Akoya灰珍珠与处理灰珍珠的鉴别特征

本文以Akoya灰珍珠及辐照Akoya灰珍珠、染色淡水灰珍珠为主要研究对象。采用常规显微观察,结合紫外荧光分析、X射线荧光光谱仪分析、紫外—可见吸收光谱分析、光致发光光谱和显微激光拉曼光谱分析对研究对象进行了研究。显微观察发现Akoya灰珍珠和辐照Akoya灰珍珠具有典型的海水珍珠的螺旋状生长结构,染色淡水珍珠具典型淡水珍珠的表面生长结构和不规则色斑;微量元素分析表明,海水灰珍珠富Sr贫Mn,淡水珍珠则反之,可以采用该方法加以鉴别;紫外可见光谱仪分析表明,Akoya灰珍珠和辐照Akoya灰珍珠差异不明显,染色淡水灰珍珠紫外—可见吸收光谱具有500～700nm处染料吸收峰;光致发光分析显示,相对于Akoya灰珍珠,辐照Akoya灰珍珠和染色淡水灰珍珠在蓝区具有蓝移的现象,且染色淡水灰珍珠图谱具有特征的630nm有机色素的发光峰;拉曼光谱分析结果显示,辐照Akoya灰珍珠及染色淡水灰珍珠在3000～5000cm~(-1)范围内出现很强的荧光背景,且受荧光背景的干扰,文石特征峰明显变弱。综合以上测试,可以很好地区别颜色为天然成因的Akoya灰珍珠和处理灰珍珠。     

Zultanite(变色水铝石)的宝石学及谱学特征

Zultanite(变色水铝石)是仅产自土耳其的奇异变色宝石。采用常规宝石学测试方法、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪等测试仪器分析变色水铝石的宝石学特征及谱学特征,并对其变色机理进行了探究。结果表明,变色水铝石样品的红外光谱主要由—OH和—OD的振动引起,其拉曼光谱主要由—OH和Al—O键的振动引起;变色水铝石样品的主要杂质元素有Fe、Si、Ti,还含微量的Ga、Cr元素;样品的紫外-可见光谱中Fe~(3+)的d—d电子跃迁与Fe~(3+)—Fe~(3+)离子对的跃迁共同作用引起371、385、397、448nm处的强吸收。Fe~(2+)—Ti ~(4+)的电荷转移与微量Cr~(3+)引起575nm左右的宽缓吸收。由此推断,变色水铝石的变色效应主要由Fe、Ti元素的综合作用导致,Cr元素影响微弱。     

中途岛深水珊瑚的宝石学及谱学特征

对12件产自太平洋中途岛附近海域水下约900～1 500 m处深水珊瑚样品的宝石学特征和谱学特征采用常规宝石学测试、X射线粉末衍射仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见光谱仪等现代测试手段进行了系统研究,并对11件其他传统宝石级红珊瑚品种(阿卡珊瑚、莫莫珊瑚、沙丁珊瑚)样品进行了对比研究。结果表明,深水珊瑚与传统宝石级红珊瑚的常规宝石学特征和矿物组成基本一致,颜色通常以粉白色—橙粉色为主,并伴有不均匀分布的橘红色斑块。深水珊瑚的红外光谱显示位于1 423、879、706 cm~(-1)附近的吸收谱带,拉曼光谱特征峰主要出现在277、711、1 086、1 014、1 127、1 297、1 518、2 150、2 255、2 538、2 640、3 040、3 374、3 748 cm~(-1)附近;紫外-可见光谱主要在283、313、493 nm和525 nm附近存在吸收峰,与传统宝石级红珊瑚品种的谱学特征基本一致。深水珊瑚的微量元素成分特征与传统宝石级红珊瑚存在一些差异,具有含Mg量低、含Ba量高的特点,以Mg/Ca、Ba/Ca比值为组元绘制二元图,可将深水珊瑚与其他传统宝石级红珊瑚品种区分开来。     

染色处理金黄色海水珍珠的鉴别

市售染色处理金黄色海水珍珠染色机制尚不明确,文章通过等离子体质谱仪和拉曼光谱仪对天然和经染色处理后的金黄色海水珍珠进行了对比测试分析,重点探讨了其颜色特征与微量元素含量及拉曼光谱特征之间的关系,提出染色处理金黄色海水珍珠的肉眼和谱学鉴定特征为：在瑕疵、孔眼及裂隙处有颜色聚集,在拉曼光谱中,染色品种均显示很强的荧光背景。     

