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霍山石斛是一种名贵中草药,具有生津益胃、清肝明目、抗癌延衰,增强免疫力和降低血糖等疗效。霍山石斛对其生长生态环境要求苛刻,且生长极其缓慢,因此一直是国家重点保护的价值昂贵的紧缺稀有药材,其野生资源濒临灭绝,因此可持续保护和人工栽培,特别其光合过程是科技界一直关注的焦点。
本文以霍山石斛为研究对象,以固体.气态光声效应以及第一性原理计算为理论基础,使用自己建立的光声光谱检测平台对霍山石斛的叶片进行了光声光谱的测量,以及计算机量子化学软件对霍山石斛中的活性成分石斛酚(gigantol)进行了光学性质的计算和分析,主要内容有如下两个方面:
建立了一套相对完整的适用于霍山石斛检测的光声光谱检测装置。根据植物光声光谱检测的特点及其相关要求,选择了适用的驻极体麦克风和窄带滤波片。通过分析适用于其光合作用过程的光声池的设计特种需求和其它情况,设计并加工了半开放式光声池。利用建立的光声光谱检测装置对霍山石斛叶片进行了实时在线测量与探研。获得三种霍山石斛(米斛,铁皮石斛以及铜皮石斛)的光声吸收谱;并分别测定了铁皮石斛的新鲜叶片和枯黄叶片的光声光谱。
使用基于量子化学计算机程序MaterialsStudio(版本5.5),对霍山石斛中特有品质的化学成分石斛酚(gigantol)建模后进行几何优化,计算其相关性质,并通过其态密度和光吸收密度对其光学性质进行了分析,得到了其分子轨道及其光吸收位置的相关信息。通过解析光合作用相关的石斛酚分子精细结构,并结合光声光谱检测实验,透析石斛酚的物理机理,从而有助于探寻其光合作用的机理及过程。