为了鉴别残留包衣剂农药的玉米幼苗, 使用傅里叶变换红外光谱结合主成分分析研究了玉米幼苗的根和叶片。 包衣剂包裹的玉米种子和未经过包衣剂包裹的玉米种子在相同条件下种植, 并测试它们幼苗根和叶片的红外光谱, 进行平行对照试验。 同时测试纤维素和包衣剂的红外光谱用于参考。 包衣剂包裹种子的幼苗根和叶片的红外光谱在1 384 cm-1附近出现C—H的弯曲振动吸收峰, 而未经过包衣剂包裹种子的幼苗根和叶片的红外光谱中C—H的弯曲振动特征吸收峰出现在1 375 cm-1附近。 参考纤维素和包衣剂的红外光谱, 可以确定1 384 cm-1吸收峰源自包衣剂残留的吸收。 在根的红外光谱中, 1 384 cm-1的包衣剂农药残留吸收峰尤为明显, 与1 375 cm-1的峰形对比, 较为尖锐。 随着玉米植株的生长, 根中1 384 cm-1的特征峰相对强度有减弱的趋势, 这是由于包衣剂农药残留被不断输送到植株的地上器官, 导致根中的农药残留浓度降低。 在经过包衣剂包裹种子的幼苗叶片的红外光谱中, 除了1 384 cm-1的农药残留特征峰外, 酰胺Ⅱ带的吸收峰呈现明显的肩峰, 而这一肩峰在种子没有被包衣剂包裹的幼苗叶片中未被观察到。 光谱分析显示一些农药残留的特征吸收峰被较强的纤维素吸收峰所掩盖, 而纤维素的一系列特征吸收峰又造成了光谱信息的重叠和数据冗余, 因此主成分分析被用于挖掘光谱中的特征信息。 在根的主成分1和主成分2得分图中, 含农药残留的样本和未含农药残留的样本被聚为两类, 两类样本散点没有重叠, 正确识别率为100%。 在叶片的主成分1和主成分2得分图中, 含农药残留的样本和未含农药残留的样本虽然也分为两类, 但是少量样本散点存在重叠, 正确识别率为93%。 结果表明, 傅里叶变换红外光谱结合主成分分析可以作为一种客观、 便捷的方法鉴别含有包衣剂农药残留的玉米幼苗。

利用红外光谱技术分析感染小斑病的玉米叶片,获取了染病玉米叶片的分子结构信息,研究结果表明真菌病原体对叶片中的蛋白质结构有一定的影响。二维相关红外光谱分析结果显示,健康玉米叶片中蛋白质二级结构的β-折叠构象随着玉米叶片的生长代谢发生变化,而染病玉米叶片中发生变化的是β-转角构象。二维相关红外光谱可以揭示真菌病原体入侵时玉米叶片分子结构的变化情况,为玉米病害的防治提供参考。

为了鉴别形态相似的药用真菌紫色马勃、大马勃和脱皮马勃, 利用傅里叶变换红外光谱仪获取它们的光谱信息, 从光谱分析的角度对它们进行深入研究。三种马勃的光谱呈现出蛋白质、多糖类物质、酯类物质等的特征吸收峰, 但在吸收峰的相对强度和峰形上存在差异。通过傅里叶自去卷积、四阶导数法和曲线拟合分析技术相结合, 对指纹区叠加带1200~890 cm-1范围的光谱进行剥离, 挖掘出被叠加而掩盖的吸收子峰信息。剥离结果显示它们的多糖结构存在明显差异, 在1072 cm-1和1040 cm-1附近的多糖类物质C-O键和C-C键的吸收子峰上, 紫色马勃、大马勃与脱皮马勃差别较大。紫色马勃的光谱在943 cm-1、892 cm-1的吸收子峰表明其含有β-型糖苷键, 脱皮马勃在920 cm-1的吸收子峰表明其含有α-型糖苷键。研究表明傅里叶变换红外光谱能够提供药用真菌马勃的分子结构信息, 为三种真菌马勃的入药提供一种光谱鉴别技术手段。

为了研究玉米花粉中的蛋白质和多糖等营养物质, 采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合技术分析曲辰9号和靖丰3号两种杂交玉米花粉.玉米花粉的傅里叶变换红外光谱显示蛋白质的特征吸收峰酰胺I带、酰胺II 带和酰胺III带出现在1 653 cm－1、1 546 cm－1和1 241 cm－1附近, 多糖特征吸收峰出现在1 078 cm－1、1 056 cm－1、1 030 cm－1和995 cm－1附近.对比它们的傅里叶变换红外光谱的蛋白质和多糖特征吸收带, 两种玉米花粉存在一定差异, 表明它们所含的蛋白质和多糖含量不同.对1 900~950 cm－1吸收带实施傅里叶自去卷积和二阶导数处理后再进行曲线拟合分析, 剥离出因光谱叠加而掩盖的特征吸收子峰.子峰信息显示曲辰9号玉米花粉中多糖的含量高于靖丰3号玉米花粉, 而蛋白质的含量关系则相反.研究表明, 傅里叶变换红外光谱技术可为玉米花粉中营养物质的研究提供一种便捷的手段.

