收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

近红外光谱微量分析方法研究

郝勇  
【摘要】: 近红外光谱分析方法具有高效、快速、成本低、无污染且不破坏样品等优点。它不仅可用于实验室内分析,而且在现场快速检测和实时在线分析方面也发挥着重要的作用。近红外光谱谱峰较宽且重叠严重,必须借助化学计量学方法建立校正模型才能进行定性定量分析。然而,在校正过程中,需要收集大量代表性样品进行化学分析,提供其组分或性质已知的数据来建立和维护模型。此外,近红外光谱产生于分子振动光谱的倍频和合频吸收,主要记录含氢基团(C-H,O-H,N-H,S-H)的吸收信息,吸收较弱,因此该方法的检测灵敏度较低。这些问题严重阻碍着近红外光谱分析方法的发展和应用。本文针对近红外光谱建模时校正样本的设计问题,开展了近红外光谱简约定量分析模型的构建方法研究并用于复杂样品的定量分析;针对近红外光谱分析方法检测灵敏度较低的问题,开展了样品吸附富集预处理结合近红外漫反射光谱用于提高近红外光谱分析方法检测灵敏度的研究。 1.针对复杂样品近红外光谱分析中校正集的设计问题,探讨了标准样品参与复杂样品建模的可行性。通过标准样品和复杂基质样品共同构建的偏最小二乘(partial least squares,PLS)模型,考察了波段筛选和建模参数对预测结果的影响。结果表明,采用PLS方法建立定量模型时,校正集样品性质应该尽量与预测集样品相似,当样品的性质相差较大时,适当增加校正集样品的差异性可以使模型具有较强的预测能力。同时,波段优选对提高预测结果的准确性具有重要意义。 2.为了对烟草中绿原酸含量实现快速准确的定量分析,采用近红外光谱分析方法对烟草提取液和绿原酸标准溶液组成的混合样品集进行PLS回归分析,通过选用不同的建模样品,讨论了提取液中共存组分对绿原酸定量模型的影响。选用不同的光谱预处理技术,结合间隔偏最小二乘(interval partial least squares,iPLS)对绿原酸的建模区域进行优选,建立了绿原酸的近红外光谱分析模型。结果表明,波段筛选有效地消除了共存组分的干扰,绿原酸标准溶液样品结合部分烟草提取液样品可以建立准确、稳健的分析模型。该方法可以作为烟草行业分析绿原酸的有效手段。 3.为了改善近红外光谱分析方法灵敏度较低的弱点,在使用近红外光谱对目标组分进行检测时,引入了吸附富集的样品预处理方法。以饮料中低含量的苯甲酸和山梨酸为分析对象,以氧化铝为吸附材料对两种目标物进行吸附,吸附后氧化铝的漫反射光谱用于建模和预测。结果表明,通过采用吸附富集的样品预处理方法,可以极大地提高近红外光谱的检测灵敏度,采用PLS回归的多元校正方法可以消除吸附剂表面共吸组分对目标组分的干扰。 4.低浓度水体有机污染物的快速定量分析是分析化学的研究热点之一。为了实现水体中低浓度有机污染物的同时快速分析,选取大孔吸附树脂为吸附剂,对废水中的苯酚和对硝基苯酚进行吸附富集,采用近红外漫反射光谱分析方法对其进行定量分析。研究结果表明,树脂吸附结合近红外漫反射光谱分析方法实现了低浓度苯酚和对硝基苯酚的同时定量分析,为水体中低含量组分的近红外光谱快速分析提供了新思路。同时,该工作也说明了树脂吸附预富集是一种有效地提高近红外光谱分析灵敏度的方法。 5.为了对复杂体系中低浓度氨基酸进行定量分析,以氨基酸混合物标准溶液以及合成饮料中的氨基酸和氨基态氮为研究对象,采用凝胶型阳离子交换树脂和大孔阳离子交换树脂对其进行吸附富集预处理,结合近红外漫反射光谱分析方法进行定量分析,探讨了不同离子交换树脂对定量结果的影响,比较了最小二乘支持向量回归(least squares support vector regression,LS-SVR)和偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)的预测结果。结果表明,树脂吸附富集预处理方法的引入,实现了近红外光谱分析法定量分析低浓度氨基态氮的目标,而对每种氨基酸单独进行定量分析的结果较差;离子交换树脂的颜色、孔径以及类型对氨基态氮的定量结果没有影响;LS-SVR的多元校正方法的预测结果略优于PLSR的预测结果,合成氨基酸饮料中复杂基质的存在不会影响氨基态氮的预测结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孔翠萍;褚小立;杜泽学;陆婉珍;;近红外光谱方法预测生物柴油主要成分[J];分析化学;2010年06期
