Растительный экспресс - детектор полифенолов и хлорофилла - это устройство для обнаружения содержания полифенолов и хлорофилла в растениях, которое обычно используется в сельском хозяйстве, пищевых продуктах, биологии растений и других областях. С помощью методов неразрушающего контроля концентрация полифенолов и хлорофилла может быть измерена в реальном времени и быстро, без ущерба для образцов растений.
Функции и значение растительных полифенолов и хлорофилла
Растительные полифенолы:
Полифенолы - это биологически активные вещества, которые естественным образом присутствуют в растениях и имеют множественную биологическую активность, такую как антиоксиданты, антибактериальные и противовоспалительные.
В основном встречается в листьях, плодах, семенах растений, тесно связанных с устойчивостью растений к болезням, резистентности и т. Д.
Хлорофилл:
Хлорофилл является ключевой молекулой фотосинтеза растений, основным пигментом фотосинтеза растений и участвует в процессе преобразования световой энергии в химическую.
Содержание хлорофилла тесно связано с ростом и здоровьем растений, эффективностью фотосинтеза и продуктивностью.
Принцип метода быстрого обнаружения без потерь
Методы неразрушающего быстрого обнаружения обычно используют спектральные методы, такие как ближнеинфракрасный спектр (NIR), спектр видимого света (VIS) * *, флуоресцентный спектр (Fluorescence) * * * и т.д., для косвенного прогнозирования содержания полифенолов и хлорофилла в растениях путем анализа спектральных реакций на поверхности или ткани растения. Эти методы обладают более высокой чувствительностью, более быстрой реакцией и лучшими возможностями мониторинга в реальном времени.
1. Метод ближнего инфракрасного спектра (NIR)
Принцип: Технология ближней инфракрасной спектроскопии анализирует спектральную информацию, отраженную или проходящую через образец, излучая ближний инфракрасный свет на образец. Различные химические компоненты имеют различные характеристики поглощения в ближнем инфракрасном спектре, и их содержание может быть точно измерено путем сопоставления с характерными пиками поглощения полифенолов и хлорофилла.
Преимущества: без обработки образцов, быстрый доступ к данным в режиме реального времени.
2. Метод спектра видимого света (VIS)
Принцип: спектр видимого света предполагает его состав путем измерения интенсивности поглощения света образцом на определенной длине волны. Хлорофилл и полифенолы имеют специфические пики абсорбции, которые могут быть количественно проанализированы с использованием этих характеристик абсорбции.
Пик поглощения хлорофилла: Хлорофилл в основном поглощается в диапазоне * * красного света (650 - 670 нм) и синего света (430 - 450 нм) * *.
Пики поглощения полифенолов: пики поглощения полифеноловых соединений отмечаются в области * * ультрафиолетового света (250 - 280 нм) и видимого света (320 - 400 нм) * *.
3. Флуоресцентная спектроскопия
Принцип: Спектроскопический метод флуоресценции генерирует определенную флуоресценцию путем возбуждения образца, а затем измеряет спектр его излучения. Различные химические компоненты (например, полифенолы и хлорофилл) производят специфические флуоресцентные сигналы, содержание которых можно оценить путем анализа интенсивности флуоресценции и положения длины волны.
Флуоресцентные свойства хлорофилла: хлорофилл излучает флуоресценцию в диапазоне 680 - 750 нм при длине волны возбуждения 430 - 450 нм.
Флуоресцентные свойства полифенолов: полифенолы также обладают определенными свойствами флуоресцентного излучения при ультрафиолетовом возбуждении.
III. Методы определения полифенолов растений и хлорофилла
1. Измерение методом ближней инфракрасной спектроскопии (NIR)
Шаги:
Отобранные образцы растений помещаются в места измерения с помощью ближнего инфракрасного спектрометра.
Выберите подходящий диапазон длин волн (обычно 800 - 2500 нм) для спектрального сканирования отражения или пропускания.
Полученные спектральные данные сопоставляются с характерными спектрами полифенолов и хлорофилла, а количественный анализ проводится с использованием химических моделей (например, частичной регрессии наименьших квадратов (PLSR)).
Получены значения концентрации полифенолов и хлорофилла.
Преимущества: без потерь, в режиме реального времени, быстро, подходит для массового тестирования образцов.
Недостатки: более высокие требования к оборудованию, необходимо заранее создать химическую модель.
2. Определение спектроскопии видимого света (VIS)
Шаги:
Для облучения поверхности растений используются спектрометры видимого света (диапазон длин волн обычно составляет 400 - 700 нм).
Измерение интенсивности поглощения света растениями на различных длинах волн с уделением особого внимания пикам поглощения хлорофилла (область красного и синего света) и пикам поглощения полифенолов (область ультрафиолетового и видимого света).
Количественный анализ проводится с использованием калиброванных кривых путем сопоставления интенсивности поглощения с известными стандартными образцами.
Преимущества: простота в использовании, низкая стоимость оборудования.
Недостатки: требуется относительно большая площадь образца, и спектральные помехи могут влиять на точность измерений.
3. Флуоресцентная спектроскопия
Шаги:
Используя ультрафиолетовый свет для возбуждения образцов, длина волны возбуждения обычно выбирается между 320 - 400 нм.
Измеряются спектры флуоресцентной эмиссии образцов растений, особенно интенсивность флуоресценции в диапазоне 680 - 750 нм (флуоресценция хлорофилла) или 300 - 400 нм (флуоресценция полифенолами).
В соответствии с интенсивностью флуоресценции по сравнению со стандартным образцом проводится количественный анализ.
Преимущества: высокая чувствительность, подходит для обнаружения низких концентраций.
Недостатки: могут возникать флуоресцентные помехи, оборудование требует более высокой точности.
IV. Параметры измерений и анализ данных
Спектральная экстракция: извлечение абсорбции или флуоресценции хлорофилла и полифенола на разных длинах волн.
Предварительная обработка данных: включает в себя сглаживание, шумоподавление, нормализацию и другие шаги для улучшения качества спектральных данных.
Количественный анализ: количественные прогнозы содержания полифенолов и хлорофилла в растениях достигаются путем создания калибровочных моделей (например, мультирегрессионного анализа, частичной наименьшей квадратичной регрессии и т.д.).
Калибровка и проверка: калибровка с использованием стандартных образцов известных концентраций и проверка точности модели с помощью таких методов, как перекрестная проверка.
V. РЕЗЮМЕ
Неразрушающий экспресс - детектор для растительных полифенолов и хлорофилла позволяет быстро и точно определять содержание полифенолов и хлорофилла в растениях с помощью различных спектральных методов, таких как ближнеинфракрасный спектр, спектр видимого света и спектр флуоресценции. Выбор подходящей технологии и метода не только обеспечивает данные в режиме реального времени, но и гарантирует отсутствие ущерба целостности образцов растений, обеспечивает эффективную поддержку в таких областях, как сельское хозяйство, биологические исследования растений и безопасность пищевых продуктов.