傅里叶变换红外显微光谱(Micro-FTIR)和X射线衍射(XRD)用于测定棉花结晶度效果比较

作     者：张李鹏 张石定 许鹏 李现常 张震 范森淼 龚举武 袁有禄 商海红 邹华文 Zhang Lipeng;Zhang Shiding;Xu Peng;Li Xianchang;Zhang Zhen;Fan Senmiao;Gong Juwu;Yuan Youlu;Shang Haihong;Zou Huawen

作者机构：长江大学湖北荆州434025 中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000 安阳工学院河南安阳455000 

出 版 物：《棉花学报》 (Cotton Science)

年 卷 期：2020年第32卷第4期

页      面：370-380页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.U1804103,No.31621005) 中国博士后科研基金(No.2016M602262) 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金 农业农村部农业科技创新计划和湿地生态与农业利用工程研究中心 

主　　题：陆地棉 海岛棉 显微傅里叶变换红外光谱 X射线衍射 结晶度 

摘      要：【目的】使用傅里叶变换红外显微光谱(Micro-Fourier transform infrared spectroscopy, micro-FTIR)结合X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)方法研究2个不同品系发育中棉纤维的纤维素结晶度(Crystalline index, CI)变化,验证micro-FTIR法测定发育中棉花纤维素CI的可行性,并用此方法对成熟棉花纤维素CI进行分析。【方法】以陆地棉0-153和海岛棉S-6为研究材料。分别获取这2个品系开花后5~30 d的棉纤维样本,取样间隔为5 d。样本清洗烘干后,获取FTIR和XRD光谱。选择4种不同FTIR结晶度(FTIR-CI)计算方法,分析2个品系棉花纤维不同发育阶段的纤维素结晶度变化,并对FTIR-CI与XRD结晶度(XRD-CI)分析结果进行回归拟合相关性分析。【结果】采用FTIR-CCI(Carrillo-Colom index)法得到的CI与XRD-CI的回归拟合相关性较高,0-153和S-6的决定系数R^2均高于0.9。将基于FTIR-CCI法的CI与XRD-CI的拟合模型用于计算随机选取的18种成熟纤维的CI(IR-CI),结果显示IR-CI虽然准确度较高,XRD-CI也在IR-CI结果的误差范围内,但是其精密度不够理想。【结论】micro-FTIR可以用于棉花纤维发育过程中结晶态纤维素累积变化研究。对FTIR-CCI法计算得到的CI与XRD-CI进行拟合建立的红外显微光谱结晶度模型可用于评估发育中棉纤维的结晶度,但是对于成熟纤维的结晶度,还需要后期使用大量的样品建立优化的研究模型。