拉曼特征峰提取在多组分混合溶液检测中的应用

拉曼光谱作为一种快速、无损检测技术受到越来越多的关注,已经广泛应用于食品安全监督、纺织纤维分析、危险品和毒品的检测、考古鉴定等多个领域。本文主要利用不同物质的拉曼光谱所具有的明显特征峰,提出了一种基于拉曼光谱特征峰提取的多组分混合溶液检测方法。该方法可以直接测得混合溶液的激光拉曼光谱,然后经过光谱预处理与特征峰提取、特征峰匹配的方法,能够定性的识别出混合溶液中的主要物质成分。利用甲醇、甲苯、丙酮、乙醇分别进行混合识别,从而验证了算法的有效性。实验结果表明,整个识别过程快速、有效,需要样品量少、无需前处理,测试过程对样品无损,不产生化学污染物,是对混合溶液检测的一种有效方法。     

注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测技术

为了提高微量气体的拉曼散射强度,本文设计并搭建了注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测平台。半导体激光器(波长为638nm,功率为15mW)输出到由三块高反镜组成的V型增强腔中,结合注入锁定技术,腔内激光强度达到7.5 W,实现了500倍的增强效果。利用该实验平台对微量单一气体及其混合气体进行了拉曼检测,并根据拉曼特征谱峰选取原则及信噪比大于3的原则,确定了H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的特征拉曼谱峰分别为4 156,2 143,1 388,2 918,2 955,1 344,1 975cm-1,最小检测极限分别为10.2,21.7,9.4,2.1,8.9,4.9,3.3Pa。腔增强拉曼光谱法可以实现微量同核双原子气体检测及利用单一波长激光的混合气体同时检测,具有替代气体检测传统光谱方法的潜力。     

变压器油中气体拉曼光谱检测及信号处理方法

准确检测变压器油中溶解故障特征气体是诊断变压器运行状态的重要技术手段之一。论文基于拉曼光谱和腔长调制频率锁定原理,搭建了变压器故障特征气体频率锁定腔增强拉曼光检测平台,实现了H_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、CO、CO_2等七种故障特征气体的同时检测;1atm时,H_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、CO、CO_2的最小检测浓度实验值分别达到106、25、45、73、41、170、126(ppm)。频率锁定增强腔技术使最小检测浓度提高了约68倍。运用小波模极大值法对H_2的拉曼光谱检测信号进行了去噪处理,提出了基于包络线迭代法的光谱基线校正方法,校正后的光谱荧光背景残留减少,使气体拉曼光谱检测准确度提高了约2.95%,为变压器油中溶解故障气体同时准确检测提出了一种新方法。     

连翘苷的共焦显微拉曼光谱与普通拉曼光谱

目的：分别采用共焦显微激光拉曼光谱仪和普通拉曼光谱仪测定连翘苷对照品固体粉末的拉曼图谱,对比两种仪器所获得的图谱,总结两种拉曼光谱的优缺点。方法：采用RM-1000型共焦显微激光拉曼光谱仪和国产某型号激光拉曼光谱仪检测连翘苷对照品粉末的拉曼谱图,对其拉曼图谱进行比较并对结果进行分析。结果：两种拉曼光谱中均显示出了连翘苷的主要拉曼特征峰,可以用于定性鉴别;普通拉曼光谱图未显示出连翘苷的指纹峰,且其拉曼峰强明显弱于共焦显微拉曼图谱。结论：采用共焦显微激光拉曼光谱仪用于连翘苷的定性研究比普通拉曼具有明显优势,可以用于中药有效成分的鉴别。     

太赫兹光谱技术在药物定性定量检测上的应用

为判断药物的真伪,检查药物的纯度,以及克服目前化学药物定性定量检测中耗时长、损耗样本、操作繁琐等缺陷,提出了一种基于太赫兹光谱技术的快速且能准确定性和定量药物的检测方法。基于太赫兹吸收光谱,提取了氯雷他定、消旋卡多曲的特征峰频点以及峰下面积差特征,并通过这些信息来对药物进行定性与定量检测。实验结果表明：在定量检测中,太赫兹光谱技术具有高的稳定性及检测精度;质量分数梯度变化的线性拟合相关系数达到99.8%;在结合主成分分析法（principal component analysis,PCA）对其他药物的检测中,太赫兹光谱技术定性检测准确率可达100%,定量检测误差小于0.01。这些结果可为后续药物的快速、准确和无损检测提供参考。     

地耳草挥发性成分HSGC/MS分析及其动态研究

探讨地耳草挥发性成分的动态积累,为确定地耳草的最佳采收期提供依据。采用HSGC/MS法分析不同采收时间地耳草挥发性成分,并用峰面积归一化法确定各成分的相对百分含量,以其中6种主要活性成分为指标,考察它们的动态变化。初步分离鉴定出48种成分,其中共有成分22种,不同生长期地耳草挥发性成分积累具有一定规律。地耳草挥发性成分积累曲线最大峰值与传统采收期基本一致。     

