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应用漫反射光谱结合光学显微进行处理珍珠的初筛方法


技术摘要:
本发明提供应用紫外可见漫反射光谱仪结合光学显微镜进行仿珍珠与处理珍珠定性的初筛方法,通过光学显微镜初步分辨待测样品是否为珍珠或仿珍珠;再通过紫外可见漫反射光谱仪对上述珍珠检测根据紫外可见漫反射光谱图判定是否经过处理。其优点在于:设备简单,应用普及程  全部
背景技术:
珍珠(Pearl)主要是以生物成因文石(碳酸钙的一种晶型,质量占比约95%)与蛋白 质为主体组成的一类有机宝石,是珠宝流通、交易市场中最为常见的、市场接受度较高的有 机宝石品种之一。近年来,随着珍珠养殖及后期的加工技术日新月异的迅猛发展,多色系、 多元化、个性化的淡海水珍珠日渐丰富着人们对珍珠这一传统珠宝品种的认知,上述形形 色色、品类丰富的珍珠极常见地流通于珍珠的交易市场,特别是各类特殊颜色的珍珠如海 水养殖的黑色或金色珍珠、淡水养殖的深紫色或咖啡色(巧克力色)珍珠等尤为受到珍珠爱 好者的追捧。鉴于不同类型珍珠的养殖周期、养殖环境及产品的出成率等各不相同,因此不 同品种珍珠的价值也因此各有差异。为追求更高的利润,不法人员将成本较低的珍珠经特 殊的处理工艺特别是改色处理工艺将低值珍珠“装扮”成价值较高的品类予以销售,如将淡 水珍珠经染色处理成金色或黑色或紫色珍珠等,又如将淡水有核珍珠经辐照形成灰色而形 成仿海水灰蓝色珍珠等,上述不法行为给合法商家及广大的珍珠消费者带来了极大的负面 影响,严重扰乱了珍珠销售市场的健康绿色发展。 目前,有关珍珠处理的定性判断主要依据国家标准即GB/T  16552  及GB/T  16553 中有关对珍珠处理的描述,上述对处理珍珠的定性判断对于珍珠的质量评价、价格体系的 建立及规范珍珠市场有序健康发展具有重要的支撑与推动作用。然而,既往就珍珠处理的 鉴定而言,存在其应用的局限性或短板之处,主要表现在:首先,以上国标中有关处理珍珠 的定性而言,评判的依据极为笼统、概括,且所涉及的鉴定工作多是针对处理珍珠表观特征 的光学显微观察或对其进行破坏性的检测,如珍珠经染色处理后表面局部区域可见染料色 素的富集、珍珠剖面珍珠层在径向方向由外至内存在颜色的渐变特征等。但是随着珍珠处 理工艺的不断升级,以上传统的检测方法已不再适用现行的样品检测需求,如染色处理珍 珠已不再可见其表面的颜色富集等特征。其次,目前就有机或无机染料改色珍珠或辐照珍 珠的检测则多是借助于大型仪器设备或多种设备的联用技术予以实现,如电子顺磁共振 (ESP)光谱应用于辐照珍珠的检测、紫外可见漫反射光谱仪结合能量色散X射线荧光光谱应 用于染色处理珍珠的鉴定,因设备的成本问题导致上述仪器设备在较多珠宝类检测实验室 并不能完全配置,进而使得检测的能力存在较大局限。再次,由于不同品种、不同属性的珍 珠经处理后其光谱学或微结构特征存在特异性或多样性,因此给日常的珍珠处理的检测鉴 定提升了难度,同时检测人员需对专业知识的认知、掌握程度更深,对检测人员的专业性要 求较高。直至目前,尚未见有判断方法简单、无损、快速且无专业性要求的接地气的珍珠处 理鉴定方法的文献报道。 众所周知,漫反射效率表示物质的反射能力。漫反射率随入射光波长(或频率)而 变化的谱图,称为漫反射光谱,漫反射吸收或反射光谱可反应被测试材料的结构形貌特征、 4 CN 111595822 A 说 明 书 2/7 页 化学组成信息等。因此,长期以来,漫反射光谱作为一项重要的检测手段被广泛应用于材料 类检测领域,特别是在半导体、珠宝等课题领域。需特别指出的是,紫外可见漫反射光谱作 为表征材料在紫外-可见光区间的一类反射光谱形式,被广泛应用于珠宝玉石检测领域,尤 其是在钻石、珍珠、红蓝宝、珊瑚、翡翠、绿松石的鉴定上,如珍珠与绿松石的改色优化处理、 钻石的自然与合成属性的定性、翡翠处理的鉴定等。前人就对珍珠与珍珠质的紫外可见光 谱研究发现,在不同颜色或淡海水养殖环境下的珍珠及珍珠质材料(如贝壳)的紫外可见反 射光谱中皆出现因其自身存在的有机质所产生的特征吸收峰,吸收峰位278±5  nm,该处紫 外区的吸收是珍珠质材料的共性特征【见参考文献  Yan ,  J .,  Zhang ,  J .,  Tao ,  J .  B.,  et  al.,  2017.  Origin  of  the  common  UV  absorption  feature  in  cultured  pearls  and  shells.  