第35卷，第12期 2015年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 12 -pp3393-3396
December,2015
平来微
丁大永，周霞，许凤
北京林业大学材料科学与技术学院，林木生物质化学北京市重点实验室，北京100083
摘要木质纤维生物质资源的开发利用是当前国内外广泛关注的重大课题，为了提高木质纤维的利用效率、降低开发成本，人们呕需掌握木质细胞壁抗降解机理，深入了解细胞壁复杂的化学组成和分子结构。红外显微光谱作为一种可进行微区分析和无损检测的新技术，具有检测速度快、灵敏度高、制样简单等优点，中单纤维细胞的化学组成和分子结构等信息，可用于植物细胞壁的区域化学研究。本文在简述红外显微光谱技术原理及具体实验方法的基础上，综述广红外显微光谱技术在探究术质纤维细胞化学组成及结构方面的应用进展，对细胞壁主要组分的原位分布、经预处理后组成的变化以及分子排列方向三个方面进行了总结。并对其在木质纤维细胞壁研究的应用前景进行了展望：提高显微镜的放大倍数、提高化学成像图的空间分
辨率、与其他检测手段和仪器联合使用等。以期为本质纤维细胞壁的组分研究提供新手段。关键词红外显微光谱；木质纤维细胞壁；组分分布；分子排列
中图分类号：TS01
引言
文献标识码：A
DOI : 10. 3964/j. issn.1000-0593(2015)12-3393-04
采用该技术测试前无需对样品进行特殊处理，即可实现无损检测。近几年，红外显微光谱技术已取得长足发展，在微来级原位研究多种原料，特别是木质纤维生物质原料的化学与
生物质资源是人类繁衍和发展的物质基础，既是地球上重要的资源宝库，也是一个国家重要的战略生物资源。除了人类现在已经利用的少部分生物质资源外，绝大部分有着更大经济和社会价值的生物质资源尚未被认识和利用，蕴涵着解决人类资源需求的巨大潜力。其中，林木生物质资源在生物质资源中占有较大比重，主要包括森林生长、林业生产过程中产生的生物质资源和林业副产品的废弃物等。近年来，以质纤维生物质为原料生产生物能源及化学品已成为各国关注的热点。而对不同来源的木质纤维，鉴于其细胞壁组分分布及结构的高度复杂性，仍然有待于在超微结构水平进行详细的解析[1-2]。
红外光谱是研究有机材料化学组成和结构的重要手段，也是研究木材和其他木质纤维原料的有力工具]。然而，单纯的红外光谱不能提供样品的空间信息，无法对细胞的特定区域进行研究。红外显微镜有效地结合广微区观察和红外检测的双重功能，可有效克服这一缺点，在显微镜观察被测样晶外观形态或微观结构的基础上直接测试样晶某一特定的微小区域，获得该微区物质的红外光谱信息以及红外成像图。
收稿日期：2014-09-03，修订日期：2014-12-22
结构变化方面应用广泛4。与许多其他成像手段，如光学显微镜（LM）、共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）、荧光显微镜（FM等相比，红外显微光谱技术可同时得到样品的表面形貌和化学信息4，不需要对样品进行染色或标记。本文主要介绍了红外显微光谱技术的原理，对该技术在木质纤维细胞壁主要组分的分布及分子排列方向的研究进行了综述，同时对其未来的应用前景进行了展望。
红外显微光谱技术原理及实验过程
红外光谱法研究的是分子内部原子间的相对振动和分子转动」。当一束红外光照射分子时，分子中某个振动频率与红外光某一频率的光相同时，分子就吸收此频率光发生振动能级跃迁，产生红外吸收光谱。其主要用途是研究分子中以化学键连接的原子之间的振动光谱和分子的转动光谱，利用其特征谱带有效区分不同化合物，常用于鉴别分析。红外显微光谱技术即红外光谱仪与显微镜的联用，红外光通过显微镜聚焦到样品上，通过调节载物台X轴和Y轴以及调节光
基金项目：科技部“十二五"科技支撑计划项目(2012BAD32B06)和教育部重点科研项目(113014A)资助
e-mail ; ddyong2014@163. com
作者简介：丁大永，1990年生，北京林业大学材料科学与技术学院硕士研究生
e-mail : xfx315@ bjfu, edu. en
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