2 张玲,邱芳萍,于健;现代近红外光谱技术[J];长春工业大学学报(自然科学版);2003年04期
3 段青兵,彭赳赳,黄琦;近红外光谱分析技术在己内酰胺生产离线分析中的初步应用[J];现代仪器;2001年03期
4 褚小立;田高友;袁洪福;陆婉珍;;小波变换结合多维偏最小二乘方法用于近红外光谱定量分析[J];分析化学;2006年S1期
5 刘旭华;闵顺耕;何雄奎;张录达;;近红外光谱逆回归降维定量分析模型[J];光谱学与光谱分析;2011年08期
6 史永刚,冯新泸,李子存;化学计量学在近红外光谱定性分析中的应用[J];光谱实验室;1999年03期
7 刘国珍,陈祖刚,李丹,刘扬,庞代文;近红外光谱分析技术进展及其在烟草行业中的应用[J];烟草科技;2001年11期
8 袁洪福,陆婉珍;近红外光谱技术正在掀起一场分析效率革命[J];现代仪器;1999年05期
9 王菊香,申刚,邢志娜;近红外光谱快速测定混胺组分含量[J];分析化学;2004年04期
10 褚小立,袁洪福,陆婉珍;在线近红外光谱过程分析技术及其应用[J];现代科学仪器;2004年02期
11 张录达,苏时光,王来生,李军会,杨丽明;支持向量机(SVM)在傅里叶变换近红外光谱分析中的应用研究[J];光谱学与光谱分析;2005年01期
12 谢毅,易娟,张书,程华生,孙萍,史永刚;乙醇、乙酸和水三元混合体系的近红外光谱分析[J];光谱实验室;2003年05期
13 张伟红;于素青;;车用无铅汽油苯含量的近红外测定方法[J];中国石油和化工标准与质量;2010年07期
14 倪力军;张立国;盖群;;通过案例教学帮助学生理解化学计量学的本质[J];化工高等教育;2010年06期
15 刘广军,戴冬梅,高洪涛;正交信号校正算法及其在光谱处理中的应用[J];山东建筑工程学院学报;2005年02期
16 鲁秀恒;;化学计量学在食品分析中的应用[J];长春大学学报;2006年06期
17 徐广通,袁洪福,陆婉珍;CCD近红外光谱快速测定柴油中的芳烃含量[J];分析化学;1999年01期
18 陈燕清;倪永年;;模式识别在食品质量控制方面的应用进展[J];化学研究与应用;2009年01期
19 ;一种中药大黄乙醇提取过程质量控制方法[J];现代化工;2011年S1期
20 安欣;徐硕;张录达;苏时光;;多因变量LS-SVM回归算法及其在近红外光谱定量分析中的应用[J];光谱学与光谱分析;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李祥辉;林振宇;林燕琴;林艺冰;杨方;王丹红;陈国南;;傅里叶近红外光谱结合化学计量学快速检测食品中的塑化剂[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
2 董文江;倪永年;;近红外光谱结合化学计量学检测和定量中药白前的两种混伪品[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
3 徐云;王一鸣;吴静珠;;基于近红外光谱的未知类别样品聚类方法研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
4 王晓燕;韩鲁佳;黄光群;;基于近红外光谱的鸡粪工厂化堆肥过程理化指标速测分析研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
5 邵学广;卞希慧;蔡文生;;近红外光谱多元校正方法研究[A];第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2011年
