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【技術(shù)應(yīng)用】玉米籽粒微量金屬元素微區(qū)原位富集分析

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公司名稱北京澳作生態(tài)儀器有限公司
品牌
型號(hào)
所在地北京市
廠商性質(zhì)其他
更新時(shí)間2022/9/27 10:30:15
訪問次數(shù)315

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作為一個(gè)以“生態(tài)儀器”命名的專業(yè)儀器公司，從成立之初，澳作生態(tài)儀器有限公司就致力于引進(jìn)、推廣的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和儀器設(shè)備，并根據(jù)國內(nèi)的科研需求研發(fā)、定制生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)施和儀器。時(shí)至今日，已經(jīng)走過二十年的歷程。公司具有一支由實(shí)力雄厚的科研技術(shù)人員組成的團(tuán)隊(duì)，85% 以上具有本科或本科以上學(xué)歷，其中一半人員具備碩士以上學(xué)歷。公司總部位于中關(guān)村翠湖科技園云中心，在廣州，南京、成都、鄭州、泰安、新疆設(shè)立了營銷、技術(shù)服務(wù)中心，網(wǎng)絡(luò)化辦公上給予客戶周到便利的咨訊和服務(wù)。澳作公司全體同仁秉承“協(xié)作開拓共同發(fā)展”的經(jīng)營理念，積極為國內(nèi)用戶提供生態(tài)儀器技術(shù)咨詢、方案設(shè)計(jì)、客戶化系統(tǒng)集成、儀器設(shè)備調(diào)試安裝等各類優(yōu)質(zhì)服務(wù)。公司先后為“雙”學(xué)科建設(shè)、中科院修購項(xiàng)目、“985”工程、中科院“中國生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN）”、中國森林生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)（CFERN）、知識(shí)創(chuàng)新工程、國家“948”項(xiàng)目、“973”項(xiàng)目、“863”項(xiàng)目、高?！?11”工程、重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)、中地共建、新疆建設(shè)兵團(tuán)等提供儀器設(shè)備、技術(shù)方案集成和咨詢，同時(shí)成功通過ISO9001 質(zhì)量管理體系國際認(rèn)證。此外公司還協(xié)助完成了多項(xiàng)國內(nèi)外重大科研項(xiàng)目和課題。其中森林生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測方法的土壤、水文監(jiān)測等儀器技術(shù)被列為2011 年中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。澳作公司還積極和國內(nèi)科研人員一起研發(fā)，改造了歐盟第三代蒸滲技術(shù)使之更適合國內(nèi)的科研要求，測量精度達(dá)到水平，取得了多項(xiàng)。公司自主研發(fā)的根系觀測系統(tǒng)、模擬降雨器等設(shè)施國外儀器的功能空白。展望未來，澳作公司將利用中關(guān)村翠湖科技園區(qū)的政策優(yōu)勢，在國家自主創(chuàng)新政策的扶持下，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，深化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測設(shè)施及儀器設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、集成、數(shù)據(jù)服務(wù)等業(yè)務(wù)，為中國的生態(tài)環(huán)境改善和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

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葉綠素,光合儀,植物熒光成像

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【技術(shù)應(yīng)用】玉米籽粒微量金屬元素微區(qū)原位富集分析產(chǎn)品信息

玉米具有很強(qiáng)的耐旱性、耐寒性以及的環(huán)境適應(yīng)性。玉米的營養(yǎng)價(jià)值較高，是優(yōu)良的糧食作物。由于玉米資源極為豐富、廉價(jià)且易于獲得，它們還具有許多生物活性，如抗氧化、抗腫瘤、降血糖、提高免疫力和抑菌殺菌等。玉米的營養(yǎng)成分比較全面，除了豐富的有機(jī)質(zhì)、有機(jī)元素氮磷鉀外，玉米中還有Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等多種微量金屬元素。因此玉米具有廣闊的研究、開發(fā)及應(yīng)用前景。

鈣元素是一種生命必需元素，含量僅次于C、H、O、N。

鎂元素是酶的激活劑，也是構(gòu)成葉綠素的金屬元素。鎂能影響植物呼吸，促進(jìn)磷的吸收運(yùn)輸。植物鎂缺乏時(shí)老葉黃化，初期由葉肉細(xì)胞變黃，葉緣仍保持綠色，嚴(yán)重時(shí)黃化部位轉(zhuǎn)壞疽，落葉。