浅表层加色处理金色海水珍珠的谱学鉴别特征

目前,国内珍珠市场中染色处理的金色海水珍珠的染料类型尚不明确,鉴别难度大。通过对一些浅表层加色处理金色海水珍珠样品的表面特征、紫外-可见光谱、拉曼光谱研究发现,浅表层加色处理金色海水珍珠的剖面特点与金色海水珍珠的一致,剖面珍珠层的颜色由内向外颜色变浅,同心环状分布,这与传统染色处理金色海水珍珠的剖面特征不同。浅表层加色处理金色海水珍珠的紫外-可见吸收光谱具有398nm处的吸收峰,是由人工染料造成的特殊吸收峰,具有鉴定意义;浅表层加色处理金色海水珍珠的拉曼光谱和金色海水珍珠的一致,且没有传统染色处理金色海水珍珠拉曼光谱的强荧光背景,可能是染料沉淀极少所致。     

阿富汗石的宝石学特征及谱学特征

利用常规宝石学测试方法,紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪等对阿富汗石样品的矿物组成、紫外-可见光谱、红外光谱及拉曼光谱等谱学特征进行研究。结果显示,阿富汗石样品的折射率为1.523～1.529,摩氏硬度5～6,受S~(3-)、S~(2-)分子离子根影响,在长波紫外光下呈弱至强亮橙黄色荧光,紫外-可见光范围内具有600 nm附近吸收宽带和380 nm附近弱吸收带为特征的吸收光谱。红外测试结果显示,指纹区以1 005、1 119 cm~(-1)处强吸收峰,伴随1 166 cm~(-1)处肩峰和768、1 387 cm~(-1)处弱峰,及690～400 cm~(-1)范围内一系列锐锋为特征,官能团区以1 631、3 438 cm~(-1)为中心的吸收带为特征。激光拉曼光谱分析结果显示,阿富汗石样品的特征拉曼位移峰位于260、426、453、542、579、615、989、1 083 cm~(-1),X射线粉末衍射分析显示阿富汗石的特征衍射峰为一组五强峰d=3.682、3.293、2.125、4.825、2.678■,原岩共生矿物包括磷灰石、透辉石、方解石、黄铁矿、方钠石等。     

一种蓝色文石的宝石学特征

近期在广东市场出现了一种蓝色的、外观似针钠钙石的玉石,为查明其矿物组成及颜色成因,采用常规的宝石学测试,结合激光拉曼光谱仪、红外吸收光谱仪、紫外-可见分光光度计、X射线荧光光谱仪等大型仪器,对该玉石样品的宝石学特征做了一系列的研究。研究结果表明:样品的折射率为1.52~1.66(点测),相对密度约为2.69;拉曼光谱显示样品主要成分为文石;红外光谱的分析结果进一步验证了该样品为无机成因的文石;紫外-可见分光光度计和X射线荧光光谱仪的分析结果推断,该样品的蓝色是由Cu~(2+)以类质同象的方式替换了Ca~(2+)所致。     

显微激光拉曼成像技术在淡水无核珍珠研究中的应用

近年来,珍珠中的六方球文石成为珍珠研究的一个热点.利用文石与六方球文石的特征拉曼光谱差异,对淡水无核珍珠样品的两种物象组成进行了测试研究.采用显微激光拉曼成像技术初步确定了淡水无核珍珠样品中六方球文石的位置、形状与大小.结果显示,其多分布于珍珠珠核部位,也可出现在珍珠表面.通过扫描电子显微镜进一步观察,珍珠表面上的六方球文石与文石的微形貌特征有较明显的区别.同时,还一并探讨了拉曼光谱在珍珠样品中出现的方向性效应以及有机色素产生的拉曼效应.     

