太赫兹成像技术对玉米种子的鉴定和识别

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第3卷第 3 2期2 06年 5 0月

光

学

技

术

Vo. 2 No 3 13 .Ma 2 0 y 0 6

O TI A E H QUE P C L T C NI

文章编号：10—5 2 2 0 )30 6 3 0 2 18 ( 06 0—3 10

太赫兹成像技术对玉米种子的鉴定和识别逯美红I,沈京玲郭景伦张存林，,( .首都师范大学物理系，京 10 3; . 1北 0 0 7 2北京市农林科学院玉米研究中心，北京 10 8 ) 0 0 1摘要：利用太赫兹时域光谱( Hz D ) T— S测试技术及透射式太赫兹逐点扫描成像技术分别对几种玉米种子 D T NA和胚的样品进行光谱和成像测量；利用空间图样成份分析 ( mpnn pt l atr nls ) o c o et ai t naayi方法对得到的 T像进 s ap e s Hz行识别运算。实验结果表明，几种样品在 TF波段都有不同的吸收特性，都没有明显的吸收峰， I z但不能利用“特征指纹谱”进行识别。用基于 T}扫描成像的空间图样成份分析方法能很好地实现不同玉米种子 D A样品的鉴定和识别。{ Z N

与现有的 T z H图像识别方法相比，这个方法只需要 T z的实验数据和样品的吸收谱信息，需要样品的其它特征。 H像不 这项研究为进一步利用 T z H成像技术实现无损检测、安全检查、质量监测等提供了依据，具有实际应用价值。 关键词：太赫兹成像；N玉米种子；; D A;胚空间图样成份分析文献标识码： A中图分类号： 3 044

I ntfc to fm az e dsu i g t r he t r ns it d s c r|i a i de iia in o ie s e sn e a rz ta m te pe ta m g ngL i o g,S E ig l g,GU Jn - n,Z NG n l U Me— n H N Jn—i h n O ig I HA u Cu— n i( . eat n f h s s ai l r a Un e i, eig 10 3,C ia I D pr met yi,C pt m l i r t B i 0 0 7 hn ) oP c a No v s y j n

( .Ma eR s rhC ne,B i gA a e f gi l rl n o￣t c n e, e ig 0 0 1 C i ) 2 i ee c e t z a r ei

cdmyo A r u uaa dF r r S i cs B in 1 0 8, hn j n ct y e j aA s at T e ea ma e bt c: h￣vrt i r z w r aue y s gT zt -o i set so y( Hz DS n H a s t ee mesrdb i H medma pc ocp T - un i n r T )adT zt nmi r—t cn igi gn e h oo y,rse t ey d e sa nn ma igtc n lg ep i l.Th x ei na eut h w h tdfee tsmpe a edfee ta sr t n c v ee prme tlrs i s o ta i rn a lsh v i rn bop i . s f f oc aa tr i h yh v n’ b iu bo pin pa s I o x q l t el e te ie t iain u ig te c rceit h rceswhl t e e to vo sa sr t e k . ti n tl￣ i e o r i h d n ic t sn h h atr i e a o s b a z f o a sc

“ig rrn”a srt nse ta f e it b p i p r .Th s e t n a d ie t i t no p ickn so iese sweer l e u csf l y n p o o c ei p i n d ni c i f e f id fmaz ed r e i scesul b n c o fa o sc i a z d yu igTHzi gn eh oo y Th p t ldsrb t n o c,m pewa ban rm sn ma ig t n lg c es i it ui fe h s a a i o a a l so tie f d o THzi g, uig t emeh f ma e sn h to o d cmp n n atr n lss nt i meh d o mp r gwi h o v nin l to s nyd t fma ea da sr t ns e o o e tp te a ay i.I hs t o,c a i t tecn e t a meh d,o l aao g n k p i p n n h o i o o c

ta ifr t n o￣m pe r e ur,n p cf et rso a l r e urd.Thst h oo y po ie e a— rlnomai f o l weerq i s d e o

