中红外光谱法在林木种子化学品质检验中的应用

杨静怡，陶兴月

（贵州大学林学院，贵州 贵阳 550025）

中红外光谱法在林木种子化学品质检验中的应用

杨静怡，陶兴月

（贵州大学林学院，贵州 贵阳 550025）

对中红外光谱法的特点和优势进行了论述，并阐述了中红外光谱法在林木种子化学品质检验中的应用方法和优缺点。利用中红外光谱法对林木种子进行检验，具有高效、快速、安全等诸多优点，解决了传统林木种子检验费时费力、效率低、误差大的问题。

中红外光谱法；林木种子；品质检验；高效快速

林木种子品质检验包括物理性状和化学品质的检验。其中，林木种子的物理品质包括种子的大小、形状、重量、含水率等指标，但仅从林木种子的外观形态上来判断其品质难以鉴别其优劣，还须测定其内含物的状况。化学品质的检验主要就是测量种子内含物质的含量。而林木种子的内含物会随着环境条件、种源、贮藏方式不同而有所差异。在这方面，前人对此已有研究，可是，这些研究基本上都是建立在传统化学分析的方法上，费时费力且进展缓慢，还容易因实验操作和实验过程中其它因素的影响而形成误差，致使实验结果不准确，影响结果，阻碍林木种子贮藏的研究进程，严重影响其经济价值的开发。

近年来，有不少研究都利用近红外光谱法测量食品或药品中内含物质的含量，但由于近红外技术操作较难，且必须选取具有代表性的样品，并选取适宜的模型才能得出结果，所以推广起来比较困难。而中红外光谱分析法具有分析速度快、操作简单、测试迅速、重复性好、分析成本低、不破坏样品等优点，可应用于林木种子内含物质的检测。

1　中红外光谱法的特点和优势

中红外光谱研究始于20世纪初，至今已经有了3代成果。棱镜色散型红外光谱仪是第1代，光栅色散型红外光谱仪是第2代，第3代是基于干涉调频分光的傅里叶变换红外光谱（FTIR）仪。早期中红外光谱一般是指4000～625cm-1（2.5～16μm）中红外区的光谱，后来因仪器技术的发展而延伸到400cm-1。

中红外光谱法可应用于有机化合物的定性或定量分析。几乎每一种化合物都有红外吸收，因此，只要获取样品的红外光谱，即可提取其丰富的结构信息。定性分析主要是对未知物质种类的鉴定，通过光谱特征谱判断物质结构后推测出未知试样可能含有的物质。定量分析则按分析需求，利用峰高法、峰面积法、谱带比值法等获得样品中内含物质的相对含量。具体来说，可以根据吸收峰出现的位置判断是何种物质。其吸收峰的大小与物质的含量有着正向相关性，当含量在一定范围内，此相关性可以用简单的化学方程进行表达，即可以通过吸收峰的大小计算对应物质的化学含量。所以，中红外光谱目前主要应用于有机化合物内部结构的分析研究，即物质的定量和定性检测方面。其在未知化合物鉴定方面具有独到之处，且能辅助其它方法进行未知化合物的结构鉴定。中红外光谱分析技术具有应用范围广、进样方式多样、仪器结构简单、操作方便、灵敏度高、波数准确、重复性好的优点，能够高效、快速、安全的对未知物进行定性分析和对已知物进行定量分析。

2　利用中红外光谱法对林木种子进行品质检验的方法和优点

利用中红外光谱法对林木种子内含物进行检测分析，关键在于林木种子红外光谱的解析，这主要依靠三要素，即吸收峰的位置、强度和峰形。根据吸收峰的位置可判断检测样品中所含的物质；根据Lambert-Beer定律，吸收峰的强度与样品中相应基团的含量有关，因此可根据其判断种子样品中相应物质的含量；吸收峰的形状也可判断官能团的种类，因为一些官能团红外吸收峰的位置相近，此时就可利用峰形来判断其种类。由此可见，利用中红外光谱法对林木种子的化学品质进行检验，能够大大缩短测定种子内含物含量及其变化的时间和程序，有利于林木种子的深入研究。中红外光谱因其灵敏度高、波数准确、重复性好、操作简单、分析快速等优点，在定性和定量分析方面具有不可取代的地位，广泛应用于诸多领域，研究成果无数。红外光谱技术能弥补林木种子内含物化学分析的不足，大大提高其分析速度，以满足生产、科研的要求。但是至今为止，红外光谱技术在林木种子内含物测定分析方面的应用研究很少。

3　中红外光谱对林木种子进行品质检验的不足

红外光谱技术与其它技术的联用提高了各领域研究的进展，受到越来越多的研究者探索。红外光谱技术与色谱技术的联用为分析复杂混合物中各种组分的化学结构创造了机会。随着科学和技术的进步，红外光谱仪正朝着仪器由大向小、由专业向普及，研究由浅到深，分析由简单向复杂发展的方向前进。但是，其分析技术上仍然存在灵敏度相对较低、基团鉴定不全、不适合分析含水样品、未知物结构确定需有参照等缺点，研究中必须加以注意。

中红外光谱分析技术有利于对更多林木种子化学品质检验和种子贮藏过程中内含物质的变化研究，但是因为红外光谱在林木种子品质检验研究方面的应用还比较少，所以还有待进一步的验证其实用性。其次，红外光谱分析与传统分析相比，是基于对官能团的分析来确定内含物及其含量，所以谱图的解析需要经验的支撑。而且，红外光谱分析易受水分干扰，所以对于含水率较高的种子样品的分析是否有影响，有待进一步的研究验证。

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S339.31

A

1002-3356（2015）01-0075-01

2014-09-28

“贵州大学青年教师科研基金项目”（贵大自青基合字［2012］006号）资助