楊靜怡，陶興月

（貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

中紅外光譜法在林木種子化學(xué)品質(zhì)檢驗(yàn)中的應(yīng)用

楊靜怡，陶興月

（貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

對(duì)中紅外光譜法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了論述，并闡述了中紅外光譜法在林木種子化學(xué)品質(zhì)檢驗(yàn)中的應(yīng)用方法和優(yōu)缺點(diǎn)。利用中紅外光譜法對(duì)林木種子進(jìn)行檢驗(yàn)，具有高效、快速、安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)林木種子檢驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低、誤差大的問題。

中紅外光譜法；林木種子；品質(zhì)檢驗(yàn)；高效快速

林木種子品質(zhì)檢驗(yàn)包括物理性狀和化學(xué)品質(zhì)的檢驗(yàn)。其中，林木種子的物理品質(zhì)包括種子的大小、形狀、重量、含水率等指標(biāo)，但僅從林木種子的外觀形態(tài)上來判斷其品質(zhì)難以鑒別其優(yōu)劣，還須測(cè)定其內(nèi)含物的狀況。化學(xué)品質(zhì)的檢驗(yàn)主要就是測(cè)量種子內(nèi)含物質(zhì)的含量。而林木種子的內(nèi)含物會(huì)隨著環(huán)境條件、種源、貯藏方式不同而有所差異。在這方面，前人對(duì)此已有研究，可是，這些研究基本上都是建立在傳統(tǒng)化學(xué)分析的方法上，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且進(jìn)展緩慢，還容易因?qū)嶒?yàn)操作和實(shí)驗(yàn)過程中其它因素的影響而形成誤差，致使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，影響結(jié)果，阻礙林木種子貯藏的研究進(jìn)程，嚴(yán)重影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的開發(fā)。

近年來，有不少研究都利用近紅外光譜法測(cè)量食品或藥品中內(nèi)含物質(zhì)的含量，但由于近紅外技術(shù)操作較難，且必須選取具有代表性的樣品，并選取適宜的模型才能得出結(jié)果，所以推廣起來比較困難。而中紅外光譜分析法具有分析速度快、操作簡(jiǎn)單、測(cè)試迅速、重復(fù)性好、分析成本低、不破壞樣品等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于林木種子內(nèi)含物質(zhì)的檢測(cè)。

1　中紅外光譜法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

中紅外光譜研究始于20世紀(jì)初，至今已經(jīng)有了3代成果。棱鏡色散型紅外光譜儀是第1代，光柵色散型紅外光譜儀是第2代，第3代是基于干涉調(diào)頻分光的傅里葉變換紅外光譜（FTIR）儀。早期中紅外光譜一般是指4000～625cm-1（2.5～16μm）中紅外區(qū)的光譜，后來因儀器技術(shù)的發(fā)展而延伸到400cm-1。

中紅外光譜法可應(yīng)用于有機(jī)化合物的定性或定量分析。幾乎每一種化合物都有紅外吸收，因此，只要獲取樣品的紅外光譜，即可提取其豐富的結(jié)構(gòu)信息。定性分析主要是對(duì)未知物質(zhì)種類的鑒定，通過光譜特征譜判斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)后推測(cè)出未知試樣可能含有的物質(zhì)。定量分析則按分析需求，利用峰高法、峰面積法、譜帶比值法等獲得樣品中內(nèi)含物質(zhì)的相對(duì)含量。具體來說，可以根據(jù)吸收峰出現(xiàn)的位置判斷是何種物質(zhì)。其吸收峰的大小與物質(zhì)的含量有著正向相關(guān)性，當(dāng)含量在一定范圍內(nèi)，此相關(guān)性可以用簡(jiǎn)單的化學(xué)方程進(jìn)行表達(dá)，即可以通過吸收峰的大小計(jì)算對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)含量。所以，中紅外光譜目前主要應(yīng)用于有機(jī)化合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析研究，即物質(zhì)的定量和定性檢測(cè)方面。其在未知化合物鑒定方面具有獨(dú)到之處，且能輔助其它方法進(jìn)行未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。中紅外光譜分析技術(shù)具有應(yīng)用范圍廣、進(jìn)樣方式多樣、儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、靈敏度高、波數(shù)準(zhǔn)確、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠高效、快速、安全的對(duì)未知物進(jìn)行定性分析和對(duì)已知物進(jìn)行定量分析。

