基于光谱特征变量的湿地典型植物生态类型识别方法——以北京野鸭湖湿地为例

光谱特征变量的选择对于湿地植被识别的精度和效率有着直接的影响作用.以华北地区典型的淡水湿地——野鸭湖湿地为研究区,采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植物的冠层光谱.以野外高光谱数据为基础,首先利用一阶导数与包络线去除的方法,分析和对比不同植物生态类型的光谱特征,选定了用于识别植物生态类型的光谱特征变量,选定的8个光谱特征变量为红边位置WP_r、红边幅值Dr、绿峰位置WP_g、绿峰幅值Rg、510 nm附近的吸收深度DEP-510和吸收面积AREA-510、675 nm附近的吸收深度DEP-675和吸收面积AREA-675.其中,7种植物生态类型的一阶导数光谱特征差异较小,吸收特征差异性相对较大.除WP_r和WP _g外,沉水植物Rg和Dr平均值最低,湿生植物的Rg平均值最高,达到0.164,栽培植物的Dr平均值最高,达到0.012.7种植物生态类型在675 nm附近的DEP-675和AREA-675均高于510 nm附近的DEP-510与AREA-510,除去栽培植物,随着水分梯度的变化,其他6种植物生态类型的吸收深度和吸收面积都表现出先升高后降低的趋势.然后利用单因素方差分析(One-way ANOVA)验证了所选光谱特征变量的区分度,在P≤0.01的置信水平下,选取的8个光谱特征变量都能够较好的区分7种植物生态类型,区分度的最小值为13,最大值为18,并且吸收特征参数的区分度优于一阶导数参数.最后应用非线性的反向传播人工神经网络(BP-ANN)与线性判别分析(FLDA)的类型识别方法,利用选定的8个光谱特征变量进行湿地植物生态类型识别,取得了较好的识别精度,两种方法的总分类精度分别达到85.5％和87.98％.单因素方差分析(One-way ANOVA)和不同分类器的分类精度表明,所选的8个光谱特征变量具有一定的普适性和可靠性.     

自体荧光技术在早期肠癌诊断中的应用

自体荧光技术以无损、实时、灵敏度高等优点已成为早期肠癌诊断应用的技术之一。本文总结了自体荧光光谱技术在早期肠癌诊断应用中的研究进展,重点阐述了荧光激发波长的选择,荧光光谱数据处理方法,以及正常和癌变肠道组织光谱差异的来源。在分析肠道组织中内源性荧光物质及其分布的基础上,回顾了自体荧光成像系统的临床应用进展。最后指出自体荧光光谱与成像技术在早期肠癌诊断中的应用和发展趋势。     

径流雨水中溶解性有机质特征演化及其对典型污染物迁移和生物有效性的影响

地表径流污染已经逐渐成为城市面源污染的重要组成部分。其中溶解性有机质DOM (Dissolved organic matter)是有机污染物的主要组成部分。DOM中因为含有大量不饱和结构、官能团,其中包括羟基、羧基、羰基、胺基等,这些结构容易与径流中重金属结合发生络合反应,改变重金属的赋存形态,从而对其迁移转化及其生物有效性产生很大的影响。本文以北京市地表径流为研究对象,研究城市地表径流在冬、夏季不同功能区不同下垫面中溶解性有机质特征及其与典型重金属的作用机制,通过荧光淬灭滴定实验,研究夏季径流雨水中DOM的不同组分与重金属Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)之间的结合机制。研究结果显示PARAFAC将获得的样品都分解成2类6个不同的组分,1种腐殖酸,1种类蛋白;类蛋白物质的荧光强度与Cu~(2+)、Pb~(2+)的淬灭率要强于腐殖酸,而Zn~(2+)则呈现相反趋势;通过使用二维相关同步光谱发现DOM对重金属Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的敏感性呈现递减趋势,二维相关异步光谱发现Cu~(2+)、Pb~(2+)会先与位于270—300nm附近类蛋白光谱带反应,Zn~(2+)则会先与330nm附近的腐殖酸光谱带反应。     

基于光谱技术的产前检测方法研究进展

优生优育是我们重要的国策。自二胎政策颁布以来,高龄产妇数量呈现明显上升的趋势,先天性畸形儿的发生几率变大。传统的产前检测方法存在较高流产风险、灵敏度低、耗时等问题,探寻一种无损快捷、经济灵敏的产前检测方法至关重要。本文首先介绍了常见的胎儿出生缺陷及当前临床常见的产前检测方法的优缺点,重点综述了光谱技术的特点及其在产前检测中的应用。其中包括光谱核型、实时荧光定量PCR、SNP等位基因位点分析等利用荧光光谱分析方法和拉曼光谱在产前检测中的应用情况。特别阐述了表面增强拉曼光谱SERS在生物检测中的优势,最后总结并展望了SERS光谱在产前检测的应用。     

