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《湖南大学》 2009年
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多维校正用于复杂体系定量分析和小分子与DNA相互作用机理研究

邹鸿雁  
【摘要】: 本文作者对化学计量学中多维校正用于定量分析的几个重要问题进行了方法探索和应用研究。同时,我们也利用了二阶校正方法对小分子与DNA的相互作用机理进行了探讨。本论文内容主要涉及以下几个方面: 1.提出了一种新的三线性分解算法-稳健信息自提取不对称三线性分解算法(RISEATD)。该方法把整体最小二乘理论融入到三线性模型的分解过程中,能快速有效地提取有用信息。同时该算法结合了平行因子分析(PARAFAC-ALS)和交替三线性分解方法(ATLD)的迭代特点,用一种不对称的方式分辨求解三维数据阵中三个潜在的载荷矩阵。该算法的显著特点就是当体系噪声大或共线性强时,分辨得到的感兴趣分析物的图谱都是十分稳定的,并且具有较快的收敛速度。本文还利用模拟的荧光光谱数据阵和真实的激发-发射荧光光谱数据对方法进行了测试,并与传统的PARAFAC, PARAFAC-ALS和ATLD算法计算结果进行了比较。结果表明,RISEATD方法在三维数据分解中具有优越的性能。 2.利用化学计量学中具有“二阶优势”的二阶校正方法,与三维激发-发射荧光光谱相结合,以“数学分离”代替“化学分离”,提出了采用荧光分析直接测定血浆和药片样中的盐酸特拉唑嗪含量的新方法。运用PARAFAC,交替惩罚三线性分解算法(APTLD)和RISEATD对三维荧光数据进行解析,最终实现了血样中盐酸特拉唑嗪的定量测定。该方法快速简便,无需复杂的样品预处理,花费成本低廉,定量结果满意。同时,PARAFAC, APTLD和RISEATD与标准加入法相结合,实现了对实际样品药片中盐酸特拉唑嗪的定量测定。所得结果与标准的色谱方法比较,结果令人满意。 3.本章提出了一种激发发射矩阵荧光与二阶校正方法结合,在血浆和尿液中检测右美沙芬和奎尼丁的方法。由于这两种药物的荧光与血浆和尿液基质的光谱相互叠加严重重叠,因而未经分离直接用光谱的方法来检测血样和尿样中的右美沙芬和奎尼丁几乎是不可能的。本章利用了三种二阶校正方法,PARAFAC、自加权交替三线性分解算法(SWATLD)和APTLD的二阶优势,利用数学分离来代替化学分离,实现严重干扰下对右美沙芬和奎尼丁定量测定。 4.随着现代高阶分析仪器和数据采集技术的的发展,特别是二阶校正方法在处理三维数据阵时的应用,研究药物与DNA的相互作用成为可能。即使该混合物中存在着很复杂的化学平衡,也可以很方便的预测感兴趣的组分和DNA的相互作用机制。对于二阶校正方法最值得注意的优势在于,对三维阵的分解通常是唯一的,可以直接分辨出复杂体系中感兴趣组分的相对浓度和光谱图。本章采用紫外和荧光分析结合二阶校正方法对吡柔比星与DNA的相互作用进行了研究。荧光测数据采用PARAFAC算法和交替归一加权残差(ANWE)算法进行解析,可分辨得到动力学平衡体系中各组分的激发、发射光谱以及相对浓度,为吡柔比星与DNA的相互作用机制的研究提供了更为直观的有用信息。这对抗癌药物的抗癌机理、以及新型药物的设计合成方面都有很大的帮助。 5.随着农药大面积、持续的使用,农作物、蔬菜、水果甚至动物体内都可能有农药残留,人们的生命和健康造成威胁。所以研究农药对DNA的潜在损伤作用对于保证人体免受农药的危害具有一定的实际意义。本文利用三维荧光结合二阶校正方法PARAFAC和APTLD对西维因和DNA的相互作用进行了研究,为西维因和DNA的相互作用机制的研究提供了很有用的信息。 6.最小支持向量机(LS-SVM)以其优越的性能在多元校正建模中得到越来越广泛的应用。然而,它的性能在很大的程度上还依赖于模型误差的同质性和数据集分布的均一性。该工作探讨了多元校正建模中的训练集样品的代表性和最优化样品加权问题。由于多元校正的样品光谱空间的多维性和复杂性以及样品选取过程中的不确定性,准确估计训练集样品在整个样品空间的代表性尚存在一定困难。为解决以上问题,同时考虑到样品的代表性很难通过考察单个样品进行估计,我们把全局优化样品加权的思想和最小支持向量机相结合,提出了最优化样品加权最小支持向量机这一新算法。该算法通过对原来的训练集样品进行非负加权,在校正建模过程中同时考虑了模型的复杂性和预测能力,最优样品权重通过粒子群优化算法搜索获得。将该算法应用于真实的标准数据集的结果表明,在原始校正样品的代表性较差时,最优化样品加权最小支持向量机算法确实能够很好地改善模型的预测性能。 7.在对光谱数据的多元校正建模中,传统的波长变量选择方法对某些波长的舍弃将导致有用信息的丢失。为了获得更加灵活的变量选择和建模,以粒子群优化算法为基础,提出了一种变量加权版本的最小支持向量机用于多元校正中光谱变量的选择。变量加权的策略旨在不人为删除和保留变量,允许变量的非负加权。采用粒子群优化算法实现非负的变量加权实质上可视为对波长变量的某种最优化重新刻度。若使用粒子群优化算法同时优化模型其它参数则使得变量加权的支持向量机变成一个无需人为调节参数的全自动建模方法,因此将比传统的变量选择及建模方法有更多的灵活性,且更智能化,运算速度快。将该算法应用于真实的标准数据集的结果表明变量加权最小支持向量机方法确实能在多元校正模型中实现对变量的最优化刻度,保留更多的结构信息,从而帮助得到训练和预测能力更优且智能化的回归模型。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:Q523

