石榴石族宝石的拉曼光谱研究及鉴别

石榴石族单晶体之间的常规鉴别较难实现,另外,市场上存在较多的黄色钙铝榴石多晶质集合体,并常被用于冒充黄色翡,同样鉴定难度较大.本文通过对各类石榴石单晶体和钙铝榴石多晶质集合体的拉曼光谱测定和分析,得出石榴石中归属于[SiO4]四面体Si-OStr、Si-OBend引起的拉曼位移(A1g模),会随着金属阳离子种类的变化发生规律性偏移,据此可实现石榴石族宝石的品种鉴别;钙铝榴石多晶质集合体的特征拉曼位移在874cm-1、543cm-1、368cm-1附近,与翡翠的拉曼光谱存在明显的差异,容易鉴别.     

鞋底材料的差分拉曼光谱可视化快速鉴别

利用差分拉曼光谱技术和决策树模型,建立了常见鞋底材料种类鉴别的分类模型,为鞋底材料种类鉴别提供了一种新方法.通过前期谱图预处理后,根据样本主要成分的不同对样本进行分类,然后利用主成分分析和层次聚类分析验证分类结果;基于分类结果建立分类树模型,最终对51个样本实现了整体分类正确率为98.0％的识别分类,经交叉验证后正确率...     

基于密集连接网络模型的致病菌拉曼光谱分类

细菌拉曼光谱信号弱、相似度高且易被噪声干扰,使用传统机器学习方法对其分类时必须进行繁杂的光谱预处理,效率低下。为提高细菌拉曼光谱分类的准确率和效率,提出了一种基于密集连接的一维卷积神经网络模型Ramannet,无需额外的光谱预处理就能有效完成光谱分类。实验结果表明,Raman-net对Bacteria-ID公开数据集中30种细菌低信噪比拉曼光谱的分类准确率为84.26%,显著高于传统机器学习方法及对比方法。对于碳青霉烯类抗生素敏感和耐药的2种肺炎克雷伯菌表面增强拉曼光谱,Raman-net取得了99.16%的分类准确率。这表明对于细菌的普通拉曼光谱和表面增强拉曼光谱,Raman-net无需光谱预处理就能取得较好的分类效果,为致病菌的拉曼光谱鉴定提供了一种快速有效的方法。     

基于激光拉曼光谱的氯苯低浓度探测

采用激光拉曼光谱技术对氯苯的25种不同浓度的CCl4溶液进行了分析。研究结果表明,在253~0.44g/L范围内,氯苯及CCl4振动拉曼光谱强度比与氯苯浓度呈线性关系,利用最小二乘法拟合得到线性相关系数为0.995。激光拉曼光谱技术具有快速、无损、样品无需预处理等优点。该研究为有机分子的低浓度测量及定量分析提供了一种可行的光谱测量方法。     

玻璃碎屑同一性认定的激光拉曼光谱研究

本文报道利用激光拉曼光谱对不同现场、不同种类的汽车挡风玻璃和车灯玻璃的碎屑进行检测。实验证明，这是一种对玻璃碎屑进行同一性认定的可靠的、微量的定性以及定量的检验方法。     

基于拉曼光谱的鼻咽癌与正常鼻咽细胞株的分类研究

高空间分辨率的共聚焦显微拉曼光谱技术从分子水平上提供了生物分子成分和结构的指纹性信息。以鼻咽癌细胞株C666-1、CNE2和正常鼻咽细胞株NP69为对象,利用拉曼光谱探索和分析癌细胞株与正常细胞株之间的差别。结果表明:谱峰比I1449/I1657(1.10)可以准确地将鼻咽癌与正常鼻咽细胞株分成两组,这一结论与相关支气管癌组织的报道结果一致;此外,采用主成分分析方法说明3种细胞株的拉曼光谱之间存在统计学差异,并以线性判别分析方法对其进行统计划分,灵敏度和特异性分别达到90%和100%。这些结论可以为拉曼光谱技术用于NPC的临床诊断提供依据,并有可能为鼻咽癌的早期诊断提供有益参考。     

