基于光谱三级鉴别和GC-MS指纹特征的濒危珍贵木材精准判别方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670564
  • 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:
    C1603.木材物理学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Accurate discrimination of rare and endangered species wood is very important for the performance of CITES convention, reduce trade risk, and reasonably protect and use of precious wood. The research, the redwoods in CITES convention as objects, employ dynamic infrared spectroscopy under different temperatures, two-dimensional infrared correlation spectroscopy(2D-IR) with higher resolution, and GC-MS to precisely character chemical composition and distribution of extractives, and get characteristic infrared spectra and chromatographic fingerprint acquisition, where the feature components identification of extractives could promote the correct identification for the functional groups characteristic of infrared spectrum. According to the different degree of wood spectral differences, the three-step identification was formed based on the infrared spectra, two derivative IR spectra and two-dimensional correlation infrared spectroscopy. Meanwhile, the common substance and proprietary components of rare and endangered wood were characterized using the GC-MS advantage in separation, extraction and identification. The three-step identification and GC-MS, combined with quantitative method of principal component analysis, specific analysis of the components and similarity comparison, were used to achieve qualitative and quantitative analysis on chemical properties of wood extractives. On this basis, referring to the traditional wet chemical analysis results, wood species identification system based on the three-step identification and chromatographic fingerprint characteristic could be build, which can provide a scientific evidence for wood trade and the performance of CITES convention.
精准判别濒危珍贵木材树种对履行CITES公约,减少贸易风险,合理保护和利用木材具有十分重要的意义。本研究以列入CITES公约的红木木材为对象,借助于不同温度下的动态红外光谱和分辨率更高的二维相关红外光谱以及GC-MS对抽提物化学组成与分布特征的精确表征,获取木材红外特征光谱和色谱指纹图谱,抽提物特征成分鉴定又促进红外光谱官能团特征峰的正确指认。针对木材光谱差异程度的不同,建立基于一维红外光谱、二阶导数红外光谱和二维相关红外光谱的三级鉴别方法;同时,利用GC-MS在分离、提取和鉴定化合物方面的优势,对濒危珍贵木材的共性物质和专有成分进行表征,结合化学计量学中主成分分析、特定成分解析和相似度比对等量化方法,实现对木材抽提物化学性质的定性和定量分析;在此基础上,参考传统湿化学分析结果,构建基于红外光谱三级鉴别和色谱指纹特性的木材树种精准判别系统,为木材贸易和履行CITES公约提供科学依据。

结项摘要

珍贵硬阔叶材具有材性优良、色彩迷人、花纹漂亮的特点,是高端家具、地板和工艺品的重要材料,也是我国木材进口和加工利用的重要原材料。我国是濒危野生动植物种国际贸易公约(简称CITES公约)缔约国,对珍贵木材及其制品的进出口十分重视。因此,精准判别珍贵木材树种对于履行CITES公约,减少贸易纠纷,合理保护和正确利用珍贵木材具有十分重要的意义。本项目以降香黄檀、伯利兹黄檀、印度黄檀、刀状黑黄檀、阔叶黄檀、东非黑黄檀、微凹黄檀、交趾黄檀和中美洲黄檀等CITES公约管制珍贵木材和相似木材为研究对象,采用一维红外光谱、二阶导数红外光谱、动态红外光谱二维相关红外光谱和GC-MS先进研究手段,研究了25种珍贵木材及部分树种抽提物的化学特性、光谱特性和色谱特性,重点研究了颜色等外观相似易混淆树种、同属木材(黄檀属)、同类木材(红酸枝和黑酸枝、花梨木等)以及油漆前后木材的光谱特性,确定了不同官能团对温度的敏感程度,分组对比确定了不同属红木材的共有的化合物和特征成分;建立了包括130种木材的一维红外光谱、25种珍贵木材的二维相关红外光谱的数据库,构建基于一维红外光谱、二阶导数红外光谱和二维相关红外光谱等木材树种光谱三级鉴别和GC-MS指纹图谱特征信息的木材树种精准判别系统;结合化学计量学方法,利用一维红外光谱、二阶导数红外光谱和二维相关红外光谱对木材及抽提物成分的官能团进行表征,利用GC-MS技术对抽提物的主要成分和特征成分进行定性定量表征,抽提物的主要成分和特征成分鉴定又促进红外光谱官能团特征峰的正确指认。本研究发表文章10篇,被SCI收录9篇,出版专著一部,申请国家发明专利4件,培养研究生6名,本研究得出的方法和实践为木材贸易、木材利用和履行CITES公约提供了科学依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Organo-montmorillonite modified wood flour/poly (lactic acid) composites via different modification process
不同改性工艺的有机蒙脱土改性木粉/聚乳酸复合材料
  • DOI:
    doi:10.1002/pc.25880
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Polymer Composites
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhiping Wang;Chen Wang;Ye Qin;Anmin Huang;Ru Liu
  • 通讯作者:
    Ru Liu
Rapid identification and quantification three chicken-wing woods of Millettia leucantha, Millettia laurentii and Cassia siamea by FT-IR and 2DCOS-IR
利用 FT-IR 和 2DCOS-IR 快速鉴定和定量白花鸡血藤、鸡血藤和决明三种鸡翅木
  • DOI:
    10.1016/j.molstruc.2018.04.037
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Molecular Structure
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Ma Fang;Huang An min
  • 通讯作者:
    Huang An min
东非黑黄檀和阔叶黄檀抽提物的红外光谱三级鉴别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹晓倩;黄安民
  • 通讯作者:
    黄安民
Comparison on Reduction of VOCs Emissions from Radiata Pine (Pinus Radiata D. Don) between Sodium Bicarbonate and Ozone Treatments
碳酸氢钠与臭氧处理减少辐射松 (Pinus Radiata D. Don) VOCs 排放的比较
  • DOI:
    10.1063/1.4871880
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Molecules
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Qin Ye;Qi Fei;Wang Zhiping;Cheng Xianbao;Li Botao;Huang Anmin;Liu Ru
  • 通讯作者:
    Liu Ru
Identification of three Diospysros species using FT-IR and 2DCOS-IR
使用 FT-IR 和 2DCOS-IR 鉴定三种柿树属物种
  • DOI:
    10.1016/j.spl.2021.109139
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Molecular Structure
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Ma Fang;Huang An-min;Zhang Shi-feng;Zhou Qun;Zhang Qiu-hui
  • 通讯作者:
    Zhang Qiu-hui

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其他文献

杨木和杉木磨木木质素的红外光谱分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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    光谱学与光谱分析 增刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明玉;张方达;黄安民;孙素琴
  • 通讯作者:
    孙素琴
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    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析 增刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明玉;张方达;孙素琴;黄安民
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    黄安民
檀香紫檀与卢氏黑黄檀草酸钙含量的差异研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    光谱学与光谱分析 增刊
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  • 作者:
    张方达;李明玉;黄安民;孙素琴
  • 通讯作者:
    孙素琴
近红外光谱用于杉木木材强度分等的研究
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    --
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  • 通讯作者:
    杨瑶
基于红外光谱与二维相关谱的降香黄檀易混树种鉴别研究
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王方;王沈南;黄安民;周群
  • 通讯作者:
    周群

其他文献

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黄安民的其他基金

温度对木材细胞壁结构和性能的影响机制研究
  • 批准号:
    31270591
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  • 项目类别:
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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

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          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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