黄曲霉毒素B1溶液的太赫兹时域光谱分析-论文.pdf

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1、第14卷第6期2014年2月科学技术与工程V0L14No．6Feb．2014l671—1815(2014)06—0063—05ScienceTechnologyandEngineering@2014Sci．Tech．Engrg．黄曲霉毒素B1溶液的太赫兹时域光谱分析廉飞宇徐朝辉(河南工业大学信息科学与工程学院，郑州450001)摘要黄曲霉毒素的物理检测是目前国内外食品安全检测的一个研究热点。针对近红外和传感器方法检测精度差的问题，采用太赫兹时域光谱技术，研究了黄曲霉毒素B1溶液对太赫兹波的响应。首先根据B1溶液在不同频率范围内的光学参数(主要是折射率和吸收系数)的不同，对B1溶液的太赫

2、兹光谱进行定性分析；再利用最小二乘支持向量机对其进行定量分析。实验和分析结果表明，利用太赫兹时域光谱技术能够对黄曲霉毒素B1溶液的不同浓度进行精确识别，为以后建立黄曲霉毒素太赫兹谱库和快速检测食品中的黄曲霉毒素提供了理论依据。关键词黄曲霉毒素B1太赫兹时域光谱系统光谱分析最小二乘支持向量机中图法分类号0433．4；文献标志码B由于黄曲霉毒素的污染对人的生命健康构成了安全检测方面，可以利用太赫兹波谱技术来研究玉严重的威胁，目前，国际上对农产品中的黄曲霉毒素米种子的太赫兹光谱特征，实现不同品种的鉴含量的检测已成为强制性贸易措施。随着技术水平别；根据太赫兹的不同波段被瘦肉、脂肪吸收的的提高，

3、近年来黄曲霉毒素的检测方法越来越多，比程度，判断肉制品的质量；检测小麦粉中是否含较常见的有薄层色谱法(TLC法)、高效液相色谱法有滑石粉J，利用太赫兹波谱检测地沟油J，以及(HPLC法)、酶联免疫吸附法(ELISA法)和免疫亲植物油的不同成分等。本文利用太赫兹时域光和柱荧光光度法。虽然这些方法技术上均已成熟并谱技术(THz—TDS)技术，对几种不同浓度的黄曲霉已投入实际应用，有的已成为标准检测方法，但仍存毒素B1溶液进行检测，不仅能够识别黄曲霉毒素在着一定的局限性；主要表现在：①生化检测方法处的种类，而且能够识别其溶液浓度，为利用太赫兹技理过程繁杂，样品制备与检测过程复杂；且检测结果术

4、对黄曲霉毒素进行快速定量检测打下基础。与检测人员熟练程度、检测经验有直接关系。②物1太赫兹时域光谱系统及其光学参数提取理检测方法手段单一，精度不高。与生化方法相比精度达不到要求，存在很多缺陷；③检测参数单一，1．1太赫兹时域光谱系统(TI-Iz—TDS)不能包含样品完整信息，影响了检测效果。实验采用的太赫兹系统为太赫兹时域光谱分析目前，对粮食中黄曲霉毒素的检测主要是要求系统(THz—TDS)“J，如图1所示，自锁模钛蓝宝石快速、准确、无损和早期检测，最重要的就是早期检飞秒锁模脉冲激光器产生中心波长为800am、脉冲测。如果在黄曲霉菌产生的前期就能检测出来，就宽度为100fs、重复频率为

5、80MHz的激光光源，输可以早发现、早处理，将其危害降低到最低。但是现出功率720mw。光束经分束镜分为较强的泵浦光有的检测方法存在着一定的滞后性，往往错过最佳和较弱的探测光。泵浦光被频率为1．1kHz斩波器防治时机。因此，探索新的方法，找到一种快速、精调制、经透镜聚焦后射向光电导天线砷化镓(GaAs)准、无损的检测方法就显得格外迫切和重要。晶体上，通过光整流效应产生频率范围约为0．2～太赫兹技术是20世纪80年代发展起来的一门3THz的太赫兹脉冲。由于极性物质对THz电磁辐新兴技术⋯。太赫兹波因具有安全无损、检测速度射的吸收比较强，特别是水，THz光谱中应采取各种快、灵敏度高、指纹谱

6、性、水吸收等优势，在安检及反措施避免水分的影响。从产生THz信号的CaAs、样恐、军事与通信、生物医学、农产品和食品质量安全品到探测晶体ZnTe的这段光路被密封在充有N，气检测等方面得到广泛应用。如在食品和农产品质量的箱体内，箱体的相对湿度小于2％，温度为293K。上述系统的信噪比可达1000，谱分辨率好于2013年8月2日收到国家863计划(2012AA101608)、40GHz。河南工业大学高层次人才基金项目(2012BS047)资助1．2样品光学参数的提取第一作者简介：廉飞宇。E—mial：lfywork@163．corn。测量的样品宏观光学性质可以用复折射率n表科学技术与工程l

7、4卷n。il(to)：———————≠■———一+nair(9)(to，==壬n(10)2黄曲霉毒素B1溶液的太赫兹光谱检测2．1实验系统实验中所用激光器为来自美国光谱物理公司的掺钦蓝宝石飞秒激光器，其中心波长为800nm，脉宽为100fs，平均输出功率为700mW，可重复的频率达82MHz。整个实验装置实物如图2所示。图1太赫兹波时域光谱系统不n(to)=n(to)一jk(to)(1)式(1)中的n(to)是实折射率，它描述的是样品的色散特性