越南安沛红宝石的宝石学及谱学特征

东南亚一个具有重要经济价值的红宝石矿床位于越南北部安沛(Yen Bai)的Luc Yen附近。选用越南安沛大理岩型红宝石为研究对象,根据颜色特征分为4大类:浅紫红色、紫红色、深红色及橙红色。采用常规宝石学测试及X射线荧光能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计等测试技术,对越南安沛红宝石进行宝石学特征和谱学特征的综合分析。结果表明,越南安沛红宝石晶体呈典型的板柱状,显微镜下常见丰富的气液包裹体,部分样品可见越南红宝石特征的蓝色色区。红外光谱显示红宝石的5个本征峰,部分样品可见由O—H基团伸缩振动引起的硬水铝石吸收峰。拉曼光谱主要由[AlO6]基团的弯曲振动和伸缩振动引起。结合成分分析和紫外-可见吸收光谱,通过量化红宝石颜色的主波长、补色主波长及纯度值,可将越南安沛红宝石的4类主要颜色区分开。     

澳大利亚蓝宝石的宝石学和谱学特征

对澳大利亚某矿区蓝宝石样品的宝石学和谱学特征进行研究,并为该矿区蓝宝石的优化处理工艺提供理论依据。采用常规宝石学仪器、傅里叶红外光谱仪,激光剥蚀等离子体质谱仪、显微紫外-可见分光光度计和激光拉曼光谱仪等对澳大利亚蓝宝石样品的宝石学特征、化学成分、红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱进行了系统研究。结果表明,澳大利亚蓝宝石样品的颜色分布不均匀,普遍发育六边形平直生长色带,其包裹体主要包括二相包裹体(CO_2和H_2O)、蓝宝石、金红石、锆石、硬水铝石、角闪石等;红外光谱中3 310 cm~(-1)处的吸收峰指示着该矿区蓝宝石生长于还原条件下,其Cr/Ga比值小于1且Fe/Ti比值大部分介于10～100,为典型岩浆岩型蓝宝石的比值;澳大利亚蓝宝石样品的颜色主要与Fe、Ti、Si、Mg等元素质量分数有关:Ti质量分数较少的区域常出现由Fe~(3+)离子的d-d电子跃迁导致的377、387、450 nm处的吸收峰;而Ti质量分数较多的区域常出现由Fe~(2+)—Ti~(4+)离子对电荷转移导致的以559 nm为中心的黄绿区的吸收带;Fe~(2+)—Fe~(3+)离子对电荷转移常常与Fe~(2+)—Ti~(4+)离子对电荷转移同时出现并导致以754 nm附近为中心的700～800 nm处的宽缓吸收带,且根据Fe~(2+)—Fe~(3+)、Fe~(2+)—Ti~(4+)离子对电荷转移的比例不同,吸收带的中心会发生偏移。     

塔希提黑珍珠的拉曼光谱特征及其鉴定意义

对各种颜色的塔希提黑珍珠进行了系统的拉曼光谱测试，结果表明，塔希提黑珍珠的拉曼光谱反映了两类物质的存在，即文石矿物和黑色色素，虽然目前难以确定黑色色素的具体成分，但其拉曼光谱仍可作为黑蝶贝产珠的鉴定依据。     

淡水养殖珍珠的化学成分与呈色机理研究

将淡水养殖珍珠按颜色分类, 通过傅里叶变换红外光谱、等离子发射光谱、拉曼光谱和X射线粉末衍射等对其进行了有机成分和无机成分的测试研究, 发现珍珠的颜色主要受微量金属元素和类胡萝卜素的影响.     

塔希提黑珍珠和处理珍珠的可见吸收光谱表征

采用美国的USB 2000光纤光谱仪对塔希提黑珍珠、黑蝶贝、人工染色处理珍珠及三角帆蚌样品的可见吸收光谱进行了测试和研究。结果表明:塔希提黑珍珠及黑蝶贝在可见光区内存在3处特征的吸收宽谱带(即a带、b带和c带),与人工染色黑色珍珠和三角帆蚌的可见吸收光谱特征具本质上的差别,因而具有一定的鉴定意义。对部分样品的激光拉曼光谱进行了测试,并对塔希提黑珍珠的可见吸收光谱起因一并予以了剖析。     

X荧光能谱技术鉴别淡水珍珠和海水珍珠的应用

采用X荧光能谱技术研究珍珠中微量元素的种类及其质量分数,以达到无损鉴别淡水珍珠和海水珍珠的目的。利用X射线荧光能谱仪优选适合的激发工作条件,通过设定相同的工作条件,获得珍珠主量元素和微量元素的能量色散图谱,定性分析其主量元素和微量元素的组合关系。其中,Mn的特征峰与Sr/Ca计数比率对鉴别珍珠品种有重要的指示意义。研究表明,在电压为30～35kV、电流为0.50～0.80mA、滤光片PdThick的测试条件下,淡水珍珠一般具有Ca+Sr+Mn的组合关系,海水珍珠具有Ca+Sr的组合关系;淡水珍珠中的Sr/Ca介于0.14～0.37,海水珍珠中的Sr/Ca介于0.46～0.71。综合利用元素的组合关系和Sr/Ca计数比率,可快捷、无损地鉴别珍珠品种。     