基于Kolmogorov-Smirnov检验的远程拉曼光谱寻峰算法

远程拉曼系统已经开始用于深空物质检测,要求远程拉曼系统具有小型化,抗辐射和低功耗等特点。为了解决通过降低激光脉冲能量来实现低功耗情况下,拉曼信号信噪比降低的问题,提出了一种新的拉曼光谱寻峰算法,根据远程拉曼特点,采用统计学中Kolmogorov-Smirnov检验作为寻峰方法,以此提高拉曼光谱的信噪比。为此建立了一个远程拉曼系统,实验中使用的激光脉冲能量为3 m J,检测距离为3.15 m。通过对设定的参数进行检验,验证了基于Kolmogorov-Smirnov检验的远程拉曼光谱寻峰算法的准确性和普适性。     

基于KPCA和RBF网络的电子鼻气体识别

提出了将KPCA特征提取和RBF网络识别相结合的气体检测方法,设计了一种用于气体实时检测的电子鼻系统,探讨了核主成分分析(KPCA)和RBF神经网络相结合进行气体识别的可行性.将传感器阵列的动态检测方法应用到电子鼻系统中,对甲苯、乙酸酐、乙醚、丙酮4种气体进行检测,针对响应信息的非线性变化利用KPCA进行特征提取,并作为RBF网络的输入,检测系统重复性和稳定性好,识别率可达87.5%.     

GC和GC／MS对新疆不同产地大麻成分的分析研究

本文报道应用GC和GC/MS对南疆24个县市的9种大麻样品的分析比较,得到30个色谱峰,认定了17个化合物,并用峰面积归一化的方法对其成分进行定量,为刑事侦察、评价大麻质量和正确开发利用提供依据。     

固相微萃取气质联用分析罗勒花和叶的挥发性成分

利用顶空固相微萃取技术(SPME)吸附罗勒花和叶的挥发性成分,采用GC/MS分析鉴定,并用峰面积进行归一化定量。从罗勒的花和叶分别分离出50和55个峰,鉴定出其中的33和43种化学成分,分别占总峰面积的97.7%和94.3%。罗勒花和叶的主要成分均为蒿脑,芳樟醇,樟脑,石竹烯等。     

WGA1000软件系统设计及定量分析方法优化研究

介绍了国内第一款用于录井系统的快速气相色谱-四极杆质谱联用气测仪WGA1000软件系统,说明了其设计原理和用户界面实现方法。该软件系统实现了对仪器的运行状态和参数的精确控制,以及对数据的快速采集与处理,可得到各组分的实时浓度值,并将该结果传送给终端服务系统,最终获得钻井过程中各组分浓度的变化趋势图;通过改进和优化线性校正方法与离子扫描方式,显著提高了气体组分定量计算结果的准确性和重复性。经过长期现场应用及模拟实验证明,WGA1000软件系统结合硬件及数据解析软件系统,能够满足目前气测录井系统在线气体分析仪器的实时监测要求。     

微波-萃取木香挥发性化学成分的气相色谱-质谱分析

采用微波照射 -萃取法提取木香挥发性物质 ,测得木香挥发油的含量为 4.5 % ,利用气相色谱 -质谱( GC/ MS)法分离确认出 48种化学成分 ,占总挥发油的 93 .3 %以上。用峰面积归一化法通过化学工作站数据处理系统得出各化学成分在挥发油中的相对百分含量。方法稳定可靠 ,重现性好 ,适用于中药挥发油的化学成分分析。     

固相微萃取-气质联用法分析新疆和田玫瑰花的挥发性成分

利用顶空固相微苹取技术（HS—SPME）吸附新疆和田玫瑰花中的挥发性成分,色谱-质谱联用技术（GcMs）分析鉴定其化学成分,建立玫瑰花挥发性成分的分析方法。并用峰面积进行归一化定量。试验从玫瑰花中共分离出18个峰,鉴定出其中的16种化学成分,占总峰面积的95．88％。本次试验得出的主要挥发性成分为香茅醇、α香橙烯、2-十三烷酮、异丁香酚甲醚等。该方法分离度好,准确、可靠,为新疆和田玫瑰花挥发性成分的研究提供了分析方法。     

基于前后向拟合的色谱重叠峰分峰方法

针对色谱峰重叠导致定量分析误差大的问题,提出了基于前后向拟合的色谱重叠峰分离方法。通过多次前后向拟合迭代,不断逼近第一个单峰的前沿和第二个单峰的后沿,当计算误差达到设定值时停止迭代;再根据色谱重叠峰相似性原理,分别得到第一个单峰的后沿和第二个单峰的前沿,此时重叠峰即被分离为两个单峰。为了验证前后向拟合算法的有效性,设计了不同重叠程度的色谱峰分离仿真实验,并采用气相色谱 质谱法实测对二甲苯和间二甲苯的分离,并与常规的垂线法、交点垂线法、比例分配法的计算误差进行对比。结果表明,常规方法的最大误差达到29.92%,而前后向拟合方法则可以将误差稳定在1.8%范围内,具有一定的定量分析优势。     

