به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « طیف سنجی » در نشریات گروه « علوم پایه »

  • محمدامین جعفری*، حامد کاچار، علی زینالی، علیرضا زراسوندی
    مقدمه

    مدل سازی پتانسیل معدنی براساس جمع آوری و پردازش دقیق داده های زمین شناسی، زمین فیزیکی و ماهواره ای، این امکان را فراهم می کند تا پتانسیل وجود ماده معدنی در یک منطقه خاص را پیش بینی کنیم. این فرآیند شامل ساخت مدل های ریاضی پیچیده است که با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل دقیق داده ها، به به مسئولان و تصمیم گیران در زمینه استخراج معدنی کمک می کنند تا مناطق مستعد کانه زایی برای بهره برداری بهینه را تعیین کنند و منابع زمین را به بهترین شکل مدیریت کنند. با توجه به واحدهای زمین شناسی متنوع موجود در ورقه سقز این ورقه یکی از با پتانسیل ترین مناطق برای تشکیل ذخایر فلزی می باشد. سنگ میزبان اکثر کانسارهای سرب و روی موجود در ایران رسوبی می باشد که با عنوان کانسارهای سرب و روی با سنگ میزبان رسوبی (Sedimentary-Hosted) شناخته می شوند. طبق بررسی های صورت گرفته نیز مشخص شد کانه زایی سرب و روی صورت گرفته در ورقه یکصدهزار سقر نیز از این نوع می باشد که عموما کلسیت، دولومیت، شیل، ماسه سنگ و سنگ های آذرآواری میزبان این ذخایر می باشند.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش از لایه های اکتشافی لیتولوژی، دگرسانی دولومیتی، ژئوشیمی سرب و روی برای تهیه نقشه پیش بینی کانه زایی سرب و روی در ورقه سقز استفاده شد. بهره گیری از تکنیک سینگولاریتی بر روی رسوبات آبراهه ای سرب و روی، استفاده از لایه های اکتشافی متنوع و انجام طیف سنجی آزمایشگاهی و اعمال منحنی های رفتار طیفی به دست آمده بر روی تصاویر Sentinel-2A در این پژوهش نوآوری و خلاقانه بودن آن را نسبت به سایر پژوهش های مشابه نشان می دهد. پس از فازی سازی لایه های اکتشافی در نرم افزار GIS نقشه پیش بینی کانه زایی سرب و روی توسط تابع Fuzzy-Gamma و مقدار گامای 85/0 بدست آمد. نتایج حاصل از تجزیه XRF و ICP-MS بر روی نمونه های سرب و روی کشف شده عیار بین 3 تا 7% را نشان داد که بیانگر انتخاب درست منطقه مورد مطالعه و لایه های اکتشافی و تلفیق صحیح آن ها می باشد. در ادامه با انجام طیف سنجی آزمایشگاهی در اتاق تاریک با لامپ هالوژن و دستیابی به منحنی رفتار طیفی کانی اسفالریت مربوط به نمونه های منطقه مورد مطالعه، الگوریتم تطابق سنجی SAM روی تصاویر ماهواره ای Sentinel-2A، اعمال شد.

    نتایج و بحث:

    طبق پی جویی های صورت گرفته در 6 محدوده S1، S2، P، Q-Pb-Zn، Polygon12 و Polygon13 نمونه های حاوی کانه زایی سرب و روی کشف شد و فقط محدوده Polygon5 فاقد کانه زایی سرب و روی تشخیص داده شد که نشانگر قابل اعتماد بودن لایه های اکتشافی و روش تلفیق می باشد. نتایج آنالیز XRF وAqua Regia  نشان داد که نمونه های حاوی سرب و روی کشف شده عیاری بین 2 تا 7 درصد داشته که مشخص کننده عیار اقتصادی برای این فلزات می باشد.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل از انجام طیف سنجی آزمایشگاهی و اعمال منحنی های رفتار طیفی کانی اسفالریت بر روی تصاویر ماهواره ای Sentinel-2A به نوعی برای بررسی دقت کار و شناسایی نواحی امیدبخش معدنی جدید استفاده شد. با مقایسه طیف های اصلاح شده بر روی تصاویر Sentinel-2A بدست آمده از آزمایشگاه با کتابخانه USGS مشخص شد رفتار طیفی بدست آمده مشابه کتابخانه طیفی USGS می باشد لذا نقشه پیش بینی کانه زایی سرب و روی حاصل از اعمال منحنی رفتار طیفی اسفالریت بر روی تصاویر ماهواره ای Sentinel-2A بیانگر روش درست انتخاب تصویر، طیف سنجی مناسب و تمامی پردازش ها می باشد.

    کلید واژگان: اکتشاف سرب و روی, سینگولاریتی, طیف سنجی, Sentinel-2A, سقز}
    Mohamadamin Jafari *, Hamed Kachar, Ali Zeinali, Alireza Zarasvandi
    Introduction

    Modeling mineral potential based on the precise collection and processing of geological, geophysical, and satellite data enables us to predict the potential presence of mineral substances in a specific area. This process involves constructing complex mathematical models that, utilizing machine learning algorithms and thorough data analysis, assist authorities and decision-makers in the mining sector. It helps identify mineral-rich zones for optimal extraction and manage land resources in the best possible way. Given the diverse geological units present in the Saqez sheet, this sheet is considered one of the most promising areas for the formation of metallic deposits. The host rock for most Pb-Zn deposits in Iran is sedimentary, known as Sedimentary-Hosted Pb-Zn deposits. According to conducted surveys, it has been determined that the Pb-Zn mineralization occurring in the Saqez sheet is also of this type. Typically, calcite, dolomite, shale, sandstone, and igneous rocks serve as hosts for these deposits.

    Materials and Methods

    In this research, the exploratory layers of lithology, dolomite alteration, and geochemical of Pb-Zn were used to prepare a map of the prediction of Pb-Zn mineralization in the turpentine sheet. Utilizing the singularity technique on sediments stream, using various exploratory layers performing laboratory spectroscopy, and applying the spectral behavior curves obtained on Sentinel-2A images in this innovative and creative research. It shows its existence compared to another similar research. After fuzzification of exploration layers in GIS software, the prediction map of Pb-Zn mineralization was obtained by Fuzzy-Gamma function and gamma value of 0.85. The results of XRF and ICP-MS analysis on the discovered Pb-Zn samples showed a grade between 3 and 7%, which indicates the correct selection of the studied area and the exploratory layers and their correct integration. Further, by conducting laboratory spectroscopy in a dark room with a halogen lamp and obtaining the spectral behavior curve of the sphalerite mineral related to the samples of the study area, the SAM matching algorithm was applied to the Sentinel-2A satellite images.

    Results and Discussion

    According to the Pb-Zn mineralization prediction map of the Saqez sheet, this map is classified into four categories of low, moderate, high, and extreme mineralization potential. It is evident from this map that the northern, central, and southeastern regions have the highest potential for Pb-Zn mineralization. Upon examining the topography and road identification of the Saqez sheet, six areas were selected for exploratory drilling of Pb-Zn. Samples were collected for analysis and validation of identified points. XRF and ICP-MS analysis results indicated that the total Pb-Zn content ranged from 2 to 7% and 70,000 to 20,000 ppm. Finally, high-grade Pb-Zn samples were selected for petrographic examination. Petrographic studies revealed that minerals such as sphalerite, galena, and pyrite were predominant in the collected samples, with their texture filling the pore spaces. Specifically, sphalerite replaced galena, and galena replaced pyrite.The results obtained from laboratory spectral analysis and the application of spectral behavior curves for sphalerite minerals on Sentinel-2A satellite images were utilized to assess the accuracy of the work and identify promising new mineralized areas. By comparing the corrected spectra from the laboratory experiments with the USGS spectral library, it was determined that the obtained spectral behavior is similar to the USGS spectral library. Therefore, the predictive map of Pb-Zn mineralization resulting from the application of spectral behavior curves for sphalerite on Sentinel-2A satellite images indicates the correct selection of imagery, appropriate spectral analysis, and all processing steps.

    Conclusion

    Due to the fact that the host rocks of most Pb-Zn deposits in Iran are of sedimentary origin, the first step in modeling the mineral potential of these deposits is to accurately recognize the ore deposit type. Based on the evidence and samples observed in the study area, the ore deposit type in the study area can be considered as the Irish type. Therefore, based on this, modeling and prediction of Pb-Zn mineralization on the one hundred thousand scale map of Saqez were carried out according to the Irish type Pb-Zn mineralization.After evaluating the Pb-Zn mineral potential map, seven final areas were selected for exploration. Based on the exploration conducted in six areas (S1, S2, P, Q-Pb-Zn, Polygon12, and Polygon13), samples containing Pb-Zn mineralization were discovered, while Polygon5 was identified as lacking Pb-Zn mineralization, indicating the reliability of the exploration layers and integration method. XRF and Aqua Regia analysis results showed that the discovered Pb-Zn samples had grades ranging from two to seven percent, indicating economic-grade content for these metals.

    Keywords: Pb-Zn Exploration, Singularity, Spectroscopy, Sentinel-2A, Saqez}
  • فاطمه خواجویی نژاد، مهرجی خسروان*، یوسف ابراهیمی پور
    در این پروژه، دو لیگاند باز شیف سه دندانه  3-((5-برومو-2-هیدروکسی-3-متوکسی بنزیلیدین)آمینو)2-متیل کینازولین-4(3هیدرو)ان [HL1] و 3-((2-هیدروکسی-3 متوکسی بنزیلیدین)آمینو)-2-متیل کینازولین-4(3 هیدرو)-ان [HL2]، به ترتیب از واکنش تراکمی پیش لیگاند5-برومو-3-هیدروکسی بنزالدهید با2-متیل-3-آمینو-کینازولین و 3-متوکسی 2- هیدروکسی بنزآلدهید با 2-متیل-3-آمینو-کینازولین در متانول تهیه شدند. از این لیگاندها کمپلکس هایی از فلز مس با فرمول [Cu(L1) (2,2bipy)] و [Cu(L2)(2,2bipy)]تهیه شده و با روش های مختلف از قبیل طیف سنجی FT-IR و طیف الکترونی، آنالیز عنصری، طیف سنجی جرمی، هدایت الکتریکی و نقطه ذوب مورد شناسایی قرار گرفتند. فعالیت ضدباکتری لیگاندها و کمپلکس ها بر علیه باکتری های اشرشیا کلی، استافیلوکوکوس اورئوس، باسیلوس سرئوس و سودوموناس آئروژنوزا با دو تست مجزا (IZ و MIC) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که  کمپلکس ها،  فعالیت ضدباکتریایی بیشتری نسبت به لیگاند آزاد مربوطه از خود نشان می دهند.
    کلید واژگان: باز شیف, کمپلکس مس (II), طیف سنجی, فعالیت ضدباکتریایی}
    Fatemeh Khajoee Nejad, Mehrji Khosravan *, Yousef Ebrahimipour
    In this research, two tridentate Schiff base ligands 3-((2‐hydroxy‐3 methoxybenzylidene) amino)-2-methylquinazolin-4(3H)-one [HL1] and 3-((5-bromo-2-hydroxy-3-methoxybenzylidene)amino)-2-methylquinazolin-4(3H)-one [HL2] and their mixed-ligand complexes [Cu(L1)(bipy)] and [Cu(L2)(bipy)]; (bipy=2,2 bipyridine) were synthesized and fully characterized using spectroscopic techniques such as FT-IR, UV-Vis, and mass spectroscopy techniques. The element analysis, molar conductivity and melting points of these compounds were also determined. Antibacterial activities of the ligands and Cu(II) complexes were evaluated against Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. According to the results, complexes showed significantly higher antibacterial activities compared to their related ligands
    Keywords: Schiffbase, Cu(II) complex, spectral technique, Antibacterial activity}
  • مراحم آشنگرف*، سمیه فتاحی
    مقدمه

    نانوذرات نقره به دلیل اندازه کوچک آن ها و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، در بسیاری از صنایع مانند پوشش دهی، ضدعفونی کننده، تصفیه آب و همچنین در پزشکی استفاده می شوند. سنتز زیستی برون سلولی نانوذرات نقره با استفاده از سیستم قارچی، یک روش مناسب برای جلوگیری از استفاده از مواد شیمیایی است. هدف از این مطالعه، سنتز زیستی برون نانوذره ی نقره توسط سلول در حال استراحت سویه ی بومی قارچی Aspergillus niger ZRS14 و بهینه سازی فرآیند سنتز به روش آماری تاگوچی می باشد.

    روش ها

    اثر پارامترهای زیست توده، زمان گرماگذاری، pH و غلظت نیترات نقره در سه سطح با استفاده از نرم افزار Qualitek-4 انجام شد. تعیین ویژگی نانوذرات نقره سنتز شده توسط آنالیزهای طیف سنجی شامل طیف سنجی UV-Vis، طیف پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) انجام شد.

