法布里干涉近红外光谱仪测定烟草品质成分

法布里干涉近红外光谱仪是近年新出现的一种基于微机电制造技术的近红外光谱仪,具有高性能、重量轻、体积小、无移动部件等特点,非常适用于现场、在线分析。本研究采用Axsun便携型近红外光谱仪采集了148个烟草样品的近红外光谱,分别针对烟碱、总糖、还原糖、总氮和蛋白质建立了定量校正模型。结果表明,烟碱、总糖、还原糖、总氮和蛋白质的模型维数分别为9、5、7、7和6,决定系数（R2）分别为99.18%、93.68%、89.10%、98.24%和87.87%,校正集均方根误差（RMSEC）分别为0.11、1.03、1.27、0.05和0.44,验证集均方根误差（RMSEV）分别为0.18、1.06、1.32、0.08和0.53,相对预测性能（RPD）分别为6.03、3.41、2.59、4.37和2.10,外部验证集均方根误差（RMSEP）分别为0.28、0.88、1.56、0.11和0.42。F检验结果表明,各模型校正集及其外部验证集的预测值和化学值具有极显著的相关关系。本研究表明,Axsun便携型近红外光谱仪可以保证烟草成分定量校正模型的精度,实现近红外光谱分析向样品现场检测、田间作物现场分析等方面的进一步推广。     

变量优选在纺织品棉含量近红外分析中的应用

为实现用较少的变量建立适当的模型,以准确预测未知棉涤样品的棉含量,用NIRFlex N-500近红外光谱仪采集297个棉涤样品的光谱,用蒙特卡罗无信息变量消除法(MC-UVE)对变量进行筛选,偏最小二乘法(PLS)建立棉含量的定标模型,根据各个模型所用的样品数、交叉验证均方根误差(RMSECV)、预测集均方根误差(RMSEP)和预测相关系数(r)评价定标模型的精度和稳定性。结果表明:通过上述数据预处理方法进行变量筛选后,用PLS建立的校正模型不仅使数据的运算量大幅度降低,还能很好地预测未知样品的棉含量,使得基于近红外光谱的棉涤样品中棉含量的定量分析方法进一步简化。     

近红外光谱法快速检测丹参药材中水分含量

目的:应用近红外光谱技术建立快速测定丹参药材中水分含量的方法。方法:利用烘干法测定样品中水分的含量,运用偏最小二乘法(PLS)建立其含量与NIR光谱之间的多元校正模型,对未知样品进行含量预测。结果 :建立的水分校正模型决定系数(R2)、交互验证均方根偏差(RMSEC)、预测均方根偏差(RMSEP)分别为0.98823、0.0213、0.0287。结论 :此方法具有快速简便、准确无损的特点,可以应用于丹参中水分含量的快速检测。     

微型近红外光谱仪的软件开发与实验

在LabVIEW平台上对MicroNIR-1700微型近红外光谱仪开发了便携式近红外光谱检测系统。利用LabVIEW结合数据库开发的光谱仪测量分析处理程序,实现了光谱仪控制、样品指标测量、样品信息管理和系统使用权维护等功能。光谱的重复性试验和幸水桃的可溶性固形物含量实测试验表明,光谱仪在波长1000~1600nm范围内具有较高的重复性,实测试验中定标模型的校正集和预测集的相关系数r分别为0.902和0.867,均方根误差RMSECV和RMSEP分别为1.091,1.158,系统能满足一般实际应用的需求。     

近红外定量分析自然风干花生油酸和亚油酸及棕榈酸含量的探索

近年来,近红外光谱分析技术在农作物育种中得到广泛应用。利用近红外定量分析技术,改进花生含有的主要不饱和脂肪酸组分近红外模型,对进一步开展花生品质育种具有重要意义。利用来源不同、种皮颜色不同、粒型不同的材料,建立起自然风干花生种子油酸、亚油酸和棕榈酸含量的近红外定量分析模型。经探索,花生种子的最佳光谱预处理方法均为"一阶导数+矢量归一化法",油酸含量谱区范围为8 717.1~5 446.3cm~(-1)(厘米波数),维数为9,模型的决定系数(R~2)为89.16,均方差(RMSECV)为2.62;花生种子亚油酸含量谱区范围为9 666~5785.7cm~(-1),维数为9,模型R~2为90.85,RMSECV为2.00;花生种子棕榈酸含量谱区范围为8 717.1~5 446.3cm~(-1),维数为8,模型R~2为79.21,RMSECV为0.525。该模型的构建在花生品质育种有很大作用。     

