近红外光谱技术定量分析连作滁菊土壤中的阿魏酸含量

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1、近红外光谱技术定量分析连作滁菊土壤中的阿魏酸含量摘要应用近红外光谱（NIRS）技术定量分析连作滁菊土壤样品中阿魏酸的含量。通过标准杠杆值、学生残差和马氏距离判断异常光谱，经二阶导数和Norris平滑滤噪预处理后，在6000〜4000cmSymbolm@@1范围，最佳因子数为7，采用偏最小二乘法（PLS）构建数学模型。结果表明，模型校正集和验证集与高效液相色谱仪（IIPLC）测定的参考值之间均呈现良好相关关系，校正相关系数Rc为0.9914，交叉验证相关系数Rev为0.9935，校正集误差均方根（RMSEC）

2、为0.484,预测误差均方根（RMSEP）为0.539，交叉验证误差均方根（RMSECV）为0.615。研究结果表明，NIRS分析技术能够实现连作土壤中阿魏酸的快速检测，结果准确可靠。关键词近红外光谱；连作土壤；滁菊；酚酸；阿魏酸1引言i除菊（Chrysanthemummorifoliumcv.‘Chuju’）是国家地理标志产品，也是安徽省的特色植物资源。因其含有黄酮类、多糖、多酚类等物质，具有良好的药物和食补功能，被国家上生部批准为药食两用食物［1］。滁菊的种植已有两千多年的栽培历史，但是近年来滁菊种植出

3、现了连作障碍现象，已经成为滁菊产业发展的制约瓶颈［2］。研宂发现，由滁菊根系分泌和残体腐解产生的酚酸类物质人量分布在连作土壤中，其产生的自毒作用是滁菊连作障碍问题的重要原因之一［3］。产生自毒作用的酚酸类物质种类很多，其中阿魏酸是一种广泛分布的酚酸，同样也常见于其它中草药连作种植土壤中［4〜6］。阿魏酸在连作滁菊土壤中的含量相对较高，达到18.24ug/g［3］，是所有检测到的酚酸物质屮含量较高的一类，这使得阿魏酸成为滁菊酚酸类自毒物质的标志性物质。因此，对于阿魏酸的快速检测，成为以滁菊为代表的中草药种植过

4、程中提前预防连作障碍问题发生的关键技术。0前，阿魏酸的检测方法主要有高效液相色谱法［3］、反相高效液相色谱法［7］、流动注射化学发光法［8］等。这些方法通常存在前处理复杂、分析时间较长、样品容易污染等缺点。阿魏酸稳定性差，容易分解，使得上述检测手段无法满足实际生产过程的定量分析要求。近红外光谱（NTRS）技术是近年来快速发展的绿色、无损分析技术，具有无需样品预处理、？o二次化学污染、操作简便、快速的特点［4,9］,已广泛用于农业［10〜12］、烟草［13］、食品［1］、药物［5］等行业的成分定量测定。冃前，

5、采用MRS定量分析屮草药土壤屮阿魏酸的文献尚未见报道。本研究采用近红外光谱分析技术，应用偏最小二乘法构建数学模型，预测连作滁菊土壤样品中阿魏酸的含量，为以滁菊为代表的中草药连作障碍问题的早期发现与预防提供新技术。2实验部分2.1仪器与试剂AntarisII傅里叶变换近红外光谱仪（美国Thermo公司），配液体透射检测器，采样系统以及TQAnalyst处理软件；Waters6002487高效液相色谱仪（美国Waters公司）；MS204电子天平、FE30pH计（梅特勒托利公司）；AB5150B超声波清洗机（天

6、津奥特赛恩斯仪器有限公司）；D101大孔树脂（国药集团化学试剂有限公司）；阿魏酸（分析纯，Sigma公司）;乙腈（色谱纯，德国Fisher公司）；其余试剂均为国产分析纯试剂。实验用水为超纯水（18.2cm2）。2.2实验方法2.2.1样品的制备取连作5年滁菊土壤样品，加入20倍量95%乙醇，加热回流提取2h,提取3次，冷却，0.45Pm微孔滤膜过滤3次，合并提取液，旋转蒸发至无乙醇味，收集浓缩液，再加入3倍量45°C温水，室温静置24h，W4500r/ming620min,上清液储存于棕色瓶屮，4'C冷藏备

7、用。D101大孔树脂先用95%乙醇浸泡过夜，用超纯水反复冲洗直至无乙醇味；再用4%NaOH浸泡6h，用超纯水冲洗至巾性；然后用4%HC1溶液浸泡过夜，用超纯水冲洗至中性,装柱（200mmX50mm）备川。提取液用50%乙醇以20mL/h的速度洗脱，洗脱过程中每隔一段时间收集大孔树脂富集纯化后的样品，5根树脂柱子平行操作，每根收集30个样品，共得到150个样品。2.2.2阿魏酸的测定阿魏酸的测定方法参考本课题组关于酚酸的分析方法［3］，略做调整。具体HPLC测定条件如下：SymmetryC18色谱柱（250m

8、mX4.6mm,5ym）,柱温30°C，检测波长280nm;流动相为0.01%H3P04溶液（A）和乙腈（B）,以冰醋酸调节至pH2.8,梯度洗脱：0〜10min,95%A；10〜25min,85%A；25〜35min,60%A；35〜40min,65%A；40〜45min,95%A。流速1.0mL/min；进样量10uL。2.2.4光谱数据处理与数学模型的建立和验证在剔除奇异样本后，随机取100份样品组成校正集