野葛与粉葛的二维红外相关光谱鉴别

采用傅立叶变换红外(FTIR)光谱法并结合二维红外相关光谱(Two-dimensional Infrared Correlation Spectroscopy)分析技术,对野葛与粉葛进行无损快速鉴别研究。野葛和粉葛均为葛藤属植物,其外形极其相似,加工成粉末后更易混淆,但两种葛根的疗效并不完全相同,因此通过红外光谱法可对其进行无损快速鉴别研究。两种药材在一维红外光谱上略有差别,因此需要借助二阶导数光谱和二维红外光谱对其进行进一步的研究。结果表明,通过野葛与粉葛的红外光谱并结合二维相关光谱完全可以将其区别开来。该方法快速、准确,对中药的鉴别提供了一种新的方法和手段。     

岗梅与毛冬青的二维红外相关光谱鉴别研究

采用红外光谱法(FTIR)并结合二维相关光谱(Two-dimensionalInfrared CorrelationSpectrocopy)分析技术,对岗梅与毛冬青进行无损快速鉴别研究。岗梅与毛冬青皆为冬青属植物,其外形极其相似,加工成饮片后更易混淆,因此通过红外光谱对其进行无损快速鉴别研究。两种药材在一维谱上几乎没有显著差别,因此需要借助二阶导数谱和二维红外光谱对其进行进一步的研究。结果表明:通过岗梅与毛冬青的红外光谱并结合二维相关谱完全可以将其区别开来。该方法快速、准确,对中药的鉴别提供一种新的方法和手段。     

二维红外相关光谱在两面针与单面针鉴别中的应用

利用傅里叶变换红外光谱法及二维红外相关光谱法对两面针与单面针进行研究,探讨其一维、二维红外光谱特征及其差异,为快速鉴定两面针样品提供依据。两面针与单面针均为芸香科花椒属木本植物,均可入药,2者外形极为相似,药材市场常用靡价的单面针制成饮片冒充两面针。本实验结果表明:两面针与单面针的一维红外光谱差别甚小,但通过二阶导数光谱结合二维傅里叶红外光谱的方法可以将2者完全区分开采。本方法快速、廉价、有效,对两面针的鉴别提供一种新的方法和技术。     

真伪天麻二维相关红外光谱法的鉴别研究

本文采用红外光谱法并结合二维相关(Two-Dimensional Correlation Spectroscopy)分析技术,对药用天麻和伪品天麻(芭蕉芋)进行了无损快速鉴别研究。天麻和芭蕉芋在外观上很相似,都是成椭圆或扁卵圆形的块茎,皱缩而稍弯曲,并且在一维谱图上差别很细微,而在二维谱图上显示出较大的差别。在800～1500cm~(-1)波段范围内,天麻在同步图上有二个较强的自动峰,分别在1237cm~(-1)和1415cm~(-1)附近,而芭蕉芋有四个较强的自动峰,在1024、1055、1194、1225cm~(-1)附近,1400cm~(-1)处也有相关峰,但是较微弱,二维相关谱可以提高谱图的分辨率,增加谱图的识别能力,可用于药材真伪品的鉴别。该法快速、准确,为客观评价中药材的来源提供了一种新的方法和手段。     

三种紫苏子的红外光谱分析与鉴定

采用红外光谱三级鉴定法和整体解析法对来源地均为河北的三种紫苏子进行分析研究。结果显示:三种紫苏子样品红外光谱中,都有2927,2854,1745,1160 cm~(-1)附近表征油脂类的主要特征峰以及1655和1535 cm~(-1)附近表征蛋白质的主要特征峰。但三种紫苏子油脂与蛋白质特征峰的相对高度差异较大,说明二者在三种紫苏子中的相对含量不同。二阶导数红外光谱中,出现了1709 cm~(-1)附近属于有机酸类的特征峰;此外,三种紫苏子样品在1720~1530 cm~(-1)、1400~1020 cm~(-1)波段的谱峰有显著差异。二维相关红外光谱中,三种紫苏子样品在1400~1800 cm~(-1)、900~1300 cm~(-1)两个波段主要自动峰位置差异不大,不同之处在于自动峰间的相对强度。运用红外光谱三级鉴定和整体解析法可快速、全面分析鉴定三种紫苏子,为紫苏子种质鉴别和紫苏资源的开发利用提供研究思路和方法。     

