一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法。包括样品的预处理、成像光谱的采集及其预处理、对成像光谱进行高斯分峰拟合并根据拟合结果进行伪彩成像、对细胞水平的水分含量及结合状态分布进行可视化并根据可视化图像。本发明专利技术首次完成了对果蔬组织中细胞水平的水分含量及结合状态的分布的可视化，并根据可视化成像获得了相对可靠的不同结合状态水分含量量化分析结果，可以作为一种新型的果蔬组织中细胞水平水分状态含量的测试方法，解决了目前果蔬加工过程中细胞水平水分变化无法检测的难题，对于果蔬加工的研究具有较好的前景。

A Raman Spectroscopy-based Method for Measuring Water Content and Distribution at Cellular Level in Fruit and Vegetable Tissues

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法
本专利技术属于光谱检测的
，具体涉及一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法。
技术介绍
果蔬作为人们日常生活不可缺少的食物之一，其水分含量高，但是由于其组织结构的不均匀性、多孔性、吸湿性等特点，水分在组织中的分布非常复杂。根据生物组织学的研究，我们通常认为果蔬中的大部分的水分分布在液泡、细胞质、细胞壁和胞外间隙中；而根据水分与组织中其他物质的结合程度，我们又将果蔬中的水分分为自由水、不易流动水和结合水，并且认为液泡和胞外间隙中的水为自由水，细胞质中的水为不易流动水，而细胞壁中的水为结合水。目前为了准确测量果蔬中不同结合状态水分的含量及分布情况，通常采用的方法有马林契可实验法、差式扫描量热法、差热分析法、生物阻抗分析法和低场核磁共振响应法。这些方法都各有优劣。马林契可实验法、差示扫描量热法和差热分析法都能够测定植物组织中结合水和自由水的含量，但是这些方法只能将测得的水分为两种即结合水和自由水，而无法更细致的区分出位于两者之间的不易流动水，并且无法区分这些水分布在细胞内还是细胞外；生物阻抗分析法可以测定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取待测果蔬切成样品；(2)将样品置于激光共聚焦显微镜的载物台上进行成像光谱采集，具体是通过激光共聚焦显微镜物镜从样品中选取细胞区域，然后将所选细胞区域进行网格划分得到均匀分布的交点，标记每个交点在所选细胞区域中的相应坐标信息，对每个交点处进行扫描，得到细胞区域中各个交点处对应水分的拉曼光谱；其中网格步长为3～5μm；(3)将步骤(2)得到的拉曼光谱进行平滑降噪和去除荧光背景处理，然后进行高斯分峰拟合，每个拉曼光谱均得到位于3000～3800cm

【技术特征摘要】
1.一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取待测果蔬切成样品；(2)将样品置于激光共聚焦显微镜的载物台上进行成像光谱采集，具体是通过激光共聚焦显微镜物镜从样品中选取细胞区域，然后将所选细胞区域进行网格划分得到均匀分布的交点，标记每个交点在所选细胞区域中的相应坐标信息，对每个交点处进行扫描，得到细胞区域中各个交点处对应水分的拉曼光谱；其中网格步长为3～5μm；(3)将步骤(2)得到的拉曼光谱进行平滑降噪和去除荧光背景处理，然后进行高斯分峰拟合，每个拉曼光谱均得到位于3000～3800cm-1处的5个子峰和位于2700～3000cm-1处的2～3个子峰；(4)将每个拉曼光谱分峰后位于3000～3800cm-1处的5个子峰的峰面积进行加和，得到细胞区域中该交点处对应水分含量A；根据中心位于3410～3440cm-1处的子峰峰面积与中心位于3200～3220cm-1处的子峰峰面积的比值R判断该交点处对应水分子的结合状态；(5)结合各个交点的坐标信息，分别以所有交点处对应水分含量A和比值R为像素点进行伪彩化成像，得到果蔬组织细胞水平的水分含量和水分结合状态分布状况。2.根据权利要求1所述一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法，其特征在于，步骤(2)所述成像光谱采集所用的激光器为532nm激光器，其中光栅的大小为1200gr/mm，Hole为500，扫描范围为2700～3800cm-1；采集的条件为：采集时间3～5s，累积次数2～3次，激光能量的衰减为25～50％。3.根据权利要求1所述一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法，其特征在于，步骤(2)所述成像光谱采集的深度为50～100μm。4.根据权利要求1或2或3所述一种基于拉曼光谱测试果蔬组织中细胞水平水分含量和分布的方法，其特征在于，步骤(3)所述高斯分峰拟合的方法为采用matlab软件运用peakfit...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大文，李冬梅，朱志伟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44