    نتایج و بحث:

     نتایج نشان داد سویه ی مذکور تحت شرایط بهینه شامل غلظت 2 میلی مولار نیترات نقره، pH برابر 6، دمای برابر 32 درجه ی سلسیوس و پس از 72 ساعت گرماگذاری، نانوذرات نقره کروی با میانگین اندازه ی 24 تا 38 نانومتر به صورت برون سلولی و تحت استراتژی سلول در حال استراحت سنتز می نماید. نانوذرات نقره عنصری کروی سنتز شده، دارای ماهیت کریستالی، اندازه ی نسبتا کوچک و پایداری بالا به علت پوشش دهی توسط پروتئین های ترشح شده از قارچ هستند.

    کلید واژگان: بیوسنتز قارچی, طیف سنجی, میکروسکوپ الکترونی, نانونقره عنصری}
    Morahem Ashengroph *, Somayeh Fattahi
    Introduction

    Silver nanoparticles (AgNPs) are used in a variety of industries, including coatings, disinfectants, water purification, and medicine, due to their small size and unique physical and chemical properties. To avoid the use of chemicals, extracellular biosynthesis of AgNPs using fungal systems is an appropriate method. In this study, the extracellular biosynthesis of AgNPs by the resting cell of the fungus Aspergillus niger ZRS14 was investigated, and the synthesis process was optimized using Taguchi's statistical method.

    Methods

    The effect of biomass parameters, incubation time, pH and silver nitrate concentration in three levels was performed using Qualitek-4 software. The characteristics of the synthesized AgNPs were determined by spectroscopic analysis including UV-Vis spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, and field emission scanning electron microscopy (FESEM).

    Results and discussion

    The results showed that the selected strain under optimal conditions including 2 mM silver nitrate, pH 6, temperature 32 ◦C, and after 72 h incubation, spherical silver nanoparticles with an average size of 24 to 38 nm in extracellular form synthesized under resting cell strategy. Because of the coating of fungi-secreted proteins, synthetic spherical elemental AgNPs have a crystalline nature, a small size, and high stability.

    Keywords: Fungal Biosynthesis, Spectroscopy, Electron Microscope, Elemental Silver Nanoparticle}
  • علی خرمی فر، علی میرزازاده*، ولی رسولی شربیانی

    شلیل گیاهی است که به عنوان یک محصول مهم تجاری در برخی کشورها کشت و در رژیم غذایی بشر به عنوان یک منبع مهم قند و ویتامین ها شناخته می شود. با توجه به افزایش انتظارات برای محصولات غذایی با استانداردهای کیفی و ایمنی بالا، تعیین دقیق، سریع و هدفمند ویژگی های محصولات غذایی ضروری است. در محصول شلیل ارزیابی کیفی پس از مرحله برداشت، برای ارایه محصولی قابل اعتماد و یکنواخت به بازار ضروری می باشد. هدف از این مطالعه، تشخیص و طبقه بندی ارقام شلیل با استخراج ویژگی از الگوهای پاسخ دستگاه طیف سنج و بکارگیری روش های کمومتریکس می باشد. یک طیف سنج فروسرخ نزدیک می تواند طیف های نور بازتابی را با تخمینی از غلظت آن و یا تعیین برخی خواص ذاتی آن، تشخیص دهد و کارایی بالا در تعیین کیفیت ارقام داشته باشد. طیف سنجی نوعی سیستم است که ساختار و رویکردی متفاوت از سایر روش ها (پردازش تصویر، شبکه عصبی و...) دارد و می تواد کلاس بندی و تعیین کیفیت رقم را انجام دهد. در این تحقیق به منظور تشخیص رقم شلیل و مقدار جذب طول موج در 5 رقم این محصول، طیف سنجی بازتابشی در محدوده طول موج های 400 تا 1100 نانومتر انجام شد. پس از حذف نویزها با آنالیز PCA، برای بهبود طیف، پیش پردازش های اولیه مختلف اعمال و اثرات آنها مورد بررسی قرار گرفت. و همچنین با روش آنالیز تشخیص خطی (LDA) بررسی شد. براساس نتایج حاصل، روش PCA با دقت 85 درصد و روش LDA با دقت 100 درصد توانستند ارقام شلیل را تشخیص دهند. نتیجه به نظر می رسد که روش غیر مخرب تصویربرداری فراطیفی قادر به تشخیص رقم محصول شلیل است.

    کلید واژگان: شلیل, کمومتریکس, طیف سنجی, تشخیص رقم}
    Ali Khorramifar, Ali Mirzazadeh *, Vali Rasooli Sharabiani
    Introduction

    Nectarine is a plant that is cultivated as an important commercial product in some countries and is known as an important source of sugar and vitamins in the human diet. Due to the increase in expectations for food products with high quality and safety standards, accurate, fast and targeted determination of the characteristics of food products is necessary. In the nectarine product, quality evaluation after the harvesting stage is necessary to provide a reliable and uniform product to the market. The purpose of this study is to identify and classify nectarines by extracting characteristics from the response patterns of the spectrometer and using chemometrics methods. A near-infrared spectrometer can detect the spectrum of reflected light by estimating its concentration or determining some of its inherent properties. The quality assessment of agricultural products includes two main methods, quality grading systems based on the external characteristics of agricultural products and quality grading systems based on internal quality assessment, which has gained outstanding points in recent years. In the meantime, several methods have been invented for the qualitative grading of agricultural products based on the assessment of their internal properties in a non-destructive manner, and only some of them have been able to meet the above conditions and have been justified in terms of technical and industrial aspects. To be meanwhile, spectrometry can be highly efficient in determining the quality of cultivars. Spectroscopy is a type of system that has a different structure and approach from other methods (image processing, neural network, etc.) and can perform classification and determination of digit quality. With increasing expectations for food products with high quality and safety standards, the need for accurate, fast and targeted determination of the characteristics of food products is now essential. Because manual methods do not have automatic control, they are very tiring, difficult and expensive, and they are easily affected by environmental factors. Today, spectroscopic systems are non-destructive and cost-effective and are ideally used for routine inspections and quality assurance in the food industry and related products. This technology allows inspection works to be carried out using wavelength data analysis techniques and is a non-destructive method for measuring quality parameters. In this research, using spectrometry and chemometrics methods, the variety of nectarine fruit was identified.

    Methodology

    For this study, 5 different nectarine cultivars were prepared from the gardens of Moghan city (Ardebil province) and were tested and data collected. A spectroradiometer model PS-100 (Apogee Instruments, INC., Logan, UT, USA) was used to acquire the spectrum of the samples. This spectroradiometer is very small, light, and portable, has a single-wavelength sputtering type with a resolution of 1 nm and a linear silicon CCD array detector with 2048 pixels that covers the spectral range of 250-1150 nm (Vis/NIR) well. Also, there is the ability to connect the optical fibre to the PS-100 spectroradiometer and transfer the data to the computer with the purpose of displaying and storing the acquired spectra in the Spectra Wiz software through the USB port. With the aim of creating optimal light in contrast mode measurements, an OPTC (Halogen Light Source) model halogen-tungsten light source, which can be connected to an optical fibre, was used. This light source has three output powers of 10, 20, and 30 watts, which were used in this research. Also, a two-branch optical fibre probe model (Apogee Instruments, INC., Logan, Utah, USA), which includes 7 parallel optical fibres with a diameter of 400 micrometres, was used in counter-mode measurements. After providing the necessary equipment, the optimal spectroscopic arrangement was designed and implemented in order to facilitate the experiments and minimize the effect of environmental factors during the spectroscopic process. The data obtained from spectral imaging may be affected by the scattering of light by the detector with sample change, sample size change, surface roughness in the sample, the noise created due to the increase in temperature of the device and many other factors, and unwanted information affect the accuracy of calibration models. Therefore, to achieve stable, accurate and reliable calibration models, data pre-processing is needed (Rossel, 2008). In this research, Savitzky-Golay smoothing, first and second derivatives, baseline, standard normal distribution, and incremental scatter correction were applied to the data. The use of non-destructive methods based on spectroscopy in the full range of wavelengths requires spending time and very high costs, which makes the practical application of this method almost impossible; therefore, one should look for a way to find the optimal wavelengths and limit the wavelengths to the minimum possible value. Chemometrics uses multivariate statistics to extract useful information from complex analytical data. The chemometrics used in this study started with principal component analysis (PCA) to explore the output response of the sensors and reduce the dimensionality of the data. In the next step, linear diagnostic analysis (LDA) was also used to classify 5 varieties of Shail. (PCA) is one of the most common statistical data reduction methods. This method is an unsupervised technique used to explore and reduce the dimensionality of a dataset. The analysis itself involves the determination of variable components, which are linear combinations of many investigated characteristics. In this research, in order to construct the LDA model, the data were randomly divided into two parts: 70% of the samples were used for training and cross-validation, and the rest of the data were used for independent validation.

    Conclusion

    Based on the results of the PCA analysis presented in Figure 2, the first principal component (PC-1) describes 72% and the second principal component (PC-2) 13% of the variance of the tested samples. As a result, the first two principal components together express 85% of the data. Considering that it is possible that the degree of correlation between the properties of different samples during the tests, due to various reasons such as technical problems of the equipment, data collection, incorrect sampling, etc., in some samples, inappropriate or socalled outliers The LDA method is a supervised method that is used to find the most distinct eigenvectors and maximizes the between-class and intra-class variance ratios and is capable of classifying two or more groups of samples. The LDA method was used to identify the nectarine cultivars based on the output response of the spectrometer. Unlike the PCA method, the LDA method can extract the resulting information to optimize the resolution between classes. Therefore, this method was used to detect 5 nectarine cultivars based on the output response of the spectrometer. The results of the identification of figures equal to 100% were obtained.

    Keywords: Nectarine, Spectroscopy, Cultivar Recognition, chemometrics}
  • ولی رسولی شربیانی*، علی خرمی فر، اسما کیسالائی

    سیب زمینی گیاهی است که به عنوان یک محصول مهم در همه کشورها کشت و در رژیم غذایی بشر به عنوان یک منبع کربوهیدرات، پروتیین و ویتامین ها شناخته می شود. با توجه به افزایش انتظارات برای محصولات غذایی با استانداردهای کیفی و ایمنی بالا، تعیین دقیق، سریع و هدفمند ویژگی های محصولات غذایی ضروری است. در محصول سیب زمینی نیز ارزیابی کیفی پس از مرحله برداشت، برای ارایه محصولی قابل اعتماد و یکنواخت به بازار ضروری به نظر می رسد، چرا که سیب زمینی همانند بسیاری دیگر از محصولات، دارای کیفیت و رسیدگی غیر یکنواخت در مرحله برداشت می باشد. در ضمن ایمن و مطلوب بودن ماده غذایی نقش مهمی در صنایع غذایی دارد و بطور مستقیم با سلامت مردم در ارتباط است. یک طیف سنج فروسرخ نزدیک می تواند طیف های نور بازتابی را با تخمینی از غلظت آن و یا تعیین برخی خواص ذاتی آن، تشخیص دهد. برای این منظور در هر دوره انبارمانی (شامل 5 دوره با فواصل دو هفته ای)، نمونه های سیب زمینی مورد آزمایش و داده برداری قرار می گرفت. در این تحقیق به منظور تخمین میزان اسیدیته و SSC سیب زمینی و مقدار جذب طول موج در 5 دوره مختلف انبارمانی طیف سنجی بازتابشی در محدوده طول موج های 400 تا 1100 نانومتر انجام شد. پس از حذف نویزها با آنالیز PCA، برای بهبود طیف، پیش پردازش های اولیه مختلف اعمال و اثرات آنها مورد بررسی قرار گرفت. مدل مناسب با استفاده از روش حداقل مربعات جزیی (PLS) تعیین گردید. طول موج های مهم براساس ضریب رگرسیون بهترین مدل انتخاب و شد. براساس آنالیز PLS بهترین نتایج با پیش پردازش هموارسازی ساویتزکی-گولای حاصل شد. در نتیجه به نظر می رسد که روش تصویربرداری فراطیفی قادر به تشخیص میزان SSC سیب زمینی بوده اما در مورد میزان اسیدیته، نتایج قابل قبولی حاصل نشد.

