一种荧光光谱鉴别檀香紫檀木材树种的方法技术

本发明专利技术公开了一种檀香紫檀木材树种鉴别的检测方法，包括如下步骤：1)选择不同来源的檀香紫檀木材样品，对其存在的荧光化学物质以及选择合适的化学试剂对存在的荧光物质进行有效提取；2)采用分子荧光光谱技术对提取的化学物质进行荧光光谱分析，寻找最佳的测试条件，获取完整的檀香紫檀的荧光特征信息；3)采用确定的化合物提取方法和分子荧光光谱技术测定待测檀香紫檀木材树种荧光特征信息，确定具体的木材树种。本发明专利技术通过获取檀香紫檀树种的荧光化合物并对其荧光特征信息进行测定，并结合传统的木材微观和宏观显微结构识别技术，对檀香紫檀树种进行准确鉴定。该技术是一种更加科学、高效的木材树种鉴定新方法。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光光谱鉴别檀香紫檀木材树种的方法
本专利技术属于木材树种识别与鉴定
，具体涉及檀香紫檀红木树种的识别与鉴定方法，尤其是利用分子荧光光谱技术对檀香紫檀红木树种中存在荧光物质数量、荧光特征、荧光猝灭进行测定。
技术介绍
檀香紫檀作为紫檀属木材，在国家标准GB/T18107-2017《红木》规定的29种红木树种中最受市场欢迎的树种之一，也是最稀缺的木材树种之一。近年来市场价格逐年攀升，采用其他红木树种木材仿冒檀香紫檀的现象屡见不鲜，因此如何能够准确鉴定檀香紫檀是关键。目前国际上木材树种识别最普遍的方法是木材宏观及微观构造特征技术，木材解剖专业技术人员根据红木木材纹理、色泽、气味等宏观特征以及木材常规的射线叠生、轴向薄壁组织、附物纹孔、管孔排列等显微特征进行观测，并对照国际木材学家协会(IAWA)的木材宏观及微观结构特征数据库进行红木树种的识别与鉴定，然而在实践过程中檀香紫檀的准确鉴定仍然存在很多误判的案例，而且该方法所处的困境是只能区别红木归于什么属，很难实现红木树种的鉴定识别。传统的檀香紫檀木材树种识别与鉴定技术，类似于中国的“中医问病”需要鉴定人员具备丰富的经验和扎实理论基础，目前在世界各地这方面的人才都十分匮乏，因此寻找其特征性质对于树种识别具有非常主要的理论意义和实用价值。国家标准GB/T18107-2017《红木》中对檀香紫檀的荧光特征“木屑水浸出液呈黄绿至淡蓝色荧光”，但是申请人在进行验证时发现采用实验室三级水进行提取时，并未有荧光物质提取出来。现有技术(木材工业，紫擅属木材荧光性能种间差异和心边材差异，2019年,33卷，第3期14-17)采用去离子水在檀香紫檀中提取出了荧光物质，但是与其它树种之间的荧光颜色和荧光光谱差异不大，仅仅只能通过荧光强度定量(且定量方式值得商榷)才能将不同紫擅属木材区别开来。而且，在该研究论文中并没有对采用的去离子水的状态进行详细表述，申请人在研究过程中发现仅表述水溶液其荧光现象存在随机性，在一些情况下荧光会出现，改变该条件可能没有荧光现象，文献中研究结果不能作为其特征用于其树种识别与鉴定。申请人通过研究试验其水溶液能够获得稳定的荧光物质提取，且荧光照片、荧光谱图特征明显能够用于其树种识别，另外红木檀香紫檀木材是指心材部分(详见GB/T18107-2017红木定义)，通常所说的红木均指其心材部分，本方法也是基于心材部分的识别与鉴定。荧光物质为有机小分子化合物，根据极性相似相容原理，荧光物质在有机化学试剂中的溶解性优于水溶液，因此水溶液可能只得到了少部分的荧光物质，文献中采用的方式和得到的结果也验证了这一点，其提取的荧光物质并不能用作其特征进行树种识别。另外文献中的荧光强度表达不准确，其表达的属于荧光亮度的概念，荧光强度的科学表达可以通过计算其荧光量子产率进行表示，前提是需要得到单一的荧光化学物质，该表述也是小分子化合物荧光特征的表达。该研究论文仅仅是对GB/T18107-2017中檀香紫檀荧光现象扩大木材树种范围进行初步试验，得出的结论不清晰。