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 吴海龙,梁逸曾,俞汝勤;分析化学计量学[J];分析试验室;1999年06期
2 梁逸曾,俞汝勤;化学计量学在我国的发展[J];化学通报;1999年10期
3 魏木生,朱超;关于TLS问题[J];计算数学;2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭冬勇,赵德国;纳米材料的现行测量技术[J];安徽教育学院学报;2002年06期
2 司圣柱;小波变换方法及其在化学中的应用[J];安徽教育学院学报;2004年03期
3 张胜义,王雪梅,光善仪;生命科学中的分析化学[J];安徽大学学报(自然科学版);1997年04期
4 孙晓琦,李井会,于洪梅,关永毅,吴秀红,王秀云;小波分析和人工神经网络方法用于重叠色谱峰的解析[J];鞍山科技大学学报;2004年05期
5 徐士友,贾秀华,丁从文,杨君;拓扑指数~mE及其对无机物理化性质的预测[J];北京工业大学学报;2005年01期
6 李新云,王晶晶,李惕川,张宝泉,邱雪梅,程维虎;模糊聚类-因子分析光度法同时测定工业废水中多组分酚[J];北京工业大学学报;1997年01期
7 高彦宇,杨扬,陈飞;基于融合特征和LS-SVM的脱机手写体汉字识别[J];北京科技大学学报;2005年04期
8 郭辉;王玲;刘贺平;;基于核主成分分析与最小二乘支持向量机结合处理时间序列预测问题[J];北京科技大学学报;2006年03期
9 杨旭,任芊,黄友之,赵德荣;近红外光谱法用于含能材料快速分析的研究[J];北京理工大学学报;2002年05期
10 曹士勇,钟宏;试验方案的设计与选择[J];山东陶瓷;2005年01期
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1 付炜;马建国;;一种有源低功耗微波频段RFID标签设计[A];四川省电子学会半导体与集成技术专委会2006年度学术年会论文集[C];2006年
2 林健;朱帮助;;基于LS-SVM的区域经济短期预测[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
3 陈进东;王鲜芳;潘丰;;基于FSVM与机理的青霉素发酵过程混合建模[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
4 李方方;赵英凯;贾玉莹;杜杰;;基于最小二乘支持向量机的油品质量预测[A];第25届中国控制会议论文集(上册)[C];2006年
5 施俊;郑永平;周康源;严壮志;;骨骼肌的多参量结合研究:SVM的应用研究[A];2005年上海市生物医学工程学会学术年会论文集[C];2005年
6 赵勇;刘志存;王忠义;黄岚;侯瑞锋;徐志龙;;奶粉品质近红外快速检测方法研究[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(一)[C];2006年
7 梁维彪;;在线近红外光谱法测定重整生成油的甲苯含量[A];国产科学仪器应用、创新和产业化学术研讨会论文集(一)[C];2007年
8 苏宇亮;吴杰;方黎;;直接进样高效液相色谱法测定水中甲萘威[A];国产科学仪器应用、创新和产业化学术研讨会论文集(二)[C];2007年
9 尹越栋;郭丙君;;基于最小二乘支持向量机的非线性通用模型控制[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年
10 邢燕;檀结庆;;最小二乘支持向量机及其在数字水印中的应用[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
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1 徐荣军;连铸二冷水热传输及人工智能优化模型与控制[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
2 魏永锋;荧光分析法在生命科学研究中的应用[D];西北大学;2000年
3 龚范;化学计量学多元分辨技术在中草药分析中的应用及中草药化学特征指纹图谱的研究[D];湖南大学;2001年