食物过敏原结构变化的光谱学研究进展

光谱学方法已广泛应用于研究食物过敏原结构的变化。常用的光谱学方法包括圆二色光谱、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、紫外吸收光谱等,其中圆二色光谱仅应用于澄清的稀溶液中,常研究过敏原二级、三级结构变化;傅里叶变换红外光谱不受过敏原相对分子质量大小、光散射以及荧光的影响,其酰胺Ⅰ带对于过敏原二级结构的研究最有价值;拉曼光谱采用光子探针,对微克级样品无损伤探测,适用于稀有、珍贵样品;荧光光谱多用于研究过敏原在变性过程中疏水性以及微环境变化;紫外吸收光谱在结构鉴定中需与其他光谱方法密切配合。前3种方法均可以确定过敏原二级结构的类型和相对含量,各方法的具体应用仍然值得进一步探索。     

开膜法养殖淡水珍珠的表面微形貌演化特征

为了解淡水珍珠的成珠过程,采用环境扫描电子显微镜对开膜法养殖异形淡水珍珠样品的表面微形貌特征进行了观察。结果显示,在异形淡水珍珠样品珍珠层中,成层排列的文石板块形状各异,具有多层和有序的特点;在珍珠层的生长初期,形成于成核小片上的有机质为三角帆蚌外套膜细胞所分泌,其为后期矿物提供进一步沉淀的局限空间和成核作用的基底,具有确定矿物成核大小、空间排列、结晶取向和离子堆积是否出现同质多象的功能。同时,珍珠样品表面出现了与在海水珍珠和以淡水池蝶蚌为母贝的淡水珍珠中类似的螺旋生长纹,这可能是其在生长过程中受有机质的调控作用,使文石晶体在不同部位上的堆积具有差异性,也使文石晶体在特定面网方向上生长,控制了其成核结晶取向和堆叠方式,导致其螺旋堆积,形成类似螺旋纹的生长外观。     

顽火辉石的定向光谱学测试

在加工单晶宝石的过程中,晶体定向有着非常重要的作用。傅里叶变换红外光谱和激光拉曼光谱定向测试宝石虽然得到的结果不一定准确,但是可以作为辅助证据对传统结晶学定向进行验证。通过对顽火辉石样品的切片进行定向的红外光谱、激光拉曼光谱测试与对比分析,探讨了利用红外光谱、拉曼光谱进行晶体定向的可能性,获得了可以利用红外光谱的水峰在3 400~3 600cm~(-1)范围内的形状、强度及位置、拉曼光谱中的1 009~1 020cm~(-1)处拉曼峰形态、强度总体峰数量、荧光背景等要素对顽火辉石晶体进行初步定向的认识。     

Use of spectroscopic data for automation in food processing industry

Advances in spectroscopy now enable researchers to obtain information about chemical and physical components in food or biological materials at the molecular level. Various spectroscopic techniques (e.g., atomic absorption spectroscopy, Raman and Fourier-transform infrared spectroscopy, near infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectroscopy, X-ray fluorescence spectroscopy, ultra-violet spectroscopy) have been used to study structure-function relationships in foods (both liquid and solid) to improve overall food quality, safety and sensory characteristics; to investigate fungal infections in plant materials (e.g., fruits, seeds); or to study mobility of different chemical components in food materials. Processing, analyzing, and displaying these data can often be difficult, time-consuming, and problem-specific. Chemometrics is well established for calibrating the spectral data to predict concentrations of constituents of interest. Similarly, proteomics deals with the structure-function relationship of proteins. Since most of the food processing industries are becoming increasingly automated, there is a need to understand how the spectroscopic data can be used for automation. In this paper, we have provided basic working principles of the above mentioned spectroscopic techniques, examples of the use of spectral data in food processing, methods of analysis of spectral data and their integration in the automation process. Meeting presentation: Food Processing Automation Conference, Providence, RI, 28–29 June 2008. ASABE Publication Number 701P0508 cd.