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利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术无损快速检测小麦幼苗叶片对Al2O3纳米颗粒胁迫的生化响应
摘要： 纳米技术领域取得了巨大发展，导致纳米颗粒不可避免地释放到环境中并与生物组分相互作用。然而，关于纳米材料生物安全性、不良影响、归宿及获得性生物反应性的认知仍处于初级阶段，需要进一步科学研究来评估其潜在的纳米农业风险。因此，本研究旨在利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术，以无损快速的方式揭示Al2O3纳米颗粒直接暴露对小麦幼苗叶片造成的分子变化。实验在受控生长条件下于砂基培养基中培育小麦幼苗，并施加不同浓度（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4和1.6 mM）的Al2O3纳米颗粒毒性处理。通过测定对照组与处理组叶片在4000-400 cm-1波数范围内的红外光谱来确定生化变化。预处理光谱的主成分分析显示对照组与Al2O3纳米颗粒处理组的光谱特征存在显著差异。Al2O3纳米颗粒处理增强了小麦幼苗叶片中纤维素、半纤维素、木质素和果胶的光谱特征，同时增大了脂质亚甲基带、氨基酸及蛋白质羧基和氨基的吸收面积，在羰基指纹区也观察到增强效应。这些分子吸收面积的增加表明它们在调控小麦幼苗应对Al2O3纳米颗粒胁迫中的生理重要性。本研究为目前尚不明确的纳米毒性（特别是Al2O3纳米颗粒对植物的影响）知识体系增添了重要的光谱数据库，并揭示了植物应对Al2O3纳米颗粒毒性时产生生化变化及防御策略的分子机制。
关键词： 生化分析、衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、氧化铝纳米颗粒、小麦幼苗、纳米毒性
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用傅里叶变换红外光谱技术区分完整杏仁的苦味并预测苦杏仁苷浓度
摘要： 采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）分析了360颗完整杏仁核（甜苦各半），以预测苦杏仁苷浓度并根据苦味进行分类。通过高效液相色谱法测得，甜杏仁与苦杏仁的苦杏仁苷浓度范围分别为0.7-350 mg/kg和15,000-50,000 mg/kg。对预处理后的光谱数据应用偏最小二乘法（PLS）进行浓度预测，获得决定系数R2p为0.951、预测均方根误差RMSEP为0.398的良好效果。此外，构建了线性判别分析（LDA）、二次判别分析（QDA）及PLS-DA模型用于苦味分类，三种模型均能满意区分甜苦杏仁，总体准确率分别达83.3%、86.1%和98.6%。结果表明ATR-FTIR光谱技术具有可靠、简便、快速预测苦杏仁苷浓度及按苦味分类杏仁的潜力。
关键词： 杏仁鉴别、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、苦味、完整杏仁、偏最小二乘法、苦杏仁苷浓度
更新于2025-09-10 09:29:36
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差示扫描量热法与红外光谱联用结合化学计量学分析检测咖啡中玉米掺假
摘要： 烘焙研磨咖啡易成为掺假产品的目标。因此，检测咖啡中的污染物具有经济和营养学意义。本研究采用差示扫描量热法（DSC）与傅里叶变换红外光谱法（FTIR），结合主成分分析（PCA）及偏最小二乘法（PLS）模型，对玉米掺假咖啡进行了检测。实验使用三种不同比例的烘焙研磨阿拉比卡咖啡（Coffea arabica L.）与烘焙研磨玉米制备混合样品，掺假比例设定为0.5%至40%（质量比）。研究发现：当掺假水平低于1%时，DSC与FTIR联用PCA技术均能有效区分掺假与未掺假咖啡样品；基于DSC和FTIR数据构建的PLS模型显示出良好的浓度预测相关性，其中DSC数据的交叉验证均方根误差（RMSECV）低于3.5%，FTIR数据则低于2.7%。
关键词： 掺假、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、化学计量学分析、差示扫描量热法、咖啡
更新于2025-09-04 15:30:14
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原位ATR-FTIRS与在线DEMS研究提出的铂电极上L-半胱氨酸电化学氧化机制
摘要： 通过原位ATR-FTIRS和在线DEMS研究了L-半胱氨酸在铂电极上的电化学行为。ATR-FTIRS测量证实了该分子氧化的电化学机理。该技术的时间分辨率对于将每个官能团与法拉第电流相关联至关重要，表明硫原子氧化存在电化学和化学步骤。由于高溶剂化作用，DEMS实验无法验证脱附中间体。但该技术对检测副反应至关重要，例如主要在强酸性条件下观察到的吸附中间体脱羧反应，这与传统Kolbe机理形成对比。
关键词： 科尔贝脱羧反应、差分电化学质谱法、L-半胱氨酸、硫醇氧化、衰减全反射傅里叶变换红外光谱
更新于2025-09-04 15:30:14
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采用半结晶聚烯烃涂层改进ATR元件上对水中烃类的ATR-FTIR检测
摘要： 对水中碳氢化合物的原位测量对于保障饮用水安全与质量以及开展环境修复活动（如石油泄漏清理）至关重要。因此，开发有效的水相环境中碳氢化合物检测方法具有重要意义，目前已有光谱技术、光纤传感器和色谱法等多种传感手段被应用于此类检测。然而由于水相中碳氢化合物浓度较低，且在水环境中实现这类化合物的稳健检测仍是具有挑战性的分析任务。疏水性聚合物涂层通过阻止水分子渗入同时吸附碳氢化合物，已被广泛用于衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）检测——该技术通过在ATR晶体表面富集碳氢化合物实现检测。但典型涂层设计中，受限于检测限和灵敏度随膜厚增加而下降的特性，ATR传感器表面仅能涂覆薄膜（<5微米）。本研究证明：采用半结晶线性低密度聚乙烯（LLDPE）聚合物制成的较厚涂层（40微米）可有效实现水溶液中碳氢化合物的原位ATR-FTIR检测。该聚合物涂层会因响应碳氢化合物而溶胀，既增强ATR信号又防止水分在红外检测界面累积。使用结晶度为12%的LLDPE薄膜包覆ATR元件后，甲苯、苯和氯仿等多种碳氢化合物的检测时间均得以缩短。当通过增加LLDPE涂层厚度来改善其机械性能时，ATR-FTIR检测的检测限和动力学特性均未发生显著变化——这相比现有文献报道的涂层具有重大改进。本研究所描述的LLDPE涂层有望作为传感器包覆材料，用于水环境中基于碳氢化合物物质或非极性生物分子的快速检测。
关键词： 低密度聚乙烯、水、碳氢化合物、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、传感器
更新于2025-09-04 15:30:14