J.  Mater.  Sci,  52(14) ,  8362-8369.】,与此同时,非珍珠质中则不存在该 处的吸收。更为重要的是,该处的吸收峰位对于外界的热处理、无机或有机染料的改色、辐 照处理等外界处理行为极为敏感,上述不同的外界处理作用对珍珠的该处吸收峰的影响具 有一致性,即使得样品对应的紫外可见漫反射光谱图中的278±5  nm处吸收峰位消失或吸 收强度的弱化。也正因如此,本专利首次予以提出,以期为珍珠的处理定性提供一种客观、 快速、无损的初步鉴定方法,且对相关珍珠检测从业人员无专业性要求,上述方法特别适用 于珍珠交易市场、流通渠道中的样品初筛判断,同时可以其作为珍珠质量评价的一种佐证 依据。然而,就目前而言,尚无见有利用紫外可见漫反射光谱就珍珠的珍珠层的化学组成及 结构一致性的相关文献研究报道。
技术实现要素:
为解决上述问题,提供了应用漫反射光谱结合光学显微进行处理珍珠的初筛方 法,通过光学显微镜初步分辨待测样品是否为珍珠或仿珍珠;再通过紫外可见漫反射光谱 对上述珍珠进行检测,根据得到的紫外可见漫反射光谱图判定是否经过处理。 进一步的,初筛步骤如下: S1:采用光学显微镜对待测样品进行观察,通过测样品表面是否存在等高线,确认是否 为珍珠或仿珍珠,并对珍珠进行以下光谱检测; S2:采用紫外可见漫反射光谱仪对上述S1步骤中检定为珍珠的测样品进行反射光谱的 采集,并得到相应的紫外可见漫反射光谱图; S3:依据上述S2所获得的待测样品紫外可见漫反射光谱图中278±5  nm处的吸收峰的 强度,进而对珍珠是否经处理进行判定;得到结果。 进一步的,待测样品包括淡海水养殖环境下的有核与无核珍珠;不包括:内核在经 热处理或辐照处理或染色处理或以上多种方法综合处理后再进行植核的有核珍珠和环境 或人为因素对珍珠的物理化学性能产生影响的珍珠。 进一步的,S1中未见珍珠表面存在等高线,则定性为仿珍珠;若珍珠表面存在等高 线则为珍珠。 进一步的,所述的紫外可见漫反射光谱图的横坐标为波长,有效波长范围为200~ 800  nm;纵坐标为反射率。 进一步的,S2中对同一待测样品的不同测试区域进行紫外可见漫反射光谱图采集 中;S3中所有测试区域对应的紫外可见漫反射光谱图中在278±5  nm处无吸收峰位或吸收 5 CN 111595822 A 说 明 书 3/7 页 峰位不明显,初步判定待测样品为仿珍珠或该珍珠经处理。 进一步的,珍珠表面测试区域的紫外可见漫反射光谱图中,任意一个测试区域对 应的紫外可见漫反射光谱图在278±5  nm处皆存在吸收峰,但其吸收强度0≤R<1,则初步 判断该珍珠经处理;其中,所述的吸收强度R=h/w,  h为上述278±5  nm处吸收峰的峰高,w为 该处吸收峰的基线宽度,R即该处吸收峰的最高点与吸收峰基线的垂直距离。 进一步的,珍珠表面任意测试区域对应的紫外可见漫反射光谱图中,任意一个测 试区域在278±5  nm处皆存在吸收峰,且吸收强度1≤R,则初步判断该珍珠未经优化处理。 进一步的,珍珠表面任意测试区域对应的紫外可见漫反射光谱图中,部分测试区 域紫外可见漫反射光谱图中在278±5  nm处存在吸收峰,且吸收强度0<R<1;与此同时,存 在部分测试区域对应的紫外可见漫反射光谱图在278±5  nm处存在吸收峰,但吸收强度1≤ R,初步判断该珍珠部分区域经处理。 进一步的,处理方法包括热处理、辐照处理、无机或有机染料改色处理中的一种或 多种方式。 进一步的,在进行待测样品表面检测时,需在待测样品表面的2个圆周上选取测试 区域予以采集,且每个圆周上测试测试区域不少于3处,即测试谱线的条数为不低于6条。 本发明的有益效果在于: 1、设备简单,应用普及程度较高,购置成本低; 2、对检测人员无专业认知背景要求,适合普通从业者及新手,进一步减少仿珍珠和处 理珍珠在市场上的流通; 3、无损、快速与便捷的检测方法,适合珍珠流通与销售领域中对处理珍珠的初筛。 附图说明 图1为278±5  nm处吸收峰的吸收强度R的定义示意图。 图2为实施例3样品1紫外可见漫反射光谱图。 图3为实施例4样品2紫外可见漫反射光谱图。 图4为实施例5样品3紫外可见漫反射光谱图。 图5为实施例6样品4紫外可见漫反射光谱图。 图6为实施例7样品5紫外可见漫反射光谱图。 图7为实施例8样品6紫外可见漫反射光谱图。
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