2　利用中紅外光譜法對(duì)林木種子進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn)的方法和優(yōu)點(diǎn)

利用中紅外光譜法對(duì)林木種子內(nèi)含物進(jìn)行檢測(cè)分析，關(guān)鍵在于林木種子紅外光譜的解析，這主要依靠三要素，即吸收峰的位置、強(qiáng)度和峰形。根據(jù)吸收峰的位置可判斷檢測(cè)樣品中所含的物質(zhì)；根據(jù)Lambert-Beer定律，吸收峰的強(qiáng)度與樣品中相應(yīng)基團(tuán)的含量有關(guān)，因此可根據(jù)其判斷種子樣品中相應(yīng)物質(zhì)的含量；吸收峰的形狀也可判斷官能團(tuán)的種類，因?yàn)橐恍┕倌軋F(tuán)紅外吸收峰的位置相近，此時(shí)就可利用峰形來判斷其種類。由此可見，利用中紅外光譜法對(duì)林木種子的化學(xué)品質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠大大縮短測(cè)定種子內(nèi)含物含量及其變化的時(shí)間和程序，有利于林木種子的深入研究。中紅外光譜因其靈敏度高、波數(shù)準(zhǔn)確、重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)單、分析快速等優(yōu)點(diǎn)，在定性和定量分析方面具有不可取代的地位，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，研究成果無數(shù)。紅外光譜技術(shù)能彌補(bǔ)林木種子內(nèi)含物化學(xué)分析的不足，大大提高其分析速度，以滿足生產(chǎn)、科研的要求。但是至今為止，紅外光譜技術(shù)在林木種子內(nèi)含物測(cè)定分析方面的應(yīng)用研究很少。

3　中紅外光譜對(duì)林木種子進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn)的不足

紅外光譜技術(shù)與其它技術(shù)的聯(lián)用提高了各領(lǐng)域研究的進(jìn)展，受到越來越多的研究者探索。紅外光譜技術(shù)與色譜技術(shù)的聯(lián)用為分析復(fù)雜混合物中各種組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。隨著科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，紅外光譜儀正朝著儀器由大向小、由專業(yè)向普及，研究由淺到深，分析由簡(jiǎn)單向復(fù)雜發(fā)展的方向前進(jìn)。但是，其分析技術(shù)上仍然存在靈敏度相對(duì)較低、基團(tuán)鑒定不全、不適合分析含水樣品、未知物結(jié)構(gòu)確定需有參照等缺點(diǎn)，研究中必須加以注意。

中紅外光譜分析技術(shù)有利于對(duì)更多林木種子化學(xué)品質(zhì)檢驗(yàn)和種子貯藏過程中內(nèi)含物質(zhì)的變化研究，但是因?yàn)榧t外光譜在林木種子品質(zhì)檢驗(yàn)研究方面的應(yīng)用還比較少，所以還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證其實(shí)用性。其次，紅外光譜分析與傳統(tǒng)分析相比，是基于對(duì)官能團(tuán)的分析來確定內(nèi)含物及其含量，所以譜圖的解析需要經(jīng)驗(yàn)的支撐。而且，紅外光譜分析易受水分干擾，所以對(duì)于含水率較高的種子樣品的分析是否有影響，有待進(jìn)一步的研究驗(yàn)證。

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S339.31

A

1002-3356（2015）01-0075-01

2014-09-28

“貴州大學(xué)青年教師科研基金項(xiàng)目”（貴大自青基合字［2012］006號(hào)）資助