二维相关+偏振荧光技术在食用植物油品质快速检测中的应用研究

Two-dimension correlated and polarized fluorescent analytical technologies are introduced into fluorescent spectrometric analysis at the same time for rapid detection of edible vegetable oil quality. The variation regularity of dynamic fluorescent spectra of edible vegetable oil is to be investigated through changing heating temperature, heating time, concentration and polarization angle (i.e., the aerial direction of emission fluorescent light) and other external disturbing factors. The variation regularity of fluorescent substances in edible vegetable oil under various external disturbances is studied at molecular level and in physiochemical view. A novel method for retrieving information from two-dimension correlated spectral images is put forward, and contour area, variation rate of contour area, focus position of contour area (i.e., coordinates of the two dimensions), and autocorrelation intensity are employed to quantitatively characterize typical parameters of two-dimension correlated spectral information, all of which are used to establish calibration model for rapid detection of edible vegetable oil quality. The possibility of using polarization angle as source of external disturbance for two-dimension correlated fluorescent analysis will be discussed. Upon completion of the project, analytical methods for rapid discrimination of oil types, purity determination, and judgment on adulterated oil type and quantity will be established for six types of edible vegetable oil in common use. Meanwhile, a software package will be developed for quality assay of edible vegetable oil based on the combined use of two-dimension correlated spectrometric and polarized fluorescent analytical technologies.

将二维相关光谱分析技术和偏振荧光分析技术同时引入到荧光光谱分析中用于快速检测食用植物油的品质，采用加热温度变化、加热时间变化、浓度变化和偏振角的变化（这里指发射荧光的空间方向）等4种外扰因素，探讨食用植物油的动态荧光光谱变化规律，从分子水平和化学物理的角度研究食用植物油中荧光物质在各种外扰下的变化规律；提出了通过提取二维相关光谱图信息新的方法，采用等高线面积、等高线面积变化率、等高线面积的重心位置（两方向的坐标）和自相关强度等定量表征二维相关光谱信息的特征参数建立食用植物油的快速品质检测的校正模型的方法；探索将偏振角的变化作为一种外扰动形式下的二维相关荧光光谱分析的可能性。完成6种常用食用植物油的种类快速判别、纯度分析、掺假油的种类判别和掺假量的分析等4个方法的建立，同时完成基于二维相关光谱和偏振荧光分析技术相结合的用于食用植物油品质分析的软件1套。

项目组将二维相关光谱分析技术和偏振荧光分析技术同时引入到荧光光谱分析中用于快速检测食用植物油的品质，采用加热温度变化、加热时间变化、浓度变化和偏振角的变化等4种外扰方式，探讨了6种常用食用植物油的动态荧光光谱变化规律，从分子水平和化学物理的角度研究食用植物油中荧光物质在各种外扰下的变化规律。提出了通过提取二维相关光谱图中多种表征信息的新方法，即：等高线面积、等高线面积变化率、等高线面积的重心位置和自相关强度等定量表征二维相关谱信息的特征参数，建立了食用植物油的快速品质检测方法。实现了将偏振角的变化作为一种外扰动形式进行二维相关分析。采用时间分辨荧光分析技术，开展了以食用植物油荧光寿命为参数，对不同种类、不同工艺、不同掺杂水平食用植物油的识别研究，建立了以平均寿命法识别食用植物油的新方法。并同时分析了食用植物油荧光变化的作用机制，即在温度变化中体系熵的变化，导致的荧光分子碰撞去激化作用；分析了分子微环境变化引起的荧光分子共轭程度的变化，从而导致的荧光发射的变化机理，明晰了食用植物油中荧光分子荧光发射的变化机理，在此基础上完成了6种常用食用植物油的种类快速判别、纯度分析、掺假油的种类判别和掺假量的分析等4个方法的建立；完成了基于二维相关光谱和偏振荧光分析技术相结合的用于食用植物油品质分析的软件1套。在完成本课题的基础上项目组将分子荧光拓展到原子荧光光谱分析，开展了基于X—射线荧光检测技术的应用，通过农产品的主要元素分析进行产地识别的研究。结果表明，当选入数量合适并具有代表性的元素作为变量，以这些变量的特征荧光峰值代替传统荧光峰面积值，配合模式识别的方法对不同产地的农产品识别获得了良好的效果，避免了不同元素荧光光谱的峰位置重叠、建模精度差的问题；从原子角度，加深了对荧光发射机理的理解，使得项目组在未来的研究中获得了更强的理论和试验支持。