选取市场上常见优化处理(充填处理和覆膜处理)宝石进行常规宝石学测试和红外光谱特征研究。研究发现,利用常规宝石学特征无法区分优化处理宝石,但红外光谱特征却可以准确快速地判定。测试结果表明,采用透射法观察2800~3200 cm ^-1范围内的吸收谱带可以鉴定宝石是否经过有机物充填处理,在充油宝石和浸蜡宝石中可见2850,2928,2966 cm ^-1附近的吸收谱带,充胶宝石的特征鉴别谱带在3035,3056,3095 cm ^-1附近,吸收谱带越强充填程度越高。铅玻璃充填宝石的鉴别特征为2235 cm ^-1和2609 cm ^-1附近的谱带。红外反射法可以直接鉴定人造树脂材料覆膜处理的宝石。

近期在广州荔湾珠宝市场出现一种具黄、 黑条带的玉石品种, 因其花纹形如黄蜂, 商家称之为“黄蜂石”。 “黄蜂石”的条纹状结构与缟玛瑙的条带状纹理非常相似, 容易混淆。 对“黄蜂石”进行显微岩相学、 X射线粉晶衍射、 电子探针、 红外吸收光谱及拉曼光谱等分析, 旨在探求其基本物理性质、 矿物组成, 以及谱学特征。 结果显示: “黄蜂石”以灰白、 黄橙、 黑色为主, 莫氏硬度3~5, 相对密度2.58~2.73, 长波紫外光下具弱黄色荧光, 与稀盐酸反应起泡。 显微岩相学分析显示, “黄蜂石”基质为方解石, 呈不规则粒状, 粒径0.02~0.3 mm, 粒状、 纤维状结构。 “黄蜂石”中CaO的含量约为53.64%～56.66%, FeO的含量约为2.23%~3.62%, MgO的含量约为1.05%~1.79%, 部分测试点中出现As和S元素。 样品中Mg/Ca摩尔百分比为2.59%~4.68%, 为低镁方解石。 红外吸收光谱分析显示, “黄蜂石”的红外光谱特征吸收峰与碳酸盐类矿物理论值一致, 为1 514, 1 427, 881和710 cm-1, 由［CO3］2-不对称伸缩振动、 面内弯曲振动以及面外弯曲振动导致; 黑色矿物中存在黄铁矿的特征峰1 123, 1 050, 423, 1 123和1 050 cm-1为S-S伸缩振动, 423 cm-1为Fe2+-［S2］2-伸缩振动。 拉曼光谱分析显示, 样品的黄色部分中除具方解石的拉曼位移1 083, 713, 282和157 cm-1外, 还有副雄黄的拉曼峰346, 233和184 cm-1; 橙红色部分显示雄黄的拉曼特征峰338, 221及184 cm-1, 338 cm-1由S-As-S伸缩振动所致, 221 cm-1属于S-As-S弯曲振动结合As-S伸缩振动产生, 184 cm-1与As-As伸缩振动相匹配。 X射线粉晶衍射分析结果与红外吸收光谱、 拉曼光谱等测试结果一致, 即“黄蜂石”的主要矿物是方解石, 次要矿物为黄铁矿、 雄黄及副雄黄等, 根据国家标准可定名为“碳酸盐质玉”。

“达碧兹”结构是指由“臂”、“核”和主体部分组成的特殊结构。本文采用多种现代测试手段对“达碧兹”海蓝宝石进行测试，分析了其光谱学特征，并对其结构成分进行了研究。结果表明，其红外光谱符合贫碱结构水型绿柱石特征。拉曼光谱测试表明其“核”、“臂”和主体部分成分一致，均为绿柱石。紫外-可见光吸收光谱测试表明，Fe²⁺同时存在于八面体和隧道中，八面体中的Fe²⁺是导致样品呈现蓝色的主要原因。成分分析测试结果显示，“达碧兹”结构中六边形“核”的外围及“臂”中的铁含量最高，蓝色调也最深。“臂”的位置与六方柱晶面位置一致，属于“类达碧兹型”宝石。显微特征表明“臂”是由大量定向排列的絮状包裹体构成的，结合晶体层状生长理论可知该包体是由晶体层状向外生长过程中所形成的缺陷和平行连生共同导致的。