AOTF-近红外光谱快速鉴定黄芩提取物中黄芩苷的含量

目的研究分析AOTF-近红外光谱(Near Infrared Spectrum Instrument,NIRS)在鉴定黄芩中提取物黄芩苷的含量的作用。方法收集10个不同厂家100批黄芩提取物样品,采用AOTF-近红外光仪对样品近红外光谱进行采集,通过HPLC法测定黄芩苷含量,采用偏最小二乘法(PLS)法建立黄芩苷NIR广谱信息及含量间矫正模型。结果建立的最优校正模型R2=0995,RMSEC=0.441,RMSECV=2.260;外部验证,r2=0.987,RMSEP=0.485,平均回收率为100.191%。结论在不同厂家黄芩提取物黄芩苷含量测定中,AOTF-近红外光谱能实现大批量样品检测分析,其具有的快速、准确、无损等优势,可积极推广和应用。     

近红外光谱快速分析法在坤宝丸检测中的应用

目的:采用近红外光谱法对坤宝丸药粉中芍药苷含量进行快速测定。方法:以HPLC分析值作为参照,采用近红外漫反射光谱技术采集坤宝丸药粉的近红外光谱,结合偏最小二乘法建立芍药苷含量的快速测定方法,并对未知样品进行含量预测。结果:建立芍药苷校正模型R,RMSEC(%)、RMSEP(%)分别为0.96,2.708,0.44。对预测集样品预测平均相对偏差为4.2%。结论:该方法简便、快速、无损,可用于坤宝丸的快速定量分析。     

应用光程校正空间法提升近红外无创生化分析模型性能

由于采用血流容积差光谱相减法进行近红外无创生化分析得到的样品光谱光程不定,很难得到高性能的定标模型,本文提出采用光程校正空间法来消除光程差异,提升定标模型性能.首先,介绍了净信号分析的原理和校正空间的获取方法;根据血流容积差光谱相减法的特点,提出了采用光程校正空间获取待测组分净信号的方法.然后,以含葡萄糖的脂肪乳溶液为例,通过光程校正空间获取葡萄糖净信号,建立定标模型.实验结果表明:相比没有处理光程直接建立的定标模型,采用光程校正空间后所建立的模型相关系数(R)从0.9781提升到0.9977,定标均方根偏差(RMSEC)从77.52 mg/dL下降到25.02 mg/dL,交叉验证均方根偏差(RMSECV)从93.01 mg/dL下降到68.22mg/dL.结果显示,采用光程校正空间的净信号分析能够有效抑制光程差异对定标模型的影响,为血流容积差光谱相减法的实际应用奠定了基础.     

土壤有机质近红外光谱分析组合波长的优选

以分析85份吉林省北部黑质土壤样品有机质含量为例,研究了利用多元散射校正和相关光谱法对定标波长的优选,并根据经验和参考波长理论对所建立的模型进行逐步优化。最终得到定量模型的相关系数为0.90,定标标准差(RMSEC)为0.36%,交叉检验标准差(RMSECV)为0.40%,该结果与采用偏最小二乘算法(PLS)对土壤连续谱进行定标的结果相当。结果表明,利用该方法建立的模型简单、稳定,可以为吉林省北部黑土质土壤养分状况普查和便携仪器的研制提供参考。     

FT-NIR光谱法测定烟叶中钙、镁元素

采用傅立叶变换近红外光谱仪对220个烟叶样品进行光谱采集,用偏最小二乘法建立钙元素和镁元素的校正模型,并通过剔除异常值优化模型。模型经过优化后的结果:钙元素近红外模型的R2值、SEE值、SEP值和RPD值分别为98.39%、0.11、0.15和5.7,模型因子数为14;镁元素近红外模型的R2值、SEE值、SEP值和RPD值分别为89.39%、0.04、0.06和2.2,模型因子数为14。用F检验和t检验说明近红外模型的预测值和化学值之间没有明显差异。结果表明,近红外光谱法可用于烟叶中的钙、镁元素的同时快速定量测定。     