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种采用荧光光谱鉴别檀香紫檀树种的方法，在本专利技术专利中，我们完整提取了檀香紫檀样品中的荧光物质，用分子荧光光谱仪对荧光物质的种类和数量进行了确认，不同来源的木材样品荧光物质数量和特征具有明显的一致性。荧光物质的提取在6h达到稳定，结果表明荧光光谱技术在檀香紫檀识别中具有潜在的应用价值。本专利技术是通过以下技术方案实现上述目的的，一种采用荧光光谱鉴别檀香紫檀树种的方法，包括如下步骤：一种荧光光谱鉴别檀香紫檀树种的方法，包括以下步骤：步骤一、檀香紫檀木材中荧光物质提取条件的确立：取檀香紫檀木材标准品进行取样并粉碎，采用溶剂对粉碎后的檀香紫檀进行荧光物质的提取获得含有荧光物质的提取液，然后对含有荧光物质的提取液在暗室条件下于365nm的紫外灯下照射获得荧光谱图；根据365nm的紫外灯下照射获得荧光谱图的荧光强度确定檀香紫檀荧光物质的提取条件；所述溶剂为乙酸乙酯、乙醇、自来水和pH<5.2的实验室三级水；步骤二、根据步骤一确定檀香紫檀荧光物质的提取条件获得荧光物质，采用分子荧光光谱技术对提取的荧光物质进行荧光特征信息测定，确定檀香紫檀红木树种荧光特征图谱和测试条件，构建檀香紫檀树种荧光特征谱图库；步骤三、根据步骤二获得的檀香紫檀红木树种荧光测试条件对待检测的檀香紫檀进行检测获得实际检测的荧光特征图谱；将实际检测的荧光特征图谱与步骤二构建的檀香紫檀树种荧光特征谱图库进行比对鉴别檀香紫檀。优选的，步骤一所述取檀香紫檀木材标准品进行取样并粉碎，采用不同溶剂对粉碎后的檀香紫檀进行荧光物质的提取获得含有荧光物质的提取液具体步骤为：取0.01g～0.05g粉碎后的檀香紫檀木材标准品置于3～6mL溶剂中室温下用摇床持续摇晃4h～6h，期间每间隔2h用超声波震荡提取10分钟，获得含有荧光物质的提取液。对于檀香紫檀来说，用自来水和pH<5.2的实验室三级水(实验室三级水pH为5.0～6.0)作为提取试剂，其中pH<5.2的实验室三级水没有的荧光现象，而自来水(GB5749-2006中规定自来水pH为不小于6.5且不大于8.5)能够观测到明显的蓝色荧光现象，表明荧光物质在水提取液条件下，可能的原因两种水溶液存在的区别使试样中的荧光猝灭，如酸碱度、金属离子浓度。而用乙酸乙酯、乙腈、乙醇作为提取试剂，其中乙酸乙酯和乙腈两种试剂的提取液呈现出明显的亮黄色荧光，表明存在于檀香紫檀中的荧光物质提取的更加充分，另外乙酸乙酯的提取液荧光相对强一些，且乙酸乙酯沸点较低，后处理容易，且乙酸乙酯安全性要优于乙腈。乙醇提取溶剂荧光明显较弱，表明可能存在一些荧光物质未完全提取或者乙醇存在羟基活泼氢促使荧光猝灭，因此对于存在于乙酸乙酯对檀香紫檀木材的荧光物质提取效果最佳。优选的，步骤二所述采用分子荧光光谱技术对提取的荧光物质进行荧光特征信息测定是指：取荧光物质提取液采用稀释剂稀释后采用分子荧光光谱技术测试260nm～650nm的激发光谱和270nm～700nm的发射光谱以及三维荧光谱图；所述稀释剂与提取液中的溶剂一致。取檀香紫檀荧光物质提取液稀释后采用分子荧光光谱技术测试260nm～600nm的激发光谱和270nm～750nm的发射光谱：自来水作为溶剂提取液pH值于5.2～13.2范围时，其最大激发波长为428nm，最大发射波长为468nm；该荧光特征峰随着pH的变化强度随之变化，当pH小于5.2时荧光消失，该处的荧光随着pH的变大可以恢复，且在强碱性的条件下该荧光依然存在。实验室三级水作为溶剂的檀香紫檀木材样品的提取也无荧光，在调节pH值于5.2～13.2范围呈现与自来水一致的荧光特征。