【摘要】：葡萄糖是生命活動中重要的有機分子,研究葡萄糖在太赫茲波段的吸收特性并開展定性定量分析研究具有重要意義。太赫茲光譜對大分子物質具有特異性,當光譜穿透生物大分子時,由于分子間作用力和分子轉動振動等因素影響,會產生太赫茲光譜下的特征指紋峰,不同大分子物質的指紋峰具有特異性,利用這一特征可以對不同大分子物質進行鑒別。本研究選取D-無水葡萄糖為研究對象,首先運用太赫茲時域光譜技術測量得到葡萄糖樣品的時域光譜,測得的時域光譜經過傅里葉變換得到頻域光譜,再采用Dorney和Duvillaret方法計算得到吸收系數,研究樣品的吸收特性,然后開展了數學建模研究并建立了D-無水葡萄糖含量與太赫茲光譜的定量預測數學模型。研究結果表明,D-無水葡萄糖在太赫茲波段呈現(xiàn)明顯的吸收特性,比較多元線性回歸與偏最小二乘方法建立的回歸模型,通過多元線性回歸對樣品的特征指紋峰建立的回歸模型,得到的預測模型精度較高,穩(wěn)定性較好,模型的校正集相關系數達0.977 2,均方根誤差為0.061 6,預測集相關系數為0.992 7,預測均方根誤差為0.055 2,從而太赫茲時域光譜技術可用于有效開展D-無水葡萄糖定性定量研究,該研究為運用太赫茲光譜技術手段開展果蔬、食品、藥品中葡萄糖含量快速檢測提供方法參考。
[Abstract]:Glucose is an important organic molecule in life activities. It is of great significance to study the absorption characteristics of glucose in terahertz band and to carry out qualitative and quantitative analysis. The terahertz spectrum is specific to macromolecules. When the spectrum penetrates biological macromolecules, the characteristic fingerprint peaks in the terahertz spectrum will be produced due to the influence of intermolecular force and molecular rotational vibration. The fingerprint peaks of different macromolecules have specificity, which can be used to identify different macromolecules. In this study, D- anhydrous glucose was selected as the research object. Firstly, the time domain spectra of glucose samples were measured by terahertz time-domain spectroscopy, and the time-domain spectra were obtained by Fourier transform. Then the absorption coefficient was calculated by Dorney and Duvillaret methods, and the absorption characteristics of the samples were studied. Then the mathematical model of D- anhydrous glucose content and terahertz spectrum was established. The mathematical model of D- anhydrous glucose content and terahertz spectrum was established. The results show that the absorption of D-anhydrous glucose in terahertz band is obvious, and the regression model established by multivariate linear regression and partial least square method is compared. The regression model established by multivariate linear regression to the characteristic fingerprint peak of the sample has high precision and good stability. The correlation coefficient of the calibration set of the model is 0.977 2, and the root mean square error is 0.061 6. The correlation coefficient of prediction set is 0.992, and the root mean square error of prediction is 0.055 2. Therefore, terahertz time-domain spectroscopy can be used for the qualitative and quantitative study of D- anhydrous glucose. This study provides a reference for the rapid determination of glucose in fruits, vegetables, foods and drugs by using terahertz spectroscopy.
【作者單位】： 北京農業(yè)信息技術研究中心;國家農業(yè)信息化工程技術研究中心;農業(yè)部農業(yè)信息技術重點實驗室;首都師范大學;農業(yè)部農業(yè)遙感機理與定量遙感重點實驗室;
【基金】：國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFD0702002) 北京市農林科學院國際合作項目(GJHZ2017-7);北京市農林科學院級創(chuàng)新團隊項目(JNKYT201604)資助
【分類號】：O629.1;O657.3

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本文編號：2428777