“奶油感”是最受消费者喜好的发酵乳感官属性, 反映令人愉悦的特征。 为开发无添加但“奶油感”增强型的发酵乳, 首先必须明确具备高“奶油感”发酵乳的质构特征。 目前关于发酵乳“奶油感”的定义和评价标准尚未统一, 关键质构特征尚不清晰。 前人研究表明, 发酵乳的凝胶网络形成过程及强度、 稳定性和表观黏度可能是影响发酵乳感官感知的主要因素。 该研究采用多种光谱学手段, 解析具有不同强度“奶油感”发酵乳的关键质构特征。 以经描述型感官评价得到的五种具备不同“奶油感”强度的发酵乳为研究对象, 通过多散斑扩散光谱技术测定发酵乳凝胶网络的形成过程及凝胶强度, 通过多重光散射技术来研究发酵乳的稳定性, 再辅以流变学分析发酵乳的表观黏度。 首先采用多散斑扩散波光谱技术研究具有不同强度“奶油感”发酵乳凝胶过程粒子均方位移的变化, 结果显示凝胶的弹性指数突变时间按“奶油感”由弱到强分别为108, 115, 106, 132和143 min, 表明发酵乳形成凝胶的时间基本呈逐渐增加趋势; 凝胶时间的增加可能是因为酪蛋白充分重排聚集形成了更均匀的凝胶网络, 从而增强了“奶油感”的感知; 弹性指数的终点值代表发酵乳的凝胶强度, 结果显示凝胶强度处于适中水平的发酵乳“奶油感”较强。 接着利用多重光散射技术评价了发酵乳的稳定性, “奶油感”由弱到强的发酵乳稳定性动力学指数分别为2.2, 2.1, 1.9, 2.0和1.4, 表明发酵乳稳定性与发酵乳“奶油感”的感知强度呈正相关。 最后利用流变学方法测定了发酵乳的表观黏度, “奶油感”由弱到强的发酵乳表观黏度分别为(0.362±0.016), (0.271±0.013), (0.251±0.021), (0.479±0.031)和(0.343±0.024) Pa·s, 表明发酵乳的表观黏度和“奶油感”感知强度不存在相关性。 发酵乳的凝胶时间及凝胶稳定性与“奶油感”的感知密切相关。 研究为明确发酵乳“奶油感”的关键质构、 开发“奶油感”增强型的发酵乳制品提供理论依据。

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对神经细胞中常见的5种物质(L-谷氨酸、γ-氨基丁酸、肌酸、盐酸多巴胺和肌醇)的纯品进行特征谱检测。实验结果显示，5种物质在太赫兹波段有明显且独特的吸收谱线，并且同一种物质不同浓度的吸收系数符合朗伯比尔定律。此外，利用CASTEP软件包对5种物质的光谱进行仿真，结果显示太赫兹波段光谱特征吸收峰的成因主要由分子基团的振动而引起。之后，对肌醇、L-谷氨酸、γ-氨基丁酸和肌酸的1:1:1:1混合物的谱线进行检测，结合最小二乘法等算法倒推，可以准确推断每一种物质的含量及比例。结果表明，当4种物质混合时，物质含量推断的准确率为94%以上，这一研究结果对于癌组织的早期检测有重大意义。