銅元素是植物必需營養(yǎng)元素之一。銅參與植物體內(nèi)多種氧化酶的合成，與植物體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)和呼吸作用有關(guān)，對(duì)蛋白質(zhì)代謝及葉綠素的形成有重大影響，銅能增強(qiáng)光合作用和促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管伸長，提高結(jié)實(shí)率。

鋅元素是植物必需的微量元素之一。鋅是一些脫氫酶、碳酸酐酶和磷脂酶的組成元素，這些酶對(duì)植物體內(nèi)的物質(zhì)水解、氧化還原過程和蛋白質(zhì)合成起重要作用。植物缺鋅生長發(fā)育停滯、葉片縮小、莖節(jié)縮短。

錳元素控制著植物體內(nèi)的許多氧化還原反應(yīng)，還是許多酶的活化劑，并直接參加光合作用中水的光解，錳也是葉綠體的結(jié)構(gòu)成分。

鉬元素是植物必需的微量營養(yǎng)元素之一。鉬是固氮酶和硝酸還原酶的組成元素，缺鉬會(huì)影響根瘤固氮和蛋白質(zhì)的合成。鐵元素也是植物必需微量營養(yǎng)元素之一，是植物中一些重要的氧化還原酶的組分。

本文重點(diǎn)研究玉米中微量金屬元素的檢測手段，光譜特性，元素分布特征，元素含量定量計(jì)算等?；谠氐臋z測，目前、的方法就是激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)。樣品無需前處理，無污染。檢測限可達(dá)ppm級(jí)，測量的元素可覆蓋元素周期表中的大部分元素。

我們?nèi)∮衩鬃蚜?，沿中心切開后即可實(shí)驗(yàn)，整個(gè)過程簡單快速，無需前處理。樣品放在工作臺(tái)上直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過查詢EcoChem激光光譜元素分析系統(tǒng)內(nèi)置的ElementLIBS元素識(shí)別數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)快速元素識(shí)別的目的，元素重疊信息少，高效識(shí)別。通過實(shí)驗(yàn)得知，各金屬元素信息清晰，譜線特征明顯。

微量元素的檢測

ElementLIBS元素識(shí)別數(shù)據(jù)庫

通過玉米標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及系統(tǒng)內(nèi)置的PLS多變量定量模型的運(yùn)算，我們可以建立玉米中微量金屬元素的定標(biāo)擬合曲線，相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.999，可作為元素含量預(yù)測的定標(biāo)曲線，快速大量對(duì)待測玉米的元素含量進(jìn)行計(jì)算。以銅、錳元素為例，計(jì)算了其元素的預(yù)測含量與實(shí)際含量的數(shù)據(jù)以及相對(duì)偏差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，銅、錳元素的相對(duì)偏差小于7.3%。

我們繼續(xù)針對(duì)玉米籽粒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量內(nèi)部切面金屬元素的分布富集情況。實(shí)驗(yàn)時(shí)為了得到更好的信號(hào)，我們采用0.8μs為延遲時(shí)間，80%能量輸出，光斑100μm，10次脈沖的信號(hào)累加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，暖色區(qū)為元素富集區(qū)域，冷色區(qū)元素含量較低。實(shí)驗(yàn)得知，不同元素在玉米籽粒內(nèi)部富集的區(qū)域有所不同，邊緣處元素含量相對(duì)較高。

實(shí)驗(yàn)裝置我們采用EcoChem 激光光譜元素分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用LIBS技術(shù)。激光能量200mJ@1064nm，能量輸出0-99%可調(diào)；重現(xiàn)率20Hz；光斑大小20-200μm連續(xù)可調(diào)；檢測器譜寬190-1040nm。

EcoChem激光光譜元素分析系統(tǒng)因具有無需前處理，無污染，全元素快速測量，樣品消耗量小，可在線分析，準(zhǔn)確度高，功能多等特點(diǎn)，必將在玉米的元素檢測，含量測定，品質(zhì)鑒定等諸多方面發(fā)揮越來越重要的作用。同時(shí)此方法也可以引用到其他多種糧食和作物的檢測領(lǐng)域。