Использование флуориметрии в ближней ИК-области с фотографической регистрацией сигнала в методе «отпечатков пальцев» с добавкой флуорофора к объекту: дискриминация яблочных соков

Abstract

Предложено использовать красители, флуоресцирующие в ближней ИК (БИК) области спектра (700-800 нм), для распознавания объектов методом «отпечатков пальцев», основанным на добавке флуорофоров к объекту («флуоресцентный глаз»). Метод успешно применяется в классификации объектов различной природы. В данной работе метод опробован на примере дискриминации 17 образцов яблочного сока разных производителей, выпущенных в разное время. В качестве добавляемого флуорофора использовали гептаметиновый карбоцианиновый краситель индоленинового ряда в присутствии ПАВ, в качестве источника излучения - красные светодиоды, а сигнал регистрировали с помощью цифрового фотоаппарата с дополнительным ИК-светофильтром; для записи спектров применяли спектрофлуориметр с приставкой для 96-луночного флуориметрического планшета. Фотографические изображения обрабатывали с помощью стандартного программного обеспечения Unscrambler X и Excel. Результаты представили в координатах: интенсивность БИК-флуоресценции - интенсивность отражения видимого света (с использованием соответствующих фотографий). Обнаружили, что такое представление позволяет разделить образцы на группы, связанные с производителем. Получали также спектры собственной флуоресценции, в том числе с добавкой БИК-красителя, обрабатывая эти результаты методом главных компонент. По собственной эмиссии можно выделить 5-6 групп образцов, не считая контрольного, тогда как по спектрам с добавкой красителя удается добиться выделения наибольшего числа групп образцов (девять). При этом классификация с использованием спектров не позволяет группировать соки по производителям. Кроме того, получение фотографий с помощью визуализатора проще и экспресснее, чем регистрация спектров флуоресценции. Совместная обработка эмиссионных спектров и фотографий не позволяет повысить качество дискриминации образцов.

The application of dyes, that fluoresce in the near infrared (NIR, 700-800 nm) region, for the recognition of samples using a fingerprinting method with the addition of fluorophores to the samples (“fluorescent eye”) is proposed. The technique has been successfully applied to the classification of samples of various nature. In the current work, this strategy has been tested on the example of discrimination of 17 samples of apple juice from different manufacturers, purchased at different times. An indolenine series heptamethine carbocyanine dye in the presence of surfactants was used as the added fluorophore, red LEDs were used as an excitation source, and the signal was recorded using a digital camera with an additional IR filter installed; a spectrofluorimeter with a 96-well plate accessory was used to record the spectra. Photographic images were processed using Unscrambler X and Excel software. The results were presented using the following coordinates: intensity of NIR fluorescence - intensity of visible light reflection (using the photographic images). It was found that such presentation allowed the samples to be divided into groups associated with the manufacturer. We have also obtained intrinsic fluorescence spectra, including those with the addition of NIR dye, and these results were processed by the principal component analysis. It was possible to distinguish 5-6 groups of samples by their intrinsic emission, not counting the blank, while the spectra with the addition of the dye allowed to isolate the largest number of groups of samples (9). At the same time, the classification using spectra did not allow juices to be grouped by the producer. Also, obtaining photographs using a visualizer was easier and faster than recording the fluorescence spectra. The joint processing of emission spectra and photographs did not improve the quality of discrimination.