    کلید واژگان: سیب زمینی, طیف سنجی, اسیدیته, قند}
    Vali Rasooli Sharabiani *, Ali Khorramifar, Asma Kisalaei
    Introduction

    Potato with the scientific name (Solanum tuberosum. L.) is a plant that is cultivated as an important crop in all countries and is known as a source of carbohydrates, proteins, and vitamins in the human diet. This is a native product of South America and its origin is from Peru. In the food industry, this product is transformed into various products such as baked potatoes, fried potatoes, potato chips, potato starch, dry fried potatoes, etc.Due to the increase in expectations for food products with high quality and safety standards, accurate, fast and targeted determination of the characteristics of food products is necessary. In the apple-potato product, quality assessment after the harvest stage is necessary to provide a reliable and uniform product to the market, because potatoes, like many other products, have uneven quality and processing during the harvest stage. - Be At the same time, the safety and desirability of food play an important role in the food industry and are directly related to people's health. In addition, a huge part of potatoes used in the processing industry is stored, so considering the importance of this food item and the demand of the people throughout the year, it is possible to meet the needs of the applicants only through long-term storage with optimal conditions was responsible. Potatoes for the processing industry must have some requirements such as low sugar content, high dry matter and specific weight, high antioxidants, light skin colour and no sprouting.The complexity of the reflectance spectrum of food makes it difficult to analyze them with conventional analytical techniques such as gas chromatography. However, sensory analysis by experts is a costly process and requires trained people who can only work for a relatively short period. A near-infrared spectrometer can detect the spectrum of reflected light by estimating its concentration or determining some of its inherent properties.The quality assessment of agricultural products includes two main methods, quality grading systems based on the external characteristics of agricultural products and quality grading systems based on internal quality assessment, which has gained outstanding points in recent years. In the meantime, several methods have been invented so far for the qualitative grading of agricultural products based on the assessment of their internal properties in a non-destructive way, and only some of them havebeen able to meet the above conditions and have been justified in terms of technical and industrial aspects.Meanwhile, spectrometry can be highly efficient in determining the quality of cultivars. Spectroscopy is a type of system that has a different structure and approach from other methods (image processing, neural network, etc.) and can perform classification and determination of digit quality.With increasing expectations for food products with high quality and safety standards, the need for accurate, fast and targeted determination of the characteristics of food products is now necessary. Because manual methods do not have automatic control, they are very tiring, difficult and expensive, and they are easily affected by environmental factors. Today, spectroscopic systems are non-destructive and cost-effective and are ideally used for routine inspections and quality assurance in the food industry and related products. This technology allows inspection works to be carried out using wavelength data analysis techniques and is a non-destructive method for measuring quality parameters. In this research, using spectrometry and chemometrics methods, changes in acidity and SSC of potato were investigated over time.

    Methodology

    In each treatment period (in total 5 periods were considered and the intervals of periods were determined as one week), unripe walnut samples in addition to ripe samples (in the last period) were taken from one of the orchards around Ardabil (located in Shahrivar village) was prepared, tested and data collected.A spectroradiometer model PS-100 (Apogee Instruments, INC., Logan, UT, USA) was used to acquire the spectrum of the samples. This spectroradiometer is very small, light, portable, has a single-wavelength sputtering type with a resolution of 1 nm and a linear silicon CCD array detector with 2048 pixels that covers the spectral range of 250-1150 nm (Vis/NIR) well. Also, there is the ability to connect the optical fibre to the PS-100 spectroradiometer and transfer the data to the computer to display and store the acquired spectra in the Spectra Wiz software through the USB port. To create optimal light in contrast mode measurements, an OPTC (Halogen Light Source) model halogen-tungsten light source, which can be connected to an optical fibre, was used. This light source has three output powers of 10, 20, and 30 watts, which were used in this research. Also, a two-branch optical fibre probe model (Apogee Instruments, INC., Logan, Utah, USA), which includes 7 parallel optical fibres with a diameter of 400 micrometres, was used in counter-mode measurements. After providing the necessary equipment, the optimal spectroscopic arrangement was designed and implemented to facilitate the experiments and minimize the effect of environmental factors during the spectroscopic process.To measure SSC, liquid refractometer model BPTR100 (Middle East System Control Company, brand name Prisma Tech, made in Iran) available at Mohaghegh Ardabili University is used. For this, first, some water is taken from the samples and after pouring it into the microtube, we allow it to reach the ambient temperature, and then it is placed on the refractometer and the amount of sugar is read in terms of Brix.For this purpose, a laboratory pH meter, which is also called a pH meter, was used. The pH meter is actually a potentiometer consisting of an ion-selective glass electrode that selectively responds to the activity of hydrogen ions in the solution and measures the potential difference between the external solution (sample) and the internal solution (reference electrode solution). The pH-sensitive part is made of a special thin glass membrane that is at the bottom of the electrode.

    Conclusion

    In this research, in order to estimate the amount of acidity and SSC of potato-potato and the amount of wavelength absorption in 5 different periods of storage (two-week periods), reflectance spectroscopy was performed in the wavelength range of 400 to 1100 nm. After removing the noises by PCA analysis, to improve the spectrum, different pre-processings were applied and their effects were investigated. The appropriate model was determined using the partial least squares (PLS) method. Important wavelengths were selected based on the regression coefficient of the best model. Based on PLS analysis, the best results were obtained with Savitzky-Golay smoothing preprocessing. As a result, it seems that the non-destructive method of ultraspectral imaging was able to detect the amount of SSC in potatoes, but no acceptable result was obtained in the case of acidity.

    Keywords: Potato, Spectroscopy, acidity, sugar}
  • بنفشه خدابخش، نجمه هادی زاده شیرازی*، زهرا شفیعی
    سابقه و هدف

    با توجه به نیاز روز افزون صنایع به مواد اولیه و بالا بودن مضرات زیست محیطی فراورده های شیمیایی، توجه بسیاری از محققان و تولید کنندگان به استفاده از فراورده های بیولوژیک بویژه محصولات با منشا میکروبی  معطوف شده است.  در این تحقیق پتانسیل دو گونه قارچ آسپرژیلوس اورایزا  و آسپرژیلوس فلاووس برای مقابله و مقاومت در برابر پرتوهای ماوراء بنفش در محدوده 350-290 نانومتر مورد ارزیابی قرار گرفته است.

    مواد و روش ها

    دو گونه قارچ آسپرژیلوس اورایزا و آسپرژیلوس فلاووس پس از خریداری به صورت پودر خشک، در محیط کشتهای مختلف به مدت 10 روز کشت داده شده تا محیط کشت مناسب برای تولید بیشترین زیست توده انتخاب شود. نمونه ها در محیط کشت انتخابی، PDA، به مدت 7 روز کشت داده شده و پس از خشک کردن زیست توده و جداسازی رنگدانه ها، مقدار پارامتر SPF و نیز زنده مانی کلنیهای روی محیط کشت در مجاورت پرتوهای ماوراء بنفش مورد بررسی و اندازه گیری قرار گرفته است.

    یافته ها

    هر دو نوع قارچ حدودا 20 دقیقه تابشهای 350 نانومتری را تحمل می کنند اما مقاومت قارچها در برابر نور 290 نانومتر به مراتب کمتر است. همچنین SPF آسپرژیلوس فلاووس بیشتر از آسپرژیلوس اورایزا است.

    نتیجه گیری

    رنگدانه های قارچ های آسپرژیلوس اورایزا و آسپرژیلوس فلاووس محافظت خوبی را در مقابل اشعه ماوراء بنفش از خود نشان داده اند . بنابراین به نظر می رسد که رنگدانه های این قارچها پتانسیل محافظتی خوبی جهت استفاده در کرم های ضد آفتاب دارند.

    کلید واژگان: پرتو الکترومغناطیس, طیف سنجی, فاکتور محافظتی, قارچ, Iau Science}
    Banafsheh Khodabakhsh, Najmeh Hadizadeh Shirazi*, Zahra Shafiei
    Aim and Background

     Due to the growing need of industries for raw materials and high environmental hazards of chemical products, many researchers and manufacturers have turned their attention to the use of biological products, especially products of microbial origin. In this study, the potential of Aspergillus oryzae and Aspergillus flavus for resistance to ultra violet light in the range of 350-290 nm has been evaluated.

    Materials & Methods

    two species of fungi Aspergillus oryzae and Aspergillus flavus, after being purchased as lyophilized powder, were cultured in various culture media for 10 days to select the appropriate culture medium to produce the maximum biomass. Samples were cultured in selective culture medium, PDA, for 7 days and after drying the biomass and separation of pigments, the amount of SPF parameter and the survival of colonies on the culture medium in the presence of ultraviolet rays were measured.

    Results

    Both types of fungi can withstand 350 nm for about 20 minutes, but the resistance of the fungi to light is 290 nm is much lower. Also, the SPF of Aspergillus flavus is higher than that of Aspergillus oryzae. Thus, it can be concluded that the pigments of Aspergillus oryza and Aspergillus flavus have shown good protection against ultraviolet rays. Therefore, these natural pigments can be used as alternatives to chemicals in industry.

    Conclusion

    the pigments of Aspergillus fungi studied have shown good protection against ultraviolet rays and have good potential for use in industry.

    Keywords: Electromagnetic waves, Fungi, SPF, spectroscopy, Iau Science}
  • مهسا پوربابادی، علی خطیبی*

    methyl tertiary-butyl ether) MTBE) یکی از افزودنی های بنزین که به منظور افزایش اکتان و کاهش تولید گازهای گلخانه ای استفاده می شود، MTBE می تواند از طریق راه های مختلف از جمله استنشاق، خوراکی و تماس پوستی وارد جریان خون انسان شود. همچنین کربنیک انیدراز انسانی یکی از متالوآنزیم هاست که تقریبا در تمام موجودات زنده یافت می شود و مورد مطالعات گسترده ای قرار گرفته و بیماری های متعددی با کربنیک انیدراز در ارتباط هستند. در این مطالعه اثر مجاورت MTBE با آنزیم کربنیک انیدراز II انسانی بر فعالیت آنزیم با روش های طیف سنجی مریی-فرابنفش بررسی شد و تغییرات Tm آنزیم در غلظت های مختلف از MTBE گزارش شده است. همچنین تغییرات ساختاری آنزیم در حضور MTBE با طیف سنجی فلورسنس ذاتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد فعالیت آنزیم در مجاورت MTBE با مکانیسم مختلط خطی مهار شده است. نتایج مربوط به طیف سنجی فلورسنس ذاتی آنزیم تغییرات ساختار در حضور MTBE را نشان می دهد. همچنین در پی اتصال MTBE به آنزیم، پایداری حرارتی آنزیم کاهش یافته و نسبت به تغییرات دما حساس شده است.

    کلید واژگان: کربنیک انیدراز, طیف سنجی, سینتیک آنزیمی, MTBE, آلاینده زیست محیطی}
    Mahsa Pourbabadi, Ali Khatibi *

    Methyl tertiary-butyl ether (MTBE) One of the gasoline additives used to increase octane and reduce greenhouse gas emissions, MTBE can enter the human blood flow through different ways including inhalation, oral and skin contact. Human carbonic anhydrase is one of the metalloenzymes that is found in almost all living organisms and has been extensively studied and many diseases are associated with carbonic anhydrase. In this study, the effect of MTBE proximity with human carbonic anhydrase II enzyme on enzyme activity was investigated by visible-ultraviolet spectroscopy and changes in enzyme Tm at different concentrations of MTBE were reported. In addition, the structural changes of the enzyme in the presence of MTBE were examined by intrinsic fluorescence spectroscopy. The results show that the enzyme activity in the presence of MTBE is inhibited by liner-complex mechanism. The results of intrinsic fluorescence spectroscopy of the enzyme show changes in the structure of the enzyme in the presence of MTBE. Also, following the binding of MTBE to the enzyme, the thermal stability of the enzyme is reduced and it becomes sensitive to temperature changes.

    Keywords: Carbonic anhydrase, Spectroscopy, Enzymatic kinetics, MTBE}
  • مراحم آشنگرف*، زینب خسروی شادمان
    مقدمه

    بین نانوذرات فلزی، نانوذره سلنیوم عنصری سمیت کمی دارد و همچنین، عنصری حیاتی برای بدن انسان است و به همین دلیل اهمیت ویژه ای دارد. مخمر یاروویا لیپولیتیکا به دلیل داشتن آنزیم های ردوکتازی، توانایی تجمع و سمیت زدایی فلزات سنگین و قابلیت کاهش نمک های فلزی به نانوذراتی با اندازه باریک و پراکندگی کمتر را دارد. هدف از این پژوهش، استفاده از مخمر بومی یاروویا لیپولیتیکا سویه MP10 به عنوان منبع زیستی ایمن برای سنتز نانوذره سلنیوم است.

    مواد و روش‏‏ ها: 

    از روش رقت در آگار برای تعیین الگوی مقاومت مخمر یاروویا لیپولیتیکا سویه MP10 نسبت به اکسی آنیون سلنیت استفاده شد. بررسی سنتز نانوذرات سلنیوم تحت استراتژی سلول درحال استراحت انجام شد. اثر غلظت های اکسی آنیون سلنیت بر میزان سنتز نانوذرات سلنیوم و همچنین اثر دوره گرماگذاری بر اندازه و پراکندگی نانوذرات سلنیوم در مخلوط واکنش زیست تبدیلی بررسی شدند. خصوصیات نانوذرات سلنیوم سنتزشده، با تصاویر به دست آمده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM)، طیف سنجی پراش پرتو ایکس (EDX)، پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) تعیین شدند.

