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利用核磁共振(台式核磁、小核磁)对隐蔽性害虫米象进行检测的研究

利用核磁共振(台式核磁、小核磁)对隐蔽性害虫米象进行检测的研究

粮食储藏时期,因虫害引起的损失颇为严重。如何更好更快的防治害虫仍是一项重中之重的事情。通过L核磁共振(台式核磁、小核磁)检测小麦和米象(包括四种虫态:幼虫、前蛹、蛹、成虫)各自的特征弛豫时间。然后,模拟小麦被米象感染情况,研究小麦特征信号值和米象特征信号值是否可以被检测到。最后,结合核磁共振(台式核磁、小核磁)检测米象在小麦体内发育生长的整个过程,并对不同虫口密度感染小麦的情形进行了研究。结果表明:小麦(水分含量为13.44%)和米象体内水分主要存在状态不同,小麦模拟感染试验中,发现害虫信号强度与数量呈线性相关关系。将含有不同虫态的小麦置于核磁共振(台式核磁、小核磁)中成像,可以有效判定小麦内部是否有虫。经不同虫口密度感染的小麦,虫口密度越高T2b、T22、P2b和P22所有指标变化差异性越显著。核磁共振(台式核磁、小核磁)可以很好的检测小麦内部隐蔽性害虫,并为该技术引入储粮害虫检测领域奠定了一定的理论基础。

部分实验结果

“核磁共振(台式核磁、小核磁)对隐蔽性害虫米象进行检测的研究"

处于不同生长期的米象及小麦体内水分含量

“核磁共振(台式核磁、小核磁)对隐蔽性害虫米象进行检测的研究"

米象成虫和未感染小麦的低场核磁弛豫时间T2:
(A)表示单粒小麦;(B)表示多粒小麦(约38粒);(C)表示单头米象成虫;(D)表示多头米象成虫(约91头)

“核磁共振(台式核磁、小核磁)对隐蔽性害虫米象进行检测的研究"

3米象不同虫态及未感染小麦的低场核磁弛豫时间T2

“核磁共振(台式核磁、小核磁)对隐蔽性害虫米象进行检测的研究"

小麦样品中混入的米象数量与虫峰信号比例的线性拟合

“核磁共振(台式核磁、小核磁)对隐蔽性害虫米象进行检测的研究"

未感染小麦(右纵列)和小麦籽粒含有米象不同虫态(左纵列)MRI图像,其中“A”为MRI灰度图;“B”为MRI伪彩图。

(1)米象单位质量的信号强度与未感染害虫的小麦单位质量信号存在显著差异(P<0.05)。小麦的特征信号值范围是0.66 ~0.6ms,米象的特征信号值范围是36~58ms。
(2)将米象的幼虫、前蛹、蛹以及成虫与等质量的小麦混合后,利用核磁共振(台式核磁、小核磁)可以准确的检测到小麦和米象的特征信号值。随着米象数量的递增,其害虫信号强度与数量呈线性相关关系,相关关系系数均大于0.9以上。
(3)米象在小麦内部生长发育过程中,低场核磁可以也可以准确的检测到小麦和米象的特征信号值。低场核磁不仅可以检测到受感染小麦水分含量会升高还可以检测到受感染小麦内部水分流动性增加。
(4)通过利用核磁共振(台式核磁、小核磁)成像可以准确的区分内部含有隐蔽性害虫的小麦和不含虫的小麦。

选自纽迈优秀案例征集大赛,作者:王欠欠 南京财经大学食品科学与工程学院

使用仪器:
核磁共振成像分析仪NMI20-025V-I
核磁共振成像分析仪NMI20-015V-I
中尺寸核磁共振成像分析仪NMI20-060V-I
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