4 张秀琦;基于小波变换的化学计量学方法及几种抗癌药物的电化学研究[D];西北大学;2001年
5 夏建涛;基于机器学习的高维多光谱数据分类[D];西北工业大学;2002年
6 周雷激;基于多通道光纤模式滤光检测的新型化学与生物传感理论与应用研究[D];湖南大学;2002年
7 谢洪平;三维数据分析与模式识别方法及其在药学研究中的应用[D];湖南大学;2002年
8 居琰;基于多层次信息融合的手写体汉字识别研究[D];重庆大学;2002年
9 蒋景英;人体内成分无创光谱检测中测量条件的研究[D];天津大学;2003年
10 李庆波;近红外光谱分析中若干关键技术的研究[D];天津大学;2003年
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1 吕哲;萘系DNA靶向分子和汞离子生物探针的研究[D];大连理工大学;2005年
2 仲敬荣;中性载体PVC膜锂离子化学传感器的研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2000年
3 蓝金贵;Cu(Ⅱ)、Sb(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)与血清白蛋白、溶菌酶等相互作用的单扫示波极谱的研究及应用[D];华中师范大学;2001年
4 朱优峰;甲磺隆除草剂的测定方法及其在矿物和土壤中的吸附机理研究[D];浙江大学;2001年
5 鲁理平;纳米金修饰电极在生物电化学中的应用[D];安徽大学;2001年
6 龙宁;复杂荧光多组分体系中二阶标准加入及二阶校正化学计量学算法的基础研究[D];湖南大学;2001年
7 肖文香;多通道液滴光化学传感器的研究[D];湖南大学;2001年
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9 林振宇;几种化学计量学模型的建立及其应用研究[D];福州大学;2002年
10 沈培华;支持矢量机的算法研究和应用[D];南京理工大学;2002年
【二级参考文献】
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1 李新云,王晶晶,李惕川,张宝泉,邱雪梅,程维虎;模糊聚类-因子分析光度法同时测定工业废水中多组分酚[J];北京工业大学学报;1997年01期
2 马林,朱万森,王端,顾薇;矩阵分光光度(CPA)法同时测定痕量铜、铋、铁[J];复旦学报(自然科学版);1998年03期
3 董克玲,王洪艳,周红,王多禧;迭代目标转换因子分析法及其在光度分析中的应用——轻稀土元素多组份同时测定的研究[J];分析化学;1992年11期
4 王继红,谢玉珑,蒋健晖,俞汝勤;最小一乘稳健多元分析校正[J];分析化学;1994年03期
5 陈淑桂,程传红,王洪艳,王多禧,王英华;胶束增溶光度法同时测定铂、铑、钯和金的研究[J];分析化学;1995年02期
6 赵贵文,毛庆禄,唐兵,邵学广;因子分析在色谱研究中的应用[J];分析化学;1995年02期
7 陈洁,仲红波,潘忠孝,张懋森;小波变换在差分脉冲伏安法数据处理中的应用[J];分析化学;1996年09期
8 卢小泉,莫金垣;分析化学计量学中的新方法─—小波分析[J];分析化学;1996年09期
9 邵利民,唐兵,邵学广,赵贵文,刘善堂;小波变换用于高效液相色谱的噪声滤除[J];分析化学;1997年01期
10 蔡文生,邵学广,赵贵文,张懋森;遗传算法及其在分析化学中的应用[J];分析化学;1997年02期
【相似文献】
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1 马广环;;化学教学和智能开发[J];菏泽学院学报;1991年03期
2 马林;宋万志;何丽一;吴丰;田中俊弘;;柴胡属植物中柴胡皂甙的资源利用[J];天然产物研究与开发;1992年04期
3 陈日辉;;应用层次分析法对外因火灾的定量分析[J];昆明理工大学学报(理工版);1992年03期
4 范登科;论统计分析方法[J];统计与信息论坛;1999年02期
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6 邓平建,杨冬燕,李碧兰,杨永存;转基因成分实时荧光PCR定量分析数学方程的理论研究[J];中国卫生检验杂志;2005年07期
7 王志坚;;利用加权平方和的方法进行资信评估[J];新疆大学学报(自然科学版);2006年02期
8 崔执凤;张先燚;姚关心;汪小丽;许新胜;郑贤锋;凤尔银;季学韩;;铅黄铜合金中痕量元素定量分析的激光诱导击穿谱研究[J];物理学报;2006年09期
9 熊德之;刘为凯;宁小青;;基于数理统计的试卷质量分析方法[J];武汉工程大学学报;2007年01期
10 张明善;贾子超;李天政;蔡新良;;德尔菲法定量分析的拓展:区间二分法[J];西南民族大学学报(自然科学版);2007年01期