    نتایج

    براساس نتایج به دست آمده، مخمر یاروویا لیپولیتیکا سویه MP10 قابلیت تحمل پذیری 10 میلی مولار اکسی آنیون سلنیت را دارد. سویه مخمری مذکور در شرایط بهینه 4 میلی مولار غلظت اکسی آنیون سلنیت و پس از 24 ساعت گرماگذاری قابلیت سنتز نانوذرات سلنیوم کروی با میانگین اندازه 70 نانومتر را دارد. با افزایش زمان گرماگذاری، نانوذرات کروی شکل سلنیوم به یکدیگر نزدیک تر شده اند و از پراکندگی آنها کاسته شده است و میانگین اندازه نانوذرات به 117 نانومتر بعد از 72 ساعت افزایش یافت.

    بحث و نتیجه ‏گیری:

     پژوهش حاضر گزارشی از عملکرد مخمر بومی یاروویا لیپولیتیکا در سنتز موفقیت آمیز نانوذره سلنیوم عنصری تحت استراتژی سلول درحال استراحت و بهبود پراکندگی و اندازه نانوذرات در شرایط بهینه زمان گرماگذاری است.

    کلید واژگان: سلول درحال استراحت, طیف سنجی, میکروسکوپ الکترونی, نانوذره سلنیوم, یاروویا لیپولیتیکا سویه MP10}
    Morahem Ashengroph *, Zeinab Khosravi Shademan
    Introduction

    Among metal nanoparticles, elemental selenium nanoparticles (SeNPs) are considered for their low toxicity and vitality in the human body. Yarrowia lipolytica yeast, due to its reductase enzymes, has the ability to accumulate and detoxify heavy metals and reduce metal salts to nanoparticles with a narrow size and less dispersion. The aim of the present study was to use Y. lipolytica strain MP10 as a biological safe source for the biological synthesis of SeNP.

    Materials and Methods

    Agar dilution method was used for determining the resistance pattern of Y. lipolytica strain MP10 to selenite oxyanion. Synthesis of SeNPs was investigated under resting cell strategy. The effects of selenite oxyanion concentrations and also time incubation on the production rate, size, and dispersity of SeNPs were investigated in the bioconversion reaction. SeNPs produced with Y. lipolytica strain MP10 were defined by images obtained from Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR).

    Results

    The obtained results demonstrated that Y. lipolytica strain MP10 showed tolerance to selenite oxyanion up to 10 mm. The yeast strain, at the optimal condition of 4 mM sodium selenite, and after 24 hours of incubation, was able to produce spherical SeNPs with an average size of 70 nm. As the incubation time increased, the dispersion of spherical SeNPs reduced and the average size of the nanoparticles increased to 117 nm after 72 h incubation. 

    Discussion and Conclusion:

    The present study is a report on the capability of native yeast Yarrowia lipolytica for the successful synthesis of SeNP under resting cell strategy and the improvement in the dispersion and particle size of the nanoparticles in the optimal incubation time.

    Keywords: Resting cell, Spectroscopy, Electron microscope, Selenium nanoparticle, Yarrowia lipolytica strain MP10}
  • جواد طریقی*، علی خرمی فر

    گردو به عنوان یک محصول مهم اقتصادی و تجاری در سراسر جهان می باشد. طیف نوری بازتابی می تواند یکی از عوامل کلیدی در تشخیص زمان رسیدگی میوه باشد و به محتوای ترکیبات شیمیایی میوه و پوست آن بستگی دارد. تردی و پوست کنی آسان از ویژگی های اصلی است که بر میزان رضایت مصرف کننده گردو تاثیر می گذارد. پیچیدگی طیف بازتابی مواد غذایی تحلیل آن ها را با تکنیک های تجزیه و تحلیل معمولی مانند کروماتوگرافی گازی دشوار می سازد. با این حال، تحلیل حسی توسط کارشناسان یک فرایند پر هزینه است و نیاز به افراد آموزش دیده دارد که تنها برای مدت نسبتا کوتاهی می توانند کار کنند. یک طیف سنج فروسرخ نزدیک می تواند طیف های نور بازتابی را با تخمینی از غلظت آن و یا تعیین برخی خواص ذاتی آن، تشخیص دهد. برای این منظور در هر دوره رسیدگی (در کل 5 دوره در نظر گرفته شد که فواصل دوره ها بصورت یک هفته ای تعیین گردید)، نمونه های نارس گردو بعلاوه نمونه های رسیده آن (در دوره آخر) که از یکی از باغات اطراف اردبیل (واقع در روستای شهریور) تهیه می شد، تحت آزمایش و داده-برداری قرار می گرفت. در این تحقیق به منظور تخمین زمان رسیدگی گردو و مقدار جذب طول موج در 5 دوره مختلف رسیدگی گردو (دوره های یک هفته ای) طیف سنجی بازتابشی در محدوده طول موج های 400 تا 1100 نانومتر انجام شد. پس از حذف نویزها با آنالیز PCA، برای بهبود طیف، پیش پردازش های اولیه مختلف اعمال و اثرات آنها مورد بررسی قرار گرفت. مدل مناسب با استفاده از روش حداقل مربعات جزیی (PLS) تعیین گردید. طول موج های مهم براساس ضریب رگرسیون بهترین مدل انتخاب و شد. براساس آنالیز PLS بهترین نتایج با پیش پردازش هموارسازی ساویتزکی-گولای حاصل شد. در نتیجه به نظر می رسد که روش غیر مخرب تصویربرداری فراطیفی قادر به تشخیص رسیدگی محصول گردو است.

    کلید واژگان: گردو, طیف سنجی, رسیدگی, کمومتریکس}
    Javad Tarighi *, Ali Khorramifar
    Introduction

    Walnut is an important economic and commercial product all over the world. The reflected light spectrum can be one of the key factors in determining the ripening time of the fruit and it depends on the content of the chemical compounds of the fruit and its skin. Crunchyness and easy peeling are the main features that affect the level of satisfaction of walnut consumers. The complexity of the reflectance spectrum of food makes it difficult to analyze them with conventional analytical techniques such as gas chromatography. However, sensory analysis by experts is a costly process and requires trained people who can only work for a relatively short period of time. A near-infrared spectrometer can detect the spectrum of reflected light by estimating its concentration or determining some of its inherent properties.The quality assessment of agricultural products includes two main methods, quality grading systems based on the external characteristics of agricultural products and quality grading systems based on internal quality assessment, which has gained outstanding points in recent years. In the meantime, several methods have been invented so far for the qualitative grading of agricultural products based on the assessment of their internal properties in a non-destructive way, and only some of them have been able to meet the above conditions and have been justified in terms of technical and industrial aspects. To be meanwhile, spectrometry can be highly efficient in determining the quality of cultivars. Spectroscopy is a type of system that has a different structure and approach from other methods (image processing, neural network, etc.) and can perform classification and determination of digit quality.With increasing expectations for food products with high quality and safety standards, the need for accurate, fast and targeted determination of the characteristics of food products is now necessary. Because manual methods do not have automaticcontrol, they are very tiring, difficult and expensive, and they are easily affected by environmental factors. Today, spectroscopic systems are non-destructive and cost-effective and are ideally used for routine inspections and quality assurance in the food industry and related products. This technology allows inspection works to be carried out using wavelength data analysis techniques and is a non-destructive method for measuring quality parameters. In this research, the ripening time of walnuts was investigated using spectrometry and chemometrics methods.

    Methodology

    In each treatment period (in total 5 periods were considered and the intervals of periods were determined as one week), unripe walnut samples in addition to ripe samples (in the last period) were taken from one of the orchards around Ardabil (located in Shahrivar village) was prepared, tested and data collected.A spectroradiometer model PS-100 (Apogee Instruments, INC., Logan, UT, USA) was used to acquire the spectrum of the samples. This spectroradiometer is very small, light, portable, has a single-wavelength sputtering type with a resolution of 1 nm and a linear silicon CCD array detector with 2048 pixels that covers the spectral range of 250-1150 nm (Vis/NIR) well. Also, there is the ability to connect the optical fibre to the PS-100 spectroradiometer and transfer the data to the computer with the purpose of displaying and storing the acquired spectra in the Spectra Wiz software through the USB port. With the aim of creating optimal light in contrast mode measurements, an OPTC (Halogen Light Source) model halogen-tungsten light source, which can be connected to an optical fibre, was used. This light source has three output powers of 10, 20, and 30 watts, which were used in this research. Also, a two-branch optical fibre probe model (Apogee Instruments, INC., Logan, Utah, USA), which includes 7 parallel optical fibres with a diameter of 400 micrometres, was used in counter-mode measurements. After providing the necessary equipment, the optimal spectroscopic arrangement was designed and implemented in order to facilitate the experiments and minimize the effect of environmental factors during the spectroscopic process, which is shown in Figure 1.

    Conclusion

    The average absorption spectra of Vis/NIR absorption spectra for different treatments in the range of 680-970 nm are presented in Figure 1.Environmental factors (light and heat) as well as the spectrometer's expression quality cause disturbances in the initial and final wavelengths of the spectra, so some of these wavelengths are removed from the data set. And as it is clear in Figure 1, the samples had an almost similar trend; this may be affected by the colour of the samples. According to Figure 1, there are two distinct peaks for the spectra and it is that the peaks appeared around the wavelength of 680 and 970 nm. It can also be seen in Figure 1 that the amount of absorption of ripe walnuts is higher compared to other periods, which can be due to the difference in the content and texture of the product.Based on the PCA analysis results presented in Figure 2, the first principal component (PC-1) describes 94% and the second principal component (PC-2) describes 5% of the variance of the tested samples. As a result, the first two principal components together express 99% of the data. Considering that it is possible that the degree of correlation between the properties of different samples during the tests, due to various reasons such as technical problems of the equipment, data collection, incorrect sampling, etc., in some samples, inappropriate or so-called outliers.The values of R2 and RMSE for calibration and validation sets of different regression models (PLS) with raw and processed data are presented in Figure 3, which is equal to 0.98. The results show that the spectra are able to detect the ripening time of walnuts with high accuracy. Khodabakhshian et al investigated the potential of visible and infrared spectroscopy to classify the ripening stage and predict the quality traits of pomegranate varieties including SSC and TA. Among the methods of centring, Savitzky-Golay smoothing, median filter, standard normal variable, incremental spread correction (MSC) and differentiation with first derivative and second derivative, the use of incremental spread correction (MSC) has the highest accuracy in identifying pomegranate quality parameters. followed Zhang and colleagues (Zhang et al, 2018) in estimating the SSC of red Fuji apple using near-infrared spectroscopy to reduce noises using the functions of additive scatter correction (MSC) and standard normal distribution (SNV) and reported that the additive scatter correction method (MSC) compared to the standard normal distribution (SNV) will result in a more accurate estimate of the SSC value. Kim et al. estimated the SSC of oriental melon using near-infrared spectroscopy among different pre-processing methods including Savitzky-Golay smoothing, normalization with maximum and minimum, stable normalization, standardization, stable normal variable, distribution Standard normal (SNV) and incremental spread correction (MSC) reported that the best result was obtained with a standard normal distribution (SNV). Although considering the different nature of the samples, measurement methods and equipment, and other conditions affecting the spectral properties of the product, it is better not to compare the data obtained from different researches with each other.

    Keywords: Walnut, Spectroscopy, ripening, chemometrics}
  • ولی رسولی شربیانی*، اسما کیسالائی، علی خرمی فر

    سیب زمینی شیرین به عنوان یک گیاه قوی در سراسر جهان رشد می کند و محصولی سازگار با خشکی، دما و خاک های کم حاصلخیز می باشد. سیب زمینی حاوی مقدار زیادی نشاسته، ویتامین های متعدد، پروتیین و نمک های غیر معدنی مانند کلسیم، فسفر ،آهن و کالری کم است. اسیدهای آلی (OA) به ترکیبات آلی اسیدی حاوی گروه های کربوکسیل (به استثنای اسیدهای آمینه) اطلاق می شود که بطور گسترده در موجودات وجود دارند. اسیدهای آلی موجود در میوه ها عمدتا شامل اسید سیتریک، اسید مالیک، اسید تارتاریک و اسید سوکسینیک می باشد. روش سنتی برای تشخیص غلظت OAکروماتوگرافی یونی در آزمایشگاه است که به محلول های استاندارد بعنوان مرجع و مصرف معرف های شیمیایی نیاز داردو این یک عملیات زمانبر است. بنابراین یک فناوری تشخیص سریع به عنوان جایگزین لازم می باشد. طیف سنجی فروسرخ نزدیک (NIR) نوعی فناوری تشخیص سریع می باشدکه اطلاعات طیفی نمونه را از طریق تفاوت بین نور تابشی و نور بازتابشی از نمونه ها استخراج می کند. خواص تشخیص سریع طیف سنجی NIR از توسعه روش های شیمی سنجی سودمند است. بر اساس داده های طیف FT-NIR، مدل رگرسیون PLS هسته شبکه بر اساس نمونه های کالیبراسیون ایجاد و آموزش داده شد. همچنین در طول کالیبراسیون، ساختار شبکه با تعداد متفاوتی از گره های پنهان آموزش داده شد. سپس مناسب ترین ساختار شبکه با 130 گره پنهان و 20 گره خروجی شناسایی شد که به طور موثری بعد داده ها را برای مدل سازی کالیبراسیون کاهش می دهد. متغیرهای ویژگی استخراج شده از هسته شبکه بهینه بیشتر برای رگرسیون PLS و تنظیم تعداد متغیرهای پنهان برای یافتن بهترین مدل PLS هسته اعمال شد. بهترین مدل RMSEV 0.834 و CCV 0.936 را برای نمونه های اعتبارسنجی مشاهده شد، که مشخص می کند مدل PLS بهینه با 8 متغیر پنهان ایجاد شده است.