为了研究陈化时间对普洱熟茶所含化学成分的影响,分析了同一品种普洱熟茶在不同陈化时间的傅里叶变换红外光谱,光谱初步显示不同陈化时间的普洱熟茶的化学成分存在差异.茶叶是一个复杂的体系,其红外光谱由所含成分的特征吸收带叠加而成.为了深入探索发生变化的特征带,对光谱中的1 900～900 cm-1吸收带进行傅里叶自去卷积,确定该范围内叠加子峰的个数和预估波数位置,然后进行曲线拟合分析.通过曲线拟合分析确定不同陈化时间普洱熟茶红外光谱中的蛋白质、茶多酚、果胶和多聚糖的子峰位置.蛋白质的特征吸收酰胺Ⅱ带子峰出现在1 520 cm-1,茶多酚和果胶吸收子峰分别出现在1 278和1 103 cm-1,葡甘露聚糖和阿拉伯聚糖的吸收子峰波数是1 063和1 037 cm-1,分别利用这些子峰面积和叠加带面积的比例间接反映蛋白质、茶多酚、果胶和多聚糖的含量在陈化过程中的变化情况.曲线拟合结果显示,随着陈化时间的增加,茶叶中的酰胺Ⅱ带子峰面积比例先增大后减小,同时茶多酚和果胶类物质含量比例减少,可溶性多聚糖类物质含量比例增加.这解释了普洱熟茶随着陈化时间增加其苦涩味减弱,口感上出现甜味的原因.研究表明傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合分析能反映普洱熟茶陈化过程中化学成分的变化,为其品质的评定提供有效依据。

为深入研究南方锈病侵染玉米叶片时叶片的生化指标变化, 使用傅里叶变换红外光谱仪分别获取感染和未感染玉米叶片的光谱, 选用光谱中的特征区和指纹区吸收带分析玉米叶片中蛋白质和碳水化合物的变化情况.玉米叶片被感染后, 其光谱的酰胺带发生变化, 碳水化合物的主要吸收带变化不明显.通过对波数范围在1 800~1 480内的吸收带进行曲线拟合分析, 发现感染后的叶片中折叠和螺旋结构在蛋白质二级结构中的含量比例降低; 感染前期蛋白质二级结构中转角结构含量比例增大; 感染后期玉米叶片中蛋白质二级结构的自由卷曲结构含量比例急剧增大, 该结构在感染前期和健康叶片中均未出现.研究表明傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合分析技术可用于探索玉米叶片被南方锈病侵染时所含化学物质的变化, 为玉米抗病性研究提供重要依据.

利用Voigt函数模拟了蛋白质二级结构的红外光谱吸收带和酰胺I带, 其中1680 cm-1吸收峰被严重叠加。为了研究二维红外相关光谱分析技术对叠加峰的分辨能力, 选取1680 cm-1吸收峰作为研究对象。当1680 cm-1单峰峰高发生变化时, 其同步谱中自相关峰能准确的反映出来。当1680 cm-1和1640 cm-1双峰峰高都发生变化时, 其同步谱中自相关峰不但能准确反映出这两个峰的变化, 还能获得1680 cm-1子峰对外部扰动的灵敏度高于1640 cm-1子峰的信息。它们同步谱中负交叉峰说明了1680 cm-1和1640 cm-1的变化取向相反, 异步谱中该位置的负交叉峰说明了1640 cm-1的变化快于1680 cm-1。二维相关分析的结果和模拟吸收带假设的变化情况一致。研究表明二维红外相关光谱技术具有高分辨率、高灵敏度等优点, 可以用于研究严重叠加的酰胺I带, 获取蛋白质二级结构变化的相关信息。

为了研究傅里叶变换红外光谱在杂交玉米品质评定上的可行性, 使用傅里叶变换红外光谱仪获得五种杂交玉米籽粒的光谱。 1 776～952 cm-1范围内的光谱主要由蛋白质、 淀粉和油脂的红外吸收带组成, 淀粉的吸收带较为强烈, 蛋白质和油脂的吸收带稍弱。 该范围光谱中特征吸收带相互重叠, 导致一些重要信息被掩盖。 通过对1 776～952 cm-1范围内的红外光谱进行曲线拟合分析, 发现1 051和1 548 cm-1吸收子峰的面积在1 776～952 cm-1范围内吸收带总面积中占的百分比与玉米籽粒中淀粉和蛋白质的含量存在着线性关系。 研究结果显示傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合分析技术可用以分析杂交玉米籽粒中淀粉和蛋白质的含量, 为玉米品质的快速评定提供一种方法。