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背景简介小麦灌浆期叶片的持绿功能期对籽粒产量具有重要意义,是小麦育种专家极为重视的表型特征,目前小麦叶片衰老态势主要通过叶色、绿叶相对面积以及叶绿素荧光等方法来评价前两种方法受观测者的主观感受影响,后者则受太阳辐射等因素影响,且叶室夹具容易对叶片造成损伤低场核磁共振以1H 为探针,可用于探测植物水分生理状态。比如植物叶片的核磁共振T2弛豫特性( NMR T2 Relaxivity) 与含水率、水分分布、蒸腾活性以及水势等密切相关。与其他技术相比,核磁共振技术具有检测快速、检测方式多样、无损和非接触等优点。利用核磁共振T2弛豫谱技术和磁共振成像技术,建立小麦植株的核磁共振活体检测系统,研究小麦叶片含水率、叶绿素含量与核磁共振T2弛豫谱的关系,并在此基础上评价核磁共振T2弛豫谱和磁共振成像技术反映叶片衰老态势的有效性。http://pic.yupoo.com/niumagqw2/FCKpAOb9/13DK4k.png小麦叶片的T2弛豫谱幅度和含水率随日序的变化如图2 所示。5 月下旬为陕229 灌浆乳熟期,该时期倒2 叶进入降解期,叶色开始变黄,而旗叶亦有衰老迹象,叶色亦开始变淡,但是T2 弛豫谱幅度和含水率并未出现明显变化。6 月上旬陕229 灌浆趋近结束,叶片进入衰亡期,T2弛豫谱幅度和含水率均出现显著减小。http://pic.yupoo.com/niumagqw2/FCKpCldR/DRLQ6.png小麦叶片的平均T2弛豫时间和叶绿素含量的日序变化如图3 所示。叶片在衰老前期( 6 月1 日之前) 平均T2弛豫时间逐渐增大,叶绿素含量逐渐减小,旗叶的叶绿素含量大于倒2 叶,而且旗叶的平均T2弛豫时间相对较小; 6 月4 日选取的陕229 植株均有倒2 叶完全衰亡,其平均T2弛豫时间和叶绿素含量均达到最小值,而旗叶仍保持一定的含水率,虽然其叶绿素含量亦基本达到最小值,但平均T2弛豫时间仍未到衰减阶段。http://pic.yupoo.com/niumagqw2/FCKpCqOU/qLGHx.png同时,核磁共振成像技术可以对活体小麦样品进行成像分析http://pic.yupoo.com/niumagqw2/FCKpCyvo/82VIT.png参考文献:“小麦叶片衰老态势核磁共振分析” 《农业机械学报》2014年4月 第45 卷第4
[font=&][size=16px][color=#191919]nmr核磁共振仪(Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer,NMR Spectrometer)是一种用于进行核磁共振实验用的科学仪器。它通过应用强磁场和射频脉冲,对物质中的核自旋进行激发和检测,从而获取样品的核磁共振谱图。[/color][/size][/font] nmr核磁共振仪实验用通常由以下主要组件组成: 1.磁体(Magnet):磁体是核磁共振仪的核心部件,产生强大的恒定磁场。高场核磁共振仪通常使用超导磁体,而低场核磁共振仪可能使用永磁体或传统磁体。 2.射频系统(RF System):射频系统产生射频脉冲,并将其传输到样品中,用于激发和探测样品中的核自旋。它包括射频发生器、射频放大器、射频探头等。 3.梯度线圈(Gradient Coils):梯度线圈用于在空间中创建非均匀磁场,从而实现空间定位和成像功能。梯度线圈通常是用于核磁共振成像(MRI)的核磁共振仪的关键组件。 4.控制系统(Control System):控制系统用于控制和操作核磁共振仪的各个组件,包括磁场控制、射频脉冲控制、数据采集和处理等。 5.计算机系统(Computer System):计算机系统用于数据采集、处理和分析,以及仪器控制和实验参数设置。它通常与核磁共振仪的控制系统紧密集成。 nmr核磁共振技术的优点是具有高灵敏度、无需对样品进行处理、可检测水油含量等,因此在食品、农业、生命科学等领域得到了广泛的应用。不同类型的核磁共振仪具有不同的规格和功能,可根据实验需求和研究领域选择适合的仪器。
一、磁共振技术 磁共振是一种快速无损的检测技术,它具有测试速度快、灵敏度高、无损、绿色等优点,已经广泛应用于食品品质分析、种子育种、石油勘探、生命科学和橡胶交联密度等领域。 二、磁共振技术基本原理 磁共振技术主要检测为H质子,也可以用于F信号测试。含H样品经过特定频率的射频激励后,产生核磁共振信号。H核磁共振信号对应有T1、T2两个主要参数,通过测试T1、T2弛豫时间并进行建模,可用于食品、农业、石油勘探、聚合物、固体脂肪含量…多方面研究。已有多种方法形成国际标准和行业标准方法。 [align=center][img=,640,367]https://p9.itc.cn/images01/20230525/6347fbd7c6ca4fb8893cf26cce98bab6.png[/img][/align] 三、磁共振技术的应用研究 1). 低场核磁在食品农业领域的应用: 1、含油率含水率检测 2、水结合状态分析 3、水油体系中水分/油脂分布 4、食品的品质评价、过程监控、工艺优化等 5、质子密度、T2加权、T1加权成像 6、水/油脂空间分布分析 2). 低场核磁在材料行业的应用: 1、尖端制陶术:湿式制程、加工工艺改善, 分散性的质控和研发 2、纳米科技:纳米粒子表面的化学状态, 如: 吸附和脱附作用, 比表面积的变化 等 3、电子材料:浓稠状浆料和研磨液 (CMP) 的开发及品管 4、墨水:碳黑、颜料分散, 最适研磨条件, 表面亲和性及化学和物理状态 5、能源:电池, 太阳能板等的碳黑, 纳米碳管和浆料的分散, 粒子表面的化学和物理状态 6、制药:API湿润性、亲和性及吸水性的差异 7、其他: 全部的浓稠分散悬浊液体, 纳米纤维, 纳米碳等 [align=center][img=,640,415]https://p3.itc.cn/images01/20230525/6e5ffe98e6bb4b67a5cf28278036cb95.png[/img][/align] 3). 低场核磁在能源岩土行业的应用: 1、储层物性分析 2、非常规能源 3、油气藏开发评价 4). 低场核磁共振在生命科学行业的应用 1、造影剂弛豫性能(体外或动物体内)评价; 2、药物对肿瘤的作用评价; 3、肿瘤病灶排查; 4、纳米颗粒/离子/微生物含量快速测定分析; 5、小动物脂肪分布测量