栽培与野生丹参的红外光谱三级鉴定研究

红外三级鉴定法可以区别和鉴定栽培和野生丹参,红外三级鉴定包括普通红外光谱、二阶导数谱和二维红外相关光谱,并且表观分辨率逐渐提高。栽培与野生丹参一维谱图峰形相似度很高,只是吸收峰波数有一定的差异。二阶导数谱则可看到在1500~1180cm-1波段栽培丹参在1410cm-1处有单峰,而野生丹参则出现分叉峰,分别在1420cm-1、1406cm-1处。在1180~850cm-1波段,栽培丹参在993cm-1、872cm-1处有比较强的吸收峰,而野生丹参在1032cm-1处有比较强的吸收峰。二维红外相关光谱中差异更明显,在1170~860cm-1波段,野生丹参在950cm-1处有很强的自动峰,而栽培丹参在此没有吸收峰;1500~1170cm-1波段野生丹参的峰强度要较栽培丹参大,依据自动峰的不同可以很容易的分辨出栽培与野生丹参。红外三级鉴定方法是一种快速有效的鉴定中药材的方法。     

二维异核相关实验方法的比较研究

本工作在实验的基础上对几种同类功能的二维异核相关实验的优势和局限进行讨论。结果反映核磁共振具有实验方法多样化的技术特点,并重要指出:在实际工作中,为获取丰富和可靠NMR谱图信息,核磁共振工作者应该根据实验目的、样品特点和拟解决的问题对实验方法与实验参数进行合理的选择。     

基于牛顿反射式红外系统的二维转台的结构设计与有限元分析

针对轻武器红外光学瞄具稳定性检测的需求,设计了一种基于牛顿反射式红外系统进行工作的电动二维精密转台。利用CATIA建立了电动二维精密转台的三维模型,该二维精密转台采用小型二维U形转台结构形式,采用直流力矩伺服电机直接驱动和24位绝对式轴角编码器进行角度测量。通过有限元分析软件PATRAN对转台的关键部件进行热力学分析与模态分析,获取转台的应力分布云图。云图结果表明,其设计方案可行,结构合理。     

傅里叶变换红外光谱应用于难治性细菌性阴道病诊断研究

利用一维傅里叶变换红外光谱法及二维红外相关光谱法对难治性细菌性阴道病患者与正常妇女分泌物进行研究,探讨其一维、二维红外光谱特征及其差异,为快速诊断难治性细菌性阴道病提供依据。实验结果表明,病患者分泌物的一维红外光谱主要具有如下特征:与蛋白质、核酸、肽聚糖相关红外吸收峰的峰强比I3380/I1460和I1550/I1460,I1080/I1460,I1026/I1460明显升高,表明分泌物中蛋白质、核酸、壳聚糖的含量升高,而与脂类相关的I2925/I1460则低于正常值表明分泌物中脂类含量降低。此外,患者酰胺I带波数明显降低,显示其蛋白质二级结构组成与正常人的有明显差异;结合二阶导数光谱和二维红外光谱可以将患者与正常人的分泌物完全区分开来。初步研究表明,FT-IR有可能为快速诊断难治性细菌性阴道病提供一种新的方法和技术。     

二维流场测量技术:PIV

PIV是一种无扰动的二维流场测量技术，近10年来随着计算机技术，图像处理技术的快速发展，PIV技术有了长足的发展，作者在与爱丁堡大学物理系合作的基础上，利用互相关分析方法，完成和完善了单镜头，双CCD的PIV系统，并已成功地应用在重点实验室的二维流速测量中。     

红外光谱法与党参及其伪品夜关门的分析与鉴定

采用红外光谱三级鉴定法分析鉴别党参及其伪品夜关门。伪品夜关门一维红外光谱图和二阶导数谱分别与草酸钙标准谱图相比较,都验证该药材中含有一定量草酸钙。此外,谱图还验证党参及其伪品夜关门都在不同程度上含有糖苷类化合物和有机酯类化合物,而不同的是党参所含芳香类化合物高于夜关门。该方法不仅可以快速有效地鉴别党参及其伪品夜关门,还提供两者的有机酯类化合物以及芳香类和糖苷类化合物具有很大差别的一些有用的结构信息。因此,运用红外光谱法可以快速有效地分析和鉴定党参及其伪品夜关门。     