6 熊来怡;胡耀华;刘聪;陈康乐;郭康权;;近红外光谱检测猪肉挥发性盐基氮含量及其品质安全判别研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 颜辉;韩邦兴;吴琼英;江明珠;;近红外光谱结合PLSDA鉴别桑叶收获时间[A];中华中医药学会第十届中药鉴定学术会议暨WHO中药材鉴定方法和技术研讨会论文集[C];2010年
8 田高友;;轻质石油燃料质量指标近红外光谱分析方法标准研究[A];科学仪器服务民生学术大会论文集[C];2011年
9 路春霞;刘源;孙晓红;潘迎捷;赵勇;;基于培养液的傅里叶变换近红外光谱指纹区分食源性致病菌的研究[A];中国食品科学技术学会第八届年会暨第六届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2011年
10 赵艳茹;张淑娟;余克强;;基于近红外光谱的山楂SSC动态检测研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郝勇;近红外光谱微量分析方法研究[D];南开大学;2009年
2 谈爱玲;水中石油类污染物光纤光谱检测方法的研究[D];燕山大学;2012年
3 樊景超;苹果果实病害近红外光谱信息获取与识别模型研究[D];中国农业科学院;2011年
4 王彬;近红外光谱结合化学计量学在药物无损定量分析中的应用研究[D];吉林大学;2010年
5 魏玉辉;化学计量学在中药复杂体系研究中的应用[D];兰州大学;2010年
6 贺英;基于半监督和迁移学习的近红外光谱建模方法研究[D];中国海洋大学;2012年
7 黄富荣;人体血液胆固醇、甘油三酯近红外光谱无试剂分析方法研究[D];暨南大学;2010年
8 樊玉霞;猪肉肉糜品质与安全可见/近红外光谱快速检测方法的实验研究[D];浙江大学;2011年
9 张龙;植源性农产品溯源以及鉴别技术研究[D];浙江大学;2012年
10 柳俊;近红外光谱分析技术在白芍中药配方颗粒制备过程中的应用研究[D];广州中医药大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫灵;基于近红外光谱的转基因菜籽油快速鉴别机理研究[D];西南大学;2010年
2 杨小丽;牛奶中营养物质含量的近红外检测技术的研究[D];燕山大学;2006年
3 丁家欣;中药炮制辅料蜂蜜质量分析的近红外光谱实验研究[D];中国中医科学院;2010年
4 钱磊;基于USB的近红外脑组织血氧检测系统的研制[D];武汉理工大学;2010年
5 张华秀;近红外光谱法快速检测牛奶中蛋白质与脂肪含量[D];中南大学;2010年
6 李有志;三倍体毛白杨NIR预测及制浆造纸性能评估[D];北京林业大学;2011年
7 惠娜;近红外光谱分析技术在党参及复方丹参片质量控制中的应用[D];兰州大学;2011年
8 朱丽;造纸用毛白杨综纤维素含量的近红外光谱预测模型[D];北京林业大学;2011年
9 王奇云;柴油十六烷值近红外机理模型开发[D];中国石油大学;2010年
10 王冰;近红外光谱法快速定量分析八角茴香中莽草酸[D];吉林大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李犁;近红外光谱专业委员会云南物联站成立[N];云南日报;2011年
2 李月清;资源富集:大国崛起的重要媒介[N];中国石化报;2009年
3 本报记者 韩圣海;全球最大资产托管机构进驻中国[N];第一财经日报;2005年
4 陆璐;王健:大庆民企要用好优势富集效应[N];大庆日报;2008年
5 本报记者  姚学文 通讯员  李璀 实习生 周海平;俞汝勤:中国分析化学的学术带头人[N];湖南日报;2006年
6 朱宇红;优势富集:对发展的一种全新揭示[N];宁波日报;2006年
7 范世福;分析仪器发展应顺应现代科技趋势[N];中国机电日报;2001年
8 本报记者 姚毅;G网新与美国道富集团战略合作[N];中国证券报;2006年
9 吴长锋;大气中二氧化碳富集致海水缺氧[N];中国矿业报;2011年
10 记者 李勇 吴锦瑜;西部富集世界旅游精品[N];亚太经济时报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978