    کلید واژگان: سیب زمینی, طیف سنجی, PLS, اسید آلی}
    Vali Rasooli Sharabiani *, Asma Kisalaei, Ali Khorramifar
    Introduction 

    Sweet potato grows as a strong plant all over the world and is a product compatible with drought, temperature, and low fertile soils. Potatoes are high in starch, vitamins, minerals, and non-mineral salts such as calcium, phosphorus, iron and low in calories. This product is widely consumed fresh, boiled, etc. due to its functions for various reasons, such as improving immunity and preventing cancer, and its consumption is due to the abundance of nutrients such as carbohydrates, dietary fiber, minerals and other health-promoting compounds such as beta-carotene, vitamin C, phenolic acids, etc. are on the rise.Conventional evaluation methods for the internal quality of potatoes are mostly destructive and inefficient. In the practical production of potatoes, the quality evaluation system must have good accuracy, high speed, and low cost. Such goals can be achieved using modern techniques such as spectroscopy and electronic nose, as they do not require sample preparation, are non-destructive, efficient, fast, accurate, pollution-free, and inexpensive.Organic acids (OAs) are organic acidic compounds containing carboxyl groups that are widely present in organisms. Organic acids in fruits mainly include citric acid, malic acid, tartaric acid, and succinic acid. The traditional method for detecting OA concentrations is ion chromatography in the laboratory. Ion chromatographic testing requires standard solutions as a reference, also requires the use of chemical reagents, and organic acids must be measured separately. This is a tedious operation that wastes a lot of time. Therefore, a rapid detection technology is needed and preferred as an alternative.Near-infrared spectroscopy is a type of rapid detection technology that extracts spectral information from a sample through the difference between radiated light and reflected light. NIR technology has the advantages of fast performance, no use of chemical reagents and is also able to detect multiple components simultaneously. Spectral signals can be further amplified by the combined use of the Fourier transform technique. Fourier transform near-infrared spectroscopy has been widely used in the fields of food science, agricultural informatics, environmental monitoring, biomedicine, and pharmacy.Based on the simplicity of PLS regression, nonlinear methods are investigated to improve the PLS algorithm by embedding nonlinear core functions. This method plots the data before PLS scoring in a high-dimensional feature space, and the data converted in the new space characterize the samples. In this study, a neural network as a core function is designed to optimize PLS in the quantitative NIR analysis of OA concentrations in potato samples. A three-layer lattice with an adjustable number of neural nodes is designed to extract spectral feature variables to optimize the PLS core model.

    Methodology

    Potato samples were harvested and 248 of healthy size and almost the same size were selected. The samples were transferred to the laboratory 24 hours after picking and stored at room temperature for 2 days. In the next 5 days, about 50 glands per day were selected and their OA concentration and FT-NIR spectrum were identified. Each potato sample was divided into two parts, half of which were used to detect the OA concentration and the other half to measure the NIR spectrum. The FT-NIR spectrum was measured using a PS-100 spectroradiometer (Apogee Instruments, INC., Logan, UT, USA) made in the USA. Temperature and humidity were kept constant at 25 ° C and 47% during the spectrum study.PLS kernel is an improved PLS method to deal with the nonlinear problem of spectral data. Raw data is mapped by a special nonlinear core function in high-resolution image space, so the original PLS linear algorithm can be used to discover the relationship between feature data and sample analysis. In short, this method can be done in two consecutive steps of mapping and regression.In modern studies, a neural network is a good tool for operating dynamic data, as it is flexibly taught by automatically fitting its link weights to the data-based model. A three-layer neural network was constructed in this study as a new nucleus for PLS output in the quantitative NIR analysis of potato OA concentrations.All 248 potato samples were divided into three parts for calibration, validation, and testing. The calibration section is used to create models and teach the model structure as well as the main algorithmic parameters. The validation section is used to check the model and optimize the parameter values. And the test section to evaluate the model.All 248 potato samples were divided into three parts for calibration, validation, and testing. The calibration section is used to create models and teach the model structure as well as the main algorithmic parameters. The validation section is used to check the model and optimize the parameter values. And the test section to evaluate the model.

    Conclusion 

    Core PLS regression was applied to create FT-NIR calibration models to quantify OA concentrations in potato samples. The proposed network architecture was used as a new kernel conversion function to select attribute variables. The network was created connected with an input layer, a hidden layer, and an output layer.All 3114 wave number variables were transferred to the input layer. The same number of input nodes were generated to accept the data, and then perceptron units were applied, converting the data into a hidden layer. In the case of using a data-driven learning mechanism, the number of hidden nodes varies from 10 to 200 with step 10. Each Nh value was tested to screen for the best latent structure. Perceptron calculations converted the hidden data into an output layer, and a total of 20 output neurons were generated in the output layer to reduce the dimensions. These output variables were mostly used for PLS regression.In general, neural perceptron units were adjusted with their link weights, which automatically matched the data. 20 output variables were delivered to the softmax MLR predictor. Predictive errors were used for 50 rounds of error-feedback repetition optimization on link weights. Figure 3 shows that the RMSEV gradually shrinks with more repetitions and gradually decreases for each Nh number. This phenomenon means that the initial feedback and error replication mechanism can optimize machine learning for the network kernel. Duplicate optimized network link weights were used to serve the network architecture as a core evaluation function to optimize PLS regression. . The most optimal network structure was constructed with 130 hidden nodes and 20 output nodes.Then, the optimal network structure constructed with 130 hidden nodes and 20 output nodes is used as the core function for PLS regression. Hidden PLS variables were selected by network search mode. We tested PLS regression models with f = 1, 2… 20 based on the optimal network core. The results of model training for validation samples are shown in Figure 4. The optimal number of latent variables was determined as f = 8. The results of the network core model prediction and common cores are listed in Table 2.According to the principle of sample division introduced, PLS core models were quantified for FT-NIR analysis of potato OA concentration based on calibration samples and optimized by validation samples. The PLS model of the selected optimal network core should then be evaluated by 64 experimental samples that were unique to the model training process. Spectral data of the experimental samples were entered into the core of the optimal network with 130 hidden nodes and 20 output nodes.Table 2 shows that for PLS kernel regression, the proposed network kernel performs better than conventional kernels, regardless of the model training process or in the model evaluation process. Therefore, using neural network architecture to optimize the PLS regression kernel is a practical idea. FT-NIR calibration models have clearly improved compatibility by the adjustable network core.

    Keywords: Potato, Spectroscopy, PLS, Organic acid}
  • مراحم آشنگرف*، نسترن وکیلی سهرفروزانی

    در پژوهش حاضر از باکترهای آبزی به عنوان زیست کاتالیزگر برای تبدیل زیستی FeCl3 به نانو ذرات Fe2O3 استفاده شد. در مجموع 25 سویه باکتری آبزی در محیط کشت تریپتیک سوی آگار غنی شده با 10میلی مولار FeCl3 بر اساس تکنیک غنی سازی جداسازی شد. در بین سویه های باکتری های مورد آزمایش، تنها سویه NV06 قادر به سنتز برون سلولی نانوذرات Fe2O3 بود که در نهایت بر اساس ویژگی های فنوتیپی و مولکولی به عنوان Alcaligenes sp. strain NV06 مورد شناسایی قرار گرفت. سنتز برون سلولی نانوذرات آهن تولید شده توسط این سویه، تحت شرایط بهینه واکنش مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات سنتز شده توسط سویه باکتریایی NV06، به وسیله تجزیه و تحلیل های طیف سنجی UV-Vis، تجزیه و تحلیل های میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز تعیین خصوصیت شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نانوذرات میله ای اکسید آهن توسط عصاره عاری از سلول باکتری مذکور، در دمای بهینه 28 درجه سانتیگراد، pH بهینه برابر 6 و در غلظت 10 میلی مولار FeCl3، به مدت 96 ساعت گرماگذاری در دور شیکر rpm150، با میانگین اندازه ابعاد طولی 2/80 نانومتر و میانگین قطری 5/25 نانومتر تولید می شوند. در این پژوهش، برای نخستین بار سنتز برون سلولی نانوذرات اکسیدآهن فریک با اندازه مطلوب از طریق استراتژی عصاره عاری از سلول در سرده Alcaligenes گزارش شد. امید است نتایج این پژوهش بتواند ظرفیت های بالقوه میکروب های آبزی به عنوان زیست کاتالیزگرهای ایمن، ساده و موثر در تولید نانوذرات Fe2O3 را معرفی نماید.

    کلید واژگان: باکتری آبزی, زیست کاتالیزگر, طیف سنجی, عصاره عاری از سلول, نانو اکسیدآهن فریک}
    Morahem Ashengroph*, Nastaran Vakili Sohrforouzani

    This study investigated the potential of aquatic bacteria for their ability as a biocatalyst to synthesized Fe2O3 nanoparticles using iron precursor, FeCl3. A total of 25 aquatic bacterial strains were isolated in trypticase soy agar plus 10 mM FeCl3 with selective enrichment technique. Among the bacterial strains evaluated, NV06 was the only strain able to synthesize Fe2O3 nanoparticles extracellularly. The strain NV06 was identified as Alcaligenes sp., on the basis of phenotypic and molecular characteristics. Extracellular synthesis of Fe2O3 nanoparticles by this strain was investigated under the optimal conditions. The biosynthesized Fe2O3 nanoparticles were characterized using UV–visible spectrophotometry (UV-Vis), Scanning electron microscopy (SEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The results showed that cell-free extract (CFE) of the bacterium strain can produce the rod-shaped Fe2O3 nanoparticles with mean edge lengths of 80.2 nm and mean diameters of 25.5 nm, after being exposed to FeCl3 solution (10 mM), at an optimum pH of 6 and an optimum temperature of 28 °C, after 96 hours of incubation at 150 rpm. This is the first report on the extracellular biosynthesis of Fe2O3 nanoparticles using the genus of Alcaligenes under the CFE strategy. It could be speculated that the results of the study can hopefully introduce the inherent capabilities of aquatic microbes as safe, simple, and effective biocatalysts in the production of Fe2O3 nanoparticles.

    Keywords: aquatic bacterium, biocatalyst, cell-free extract, ferric oxide nanoparticle, spectroscopy}
  • پریسا جهانگشای آبرس، لیلا حسنی، بیژن رنجبر*

    AS1411 داکسی الیگونوکلیوتید چهاررشتهای دارای ویژگیهای ضد سرطانی است که با تمایل بالا و به طور اختصاصی به پروتیین نوکلیولین موجود در سطح سلول های سرطانی متصل می شود. AS1411 از پتانسیل کاربردی ارزشمندی برای انتقال هدفمند نانوذرات، الیگونوکلیوتیدها، پپتیدها و مولکولهای کوچک دارویی به سلول های سرطانی برخوردار است. با توجه به این که شناخت برهمکنش دارو با مولکول هدف از موارد مهم و ضروری در مطالعات دارویی است، در تحقیق حاضر برهمکنش نوعی حساسگر نوری پورفیرینی به نام  TMPYP4 با آپتامر AS1411 بررسی شد. از روش های طیف سنجی جذبی، فلورسانس و دورنگ نمایی دورانی برای شناسایی نحوه و محل اتصال TMPYP4 به AS1411 وتغییرات ساختاری حاصل از آن استفاده شد. نتایج نشان دادند که اتصال پورفیرین نامبرده به AS1411 باعث 13 نانومتر جابجایی قرمز و 56 درصد هیپوکرومیسیتی در طیف جذبی می شود؛ همچنین در اثر این اتصال شکل طیف نشری پورفیرین تغییر کرده و از شدت نشر آن نیز کاسته می شود. نتایج مطالعات ساختاری نشان دادند که اتصال TMPYP4 تغییر قابل توجهی در شکل طیف دورنگ نمایی دورانی AS1411 ایجاد نمی کند، اما در غلظت های بالا منجر به کاهش شدید شدت طیف می شود. بروز این تغییرات در طیف ها ثابت می کند که TMPYP4 از طریق قرار گرفتن در بین صفحات تتراد و یا اتصال به صفحات تتراد انتهایی با آپتامر چهار رشته ای برهمکنش داشته و باعث باز شدن ساختار آپتامر می گردد. در جمع بندی نهایی می توان گفت که آپتامر AS1411 پتانسیل مناسبی برای انتقال ترکیبات پورفیرینی و انواع حساسگر نوری آن ها داشته و می تواند در درمان نوری سلول های سرطانی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: برهمکنش, آپتامر AS1411, حساگر نوری TMPYP4, طیف سنجی}
    Parisa Jahangoshayi, Leila Hasani, Bijan Ranjbar*

    Spectral properties and thermal stability of AS1411 G-quadruplex AS1411 is an anticancer four-stranded deoxyoligonucleotide with high affinity and specificity to a putative surface biomarker, nucleolin, which is an overexpressed protein on numerous cancer cells. AS1411 has valuable functional potential for the targeted delivery of nanoparticles, oligonucleotides, peptides and small drug molecules to cancer cells. Considering that understanding interaction of drug with target molecule is important and necessary for pharmaceutical studies, in the present study, the interaction of a porphyrin photosensitizer called TMPYP4 was evaluated with aptamer AS1411. Absorption and fluorescence spectroscopy and circular dichroism technique were used to identify how and where TMPYP4 binds to AS1411 and the resulting structural changes. The results showed that binding of the porphyrin to AS1411 caused 13 nm red shift and 56% hypochromicity in the absorption spectrum; in addition, due to this binding, the emission spectrum of porphyrin is changed and its emission intensity is reduced. The results of structural studies showed that the binding of TMPYP4 does not significantly change the shape of the AS1411 circular dichroism spectrum, but at high concentrations leads to an intense decrease in the intensity of the spectrum. These changes in the spectra indicate that TMPYP4 binds to the aptamer through intercalation between tetrad planes and end-staking and causes to opening of the aptamer structure. As a conclusion, it can be proposed that AS1411 aptamer has appropriate potential for delivery of porphyrin compounds and their photosensitizer types and can be used in photodynamic therapy of cancer cells.