基于近红外漫反射光谱检测鸡蛋品质

对利用傅里叶变换近红外漫反射光谱快速检测鸡蛋品质和鸡蛋存储时间的可行性进行了探讨。运用偏最小二乘法(PLS)构建了用于鸡蛋哈夫单位、蛋白pH值、蛋形指标等鸡蛋品质和存储时间的光谱模型,采用交互验证决定系数R2cv,交互验证均方根误差(RMSECV)对模型精度进行了评价。结果表明,模型经优化后哈夫单位、蛋白pH值、蛋形指标和存储时间的光谱模型的R2cv分别为0.86、0.84、0.26和0.92,RMSECV分别为7.52、0.17、0.05和1.37。这些结果表明除蛋形指标外,模型具有较好的准确性和预测能力,能够满足鸡蛋品质新鲜度快速无损检测的要求。随着储存时间的变化,除了蛋形指标无变化外,其它各项指标与储存时间都存在较高的相关性,符合新鲜鸡蛋变化趋势。     

基于Huber回归的漫射相关光谱组织血流测量方法

将Huber回归算法应用于漫射相关光谱这一相对较新技术中,通过N阶线性算法(Nth-order linear algorithm,NL algorithm)从光电场时间自相关数据中稳健地提取血流指数(Blood flow index,BFI)。NL算法可以从不规则几何形状的组织中提取血流指数,其准确性依赖于迭代线性回归。本文首次提出将Huber回归与NL算法相结合,并通过计算机模拟将Huber回归与传统的普通最小二乘法(Ordinary least square,OLS)回归进行了比较。结果表明,Huber回归提取血流指数比OLS方法更准确。与误差率为4.58%的OLS方法相比,Huber对应的误差率更小(3.54%),表明了其未来的临床应用潜力。     

红外光谱技术的近代进展及其应用

对红外光谱技术的近代进展,如漫反射、衰减全反射、联用技术、差谱技术和数据压缩等及其应用作了简单地介绍。     

用二维相关近红外谱和多维主成分分析判别掺杂牛奶

为了有效地提取牛奶中微量的掺杂物特征信息,提出了基于二维相关近红外光谱多维主成分分析（MPCA）和最小二乘支持向量机（LS-SVM）判别牛奶掺杂物的方法。首先,采集纯牛奶、掺杂尿素牛奶和掺杂三聚氰胺牛奶的一维近红外谱,并对其进行相关计算,构建各样品的二维相关近红外谱。然后,采用多维主成分分析法分析二维相关谱矩阵,压缩数据,提取相关谱的得分矩阵。最后,将提取的得分矩阵输入最小二乘支持向量机,分别建立掺杂尿素牛奶、掺杂三聚氰胺牛奶及两种掺杂牛奶与纯牛奶的LS-SVM判别模型。用所建模型对测试集未知样品进行了判别,结果显示其判别正确率分别为92.3%,96.2%,92.3%。研究结果表明：所提出的方法不仅有效提取了牛奶中掺杂物的特征信息,而且缩短了建模所需时间,取得了较好的判别效果。     

基于功能近红外光谱的多生理脑力疲劳检测

脑力疲劳会引起人机系统绩效下降甚至引起安全事故,因此实时检测疲劳状态具有重要意义。虽然关于脑力疲劳检测的研究较多,但仍未有统一生理标准。由于疲劳的复杂性,多生理检测法已经成为一种趋势,但是会增大设备复杂度。功能近红外光谱能够通过测量人大脑皮层的血氧活动而间接反映脑认知功能,近红外信号中的心动和呼吸信号属于生理活动的敏感信息,但是常被作为干扰去除,因此造成了信息丢失。为增强近红外的生理信息含量并建立多生理疲劳检测模型,从近红外信号中提取出心动和呼吸作为新的敏感特征,并结合均值斜率等常规特征构建基于支持向量机的脑力疲劳检测模型。研究采用60 min 2-back任务诱导疲劳状态,利用近红外测量了15名被试包括前额(PFC)共计10个通道的脑皮层近红外信号。研究结果证实了提取出的心动和呼吸特征对疲劳敏感,且增大了疲劳识别的准确性(84%→90%)。因此,所建立的模型能够有效地检测脑力疲劳并且降低了多生理脑力疲劳检测设备的复杂度。