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二维相关红外光谱差异分析方法及其应用研究

作　者: 陈建波
导　师: 孙素琴
学　校: 清华大学
专　业: 化学
关键词: 二维相关红外光谱差异分析混合物中药鉴别
分类号: O657.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

复杂混合物体系的分析一直是相关领域的研究热点和重点,而“多级红外光谱宏观指纹分析法”已经逐步成为混合物整体分析的重要手段之一。红外光谱、二阶导数红外光谱和二维相关红外光谱构成的“红外光谱三级鉴别体系”,可以对组成复杂的相似样本进行有效区分。本论文以化学计量学理论为基础,通过模拟数据和实际样本的研究,初步建立了二维相关红外光谱差异分析的系统方法。本论文首先总结了中药、食品等混合物二维相关红外光谱鉴别的系统化方法,包括计算理论、实验操作、谱图预处理、谱图归一化以及特征区域的选择。本论文首次提出了二维相关红外光谱间的“距离”与“相关系数”、混合二维相关红外光谱的“对称距离”与“对称系数”等概念,解决了不同样本二维相关红外光谱的差异量化的问题。本论文首次研究了二维相关红外光谱的差减与求导。对二维相关红外光谱进行差减,可以减弱绝对强度较大的峰,使弱峰更加显著;对二维相关红外光谱进行求导,可以分辨原谱的重叠峰,发掘更多被埋藏的信息;差减与求导均可让不同样本间的差异更加显著的表现出来,解决了高度相似样本的二维相关红外光谱分析和鉴别的问题。本论文首次研究了二维相关红外光谱的统计量与主成分分析,初步解决了对大量样本的二维相关红外光谱进行分析和鉴别的问题。从一组样本的二维相关红外光谱的平均谱可以得知其共同特征,从标准差、偏度和峰度谱可以得知样本在哪些区域内的差异最显著。主成分分析的得分图可以对样本进行有效的分类,研究样本变化规律,从载荷图上则可以找到包含最有价值信息的区域。本论文通过相关研究,建立了更为系统合理且客观量化的二维相关红外光谱间差异分析方法,为使用二维相关红外光谱对中药、食品等复杂混合物体系进行鉴别提供了系统的方法学指导。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-8
第1章引言  8-25
  1.1 混合物分析与红外光谱法  8-12
    1.1.1 混合物分析的两种路线方案  8-9
    1.1.2 混合物红外光谱宏观指纹特征  9-10
    1.1.3 混合物红外光谱解析难题与方法  10-11
    1.1.4 红外光谱三级鉴别法  11-12
  1.2 二维相关光谱理论与应用  12-23
    1.2.1 二维相关光谱的发展历程  12-14
    1.2.2 广义二维相关光谱的计算方法  14-16
    1.2.3 二维相关光谱的谱图性质  16-19
    1.2.4 二维相关光谱的拓展  19-22
    1.2.5 二维相关光谱在中药研究领域的应用  22-23
  1.3 本课题研究目的与研究意义  23-25
    1.3.1 混合物二维相关红外光谱鉴别中存在的问题  23-24
    1.3.2 本论文的研究目的与研究内容  24-25
第2章混合物二维相关红外光谱鉴别方法概论  25-41
  2.1 二维相关红外光谱计算方法  25-27
  2.2 二维相关红外光谱实验方法  27-30
    2.2.1 溴化钾压片法与热微扰实验  28
    2.2.2 衰减全反射附件与挥发微扰实验  28-30
  2.3 二维相关红外光谱数据预处理  30-33
    2.3.1 坐标转换  30-31
    2.3.2 基线校正  31-32
    2.3.3 光谱平滑  32-33
  2.4 二维相关红外光谱归一化  33-37
    2.4.1 二维相关光谱强度与样品浓度关系  33-34
    2.4.2 两种归一化方式比较  34-37
  2.5 二维相关红外光谱差异分析  37-40
  2.6 本章小结  40-41
第3章二维相关红外光谱差异量化方法  41-60
  3.1 二维相关光谱差异量化参数  41-43
  3.2 干红与甜红葡萄酒二维相关红外光谱鉴别  43-49
  3.3 混合二维相关光谱对称性  49-51
  3.4 不同类属黄芪二维相关红外光谱鉴别  51-59
    3.4.1 二维相关红外光谱距离与相关系数鉴别  51-55
    3.4.2 混合二维相关红外光谱对称性鉴别  55-59
    3.4.3 两种差异量化方法结果比较  59
  3.5 本章小结  59-60
第4章二维相关红外光谱差减与求导  60-79
  4.1 二维相关红外光谱差减  60-73
    4.1.1 两种成分等量线性叠加  61-63
    4.1.2 两种成分等量非线性叠加  63-65
    4.1.3 两种成分不等量线性叠加  65-67
    4.1.4 水-乙醇-葡萄糖溶液  67-69
    4.1.5 不同产地广藿香的鉴别  69-71
    4.1.6 不同产地贝母的鉴别  71-73
  4.2 二维相关红外光谱求导  73-78
    4.2.1 两种求导方式比较  74-75
    4.2.2 不同类型重叠峰分离效果  75-76
    4.2.3 混合物样本鉴别应用  76-78
  4.3 本章小结  78-79
第5章二维相关红外光谱统计分析  79-88
  5.1 二维相关红外光谱统计量  79-83
    5.1.1 红酒二维相关红外光谱统计量分析  80-82
    5.1.2 丹参二维相关红外光谱统计量分析  82-83
  5.2 二维相关红外光谱主成分分析  83-87
    5.2.1 红酒二维相关红外光谱主成分分析  83-85
    5.2.2 黄芪二维相关红外光谱主成分分析  85-86
    5.2.3 地黄二维相关红外光谱主成分分析  86-87
  5.3 本章小结  87-88
第6章总结与展望  88-90
  6.1 本论文的研究成果  88-89
  6.2 下一步工作建议  89-90
参考文献  90-98
致谢  98-99
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  99

二维相关红外光谱差异分析方法及其应用研究

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