酪蛋白酸钠作为一种良好的乳化剂和乳化稳定剂, 对乳饮料品质具有重要的作用。 蔗糖作为甜味剂, 可以提高乳饮料的口感。 但酪蛋白结构和性质很容易受到其所处的微环境的影响, 为了分析蔗糖对酪蛋白酸钠结构及其乳化性的影响, 利用荧光光谱技术探讨了酪蛋白酸钠荧光光谱和表面疏水性的变化, 利用动态光散射技术分析了酪蛋白酸钠乳液液滴流体力学直径的变化, 利用Turbiscan光谱学稳定性测试评价了酪蛋白酸钠乳液的背散射光强度变化以及稳定性指数(TSI)。 结果表明: 蔗糖会使酪蛋白酸钠发生内源荧光猝灭, 猝灭速率常数KS＜2.0×1010 L·mol-1·s-1, 属于动态猝灭, 未形成稳定的基态配合物, 表明两者仅以较弱的氢键和疏水相互作用结合。 酪蛋白酸钠的表面疏水性显著增强(p＜0.05), 部分酪蛋白酸钠聚集程度增加, 形成了可溶性聚集体。 随着蔗糖浓度的增加, 酪蛋白酸钠乳液流体力学直径增大, 是高压均质时蛋白聚集体在油水界面上优先吸附的结果。 背散射光强度结果显示随着蔗糖浓度的增加, 乳液越不易产生分层、 浓度变化、 乳滴迁移等不稳定性现象。 稳定性指数显著增大(p＜0.05), 乳液稳定性增强。

针对神经细胞中常见的三种神经递质(γ氨基丁酸,L谷氨酸,盐酸多巴胺)以及两种代谢产物(肌酸,肌醇),运用太赫兹时域光谱系统(THzTDS)对上述物质各自的纯品进行了特征谱线测量。测量结果表明,这五种物质在远红外波段具有明显且独特的吸收谱线,而同一种物质不同浓度的吸收系数符合朗伯比尔定律。此外,从这五种物质中任取几种进行不同比例的混合,并对混合物的谱线进行了测量,通过最小二乘法等算法倒推,可以对每一种物质的含量及比例进行准确推定。结果表明,物质含量推定的准确率,两种物质混合时为97%以上,三种物质混合时为95%以上,四种物质混合时为94%以上。这一结果对于癌细胞的早期诊断和治疗具有重要意义。

不同品种的乳脂肪球的组成成分不同, 从而导致脂肪在乳中的存在形式和最终的乳品品质存在差异。 利用拉曼光谱测定黑白花牛乳、 水牛乳及牦牛乳中脂质球的脂质和脂肪酸成分, 比较不同品种牛乳的脂质组成差异。 结果显示, 牦牛乳的2 885/2 850 cm-1比值较高, 表明牦牛乳脂质球趋于形成结晶态脂肪球膜包裹流动态内核的结构。 与黑白花牛乳相比, 牦牛和水牛乳的1 655/1 443 cm-1比值较高, 表明黑白花牛乳的脂肪酸不饱和程度低于其他两种牛乳; 水牛乳小脂肪球的脂肪酸不饱和度高于牦牛乳, 大脂肪球的则低于牦牛乳。 综上可知, 用牦牛乳分离而得的稀奶油较其他牛乳难熔化, 搅拌耗时更长, 但形成的黄油更柔软; 而水牛乳由于脂肪球较大, 适用于奶油的加工和脂肪球膜的分离。

天然脂肪球主要由甘油三酯构成, 以不同大小的球状形式分泌而得。 不同大小的脂肪球的球体和膜组成成分不同, 从而影响了脂肪在乳中的存在形式和最终的乳品功能特性。 然而, 不同大小的脂肪球成分的差异尚未完全阐明。 利用拉曼光谱测定特定大小脂肪球及膜的脂质和脂肪酸组成。 拉曼光谱能够从单个脂肪球获得特定拉曼信号, 并且在不破坏天然脂肪球构型的情况下进行测定。 结果显示, 小脂肪球在2 885/2 850 cm-1处条带信号较高, 表明小脂肪球趋于形成结晶态的脂肪球膜包裹流动态的甘油三酯内核的结构。 此外, 小脂肪球与大脂肪球相比, 1 655/1 443 cm-1的条带信号较低, 表明小脂肪球的脂肪酸不饱和程度较高。 总之, 从本实验结果可以推断, 用特定的小脂肪球分离而得的稀奶油在熔化时较大脂肪球难熔化, 搅拌耗时更多, 但能形成更柔软的黄油。