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植物含水含油率測量儀PhenoMRI是一款基于低場脈沖磁共振技術測量植物樣品(如煙葉/煙絲、大豆/花生/玉米/油菜種子等)含水率、含油率、水分的分布狀態(tài)以及遷移變化規(guī)律的設備
植物含水含油率測量儀PhenoMRI是一款基于低場脈沖磁共振技術測量植物樣品(如煙葉/煙絲、大豆/花生/玉米/油菜種子等)含水率、含油率、水分的分布狀態(tài)以及遷移變化規(guī)律的設備。
該設備樣品池可放置直徑25mm的試管,只要樣品能夠放置到試管內(nèi),即可進行快速測量。該技術無需特別制備樣品,測量準確性與重復性非常優(yōu)異,分析速度快、操作簡單方便,是一款理想的快速測量含水率、含油率的設備。
功能特性
技術原理
磁共振(簡稱MRI)是一種安全又環(huán)保的非侵入式無損檢測技術,它利用了原子核在靜磁場中發(fā)生塞曼能級分裂,當施加與能級差相同能量的射頻電磁波時,就能激發(fā)原子核產(chǎn)生共振吸收的性質。
以氫原子核為例,它只含一個質子,質子具有自旋磁矩,在靜磁場B0中質子的磁矩會有兩種排列方向,一種平行于B0,一種反平行于B0。兩種方向的磁矩能量不同,具有能級差?E,在垂直于B0的方向上施加一個射頻場B1(又稱射頻脈沖),當射頻場的頻率ω滿足:?E =hω時,就能引起低能級的氫質子吸收能量向高能級躍遷。這就是磁共振現(xiàn)象。吸收能量躍遷到高能級的氫質子處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài),當撤去射頻脈沖后,這些氫質子會釋放能量自發(fā)地返回原來的狀態(tài),這個過程稱為磁共振弛豫。儀器通過測量氫質子釋放的信號,得到核磁信號衰減曲線,根據(jù)衰減曲線就可以計算樣品中的氫含量,樣品中氫的分布狀態(tài)等信息。
煙葉含水量測量
自由狀態(tài)的水,運動性好,它的核磁信號衰減的慢;結合狀態(tài)的水,運動性差,它的核磁信號衰減的快。根據(jù)這一性質,就可以計算出樣品中水分的分布情況,對同一樣品進行持續(xù)檢測,還能研究水分的變化和遷移規(guī)律等性質。
如上圖左所示,為新鮮煙葉測得的磁共振T2譜,T2的橫坐標是磁共振弛豫時間T2,縱坐標是信號強度(表示水分的含量),圖中三個譜峰分別表示煙葉中的結合水(T21),半結合水(T22)和自由水(T23),新鮮煙葉中的自由水含量。如上圖右所示,在烘烤過程中,在不同溫度下,對樣品進行重復測量,根據(jù)T2譜的變化可以得到煙葉中水分變化的遷移的規(guī)律。
種子含油率測量
在農(nóng)作物領域,種子的含油率是一項非常重要的技術指標,傳統(tǒng)的含油率測試方法,如索氏抽提法等,都有成本高、抽提時間長以及需要使用有毒化學試劑等缺點。脈沖磁共振方法是一種非常簡便的測量方法,其測量精度可與索氏抽提法媲美。執(zhí)行的ISO標準是:ISO 10565-1998“Oilseeds-Simultaneous determination of oil and water contents-Method using pulsed nuclear magnetic resonance spectrometry。
測量種子含油率的操作非常簡單,首先用標準油樣制作工作曲線,然后按照如下測試流程即可很快得到含油率測量值。
相比于紅外法等其他技術,種籽的顏色對核磁法沒有任何影響,核磁法無需破壞樣品,真正實現(xiàn)了樣品無損,檢測后的種子仍能進行繼續(xù)培養(yǎng)和生長發(fā)育。因此,對于油料作物育種而言具有非常重要的意義。通過核磁法,可以篩選出高含油率的種籽進行連續(xù)培養(yǎng)和優(yōu)選。
磁共振在糧食果蔬等農(nóng)產(chǎn)品領域,可用于檢測種籽的含油含水率,干燥、復水過程,貯藏、保鮮過程,成熟、生長過程,果蔬無損檢測,貨架期檢測等。
主要技術參數(shù)
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