FTIR结合主成分聚类用于伽师瓜籽品种的鉴别.pdfVIP

第30卷，第5期 光 谱 实验室 V01．30，No．5 201 ChineseJournal 3 3年9月 of SpectroscopyLaboratory 王青 白希“唐军@王强4 (新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐市胜利路14号830046) 口(新疆大学理化测试中心乌鲁木齐市胜利路14号830046) 傅里叶变换红外光谱，采用主成分和聚类方法进行数据分析，比较了不同品种伽师瓜种子之间的差异程 度。结果表明：基于傅里叶变换红外光谱的主成分和聚类分析在反映不同品种植物种子化学组成差异程度 上具有应用价值。 关键词衰减全反射傅里叶变换红外光谱法；伽师瓜籽；主成分分析；聚类分析 中图分类号：0657．33 文献标识码：A 文章编号：1004-8138(2013)05—2084—05 I 引言 甜瓜是新疆有特色的重要经济作物，新疆甜瓜以其特有的优良风味和品质享誉国内外。而优良 的甜瓜品种在甜瓜产量的提高和品质改良中发挥了重要作用。由于新疆甜瓜种植资源十分丰富，对 于甜瓜种子品种的快速鉴别是一个亟待解决的问题。目前主要农作物品种鉴定方法的研究不断深 入，已由简单的外部形态学鉴定发展到生化分析和分子生物学技术鉴定，经历了由宏观走向微观、 由单一技术发展到多种技术相结合的过程。 由于傅里叶变换红外光谱法能给出生物组织及化学组成方面的丰富信息，以及具有指纹特征 分析、谱图整体分析、宏观推断分析等特点，适合于分析复杂化学物质组成的稳定性，在中药鉴定方 面得到了广泛的应用n]。目前，红外光谱法测定样品常用的方法是压片法，由于压片式加入的分散 剂的比例和模具压出的压片厚度无法精确控制，所以对于同一样品很难得到完全相同的红外谱图。 进行点对点直接采样，操作简单，只需比较样品的相同部位，所得到红外谱图具有较好的可比性[2]， 目前已用于中药材的伪品鉴别o_5]、高聚物的鉴别n3等。甜瓜籽是一个复杂的混合体系，所含化合 物的响应信号互相叠加，使得其红外光谱具有难以解析的复杂性。但不同品种的甜瓜籽、不同产地， 导致甜瓜籽在化学组成及含量、各组分的相互配比之间存在差异，其红外光谱就具有细微的特征 性。借助这种差异，运用模式判别法对其红外光谱进行解析，就可以建立相关的模式识别器，实现对 甜瓜籽品种的快速识别。本文采用衰减全反射傅里叶红外光谱仪对不同品种的甜瓜籽进行测定，采 用主成分分析法对其红外光谱图进行模式识别，探索一条快速鉴别甜瓜籽品种的科学方法。 ①国家自然科学基金，项目编号 ②联系人：手机：(0E-mail：tangjunwq@163．com 作者简介：王青(1971一)，女，河南省南阳市人，讲师．硕士，主要从事分子光谱研究工作。 收稿日期：2013—03—04；接受日期：2013—03—08 万方数据 第5期 王青等：FTIR结合主成分聚类用于伽师瓜籽品种的鉴别 2 实验部分 2．1试剂与仪器 VEERTEX 光谱范围4000--650cm～，分辨率4cm～，扫描累加次数100次。 伽师瓜种子选取卡拉库赛：杂交伽师瓜、奎克拜尔3个品种共29个样品，以上样品均购自伽师 县，并经伽师县伽师瓜办公室副主任阿地力·牙生鉴定。 2．2实验方法及数据处理 2．2．1 实验方法 伽师瓜子仁经60。C烘干1h后，用玛瑙研钵研细成均匀状态。在采集数据前，根据仪器测试要 求把ATR附件水平放置在傅里叶变换红外光谱仪的样品仓中，把样品粉末置于傅里叶变换红外 光谱仪ATR校正压力装置之间，按照所给定的测试条件直接测定样品的红外光谱。 2．2．2数据处理 特点，记录不同波数段上的吸光度；以样品为对象，以不同波数段上的吸光度．为指标，采用Matlab 软件，应用主成分分析方法，对29个样品进行主成分分析，得到所有样品前3个主成分的三维散点 图和二维投影图。根据散点图上的位置关系，了解样品在植物化学组成及所含有的量上的整体差 异。 3 结果与讨论 3．1红外图谱