基于近红外光谱分析技术的绿茶生产日期快速鉴别（英文）

针对现有方法检测绿茶生产日期的不足,采用控制生产日期单一变量的方法,利用近红外光谱分析技术结合偏最小二乘法对其进行无损伤检测。首先对原始光谱进行五点平滑和一阶微分预处理,并利用移动窗口-BP神经网络算法(MW-BP-ANN)提取特征光谱变量。然后采用偏最小二乘算法验证方式建立校正模型,并采用预测均方根误差(εRMSEP)、相关系数(Cp)和相对分析误差(σRPD)来评价模型质量。当主成分数为9时获得最优模型,3个评价指标分别为19.965,0.943和3.07。研究结果表明,近红外光谱结合偏最小二乘法可用于对绿茶生产日期的快速无损伤检测。     

近红外光谱法快速测定葛根中的五种成分

本文应用近红外光谱技术建立了快速检测葛根中有效成分的方法。研究了优化分析葛根总异黄酮、葛根素、大豆苷、淀粉和粗蛋白含量数学模型的各种条件,结果表明:建模样品集的化学值(又称真值)与近红外预测值的相关系数分别为:葛根总异黄酮R= 0.9752,葛根素R=0.9839,大豆苷R=0.9659,淀粉R=0.9628,粗蛋白R=0.9829;检验样品集的化学值与近红外预测值的相关系数分别为:0.9818,0.9752,0.9772,O.9737和0.9798。说明所建模型具有实际应用价值。     

短波近红外模拟测定农药乳油中的有效成分含量

农药的质量直接关系到食品安全和环境状况,农药有效成分含量是否与标明含量一致是其质量控制的主要方面。本文采用短波近红外谱区对高效盖草能乳油制剂的活性成分进行定量分析,并和传统的近红外一倍频谱区分析结果加以比较。结果表明,短波近红外模型的R2、RMSEC、RMSEP和RPD分别为97.37%,0.73,1.06和4.05,可以用于乳油制剂的现场快速定量测定。该方法具有简便、快速价廉、易于推广应用等优点。     

小波包正交校正法用于近红外光谱的干扰消除

提出了一种扣除背景和噪声干扰的新方法-小波包正交校正法.首先将原始光谱进行离散小波包变换,消除噪声及部分背景信息,然后采用正交信号校正法滤除与分析物浓度无关的全部信息.与单纯的离散小波包变换及正交信号校正方法相比,小波包正交校正法能有效地扣除背景和噪声干扰,使模型具有更强的抗干扰能力,提高了模型的预测精度.用该法对牛奶样品的近红外光谱进行处理,并将扣除干扰后的数据采用偏最小二乘法建立校正模型,其脂肪、蛋白质和乳糖的预测均方根误差分别为0.086 5%、0.093 6%和0.111 5%,实现了牛奶样品常规组分的定量分析,进一步证明这种算法是切实可行的.     

基于滤光片型NIR光谱仪快速测定完整大豆蛋白含量的研究

采用滤光片型近红外光谱分析仪对来自全国各地的38个完整颗粒大豆样品中蛋白质的含量进行快速测定的研究,根据凯氏定氮法测得蛋白质含量,运用偏最小二乘法(PLS)建立完整大豆的蛋白质校正模型,其校正相关系数0.935,预测相关系数0.946,最大相对误差为2.47%,平均相对误差1.36%,预测均方差0.59,试验证明该滤光片型近红外光谱仪快速检测完整大豆的蛋白质含量具有较高的检测精度,能满足生产、加工及流通等环节快速检测蛋白质含量的需要。     