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1引言 太赫兹( z 11 z波通常指的是频率在 0 ,02 )Ⅲ H . 1 H~IT z( T 2 O H波长在 3/ 0 m~3 m)间的电磁 _ t m之波，其波段在微波和红外光之间，属于远红外波段。 理论及实验研究表明，大量生物分子 ( N蛋白质 D A、等)的振动和转动能级问的间距正好处于 T z H的频带范围之内， T z用 H时域光谱技术( H— D ) T z s探测 T生物样能有效地产生共振吸收峰，而使为生物样从品提供指纹谱并且进行探测和识别成为可能[2 1l .。

注。因为其不仅可测量由材料吸收而反应的空间密度分布，还可以通过位相测量得到折射率的空间分

布，获得了材料的更多信息。此外， H源的光子 T z能量极低，没有 X射线的电离性质，不会对材料造成损害。所以， H成像技术作为一种新型的无损 T z探测、安全检测等手段，以弥补 X射线检测及其可他检测技术的缺陷，具有可观的应用前景。 玉米是我国主要农作物之一，而纯度和品种真实性是玉米种子的主要质量指标，对玉米的产量和产品品质都有直接而显著的影响。研究并探讨快速准确的种子检测方法，不仅对于规范种子产业，实现玉米种子鉴定、质量监控，护广大农民的切身利保益，促进农业增产，民增收，农保障国家粮食安全具有重要意义，而且对于理清我国玉米种质的血缘关系、杂种优势群划分、种质创新及新品种选育都非常有帮助。当前应用于玉米品种鉴定的方法，如种子

此前我们已经对一些典型玉米种子的 D A样品在 N 0 2 .T I波段进行了 T z ._2 5 F z H时域光谱测量，实验结果证明没有特征吸收峰所以一种新的探测 3。及识别方

法的提出是至关重要的。自从美国的 H u和 N s等人在 19年首次建起 T z us 95 H成像装置H J以来， H成像技术[ 9已经受到非常广泛的关 T z 5 -J

收稿日期： 0 51— 20. 0 2 9 Em i 1 h@m i cu eu o;mh ue - a: . y a . d . l xer h O 1 l p ln n@m uGF I 基金项目：京市自然科学基金资助项口(0 2 0 )北 6 3 0 6作者简介：美红 (9 9 )女，逯 17 .,山西省人，首都师范大学硕士研究生，从事太赫兹成像技术研究。361

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形态鉴定，幼苗鉴定，田问小区种植鉴定_盐溶蛋 l,白质电泳方法【同工酶电泳方法【JR P R n n, J挖， A D( a—dm mpie fP lmop i DNA)术 H 6和 o A li o oy rhc fd 技 I

锌( n、探测晶体， Zq ) e测量探测光偏振态的变化即可得到载有样品信息的 T z H脉冲电场的信息。由平衡二极管( e c r进行平衡探测， Dtt ) eo然后经过锁相放大器放大后输入计算机进行处理。 实验中样品被安放在一个由电脑控制的二维平

S R S lSq ec R pa技术【, S (i e eune eet mp ) 1 I等都存在一 45 J

定的缺陷和不足。目前，国际上利用 zⅢ时域光谱技术对生物分子的研究尚处于探索性阶段，尤其是利用 T z H成像技术进行识别研究更属首次，以这所项技术的提出也是很具有发展意义的。

移台上(扫描范围为 2 m 5 m× 5 m)置于第二个抛 2m,物面镜的焦点处 (斑直径约为 1 5’焦 .mm)。在逐点扫描成像过程中，通过一个—Y的移动台来改变样品的方位，从而使 T z H脉冲通过样品的不同点， 对不同时间延迟样品进行扫描，这样就得到了—

实验中，利用 T z H时域光谱技术，在氮气室温环境下对玉米种子的 D A及胚样品进行了光谱测 N量，获得其吸收谱。实验结果再次表明，玉米种子的 D A及胚样品没有明显的特征峰， N无法实现“指纹谱”特征识别。相反，利用透射式太赫兹逐点扫描成像技术对其进行成 …… 此处隐藏：10322字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……