取檀香紫檀荧光物质乙酸乙酯提取液稀释后采用分子荧光光谱技术测试260nm～600nm的激发光谱和270nm～750nm的发射光谱，存在三个最大激发和三个最大发射荧光谱图，其最强激发波长为260nm、298nm和338nm，最强发射波长为370nm，该处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光光谱鉴别檀香紫檀树种的方法，包括以下步骤：/n步骤一、檀香紫檀木材中荧光物质提取条件的确立：/n取檀香紫檀木材标准品进行取样并粉碎，采用溶剂对粉碎后的檀香紫檀进行荧光物质的提取获得含有荧光物质的提取液，然后对含有荧光物质的提取液在暗室条件下于紫外灯下照射获得荧光照片图；根据紫外灯下照射获得荧光谱图的荧光强度确定檀香紫檀荧光物质的提取条件；所述溶剂为乙酸乙酯、乙醇、自来水和pH<5.2的实验室三级水；/n步骤二、根据步骤一确定檀香紫檀荧光物质的提取条件获得荧光物质，采用分子荧光光谱技术对提取的荧光物质进行荧光特征信息测定，确定檀香紫檀红木树种荧光特征图谱和测试条件，构建檀香紫檀树种荧光特征谱图库；/n步骤三、根据步骤二获得的檀香紫檀红木树种荧光测试条件对待检测的檀香紫檀进行检测获得实际检测的荧光特征图谱；将实际检测的荧光特征图谱与步骤二构建的檀香紫檀树种荧光特征谱图库进行比对鉴别檀香紫檀。/n

【技术特征摘要】
1.一种荧光光谱鉴别檀香紫檀树种的方法，包括以下步骤：
步骤一、檀香紫檀木材中荧光物质提取条件的确立：
取檀香紫檀木材标准品进行取样并粉碎，采用溶剂对粉碎后的檀香紫檀进行荧光物质的提取获得含有荧光物质的提取液，然后对含有荧光物质的提取液在暗室条件下于紫外灯下照射获得荧光照片图；根据紫外灯下照射获得荧光谱图的荧光强度确定檀香紫檀荧光物质的提取条件；所述溶剂为乙酸乙酯、乙醇、自来水和pH<5.2的实验室三级水；
步骤二、根据步骤一确定檀香紫檀荧光物质的提取条件获得荧光物质，采用分子荧光光谱技术对提取的荧光物质进行荧光特征信息测定，确定檀香紫檀红木树种荧光特征图谱和测试条件，构建檀香紫檀树种荧光特征谱图库；
步骤三、根据步骤二获得的檀香紫檀红木树种荧光测试条件对待检测的檀香紫檀进行检测获得实际检测的荧光特征图谱；将实际检测的荧光特征图谱与步骤二构建的檀香紫檀树种荧光特征谱图库进行比对鉴别檀香紫檀。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一所述取檀香紫檀木材标准品进行取样并粉碎，采用不同溶剂对粉碎后的檀香紫檀进行荧光物质的提取获得含有荧光物质的提取液具体步骤为：
取0.01g～0.05g粉碎后的檀香紫檀木材标准品置于3～6mL溶剂中室温下用摇床持续摇晃4h～6h，期间每间隔2h用超声波震荡提取10分钟，获得含有荧光物质的提取液；
其中pH<5.2的实验室三级水提取液没有的荧光现象，自来水提取液能够观测到明显的蓝色荧光现象；乙酸乙酯提取液呈现出明显的亮黄色荧光，乙醇提取液相比于乙酸乙酯提取液荧光明显较弱。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤二所述采用分子荧光光谱技术对提取的荧光物质进行荧光特征信息测定是指：取荧光物质提取液采用稀释剂稀释后采用分子荧光光谱技术测试260nm～650nm的激发光谱和270nm～700nm的发射光谱以及三维荧光谱图；所述稀释剂与提取液中的溶剂一致。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：取檀香紫檀荧光物质提取液稀释后采用分子荧光光谱技术测试260...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金砖，杜海慧，梁峙，刘彬，赵颖峰，袁慧雯，赵金龙，陈瑶佳，
申请(专利权)人：南京市产品质量监督检验院，
类型：发明
国别省市：江苏;32