植物含水含油率測量儀PhenoMRI是一款基于低場脈沖磁共振技術(shù)測量植物樣品（如煙葉/煙絲、大豆/花生/玉米/油菜種子等）含水率、含油率、水分的分布狀態(tài)以及遷移變化規(guī)律的設(shè)備。
該設(shè)備樣品池可放置直徑25mm的試管，只要樣品能夠放置到試管內(nèi)，即可進(jìn)行快速測量。該技術(shù)無需特別制備樣品，測量準(zhǔn)確性與重復(fù)性非常優(yōu)異，分析速度快、操作簡單方便，是一款理想的快速測量含水率、含油率的設(shè)備。
功能特性
- 定量分析樣品的含水率、含油率、水分的分布狀態(tài)以及遷移變化規(guī)律等
- 自屏蔽式磁體，采用稀土永磁材料，磁場強(qiáng)，穩(wěn)定性高
- 自屏蔽式天線，工作頻率低，設(shè)備功耗低，無電磁輻射
- 中文軟件界面，使用操作極為簡單和便利
- 無任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，設(shè)備維護(hù)成本極低
- 無損檢測，樣品可重復(fù)或持續(xù)監(jiān)控測試
- 測試速度快，結(jié)果重復(fù)性和穩(wěn)定性好
技術(shù)原理
磁共振（簡稱MRI）是一種安全又環(huán)保的非侵入式無損檢測技術(shù)，它利用了原子核在靜磁場中發(fā)生塞曼能級(jí)分裂，當(dāng)施加與能級(jí)差相同能量的射頻電磁波時(shí)，就能激發(fā)原子核產(chǎn)生共振吸收的性質(zhì)。
以氫原子核為例，它只含一個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子具有自旋磁矩，在靜磁場B0中質(zhì)子的磁矩會(huì)有兩種排列方向，一種平行于B0，一種反平行于B0。兩種方向的磁矩能量不同，具有能級(jí)差?E，在垂直于B0的方向上施加一個(gè)射頻場B1（又稱射頻脈沖），當(dāng)射頻場的頻率ω滿足：?E =hω時(shí)，就能引起低能級(jí)的氫質(zhì)子吸收能量向高能級(jí)躍遷。這就是磁共振現(xiàn)象。吸收能量躍遷到高能級(jí)的氫質(zhì)子處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，當(dāng)撤去射頻脈沖后，這些氫質(zhì)子會(huì)釋放能量自發(fā)地返回原來的狀態(tài)，這個(gè)過程稱為磁共振弛豫。儀器通過測量氫質(zhì)子釋放的信號(hào)，得到核磁信號(hào)衰減曲線，根據(jù)衰減曲線就可以計(jì)算樣品中的氫含量，樣品中氫的分布狀態(tài)等信息。
煙葉含水量測量
自由狀態(tài)的水，運(yùn)動(dòng)性好，它的核磁信號(hào)衰減的慢；結(jié)合狀態(tài)的水，運(yùn)動(dòng)性差，它的核磁信號(hào)衰減的快。根據(jù)這一性質(zhì)，就可以計(jì)算出樣品中水分的分布情況，對(duì)同一樣品進(jìn)行持續(xù)檢測，還能研究水分的變化和遷移規(guī)律等性質(zhì)。
如上圖左所示，為新鮮煙葉測得的磁共振T2譜，T2的橫坐標(biāo)是磁共振弛豫時(shí)間T2，縱坐標(biāo)是信號(hào)強(qiáng)度（表示水分的含量），圖中三個(gè)譜峰分別表示煙葉中的結(jié)合水（T21），半結(jié)合水（T22）和自由水（T23），新鮮煙葉中的自由水含量。如上圖右所示，在烘烤過程中，在不同溫度下，對(duì)樣品進(jìn)行重復(fù)測量，根據(jù)T2譜的變化可以得到煙葉中水分變化的遷移的規(guī)律。
種子含油率測量
在農(nóng)作物領(lǐng)域，種子的含油率是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)指標(biāo)，傳統(tǒng)的含油率測試方法，如索氏抽提法等，都有成本高、抽提時(shí)間長以及需要使用有毒化學(xué)試劑等缺點(diǎn)。脈沖磁共振方法是一種非常簡便的測量方法，其測量精度可與索氏抽提法媲美。執(zhí)行的ISO標(biāo)準(zhǔn)是：ISO 10565-1998“Oilseeds-Simultaneous determination of oil and water contents-Method using pulsed nuclear magnetic resonance spectrometry。
測量種子含油率的操作非常簡單，首先用標(biāo)準(zhǔn)油樣制作工作曲線，然后按照如下測試流程即可很快得到含油率測量值。
相比于紅外法等其他技術(shù)，種籽的顏色對(duì)核磁法沒有任何影響，核磁法無需破壞樣品，真正實(shí)現(xiàn)了樣品無損，檢測后的種子仍能進(jìn)行繼續(xù)培養(yǎng)和生長發(fā)育。因此，對(duì)于油料作物育種而言具有非常重要的意義。通過核磁法，可以篩選出高含油率的種籽進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)和優(yōu)選。
磁共振在糧食果蔬等農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域，可用于檢測種籽的含油含水率，干燥、復(fù)水過程，貯藏、保鮮過程，成熟、生長過程，果蔬無損檢測，貨架期檢測等。
主要技術(shù)參數(shù)
- 磁場強(qiáng)度：~0.16T
- 工作頻率：~7MHz
- 樣品直徑：25mm
- 樣品高度：30mm
- 樣品體積：10ml
- 儀器功耗：<200W
- 含油率測量范圍：0.5%-99%
- 含水率測量范圍：0.5%-14%（種子）
- 重復(fù)性誤差：±2%
