ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2018, № 12 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Применение методов ТГц газовой спектроскопии высокого разрешения для анализа состава "запахов" зерновых культур

В.Л. Вакс1, Е.Г. Домрачева1, С.И. Приползин1, М.Б. Черняева1, В.А. Анфертьев1, А.А. Гаврилова2, Е.В. Дабахова2

1 Институт физики микроструктур РАН, 603950, Нижний Новгород, ГСП-105, Россия
2 ФГБОУ ВО Нижегородская ГСХА, 603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 97, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2018.12.3 УДК 537.87; 543.42 EDN YEXYJB

Аннотация

Рассмотрены основные принципы терагерцовой спектроскопии высокого разрешения на нестационарных эффектах (свободно затухающей поляризации, реализующийся при двух режимах работы - фазовой манипуляции воздействующего на газ излучения и быстрого свипирования по частоте) и варианты спектрометров (широкодиапазонный спектрометр, детектор определенных газов-маркеров для регистрации конкретных газов, двухканальный спектрометр с двумя независимыми источниками излучения (118-178 ГГц, 330-390 ГГц) и одним детектором) для анализа состава многокомпонентных газовых смесей. Рассмотрена возможность применения терагерцовой спектроскопии высокого разрешения в сельскохозяйственных приложениях, таких как анализ состава запаха зерна с целью разработки методов контроля качества и диагностики степени грибковых поражений зерновых культур. Представлены результаты применения методов терагерцовой спектроскопии высокого разрешения для исследования состава «запахов» зерна.

  • терагерцовая спектроскопия высокого разрешения
  • фазовая манипуляция
  • быстрое свипирование по частоте
  • многокомпонентная газовая смесь
  • зерновые культуры
  • high resolution terahertz spectroscopy
  • phase switching
  • fast frequency sweeping
  • multicomponent gas mixture
  • grain cultures
Abstract (in English)

The basic principles of terahertz high resolution spectroscopy on nonstationary effects (free damping polarization being realized in two modes - phase switching of radiation influenced on gas and fast frequency sweeping) and types of spectrometers (a wideband spectrometer, a marker detector for registering certain gases, a two-channel spectrometer with two independent radiation sources (118-178 GHz, 330-390 GHz) and one detector) for analysis of multicomponent gas mixtures are considered. The possibility of using terahertz high resolution spectroscopy in agricultural applications such as analysis of grain odors for developing the methods of quality control and diagnostics of grain mycosis degree is considered. The results of application of terahertz high resolution spectroscopy methods for investigations of grain odors content are presented.

Для цитирования

Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Приползин С.И., Черняева М.Б., Анфертьев В.А., Гаврилова А.А., Дабахова Е.В. Применение методов ТГц газовой спектроскопии высокого разрешения для анализа состава "запахов" зерновых культур // Журнал радиоэлектроники. – 2018. – № 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.12.3

Литература

  1. Wang C, Huang C, Qian J, Xiao J, Li H, et al. (2014) Rapid and Accurate Evaluation of the Quality of Commercial Organic Fertilizers Using Near Infrared Spectroscopy. PLoS ONE 9(2): e88279. doi: 10.1371/journal.pone.0088279
  2. Грушко Г. В. Программа комплексных исследований распространения фузариоза колоса озимой пшеницы и контаминации фузариотоксинами продуктов переработки зерна в Краснодарском крае / Г. В. Грушко, С. Н. Линченко - Фундаментальные исследования.- 2005. - № 8 - С. 54-56.
  3. Tamura M. A Method for Simultaneous Determination of 20 Fusarium Toxins in Cereals by High-Resolution Liquid Chromatography-Orbitrap Mass Spectrometry with a Pentafluorophenyl Column / M. Tamura, N. Mochizuki, Y. Nagatomi, K.Harayama, A. Toriba, K. Hayakawa. - Toxins, 2015 - V. 7 - p. 1664-1682.
  4. Greene R. V. Detection of fungal contamination in corn: potential of FTIR-PAS and -DRS / R. V. Greene, Sh. H. Gordon, M. A. Jackson, G. A. Bennett, J. F. McClelland, Roger W. Jones - J. Agric. Food Chem., 1992 - V.40,N 7 - pp 1144-1149.
  5. Wicklow D. T. Detection and removal of single mycotoxin contaminated maize grains following harvest / D. T. Wicklow, T. C. Pearson - 9th International Working Conference on Stored Product Protection. Microorganisms, Mycotoxins, and Other Biological Contaminants. 15 -18 October 2006, Campinas, São Paulo, Brazil - p.109-119.
  6. Pickett H. M. Submillimeter, Millimeter, and Microwave Spectral Line Catalog. JPL Molecular Spectroscopy// H. M. Pickett, E. A. Cohen, B. J. Drouin, J. C. Pearson - California Institute of Technology. http://spec.jpl.nasa.gov/ftp/pub/catalog/catform.html, 2003
  7. C. P. Endres, S. Schlemmer, P. Schilke, J. Stutzki, and H. S. P. Müller, The Cologne Database for Molecular Spectroscopy, CDMS, in the Virtual Atomic and Molecular Data Centre, VAMDC // J. Mol. Spectrosc. 327, 95-104 (2016)
  8. V. L. Vaks, E. G. Domracheva, S. I. Pripolzin, E. A. Sobakinskaya, M. B. Chernyaeva, V. A. Anfert'ev, A. V. Semenova, and Yu. S. Shatrova. Methods and Instruments of High-Resolution Transient THz Spectroscopy for Diagnostics of Socially Important Diseases // Physics of Wave Phenomena, 2014, Vol. 22, No. 3, pp. 177-184
  9. V. Vaks, E.Domracheva, E.Sobakinskaya, M.Chernyaeva. High precise terahertz spectroscopy for noninvasive medicine diagnostics // Photonics & Lasers in Medicine, 2014. Volume 3, Issue 4, Pages 373-380, ISSN (Online) 2193-0643, ISSN (Print) 2193-0635, DOI: 10.1515/plm-2014-0026, September 2014
  10. Василова Н.З., Багавиева Э. З., Асхадуллин Д. Ф., Тазутдинова М. Р., Хусаинова И. И., Гайфуллина Г.Р. Разнообразие сортов яровой мягкой пшеницы Татарского НИИСХ// Материалы IV Международная конференция «Генофонд и селекция растений» Новосибирск, 4-6 апреля 2018 г., с.66-70 http://conf.bionet.nsc.ru/gpb2018/wp-content/uploads/sites/18/2017/11/Sbornik-fin.pdf
  11. Петров Л.К. Оценка адаптации сортов озимой пшеницы в условиях светло- серых лесных почв Нижегородской области // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, 2017 №1(37) с.51-55 DOI 10.18286/1816-4501-2017-1-51-55
  12. Cole, Daniel Paul, "High resolution mass spectrometry for molecular characterization of pyrolysis products and kinetics" (2015). Graduate Theses and Dissertations. 14342. http://lib.dr.iastate.edu/etd/14342