应用近红外光谱技术预测面粉中偶氮甲酰胺含量

偶氮甲酰胺作为增筋剂被广泛使用于面粉中,但一些研究表明该物质有一定的毒性,不适合添加到面粉中。本研究根据面粉中偶氮甲酰胺含量的不同,采用径向基函数(RBF)神经网络结合近红外光谱(NIRS)技术建立不同的定量分析模型。研究通过逐步稀释法制备了101个不同ADC含量的面粉样品,并用近红外光谱仪采集这些样本的光谱,得到范围为850-1050nm的光谱数据。在光谱数据处理的过程中,相关系数法被用来提取特征波段,马氏距离法被用来识别异常光谱。当对所有浓度的偶氮甲酰胺样品建立模型时,模型的预测结果:相关系数(R)、预测均方根误差(RMSEP)和相对分析误差(RPD)分别达到0.97828、18.2887和4.7621,这表明模型在整体上具有很好的拟合度和预测能力,但是通过分析预测结果发现模型对低浓度样本的预测较差。针对此问题,利用低浓度样品进行二次建模,模型对低浓度样本预测结果:R、RMSEP和RPD可达到0.99492、2.0286和9.4631,结果表明模型对低浓度样本的预测精度有了显著的提高。     

多元散射校正对近红外光谱分析定标模型的影响

采用近红外漫反射光谱分析技术,用傅里叶变换型光谱仪对50个烟叶样品采集吸收光谱,采用常用的多元散射校正(MSC)对光谱预处理,通过主成分分析、相关谱等方法比较分析了预处理对光谱分析的影响,用偏最小二乘(PLS)回归法建立近红外光谱与总糖含量的定标模型,用Leave-One-Out的交叉检验(Cross-Validation)检验定标模型,结果PLS因子数由MSC校正前的5降为校正后的3,RMSECV值仅由0.884 1%降为0.85%。实验证明:对光谱进行MSC预处理能有效减少模型的最佳因子数,简化数学模型,使模型更稳定,更便于传递,但并不能显著减小最优定标模型的预测标准差,即不能显著提高模型的预测能力。     

基于微型近红外光谱传感器的液体肥组分检测仪研制

为快速检测液体肥中的组分含量,本研究提出了一种基于新型的微机电(MEMS)近红外传感器的液体肥近红外检测器,并将其设计成便携式杯型光谱仪结构,使用透射式的方法对液体组分进行检测。该设计的硬件电路主要可以分为:光源及其驱动模块、传感器升压控制模块、探测信号I/V运放模块、温度读取模块和AD转换模块。选择使用较小封装的贴片式器件,减小传感器驱动电路的体积。对系统进行了稳定性测试,各波长点的相对标准差基本稳定在0.1%以下,系统较为稳定。使用磷酸氢二铵来配制液体肥溶液进行了检测和建模分析,模型相关系数(R~2)为0.942564,交叉验证均方根误差(RMSECV)为1.386777,取得了较好的建模结果。结果证明,该型近红外光谱分析仪系统稳定,可以用来对液体肥组分进行检测。     

近红外漫反射光谱法测定大豆和小麦中的蛋白质含量

介绍了近红外漫反射测量的基本原理,用450型近红外分析仪测定了大豆和小麦中蛋白质含量。用36个蛋白质含量为37.9％至49.2％(干基,下同)的大豆样品和77个蛋白质含量为13.8％至21.3%的小麦样品分别定标,各用18个样品进行预测。结果表明,近红外分析值与标准化学分析值之间的相关系数和标准差,大豆分别为0.967和0.826;小麦分别为0.984和0.348,说明近红外法的分析精度可与经典化掌法相比,并且具有快速,简便和不破坏样品化学性质的特点.     

便携式近红外光谱检测系统的开发

在MicroNIR-1700近红外光谱仪上开发了便携式近红外光谱检测系统,介绍了系统光谱仪控制和样品质量检测的功能。为了验证系统的可行性与实用性,以标准白板为检测对象进行了多次光谱检测的重复性试验,在波长1000¹600nm范围内,吸光度最大偏差的最大值为0.0062,标准偏差的最大值为0.0021,系统具有很高的重复性精度;对幸水桃的可溶性固形物进行了实测试验,使用该光谱检测系统采集光谱,同步利用阿贝折射仪在相应部位测量SSC,经卷积平滑法和标准正态变换预处理后,采用PLS方法建立定标模型,其校正集和预测集的相关系数r分别为0.902和0.867,均方根误差RMSECV和RMSEP分别为1.091,1.158。