    Keywords: Interaction, AS1411 Aptamer, TMPYP4 photosensitizer, Spectroscopy}
  • اسما کیسالائی*، غلامحسین شاهقلی، عبدالمجید معین فر، علی خرمی فر

    سیب زمینی گیاهی است مهم که در سراسر جهان رشد می کند و به عنوان یک محصول مهم در کشورهای در حال توسعه و توسعه یافته برای رژیم غذایی انسان به عنوان یک منبع کربوهیدرات، پروتیین، و ویتامین ها به حساب می آید. این محصول بومی آمریکای جنوبی و اصل آن از کشور پرو می باشد و پس از گندم، برنج و ذرت، چهارمین محصول در سبد غذایی جوامع بشری است. ارزیابی کیفیت محصولات کشاورزی یکی از فعالیت های مهم پس از برداشت است که با توجه به رشد تقاضا برای محصولات سالم و دارای کیفیت بهتر، مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در دهه های اخیر تکنیکهای مختلفی برای ارزیابی میوه ها و سبزی ها به صورت غیرتخریبی کاربرد پیدا کرده اند. در بین این روش ها، طیف سنجی فروسرخ نزدیک به عنوان یک روش غیرمخرب و سریع به منظور سنجش خواص محصولات کشاورزی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش رابطه بین میزان SSC و میزان جذب طول موج سیب زمینی بررسی شد. طیف سنجی فروسرخ نزدیک جذبی در محدوده طول موج های 400-1100 نانومتر انجام و میزان SSC در نمونه ها نیز به صورت مخرب اندازه گیری شد. پس از حذف نمونه های پرت با آنالیز PCA، برای بهبود طیف، پیش پردازش های اولیه مختلف اعمال و اثرات آن ها مورد بررسی قرار گرفت و مدل مناسب با استفاده از روش حداقل مربعات جزیی(PLS) تعیین گردید. همچنین مقایسه نتایج مربوطه، نشان داد که این روش توانایی بسیار بالایی برای پیش بینی SSC دارد. در نتیجه به نظر می رسد که طیف سنجی فروسرخ نزدیک با دقت بالایی قادر به تخمین کیفیت ارقام مختلف سیب زمینی است.

    کلید واژگان: سیب زمینی, رقم, طیف سنجی, قند}
    Asma Kisalaei *, Gholamhossein Shahgholi, Abdolmajid Moeinfar, Ali Khorramifar
    Introduction

    Potato is an important vegetable that grows all over the world and is considered an important product in developing and developed countries for the human diet as a source of carbohydrates, proteins, and vitamins. This product is native to South America and its origin is from Peru, and after wheat, rice and corn, it is the fourth product in the food basket of human societies. According to the statistics of the Food and Agriculture Organization of the United Nations, the area under cultivation of this crop in Iran in 2017 was 161 thousand hectares and the crop harvested from this area is about 5.1 million tons. As expectations for food products with high quality and safety standards increase, it is necessary to determine their characteristics accurately, quickly, and purposefully. In the potato crop, quality evaluation, after harvest and isolation, is very important to provide a reliable and uniform product to the market, because the potato, like many other crops, has the non-uniform quality and care during the harvest stage. While the quality of raw potatoes is primarily determined by the size, shape, color, and attractiveness of the tuber, the quality of potatoes is generally determined by examining the quality of the final product. The quality of processed products is examined in terms of color, flavor, and texture. The quality of most processed products stems from the quality of raw potatoes. Uniformity in size, shape, and composition is essential for optimal quality. During storage, processing, or cooking, potatoes are exposed to a variety of phenomena that affect the final quality of the product. For consumers, the main quality characteristics of potatoes are color, size, and texture. However, quality assessment for industrial potato processing includes various parameters such as dry matter content, starch content and characteristics, shelf life after storage (storage), and after processing. The type of cultivar, physical and chemical composition, and post-harvest storage are important factors that can affect the cooking characteristics of potatoes and potato crops. Quality assessment of agricultural products includes two main methods, quality rating systems based on the apparent properties of agricultural products and quality rating systems based on internal quality assessment, which has gained prominence in recent years. In the meantime, several methods have been developed so far for non-destructive quality classification of agricultural products based on the evaluation of their internal properties, only some of which have been able to meet the above conditions and are technically and industrially justified. To be. In the meantime, spectroscopy can have high efficiency in determining the quality of figures. Spectroscopy is a system that has a different structure and approach from other methods (image processing, neural network, etc.) and can classify and determine the quality of the digit.

    Methodology

    First, 3 different potato cultivars were prepared from Ardabil Agricultural Research Center. After preparing the data, data were collected to determine the amount of sugar (SSC) and at the same time, the samples were tested with a spectrometer to determine the wavelengths of the samples. The glucose level of each sample was measured in 18 replications using an SBR-62T ocular refractometer. To do this, the water of the samples was placed on a refractometer at ambient temperature and its sugar level was read in terms of Brix. A PS-100 spectroradiometer (Apogee Instruments, INC., Logan, UT, USA) made in the USA was used to obtain the spectrum of the samples. This ultra-small, lightweight, portable spectrophotometer has a 1nm sprayer-type single-diffuser and a linear silicon CCD array detector with 2048 pixels, which has a range of 250-150 nm (Vis / NIR) cover. There is also the ability to connect fiber optics to the PS-100 spectroradiometer and transfer data to a computer for the purpose of displaying and storing the acquired spectra in the Spectra Wiz software via the USB port. The data obtained from spectral imaging may be affected by the scattering of light by the detector by changing the sample, changing the sample size, surface roughness in the sample, noise caused by the temperature of the device and many other factors, and unwanted information Affect the accuracy of calibration models. Therefore, data processing is required to achieve stable, accurate, and reliable calibration models. The application of non-destructive methods based on spectroscopy in the full range of wavelengths requires a lot of time and money, which makes the practical application of this method almost impossible; therefore, one should look for a way to find the optimal wavelengths and limit the wavelengths to the minimum possible. The partial least squares (PLS) regression method seems ideal in this regard. In this study, in order to build the models, the data were randomly divided into two parts: 80% of the samples were used for cross-training and cross-validation and the rest of the data were used for independent validation.

    Conclusion

    Mean absorption spectra Vis / NIR absorption spectra for different treatments in the range of 1000-500 nm are shown in Figure 1. Environmental factors (light and heat) as well as the quality of spectrometer expression cause perturbations in the initial and final wavelengths of the spectra, so part of these wavelengths are removed from the data set and as shown in Figure 1, the samples had a roughly similar pattern; This may be due to the color of the samples. According to Figure 1, there are two well-defined peaks for the spectra, and it appears that for the Colombo and Sante cultivars the peaks appeared at around 480 and 1000 nm and for the Milwa cultivar at around 540 and 950 nm. Figure 1 also shows that the absorption rate of the Milwa cultivar is higher than the other two cultivars, which can be due to differences in the number of different substances such as sugar or SSC. Based on the analysis (PCA) results presented in Figure 2, the first principal component (PC-1) describes 67% and the second principal component (PC-3) describes 27% of the variance of the samples tested. As a result, the first two principal components together represent 94% of the data. Due to the fact that the relationship between the properties of different samples during the tests, for various reasons such as technical problems of equipment, data collection, incorrect sampling, etc. in some samples is inappropriate or to correct. To be out. The values of R2 and RMSE for the calibration and validation sets of different regression models (PLS) with raw and processed data are presented in Figure 3, which is equal to 1.

    Keywords: Potato, Cultivar, Spectroscopy, sugar}
  • فرزاد آزادشهرکی*، محبوبه شاهرخی، کسری شریفی، گیتا حسینی
    عدم تشخیص زود هنگام وقوع بیماری های گیاهی منجربه استفاده بیشتر از آفت کش های شیمیایی و کاهش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی می شود. تشخیص سریع، دقیق، ارزان و زودهنگام بیماری های گیاهی، به ویژه آن هایی که بدون علایم اولیه گسترش می یابند، در کاهش مصرف آفت کش های شیمایی و ارتقاء کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی موثر است. در این مقاله روش های پیشرفته تشخیص بیماری های گیاهی مبتنی بر فناوری نانو، فناوری های غیرتخریبی بر اساس طیف سنجی و بویایی الکترونیکی تشریح شده است. بسیاری از این فناوری ها امکان تشخیص بسیاری از بیماری ها را قبل از بروز علایم ظاهری فراهم کرده که با اقدامات کنترلی و جلوگیری از توسعه بیماری، علاوه بر کاهش هزینه کنترل بیماری، توسعه پایدار کشاورزی و حفظ محیط زیست و سلامت
    مصرف کننده را نیز به دنبال خواهد داشت.عدم تشخیص زود هنگام وقوع بیماری های گیاهی منجربه استفاده بیشتر از آفت کش های شیمیایی و کاهش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی می شود. تشخیص سریع، دقیق، ارزان و زودهنگام بیماری های گیاهی، به ویژه آن هایی که بدون علایم اولیه گسترش می یابند، در کاهش مصرف آفت کش های شیمایی و ارتقاء کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی موثر است. در این مقاله روش های پیشرفته تشخیص بیماری های گیاهی مبتنی بر فناوری نانو، فناوری های غیرتخریبی بر اساس طیف سنجی و بویایی الکترونیکی تشریح شده است. بسیاری از این فناوری ها امکان تشخیص بسیاری از بیماری ها را قبل از بروز علایم ظاهری فراهم کرده که با اقدامات کنترلی و جلوگیری از توسعه بیماری، علاوه بر کاهش هزینه کنترل بیماری، توسعه پایدار کشاورزی و حفظ محیط زیست و سلامت مصرف کننده را نیز به دنبال خواهد داشت.
    کلید واژگان: بیماری های گیاهی, بویایی الکترونیکی, طیف سنجی, روش های غیرتخریبی, نانوتکنولوژی}
    Farzad Azadshahraki*, Mahboobeh Shahrokhi, Kasra Sharifi, Gita Hosseini
    Failure to early diagnosis of plant diseases increases the use of chemical pesticides and reduces the quantity and quality of agricultural products. Rapid, accurate, low cost and early diagnosis of plant diseases, especially those that spread without early symptoms, is effective in reducing the use of chemical pesticides and improving the quantity and quality of agricultural products. In this paper advanced method of plant disease diagnosis based on nanotechnology, nondestructive techniques of spectroscopy and electronic olfaction system is described. Some of these technologies make it possible to diagnose many diseases before the onset of symptoms, which by controlling and preventing the development of the disease, in addition to reducing the cost of disease control, sustainable agricultural, environmental protection and consumer health will also follow.
    Keywords: Plant disease, Spectroscopy, Nondestructive method, Electronic Olfaction, Nanotechnology}
  • مراحم آشنگرف*، موسی معتصم زوراب
    مقدمه

    نانوذرات مس با توجه به ویژگی های منحصربه فرد نوری، شیمیایی، فوتوالکتروشیمیایی، الکترونیکی و خواص ضدمیکروبی، گزینه مناسبی برای کاربرد در صنایع مختلف شامل داروسازی، زیست پزشکی، الکترونیک، کشاورزی، غذایی و محیطی محسوب می شوند. هدف از پژوهش اخیر بررسی قابلیت باکتری های اندوفیت در سنتز نانوذرات مس بود.

