Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2018, № 12 · RADIO ELECTRONICS RELATED PROBLEMS

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

V.L. Vaks1, E.G. Domracheva1, S.I. Pripolzin1, M.B. Cherniaeva1, V.A. Anfertev1, A.A. Gavrilova2, E.V. Dabakhova2

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

Abstract

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.

  • 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
Аннотация (на русском)

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

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.

For citation

Vaks V.L., Domracheva E.G., Pripolzin S.I., Cherniaeva M.B., Anfertev V.A., Gavrilova A.A., Dabakhova E.V. Применение методов ТГц газовой спектроскопии высокого разрешения для анализа состава "запахов" зерновых культур // Journal of Radio Electronics. – 2018. – No. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.12.3

References

  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