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1 徐恒;蔡文生;邵学广;;近红外光谱分析中的变量筛选方法研究[A];第十届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2009年
2 景明;蔡文生;邵学广;;Multiblock偏最小二乘方法的新应用[A];第十届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2009年
3 杨小林;;浅谈化学分析在文物保护中的应用[A];中国文物保护技术协会第二届学术年会论文集[C];2002年
4 车东媛;李芹;孙小蓉;;Ki-67免疫组化图像分析系统在宫颈鳞状上皮内瘤变分级中的应用[A];中华医学会病理学分会2007年学术年会暨第九届全国病理大会论文汇编[C];2007年
5 赵芳;李润华;周伦彬;陆林轩;王自鑫;周建英;;用激光诱导击穿光谱技术定量分析油漆中的有害重金属[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
6 何满潮;姚爱军;鹿粗;王旭春;刘秀梅;;三峡库区巫山县一带边坡稳态定量分析[A];地面岩石工程与注浆技术学术研讨会论文集[C];1997年
7 曹京宜;付大海;郭铭;柯以侃;;红外光谱法定量分析涂料中的混合成膜树脂[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
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1 ;定量分析引导商品基本研究方向[N];期货日报;2009年
2 濮照 陈孟;定量分析取代“模糊定位”[N];解放军报;2011年
3 申欣张晓煜;宁夏农业气象业务实现定量分析[N];中国气象报;2008年
4 陈志坚 陆锋;还要重视定性研究[N];中国国防报;2006年
5 华西证券 王付彪;开放式基金规模定量分析[N];财经时报;2001年
6 上海市宝山区检察院 齐臻;认定事故类玩忽职守案件须注意三个定量分析[N];检察日报;2008年
7 初一;新准则影响业绩几何还需定量分析[N];上海证券报;2007年
8 王学伟;瞿海斌;王阶;从定性描述到定量分析贝叶斯网络协助中医诊断规范化[N];中国医药报;2005年
9 王磊;下半年铜市有望稳步走强[N];期货日报;2007年
10 韩强;专业投资机构在股票选择上的定量分析(之一)[N];中国劳动保障报;2008年
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1 邹鸿雁;多维校正用于复杂体系定量分析和小分子与DNA相互作用机理研究[D];湖南大学;2009年
2 李颖;LIBS在金属元素定量分析中的应用及其影响因素研究[D];中国海洋大学;2011年
3 付海燕;化学模式识别和多维校正方法及其在复杂体系分析中的应用研究[D];湖南大学;2010年
4 李津蓉;拉曼光谱的数学解析及其在定量分析中的应用[D];浙江大学;2013年
5 花月芳;基于太赫兹时域光谱技术的农药定性和定量分析[D];浙江大学;2010年
6 马立平;居民消费的定量研究[D];首都经济贸易大学;2006年
7 臧振春;人才资源管理若干问题的分析与评价研究[D];北京工业大学;2007年
8 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
9 李向军;基于太赫兹时域谱技术的有机分子溶液检测与分析研究[D];浙江大学;2011年
10 王忠东;基于荧光机理的光纤农药残留测量系统的理论与实验研究[D];燕山大学;2006年
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1 王挺;OLAP技术在移动经营分析中的应用[D];沈阳工业大学;2006年
2 邱姝;科技基金多维分析系统的分析与设计[D];大连理工大学;2004年
3 张士德;数据仓库和OLAP技术在通信指挥系统中的应用研究[D];东北大学;2005年
4 周珣;毛细管电泳技术定量分析食品中的丙烯酰胺[D];上海交通大学;2007年
5 孙琳;我国大陆地区人际传播研究评析[D];兰州大学;2007年
6 孟铁鑫;福建省旅游产业结构的定量分析及其优化研究[D];福建师范大学;2007年
7 黄子昌;企业风险管理定量分析[D];浙江工商大学;2008年
8 马丽;基于生态足迹模型的青海省可持续发展能力定量研究[D];西北民族大学;2009年
9 刘帅;沈阳市生态足迹定量分析评价及预测研究[D];新疆师范大学;2009年
10 罗丹;Web数据集成及多维分析模型研究[D];重庆大学;2003年
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