    مواد و روش‏‏ها

    18 جدایه باکتری (نام گذاری شده با نام CN1-CN18) از ریشه و طوقه گیاه لوبیا جداسازی شدند. روش رقت در آگار برای تعیین الگوی تحمل پذیری ذاتی جدایه های باکتری اندوفیت نسبت به یون مس استفاده شد. تعیین ویژگی نانوذرات ازطریق مشخصه یابی های طیف سنجی مریی ماورای بنفش، تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، آزمون پراش اشعه ایکس و طیف سنجی مادون قرمز فوریه انجام شد. فعالیت ضدمیکروبی نانوذرات مس سنتزی به روش انتشار از چاهک بر سطح آگار بررسی شد.

    نتایج

    جدایه باکتری CN10 قادر به احیای کلرید مس به نانوذرات مس بود. براساس نتایج فنوتیپی و آنالیز توالی 16S rDNA (شباهت بالای 99 درصدی)، جدایه مذکور با نام سودوموناس گریمونتی شناسایی شد. سویه مدنظر پس از مواجهه با محلول کلرید مس (غلظت بهینه 3 میلی مولار) قادر به سنتز نانوذرات مس کروی با میانگین اندازه 8/24 نانومتر در 7 pH پس از 96 ساعت گرماگذاری در شیکر انکوباتور با 100 دور در دقیقه است. براساس نتایج تست های ضدمیکروبی، بیشترین اثر بازدارندگی نانوذرات مذکور بر زانتوموناس کامپستریس با میانگین مهارکنندگی 2/19 میلی متر و کمترین میزان مهارکنندگی مربوط به استافیلوکوکوس اوریوس با میانگین مهارکنندگی 4/9 میلی متر بود.

    بحث و نتیجه‏ گیری

    این نخستین گزارش از سنتز نانوذرات مس توسط سلول درحال استراحت سودوموناس گریمونتی است. استفاده از باکتری های اندوفیت، در سنتز نانوذرات به عنوان نانوکارخانه های دست نخورده، ابزاری امیدوارکننده برای تولید زیستی نانوذرات مس در شکل و اندازه کنترل شده پیشنهاد کرد.

    کلید واژگان: جدایه های اندوفیت, نانوذرات مس, سلول درحال استراحت, طیف سنجی, خواص ضدباکتری}
    Morahem Ashengroph *, Musa Muhtasam Zorab
    Introduction

    Copper nanoparticles (CuNPs) are used in various industries, including pharmaceutical and biomedical sciences, agricultural and food chemistry, electronics and environmental applications, due to their novel optical, chemical, photoelectrochemical, and electronic properties as well as antimicrobial activities. The aim of the present study was to evaluate the ability of endophytic bacteria to synthesize CuNPs.

    Materials and Methods

    Eighteen endophytic bacteria (CN1-CN18) were isolated from the root and crown rot of the bean. The agar dilution method was used to determe the intrinsic tolerance of endophytic bacterial isolates to copper ions. Characterization of CuNPs was performed using different methods including ultraviolet–visible spectroscopy (UV–Vis), field emission scanning electron microscope (FE-SEM), Fourier transform infrared (FTIR), X-ray energy diffraction spectroscopy (EDS), and powder X-ray diffraction (XRD). The antimicrobial activity of the copper nanoparticles was investigated by the agar well diffusion method.

    Results

    The results of the study indicated that isolate CN10 was able to reduce CuCl2 to CuNPs. Based on the obtained phenotypic data and 16s rDNA sequence analysis (similarity above 99%), the isolate was identified as Pseudomonas grimontii. Additionally, spherical CuNPs with an average size of 24.8 nm were synthesized by resting cells of strain CN10 under 3 mM of copper chloride, pH 7.0, agitation 100 rpm, and 96 hours of incubation. The results of antimicrobial tests showed that the produced CuNPs exhibited the highest inhibitory effects on Xanthomonas campestris (19.2 mm) and the lowest inhibitory effects on Staphylococcus aureus (9.4 mm).

    Discussion and Conclusion

    The current study is the first report on the synthesis of CuNPs using a resting cell of Pseudomonas grimontii. The results suggested the synthesis of CuNPs using endophytic bacteria as a promising tool for the production of CuNPs in a controlled shape and size.

    Keywords: Endophytic isolates, Copper nanoparticles, Resting cell, Spectroscopy, Antibacterial properties}
  • عزیزالله شفیع خانی*، سیما حکیم پور

    در این پژوهش، پدیده ی تشدید پلاسمون سطحی موضعی نقاط کوانتومی مس و کبالت در بستری از کربن شبه الماس بررسی شده است. کربن شبه الماس به روش رسوب دهی شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما با فرکانس رادیویی لایه نشانی شد. نانوذرات مس و کبالت نیز توسط کندوپاش به روش های جریان مستقیم و فرکانس رادیویی ساخته شدند. از این روش ها در یک پروسه لایه نشانی همزمان برای ساخت لایه های مورد نظر استفاده شد. سپس، نمونه ها با استفاده از طیف سنجی های فرابنفش-مریی-فروسرخ نزدیک، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و نیروی اتمی تحلیل و بررسی شدند. همچنین نتایج حاصل از تغییر شرایط لایه نشانی بر کیفیت تشدید پلاسمونیک این نقاط کوانتومی مطالعه شد. نتایج نشان دادند که قله تشدید پلاسمون سطحی موضعی نقاط کوانتومی مس و کبالت در بستری از کربن شبه الماس به ترتیب در طول موج های 600 و 230 نانومتر رخ داده و از لایه نشانی همزمان عناصر، دو گروه طیف ترکیبی از پدیده تشدید پلاسمونیک نمونه ها به دست آمد.

    کلید واژگان: پلاسمونیک, طیف سنجی, کربن شبه الماس, نانوفتونیک, نقاط کوانتومی}
    S. Hakimpour, A. Shafiekhani*

    In this study, the localized surface plasmon resonance of Copper and Cobalt quantum dots embedded in diamond-like Carbon films, fabricated through radiofrequency plasma-enhanced chemical vapor deposition, were investigated. In addition, the Cobalt and Copper nanoparticles were fabricated through radiofrequency and direct current sputtering methods via co-deposition in a simultaneous sputtering process. Then, the ultravioletvisible-near-infrared spectroscopy, energy dispersive x-ray spectroscopy, atomic force microscopy and field emission scanning electron microscopy were used to analyze the samples and the effect of changes in sputtering conditions on plasmon resonance of Copper and Cobalt quantum dots were also studied. The results showed that the localized surface plasmon resonance of Copper and Cobalt quantum dots embedded in diamond-like Carbon occurred at wavelengths of about 600 and 230 nanometers, respectively. Furthermore, the simultaneous sputtering of elements led to the formation of two types of spectra from plasmon resonance of the samples.

    Keywords: Plasmonics, Spectroscopy, Diamond-like-Carbon, Nanophotonics, Copper, and Cobalt Quantum dots}
  • نشاط سوسنی، مراحم آشنگرف*، خسرو چهری

    سنتز زیستی نانوذرات به عنوان روشی جایگزین، پاک، سریع، مطمین و به صرفه به جای روش های فیزیکی و شیمیایی رایج پیشنهاد شده است. در این پژوهش، جداسازی و شناسایی سویه های مخمری آب زی با قابلیت سنتز نانوذرات اکسید روی مورد مطالعه قرار گرفت. براساس روش کشت غنی سازی سویه مخمر NS02 که بالاترین مقاومت نسبت به یون روی را دارا بود (25/5 میلی مولار) به عنوان سویه برتر جهت آزمایشات سنتز زیستی نانواکسید روی با راهکار عصاره عاری از سلول برگزیده شد. ارزیابی اولیه سنتز نانوذرات اکسید روی با مشاهدات چشمی و مطالعه طیف جذبی مریی-فرابنفش انجام شد. شک، اندازه و ترکیب عنصری نانوذرات اکسید روی سنتز شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به پرتوایکس پاشنده انرژی تعیینگردید. آنالیز پراش اشعه ایکس با هدف مطالعه ساختار بلوری نانوذرات اکسید روی استفاده شد. فعالیت ضد میکروبی نانوذرات اکسید روی در برابر باکتری های بیماری زای جدا شده از نمونه های بالینی به روش انتشار از چاهک بر سطح آگار انجام گرفت .   شناسایی سویه مخمر براساس ویژگی های ریخت شناسی و تعیین توالی نوکلیوتیدی ITS1-5.8S-ITS2 انجام شد. در این پژوهش برای نخستین بار قابلیت مخمر بومی آب زی Rhodotorula pacifica NS02 در سنتز برون سلولی نانوذرات اکسید روی با میانگین اندازه 6/42 نانومتر با راهکار عصاره عاری از سلول گزارش گردید. با توجه به کوچک بودن اندازه نانوذرات و توزیع مناسب تاثیر مهاری مطلوب علیه جدایه های باکتریایی بالینی تست شده مشاهده شد این مطالعه، سعی در ارایه ذخایر ژنتیکی جدید از منابع عظیم میکروبی مخمر های آب زی، به عنوان کارخانه زیستی در سنتز نانوذرات اکسید روی با خواص ضد میکروبی با راهکار عصاره عاری از سلول دارد.

    کلید واژگان: اثر ضد باکتری, تولید زیستی, طیف سنجی, مخمر آب زی, نانواکسید روی}
    Neshat Soosani, Morahem Ashengroph*

    The biosynthesis of nanoparticles (NPs) has been proposed due to its fast, clean, safe, and cost-effective production and being efficient alternative to conventional physicochemical methods. This study aimed to isolate and identify aquatic yeast strains for their potential to form Zinc oxide nanoparticles (ZnONPs). A yeast strain, NS02, with high tolerance against zinc ion (5.25 mM) was isolated using the enrichment technique and was selected as efficient candidate for the biosynthesis of ZnONPs under cell-free extract (CFE) strategy. The preliminary evaluation on the formation of ZnONPs was performed by visual observation and UV-visible absorption spectra of the biosynthesized ZnONPs. The morphology, size and elemental distribution of the nanoparticles were determined by Field emission scanning electron microscopy (FESEM) equipped with energy-dispersive X-ray (EDX). X-ray diffractometer (XRD) was used to identify the crystalline phase of the ZnONPs. Antibacterial activity of ZnONPs against pathogenic bacteria isolated from the clinical specimens was investigated using agar well diffusion method. The isolate NS02 was characterized based on their morphological properties and amplification the ITS-5.8S-ITS2 rDNA regions. The present study pioneered the capabilities of the native aquatic strain Rhodotorula pacifica for the extracellular synthesis of ZnONPs with CFE strategy. The biosynthesized ZnONPs had a growth inhibitory effect all tested clinical isolates due to their nanometric size and well-defined dispersity. This investigation is attempted to indicate the novel microbial sources of aquatic yeasts as biological plant in the synthesis of ZnONPs with antimicrobial activity under cell-free extract strategy.

    Keywords: antibacterial effect, aquatic yeast, biosynthesis, nano-zinc oxide, spectroscopy}
  • عبدالله گلمحمدی*، یلماز بایحان، اسماعیل کاودیر، محمت بوراک بیویکجان، محمد طهماسبی

    طیف سنجی به عنوان یک روش غیرمخرب، سریع و دوستدار محیط زیست به منظور سنجش خواص محصولات کشاورزی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. نظر به اینکه محتوای جامد محلول (SSC) یکی از پارامترهای کیفی مهم سیب زمینی به شمار می رود، در این تحقیق تاثیر شرایط مختلف انبارداری بر میزان SSC سه رقم سیب زمینی طی 65 روز نگه داری، مورد بررسی قرار گرفت. طیف سنجی بازتابشی در محدوده طول موج های nm 800-2500 انجام شد. میزان SSC در نمونه ها با استفاده از رفرکتومتر دیجیتالی اندازه گیری شد. پس از حذف نویزها با آنالیز (PCA)، برای بهبود طیف، پیش پردازش های اولیه مختلف اعمال و اثرات آن ها مورد بررسی قرار گرفت. مدل مناسب با استفاده از روش حداقل مربعات جزیی (PLS) تعیین گردید. طول موج های مهم براساس ضریب رگرسیون بهترین مدل انتخاب و با استفاده از روش های مختلف مدل سازی شد. براساس آنالیز (PLS) بهترین نتایج با پیش پردازش فیلتر میانه با 410/0=RMSEC، 875/0=R2c، 420/0=RMSECV، 867/0=R2CV، حاصل شد. بر اساس ضریب رگرسیون بهترین مدل، 12 طول موج به عنوان بهترین طول موج ها تعیین شد. در مدل سازی با استفاده از طول موج های موثر، شبکه عصبی مصنوعی بهترین نتیجه را داشت. لذا به نظر می رسد که روش غیر مخرب Vis/NIR قادر به تخمین SSC سیب زمینی در دوره انبارداری را با دقت بالا دارد.

