xué)報(bào);2002年04期

4 徐怡莊,吳瑾光,孫文秀,陶棟梁,宋增福,翁詩甫,許振華,徐端夫,徐光憲;釹的電子拉曼光譜和一種新的拉曼增強(qiáng)機(jī)理[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

5 劉剛,張林,俞帆,劉劍虹,孫世中;低溫冰箱冷凍對人體組織拉曼光譜的影響[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2004年05期

6 王吉有;王閔;劉玲;郝偉;;拉曼光譜在考古中的應(yīng)用[J];光散射學(xué)報(bào);2006年02期

7 田國輝;陳亞杰;馮清茂;;拉曼光譜的發(fā)展及應(yīng)用[J];化學(xué)工程師;2008年01期

8 高卓;;中美科學(xué)家發(fā)明增強(qiáng)拉曼光譜檢測新技術(shù)[J];化學(xué)分析計(jì)量;2010年03期

9 李自達(dá);陳亮;孟令晶;劉軍賢;王桂文;;拉曼光譜結(jié)合光學(xué)操控分選油脂酵母[J];光譜學(xué)與光譜分析;2011年04期

10 楊麗萍;薛紹秀;;拉曼光譜在磷礦加工過程中的應(yīng)用[J];礦冶;2013年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 汪安;任斌;田中群;;線聚焦模式提高拉曼光譜的檢測靈敏度[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第18分會場摘要集[C];2010年

2 王紅球;張麗;王璐;程廣衛(wèi);葉光林;張士新;朱鵬;易裕民;;拉曼光譜在安檢領(lǐng)域中的應(yīng)用[A];第十六屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

3 凌宗成;;行星表面物質(zhì)研究中的拉曼光譜應(yīng)用[A];第十七屆全國光散射學(xué)術(shù)會議摘要文集[C];2013年

4 胡繼明;沈愛國;謝微;;拉曼光譜在生物醫(yī)學(xué)分析中的應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第十五屆全國有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

5 任斌;劉鄭;王翔;莊目德;曾智聰;王喜;田中群;;針尖增強(qiáng)拉曼光譜方法建立及其在納米間隔體系研究中的應(yīng)用[A];第十五屆全國分子光譜學(xué)術(shù)報(bào)告會論文集[C];2008年

6 龐然;吳德印;田中群;;水合離子簇的氫鍵作用和振動拉曼光譜[A];第十五屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

7 謝黎明;凌曦;方源;張錦;劉忠范;;石墨烯作為共振拉曼光譜測量中的熒光抑制基底[A];第十五屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

8 劉鈺;徐抒平;唐彬;王燁;周吉;鄭先亮;徐蔚青;;表面等離子體共振增強(qiáng)拉曼光譜的研究[A];第十五屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

9 王璐;張麗;王紅球;易裕民;;拉曼光譜用于液態(tài)物品安檢的方法研究[A];第十六屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

10 郭沫然;蔡紅星;陳高;范雅;張喜和;;異硫氰基-孔雀石綠的拉曼光譜計(jì)算及分析[A];第十六屆全國分子光譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 董學(xué)鋒;拉曼光譜傳遞與定量分析技術(shù)研究及其工業(yè)應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2013年

2 胡偉;金屬界面分子構(gòu)型的振動識別[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 陳海平;化學(xué)氣相輸運(yùn)合成層狀材料及其拉曼光譜學(xué)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

4 董濵;納米銀增強(qiáng)基底制備及分子的拉曼光譜解析[D];昆明理工大學(xué);2011年

5 李津蓉;拉曼光譜的數(shù)學(xué)解析及其在定量分析中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2013年

6 胡成旭;乳腺疾病的拉曼光譜檢測及研究[D];吉林大學(xué);2013年

7 劉峰名;硅的表面刻蝕、光學(xué)性能以及硅鈷材料制備的激光拉曼光譜研究[D];廈門大學(xué);2001年

8 劉天元;溫度和壓強(qiáng)對碳碳共軛分子拉曼光譜的影響[D];吉林大學(xué);2015年

9 李晟;基于局部策略的光譜異常檢測與石油產(chǎn)品定性分析[D];浙江大學(xué);2012年

10 劉莎莎;表面增強(qiáng)拉曼光譜化學(xué)增強(qiáng)的理論研究[D];大連理工大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 董濵;拉曼光譜數(shù)據(jù)庫[D];昆明理工大學(xué);2008年

2 楊秋寶;基于拉曼光譜的易燃易爆品檢測技術(shù)的研究[D];沈陽理工大學(xué);2012年

3 李俊平;拉曼光譜在三種鎮(zhèn)痛類藥物研究上的應(yīng)用[D];西南大學(xué);2015年

4 王亞平;沖擊壓縮下液態(tài)硝基甲烷的拉曼光譜研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 徐瑛;拉曼光譜在淀粉結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用研究[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2015年

6 劉瑜;基于拉曼散射光譜的塑化劑檢測研究[D];長春理工大學(xué);2015年

7 張勝利;應(yīng)用近紅外和拉曼技術(shù)鑒定藥用原輔料[D];天津大學(xué);2014年

8 呂金星;基于拉曼光譜聚氨酯預(yù)聚物合成過程的在線監(jiān)測[D];廣西科技大學(xué);2015年

9 張璐;二維二硒化錸晶體的制備及其各向異性光學(xué)性質(zhì)的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

10 徐杰;表面增強(qiáng)拉曼散射基底制備及其在農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用[D];暨南大學(xué);2016年

本文編號：2579621