典型环亚胺类毒素大气压化学电离质谱分析

利用离子阱质谱技术分析了两种典型环亚胺类毒素（GYM和SPX1）在大气压化学电离（APCI）条件下的质谱裂解特征,并与电喷雾电离（ESI）质谱法进行了比较。GYM和SPX1在APCI一级质谱分析过程中易形成准分子离子［M+H］⁺峰（基峰）;在二级质谱分析过程中,母离子［M+H］⁺通过丢失H₂O中性碎片形成稳定的特征子离子峰;并结合三级质谱分析,推测了两种毒素的裂解途径。结果表明：大气压化学电离质谱法（APCI-MS）的灵敏度好于电喷雾质谱法（ESI-MS）;液相色谱-大气压化学电离质谱法（LC-APCI-MS²）分析4种不同基质样品中GYM和SPX1的专属性、重复性、稳定性和抗基质干扰能力均好于液相色谱 电喷雾质谱法（LC-ESI-MS²）。综上,APCI-MS法适于典型环亚胺类毒素的分析,本研究可为LC-APCI-MS定性、定量分析不同基质复杂样品中环亚胺类毒素提供参考和依据。     

对测量仪器"示值重复性"评定方法的探讨

“示值重复性”是某些测量仪器的重要精度参数之一 ,它反映测量仪器在同一条件下的随机变化。对不同的测量仪器 ,这一参数具有完全相同的统计学含义。但目前尚未对示值重复性给出一个统一的规范化的评定方法 ,不同的测量仪器的检定规程或标准给出了不同的评定方法 ,因而所作的评定具有很大的随意性。为使示值重复性评定具有一致性和可比性 ,并在测量使用中引用这一参数合成不确定度时具有确定一致的可信度 ,应将示值重复性这一参数视为不确定度分量进行分析和估计 ,给出规范的统一的评定方法。根据统计学原理和有关法规文件 ,将示值重复性作为统计方法估计的 A类分量评定 ,即由测量仪器重复测量数据用 Beseel公式计算标准差 ,按 t分布给出扩展不确定度 ,并给出相应的置信概率和自由度。     

Statistical analysis of repeatability in laser percussion drilling

This study investigates the effect of six parameters in the repeatability of drilled holes in laser percussion drilling process by means of statistical techniques. Peak power, pulse width, pulse frequency, number of pulses, gas pressure and focal plane position were considered as independent process parameters. Experiments were designed with the aim of reducing the number of required experiments. The response surface method was used to develop the models for required responses. The significant factors in the process were selected based on the analysis of the variance (ANOVA). The experiments were conducted in mild steel sheet with a thickness of 2 mm. Each experiment was repeated 35 times in order to investigate the repeatability of the process. The equivalent entrance diameter, percentage of standard deviation of entrance diameter (%STD Eq Dia), circularity (ratio of minimum to maximum Feret’s diameter) and its standard deviation (STD circularity) were selected as process characteristics. The %STD Eq Dia and STD circularity, respectively, show the repeatability of equivalent diameter and circularity in the process. The results show that the process of drilling smaller hole diameters is more repeatable than drilling larger holes. Pulse width, gas pressure, focal plane position, peak power and number of pulses, respectively, have significant effect on the repeatability of hole diameter and circularity. Pulse frequency has no significant effect on the repeatability of the process.     

7-氯-2-氧代庚酸乙酯的GC分析及

采用气相色谱法对7-氯-2-氧代庚酸乙酯产品进行纯度测定,同时分离并分析了其中主要的微量杂质,该杂质为7-氯-2-氧代庚酸乙酯生产过程中产生的副产物。采用气相色谱-质谱联用法对7-氯-2-氧代庚酸乙酯产品进行了分析,通过解析7-氯-2-氧代庚酸乙酯及其主要杂质的质谱数据推断出该杂质为6-氯己醛。     

SVM在混合气体光谱分析中的应用

针对混合气体多维光谱定性和定量分析中组分气体吸收谱线重叠、定性和定量分析无法使用同一方法、训练样本数目有限及输入光谱的维数等难题,将支持向量机应用于混合气体多维光谱分析中,利用核函数将重叠的多维光谱数据进行高维空间变换后求得SVM回归模型,可同时进行混合气体组分浓度的定量分析和组分种类的定性分析.在混合气体为天然气的组分浓度和组分种类分析实验中,组分浓度的最大误差为1.74%;组分种类的识别准确率大于94.87%,效果明显优于其他方法,为混合气体多维光谱分析提供了新的方法.     

葡萄籽中挥发性成分的气相色谱-质谱分析

采用同时蒸馏萃取的方法,对产于辽宁鞍山海城地区的巨峰葡萄籽的挥发油进行了提取。采用气相色谱-质谱技术进行了分离和鉴定。共鉴定出13种化合物。它们是2,6-二叔丁基对甲酚、2-乙基-1-乙醇、壬醛、α-蒎烯、3-蒈烯、d-苎烯等。同时运用峰面积归一化法测得各化学成分在挥发油中的相对百分含量。