    کلید واژگان: سیب زمینی, غیرمخرب, طیف سنجی, شرایط نگه داری, SSC}
    Abdollah Golmohammadi *, Yılmaz Bayhan, Ismail Kavdir, Mehmet. Burak Buyukcan, Mohammad Tahmasebi
    Introduction

    Potato tubers are one of the most important sources of nutrition in most countries. This product is the world's fourth important food crop after wheat, rice and maize because of its higher yield potential along with high nutritive value.Soluble solids content (SSC) is one of the quality parameters of potatoes and it play an important role in quality and commercial value of potato. The amount of SSC in potatoes varies greatly depending on the cultivars, growing environment and storage conditions.Today, the development of fast, non-destructive, accurate and online technique identification methods to determine product quality is strongly felt. One method for this purpose is Near-infrared spectroscopy. The high speed and accuracy of near-infrared spectroscopy to determine of vegetables and fruits quality in high tonnage, has led to the use of this method in many grading and quality control systems.Shao, et al., Using reflection Near-infrared spectroscopy for investigating the qualitative properties of tomatoes, including firmness, SSC and treatable acidity, and predicted these properties to be non-destructive with a high correlation coefficient. A study was conducted by Saad, et al. to evaluate the non-destructive quality of stored tomatoes using vis/NIR absorption spectroscopy in wavelength range from 350 to 1050 nm. In another study, the main compounds of potatoes were determined by near-infrared spectroscopy by Ainara Lopez. The sugar content of potato tubers was determined using visible and near infrared spectroscopy by Ji Yu Chen et al.Khodabakhshian et al., using reflection Near-infrared spectroscopy for classify the maturity stage and to predict the quality attributes of pomegranate, Principal component analysis was used to distinguish among different maturities and several preprocessing methods were utilized including centering, smoothing (Savitzky–Golay algorithm, median filter), normalization (multiplicative scatter correction and standard normal variate) and differentiation (first derivative and second derivative). The results of this study concluded that different preprocessing techniques had effects on the classification performance of the model using the principal component analysis method.The aim of this study was to investigate the possibility of using near-infrared spectroscopy (vis/NIR) in estimating changes of SSC in three potato cultivars during storage under different storage conditions.

    Methodology

    Three potato cultivars, including SANTE, MARABEL and GRANA, which were different in terms of yield, crop quality and shelf life, were prepared from a farm near the University of Onsekiz Mart Çanakkale in Turkey and were stored under different storage conditions. Required values of each cultivar was stored under three different conditions including 4 ̊C temperature with relative humidity of 90%, 7 ̊C temperature with relative humidity of 80-90% and 22-28 ̊C variable temperature with relative humidity of 70-90%, for 65 days.Spectroscopy was performed using a multi-purpose analyzer (MPA) FT-NIR spectrometer in the range of 800-2500 nm.To measure the SSC in the samples, 7 samples from each potato cultivar were randomly selected and kept in the laboratory for 2 hours at 22 ̊C before analysis. After peeling the potatoes, the juice of the samples was extracted by using a common juicer and then filtered through filter paper to remove any remaining pulps. The amount of SSC in the samples was measured by using a digital refractometer at 25 ̊C as a ̊Brix.In order to remove the outlier data, principal component analysis (PCA) was used before any processing on the data. Moving averages, Multiple Gaussian Fitting Regressions, Median filter, Savitzky-Golay smoothing, normalization, Multiplicative Scatter Correction (MSC) and Standard Normal Variety Transformation (SNV) were applied to the data and compared.Partial least squares regression (PLS) models for all Pre-processed data were extracted and the statistical indicators include correlation coefficient (R2) and Root Mean Square Error (RMSE) were used to find the best model. To extract the models, the data were randomly divided into two parts: 80% of the data was used for training and cross-validation and the rest of the data was used for independent validation.To select the effective wavelengths and reduce the wavelengths to a limited number, the regression coefficients of the best calibration model obtained from (PLS) model were used.In order to find the best fitting model for the relationship between effective wavelengths and SSC changes of potatoes during storage, Partial least squares regression (PLS), Principal Component Regression (PCR), Multiple Linear Regression (MLR), Support Vector Machine (SVM) and Artificial Neural Network (ANN) were employed.This research were performed with factorial design on a completely randomized design (CRD) base include cultivar in three levels (SANTE, MARABEL and GRANA), storage temperature in three levels (4, 7 and 20 ̊C) and storage time in four levels (20, 34 , 46 and 62 days) with five replications. The statistical analysis was performed using the Unscrambler X 10.4 statistical software.

    Conclusion

    According to results, the amount of SSC was increases during storage. This increasing trend during storage can be attributed to the increase in sugar content during the ripening process and the hydrolysis of starch to maintain the physiological activities of the crop in the postharvest period.The results also show that the raw and all Pre-processed spectral data are able to predict SSC with acceptable accuracy. The best results were obtained from the Median filter Pre-processed model with RMSEC = 0.410, R2c = 0.875, RMSECV = 0.420, R2CV = 0.867.Based on the regression coefficients of best the (PLS) model, 12 wavelengths in the range of 1400 to 2500 nm were identified as effective wavelengths. Based on distribution of main overtone bond, the discriminated of potato samples according to SSC quality index can be attributed second overtones of C-H, CH2 and CH3 in the wavelength range from 1400 to 1500 nm, the first overtones of C-H, CH2 and CH3 in the wavelength range from 1500 to 2100 nm and composition overton of these bonds in the wavelength range from 2200 to 2500 nm which all this overtone are present in the structure of hydrocarbons such monomeric sugars (glucose and xylose) and oligosaccharides (starch).According to the results, all models are able to predict SSC of potatoes during storage based on effective wavelengths with acceptable accuracy but among these models, the Artificial Neural Network (ANN) model with RMSEC = 0.215, R2c = 0.974, RMSECV = 0.927, R2CV = 0.280 has the highest accuracy to prediction of SSC of potatoes during storage.

    Keywords: Potato, Non-Destructive, Spectroscopy, storage conditions, SSC}
  • لیدا مومنی بروجنی*
    در این مطالعه، چگونگی تاثیر نانوذره اکسید آهن در ساختار، پایداری حرارتی و فعالیت آنزیم تریپسین پانکراس گاو بررسی شد. برای دستیابی به این هدف از تکنیک های مختلف طیف سنجی از جمله جذب UV، دو رنگی دورانی، پایداری حرارتی، فلورسانس و سینتیک در 8 pH استفاده شد. نتایج ترمودینامیک و سینتیک نشان داد، که پایداری تریپسین در حضور نانوذره اکسید آهن کاهش و فعالیت آن افزایش یافت. طیف سنجی فلویورسانس نشان داد که نانوذره می تواند فلورسانس تریپسین را از طریق خاموشی استاتیک کاهش دهد. براساس پارامترهای ترمودینامیکی، فرایند اتصال نانوذره به تریپسین به صورت واکنش خودبه خودی انجام شده که نیروهای الکتروستاتیک نقش اصلی را ایفا می کند. مطالعات دورنگی نمایی دورانی دور تغییرات در ساختار دوم تریپسین را به صورت افزایش در محتوای مارپیچ آلفا و کاهش ساختارهای بتا نشان داد. مطالعه طیف سنجی UV ثابت کرد که نانوذره اکسید آهن به تریپسین متصل شده و باعث تغییراتی در ساختار پروتئین شده است. مطالعات واکنش بین نانوذره اکسید آهن و تریپسین نشان می دهد که نه تنها آب و مولکول های حلال می توانند بر روی ساختار سه بعدی تریپسین و به طور کلی پروتئین محلول اثر بگذارند، بلکه نقش مهم و حیاتی در جذب سطحی مواد نانو دارند.
    کلید واژگان: ترمودینامیک, تریپسین, سینتیک, طیف سنجی, نانوذره اکسید آهن ‏‏(‏Fe3O4‎‏)‏}
    Lida Momeni Borujeni *
    In this study, the effect of iron oxide nanoparticles on the structure, thermal stability and activity of bovine pancreatic trypsin was investigated. Various spectroscopic techniques including UV absorption, circular distortion, thermal stability, fluorescence and kinetics at pH 8 were used to achieve this goal. Thermodynamic and kinetic results showed that trypsin stability decreased in the presence of iron oxide nanoparticles and increased its activity. Fluorescence spectroscopy showed that the nanoparticles can reduce trypsin fluorescence through static quenching. Based on the thermodynamic parameters, the process of binding the nanoparticles to trypsin is performed as a spontaneous reaction which the electrostatic forces play the main role in. Circular dichroism studies showed changes in the secondary structure of trypsin as an increase in α-Helix l content and a decrease in β-sheets. UV spectroscopy showed that iron oxide nanoparticles bind to trypsin and cause changes in protein structure. The interaction studies of Fe3O4 nanoparticles and trypsin show that not only water and solvent molecules can affect on 3D structure of trypsin and protein but also play an important role in adsorption nanoparticles.
    Keywords: Iron oxide nanoparticles (Fe3O4), kinetic, ‎Spectroscopy, thermodynamic, Trypsin‎}
  • زینب اکبرکاشانی، آزاده حکمت*، سید محمد اطیابی
    پیشینه مطالعه و هدف

    هورمون گنادوتروپین جفتی انسان (hCG) گلیکوپروتئینی است که در حین بارداری توسط سلول های تروفوبلاست و سنسیشیوتروفوبلاست جفت تولید می شوند. هورمون تولید شده بر روی جسم زرد اثر گذاشته و از تحلیل رفتن آن جلوگیری می کند. نانو ذرات الماس با سیستم های بیولوژیکی مانند پروتئین ها، آنزیم ها و آنتی بادی ها برهمکنش دارند. به عبارتی نانو الماس توانایی جذب توسط بیومولکول ها را دارد و می تواند به عنوان حامل برای انتقال مواد فعال بیولوژیکی استفاده شود. هدف از انجام این مطالعه بررسی تاثیر نانو ذرات الماس بر ساختار هورمون hCG و سطح آن در موش های صحرایی ماده بالغ نژاد ویستار بود.

    روش مطالعه

    با استفاده از تکنیک های طیف سنجی تاثیر نانوذرات الماس بر ساختار هورمون hCG بررسی شد. موش ها به طور تصادفی به 5 گروه تقسیم و سالین، 25، 75 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم نانوذرات الماس دو بار در هفته دریافت نمودند. سطح هورمون hCG در پایان مطالعه اندازه گیری گردید. داده ها با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون تعقیبی Tukey تجزیه و تحلیل شدند

    نتایج

    نانوذرات الماس می توانند با hCG کمپلکس ایجاد کنند. نتایج پتانسیل زتا و DLS نشان داد که نانوذرات موجب کاهش بار سطحی و اندازه hCG می گردند. تزریق نانوذرات در غلظت 100 میلی گرم بر کیلوگرم باعث کاهش معنا دار سطح هورمون hCG در مقایسه با نمونه های کنترل شد (05/0>p).

    نتیجه گیری

    نانوذرات الماس می توانند موجب تغییر ساختار سوم پروتئین شوند. همچنین بر فعالیت هورمون hCG اثر سمی دارد. انجام مطالعات بیشتر در بررسی آثار سمی نانوذرات الماس در دوزهای مختلف و زمان های مختلف در معرض قرارگیری ضروری به نظر می رسد.

    کلید واژگان: هورمون گنادوتروپین جفتی انسان (hCG), نانو ذرات الماس, طیف سنجی, پتانسیل زتا, موش صحرایی}
    Zeynab Akbarkashani, Azadeh Hekmat *, Seyed Mohammad Atyabi
    Introduction and Aim

    Human chorionic gonadotropin (hCG) is a glycoprotein produced during pregnancy by trophoblast and placental syncytiotrophoblast cells. The produced hCG hormone affects the corpus luteum and prevents it from being destroyed. Studies show that diamond nanoparticles (NDs) interact with biological systems such as proteins, enzymes, and antibodies. In other words, NDs are capable of being absorbed by biomolecules and can also be used as a carrier for the transport of biologically active substances. This study aimed to investigate the effect of NDs on hCG structure and on hCG level in Wistar rats.

    Methods

    The effect of 10 nm NDs on the structure of hCG was investigated using spectroscopic techniques. Rats were randomly divided into five groups: Control, sham, and experimental groups (received NDs solution at doses of 25, 75, and 100 mg/ml). Injections were carried out twice a week. Then, serum biochemical parameters were calculated. Data were analyzed utilizing one-way ANOVA followed by Tukey's multiple comparisons test.

    Results

    The results showed that NDs could form a complex with hCG. The zeta potential and DLS results showed that NDs cause a decrease in the surface charge and size of hCG. Administration of NDs in concentrations of 100 mg/ml significantly decreased hCG levels compared with that of control samples (P<0.05),

    Conclusion

    Based on the investigation NDs could change the tertiary structure of hCG. NDs had toxic effects on hCG function. More studies to explore the toxic effects of NDs in various doses and times of exposure seem to be necessary.

    Keywords: Human Chorionic Gonadotropin (hCG), Diamond nanoparticles, Spectroscopy, Zeta potential, Rats}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال