鄱阳湖湿地香根草富集重金属的拉曼光谱快速检测方法

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61178036
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0507.光谱信息学
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2011
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

重金属污染导致生态环境恶化,严重危害生态系统良性循环并通过食物链威胁人体健康。开展重金属污染物快速检测和定量评判研究已成为国内外学者研究的热点。本项目以鄱阳湖湿地优势植物香根草为研究对象, 以香根草富集土壤中Cu、Zn、Cd、Pb等四种重金属离子为分析指标, 结合共焦显微拉曼光谱和化学计量学解析方法, 研究香根草对四种重金属富集特性与分布规律基础上, 寻找香根草拉曼光谱快速检测的理想部位;研究不同程度重金属胁迫下的香根草拉曼光谱特征, 确立四种重金属离子检测的最佳特征谱峰;研究高荧光及随机噪声背景下香根草拉曼光谱信号获取方法, 解决系统参数与环境条件变化对测量光谱的影响;针对低浓度和微量多组份特点,探索香根草拉曼光谱与土壤重金属的相关性,建立鄱阳湖湿地土壤重金属含量拉曼光谱快速定量反演模式与数学模型, 实现未知组份重金属多元素测量, 为鄱阳湖湿地重金属污染物快速诊断提供基础方法。

结项摘要

土壤和水体中重金属检测的常规方法存在样品前处理复杂、费时且易产生二次污染等缺点,急需探索一种简便、快速、绿色的重金属检测方法。拉曼和近红外光谱分析技术具有高效、快速、低成本等特点,在环境监测领域广泛应用。项目采用拉曼和近红外光谱分析技术对富集了土壤重金属的香根草、吸附了水体和香根草消煮液中低浓度重金属的树脂和络合了水体中低浓度重金属离子的沉淀进行光谱采集,研究由于背景噪声、系统参数与环境条件变化对测量光谱的影响与去除方案,解决由于共存组份干扰而引起的精确定量化难题,结合化学计量学方法对重金属离子含量进行定量分析,具体研究内容和重要结果如下:(1)以富集了重金属铜和铅的香根草为研究对象,采用拉曼和近红外光谱分析方法,对香根草的根部进行光谱采集和分析。结果表明:富集了铜和铅的香根草拉曼光谱经平滑和二阶导数预处理后,采用SPA-PLS方法都得到了较好的分析模型,预测相关系数分别为0.561和0.607;富集了铜和铅的香根草近红外光谱经一阶和二阶导数预处理后,采用GA-PLS方法都得到了较好的分析模型,预测相关系数分别为0.932和0.636。(2)基于拉曼光谱-树脂吸附的植物中重金属铜、铅含量检测。以富集了重金属的香根草为研究对象,对其进行消煮,将植物中化合态的重金属转化为离子态。分别采用D401、D113、D301和LSC-200树脂对消煮后的溶液进行吸附。实验结果表明:D113树脂对铜离子的吸附效果最好;D401树脂对铅离子的吸附效果最好;吸附了铜和铅离子的D113和D401树脂的拉曼光谱经1st-derivative预处理后其PLS模型都得到了较好的预测结果,预测相关系数分别为0.78和0.727。(3)水体中重金属铜和镉离子经Mn2+-Dipy-SCN三元体系络合后形成沉淀,沉淀的拉曼光谱经2nd-Derivative-PLS建模分析,模型的预测相关系数分别为0.914和0.915。(4)水体中铜、锌、镉和铅重金属离子经Mn2+-phen-SCN三元体系络合后形成沉淀,沉淀的拉曼光谱经一阶导数、基线校正和去趋势预处理建立PLS模型,4种金属离子模型预测相关系数分别为0.979、0.964、0.956和0.972。通过项目实施,建立了重金属含量的拉曼光谱快速定量分析方法,为土壤重金属污染的多元素快速检测提供科学依据和方法指导。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
determination of copper and zinc pollutants in Ludwigia prost rate Roxb using near infrared reflectance spectroscopy
近红外反射光谱法测定路德维希木中的铜和锌污染物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Applied Spectroscopy
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    刘燕德
  • 通讯作者:
    刘燕德
Determination ofcopper, zinc, cadmium and lead in water using co-precipitation method and ramanspectroscopy
共沉淀法拉曼光谱测定水中铜、锌、镉、铅
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Innovative Optical Health Sciences
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    刘燕德
  • 通讯作者:
    刘燕德
基于近红外漫反射光谱的丁香蓼叶片重金属铜含量快速检测研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘燕德;施宇;蔡丽君;LIU Yan-de,SHI Yu,CAI Li-jun College of Mechanical Engineerin
  • 通讯作者:
    LIU Yan-de,SHI Yu,CAI Li-jun College of Mechanical Engineerin
香根草叶片铅含量的近红外光谱快速检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘燕德
  • 通讯作者:
    刘燕德
拉曼光谱在重金属分析中的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    食品与机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘燕德;施宇;蔡丽君;LIU Yan-de SHI Yu CAI Li-jun (College of Mechanical Engineeri
  • 通讯作者:
    LIU Yan-de SHI Yu CAI Li-jun (College of Mechanical Engineeri

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其他文献

基于人工神经网络的可见/近红外
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    墨蕊娜
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    食品与机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    欧阳思怡;叶冰;刘燕德
  • 通讯作者:
    刘燕德

其他文献

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基于LIBS和THz谱图结合的油茶隐性病害早期诊断方法研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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