鼻咽癌细胞组织与血液的SERS光谱研究进展

基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术对于人体细胞组织与血液的检测和研究,SERS光谱技术能够发现正常组织与病变组织的差异性,为医学临床上实现癌症的早期诊断提供了科学依据。由于鼻咽癌不具有明显的病变特征、病灶的位置难以通过常规医学手段检测。因此利用SERS光谱技术,应用于鼻咽癌细胞组织与血液的研究,可提高鼻咽癌患者的生存率。对鼻咽癌细胞组织与血液SERS光谱分析和诊断的探索研究,有助于SERS光谱技术发展成为一种在生物医学领域中的分析检测手段,在医学临床诊断上具有潜在的应用前景。     

大型沉水植物苦草的光谱特征识别

地物特征与其光谱特征的关系是解译遥感影像的关键.利用地物光谱仪在实验室和上海“梦清园”人工湿地中,分别实测了不同盖度沉水植物苦草的反射光谱特征.结果表明随着苦草盖度的增加,其光谱反射率也相应增加,不同盖度苦草的光谱反射率差异主要表现在500～650 nm和700～900 nm 波段范围.受水体环境影响,实验室模拟试验与室外控制试验测得的苦草光谱反射率差异主要表现在近红外波段（700～900 nm）.分别将苦草的不同盖度与其在QuickBird多光谱遥感影像4个波段与盖度相关性最大波段处的光谱反射率进行回归分析,得到了较好的线性关系.应用回归分析得到的线性方程,可以根据测定的光谱反射率定量反演水体中的苦草盖度.研究结果可为监测沉水植物的高光谱遥感影像判读和解译分类提供技术支撑,为大尺度遥感监测沉水植物的分布和动态变化提供科学依据.     

黄姜中薯蓣皂甙元的提取及定性定量分析

对黄姜中提取的薯蓣皂甙元进行红外和紫外可见波谱扫描,与标准品谱图对比分析,可知提取出的皂甙元与薯蓣皂甙元标准品有相同的结构。用分光光度法测定黄姜中薯蓣皂甙元的含量,以香荚兰醛-高氯酸-冰醋酸的加入顺序,在80℃水浴中加热15min,显色30min后,在542nm处测定吸收值能达到最佳值,最后得出皂甙元含量为2.27%,RSD为1.1%,回收率在97.2%~98.8%之间。     

茶碱与胃蛋白酶相互作用的光谱性质研究

采用紫外光谱法和荧光光谱法研究了茶碱与胃蛋白酶的结合作用。观测到茶碱使胃蛋白酶的紫外吸收峰增强,特征荧光峰淬灭。Stern-Volmer淬灭曲线显示,茶碱对胃蛋白酶的荧光淬灭很可能是一个单一的静态淬灭过程。     

光系统II核心复合物的稳态荧光光谱(英文)

在 83K 和 160K 两个温度下,通过激发波长对荧光发射谱的影响研究了光系统II中核心复合物的荧光光谱特性。用不同波长的光激发,核心复合物的发射谱的最大发射峰值不变,用 480、489、495 和 507nm 的光分别激发核心复合物,其光谱最大峰值处的荧光强度随不同激发波长下β-胡萝卜素分子的吸收强度的增大而降低,在长波长区域光谱的变化依赖于首先被激发的色素分子。所以,激发波长的不同影响着核心复合物中能量传递的途径。通过高斯解析,分析出核心复合物中至少存在有 7组叶绿素a组分,它们是Chla660,Chla670,Chla680,Chla682,Chla684,Chla687和Chla690。     

蝉虫草样品的分级萃取与化学成分分析

利用索氏萃取技术,依次采用石油醚、乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇和甲醇等5种溶剂对蝉虫草纯粉进行分级萃取,运用傅里叶变换红外光谱分析法和气相色谱-质谱联用技术对5级萃取物进行分析鉴定。傅里叶变换红外光谱分析显示萃取物中含有与烯烃类、羧酸类、酯类、醇类和酮类等化合物相关的C-H、C=O、C-O和C=C等官能团。气相色谱-质谱联用技术共鉴定出有机小分子化合物34种,以酯类和脂肪酸类为主,多为碳链长度为15-20的长链脂肪酸及对应的酯,其中十八碳不饱和脂肪酸相对含量高达28.95%;分别存在于两种或以上萃取物中的有机化合物共有11种;仅存于石油醚萃取物中的化合物6种,乙酸乙酯萃取物中3种,丙酮萃取物中2种,无水乙醇萃取物中6种,甲醇萃取物中6种。在一定极性范围内,利用溶剂的极性梯度变化,可实现蝉虫草中活性物质的按极性梯度分离;采用分级萃取技术可有效分离蝉虫草中部分化学成分。鉴定结果充实了蝉虫草中化合物的种类资源,为蝉虫草中活性物质谱图库的完善、构效关系的建立及蝉虫草产品的利用开发提供支撑。