基于主成分和多类判别分析的可见-红外光谱水蜜桃品种鉴别新方法

提出了一种用可见-近红外漫反射光谱技术快速鉴别水蜜桃品种的新方法.应用可见-近红外光谱仪测定三个品种水蜜桃的光谱曲线,再用主成分分析法对不同品种样本进行聚类分析,获取了水蜜桃可见-近红外光谱的特征信息,同时结合多类判别分析技术建立水蜜桃品种鉴别的模型.对经过预处理的光谱数据进行主成分分析,分析表明,以样本在第一主成分和第二主成分上的得分做出的二维散点图,对不同种类水蜜桃具有很好的聚类,能定性区分不同种类水蜜桃;经过主成分分析得到的前8个主成分的累积可信度已达94.38%,说明这8个变量能够代表绝大部分原始光谱的信息.从75个样本中随机抽取60个样本用于建立8个主成分变量的多类判别分析品种鉴别模型,余下的15个样本用于验证,准确率为100%.说明本文提出的方法具有明显的分类和鉴别作用.     

激光显策拉曼光谱对恐龙化石的研究

本文分析了用激光显微拉曼光谱仪测试的楚雄州不同是期、不同地点的6个恐龙化石样品的拉曼谱，确定了其表面主要成分均为CaCO3。实验观察到284cm^-1（CO3^2-的整体振动）谱峰的强度变化可能与年代相联系。实验结果为建立楚雄州恐龙化石拉曼光谱数据库提供了重要资料。     

真假百元人民币的拉曼光谱研究

采用拉曼光谱作为分析手段,以近红外激光785 nm波长激发,获得了真、假一百元人民币在固定人像水印、全息开窗安伞线、隐形面额数字和光变油墨数字等处的谱图.发现真币与假币的谱图有明显差别,而且不同来源的假币的拉曼光谱也存在着可分辨的差异.研究表明,利用拉曼光谱的分子指纹和微区分析能力,不仅对伪造、变造人民币的识别有重要价值,而且可以分辨不同来源的假币.     

基于近红外漫反射光谱的盐酸左西替利嗪片判别分析

当前市场上的药品种类繁多,因此对不同厂商的同类药品进行识别分析对规范医药市场及保障人民用药安全有重要现实意义.实验采用基于傅里叶变换近红外漫反射光谱的光谱判别分析方法,结合矢量归一化方法和导数方法对光谱进行预处理,对不同品牌的盐酸左西替利嗪片建立定性识别模型,并用验证集样品对模型进行验证。验证结果表明,通过光谱库判别分析法建立识别模型不能正确识别同一厂家的两种样品,但对不同厂家盐酸左西替利嗪片的识别正确率为100%,该方法可以用于不同企业同类药品的快速定性识别和质量控制.     

基于XGBoost算法的新冠病毒拉曼光谱感染诊断

新型冠状病毒的出现给全球经济、公共安全等方面带来严重损失,快速且准确地诊断新冠病毒对控制疫情爆发尤为重要.将机器学习与拉曼光谱技术结合,选取157份(包含确诊和健康)血清样品对应的拉曼光谱数据作为样本.首先使用Min-max方法对样本数据归一化、Savitzky-Golay方法对光谱平滑滤波和线性判别分析方法LDA对光...     

拉曼光谱技术的新进展

新的科学仪器可促使科研更加深入地发展,使化学和物理学的研究能深入到物质的内部.激光器的出现对进一步了解分子结构及其动力学状态所起的作用,也许是说明仪器的开发与科学进步之间密切关系的一个最好的例子.新型激光源的不断发展,促进了新的光谱学方法的开发,并使经典的光谱技术再生,指导着新的概念、材料和技术的开发.     

消化系统肿瘤的拉曼光谱研究

综述了近几年拉曼光谱技术在胃癌、食管癌、肠癌等消化系统肿瘤诊断中的研究现状,并展望了拉曼光谱技术在肿瘤诊断领域中的研究前景。     

牛顿插值多项式-导数光谱无损检测车用保险杠

为了提高检验鉴定效率、降低检验鉴定成本，实现对案件现场车用保险杠碎片的快速无损检测，采用了基于红外指纹光谱结合牛顿插值多项式、光谱求导和判别分析的车用保险杠鉴别方法。采集并获取奥迪等6种品牌共计40个不同型号的车用保险杠样本的红外光谱，选择牛顿多项式插值、光谱求导等方法建立了判别模型。结果表明，基于指纹区波段建立的判别模型总体准确率(80.0%)高于全波段模型(77.5%)，指纹区光谱结合4次牛顿插值多项式处理后的判别准确率可到85%，经1阶导数处理后判别准确率可达100%，以判别函数DF₁和DF₂作为判别轴构建判别分类模型，6种品牌的样本均实现了100%的准确区分；红外指纹光谱结合4次牛顿插值多项式、1阶导数和判别分析可实现车用保险杠品牌快速、无损鉴别，且模型检测精度高。该方法具有普适性和一定的借鉴意义。     

基于拉曼光谱的乙肝与丙肝鉴别技术的研究

本研究利用血清拉曼光谱结合模式识别技术直接 对乙肝和丙肝进行分类。实验中 测量了480名乙肝患者和346名丙肝患者的血清样本用于分析。通过基线校正对采集到的原始 光谱进行预处理,然后使用主成分分析技术(PCA)降低光谱数据维度提取有效的光谱数据 特征,最后使用支持向量机(SVM)等算法评估乙肝与丙肝之间的差异。本文研究了粒子群 优化(PSO)和网格寻优(GS)两个不同寻优算法的支持向量机模型对乙肝患者和丙肝患者 分类,此外还通过学习矢量量化(LVQ),极限学习机(ELM),线性判别分析(LDA)等模 式识别算法对乙肝和丙肝分类与支持向量机模型进行了对比。在当前的研究中,PSO-SVM算 法模型取得了最佳的分类性能,准确率达到96.74%。本研究结果表明 ,血清拉曼光谱技术结 合PCA-PSO-SVM算法用于区分乙型肝炎和丙型肝炎具有很大的潜力,该技术可用于乙肝和 丙肝的区分。     

远程激光拉曼光谱探测系统前置光学系统设计

为实现远程物质高空间分辨力的拉曼光谱探测,设计了共孔径远程激光拉曼光谱探测系统的前置光学系统。光学系统采用共孔径结构,实现了激光发射系统、拉曼光收集系统及微区成像系统的共孔径、共光轴。设计的光学系统能够对激光进行聚焦以缩小激光光斑尺寸,使系统具有优于0.125 mrad的空间分辨率。该拉曼光收集透镜有效通光口径为50 mm,拉曼散射光在耦合透镜焦平面上的像高小于25m,可以与50m狭缝宽度的光谱仪进行空间光耦合,也可使用50m芯径的光纤来耦合光学系统与光谱仪。该系统可用于远距离物质的激光聚焦、拉曼光谱探测及微区成像。     

用激光拉曼光谱研究乙醇对水分子氢键的影响

为研究少量乙醇分子对纯水中氢键作用的影响,测量了0~10%体积浓度区间乙醇-水溶液和纯水中羟基伸缩振动的激光拉曼光谱,并根据不同样品拉曼光谱间的差分光谱分析了低浓度溶液中乙醇分子的水合作用。研究结果表明:当向纯水中加入少量乙醇分子至4%体积浓度的过程中,水分子的四面体氢键网状结构得到扩大,同时乙醇分子疏水基团周围的水分子间氢键作用也得到加强;随着溶液中乙醇浓度的增加,乙醇分子间由于疏水水合作用逐渐聚集到了一起,造成溶液中疏水基团与水分子总的作用面积减少,溶液中的水分子氢键网状结构变得松散,最终一些水分子会脱离氢键网状结构并以大小不等的团簇存在于溶液中,而乙醇分子的亲水基团则与其周围的自由水分子通过氢键缔合在一起。     

远距离物质拉曼光谱探测系统

为了实现远距离物质的识别检测,设计和建立了脉冲门控非接触式的拉曼光谱探测系统,利用强脉冲激光的高能量密度（~106 W）增强被探测物质的拉曼散射信号,通过大口径透镜系统提高拉曼光收集效率,同时采用同步延时系统控制ICCD的开启和积分时间,有效地去除背景光和荧光的干扰,提高信噪比,从而显著增加拉曼光谱探测距离。初步研究了不同通光口径对探测能力的影响,以及在950 mm的探测距离上获得了清晰的硫元素和纯净水的拉曼光谱信号。