氟诺喹酮类药物分子抗肺炎克雷伯氏菌的结构活性关系研究

利用主成分分析和分层聚类分析方法研究了具有抗肺炎克雷伯氏菌的氟诺喹酮类药物分子的结构活性关系．主成分分析方法表明变量ELUMO、ΔEHL、μ、Q3、Q5、QA、lgP、MP、MR能够有效地对抗肺炎克雷伯氏菌的氟诺喹酮类药物进行分类．分层聚类方法和主成分分析方法的结果一致．这表明两种方法都能够对新的具有抗肺炎克雷伯氏菌的氟诺喹酮类药物的分类提供一个可信的规律．利用主成分分析法和分层聚类分析法对其他4个氟诺喹酮类药物分子进行分析，结果都表明有三个药物分子具有较强的抗肺炎克雷伯氏菌活性，此结果和临床结果相吻合．     

西洋参中无机元素的主成分分析和聚类分析

采用电感耦合等离子体质谱(ICP/MS)法测定了12个西洋参样品中18种无机元素的含量,建立西洋参无机元素指纹谱,并用SPSS主成分分析法对西洋参中的特征元素进行分析;主成分分析选出五个主因子,得出西洋参的特征元素为Fe,Al,V,Mn,Mg,Sr,Mo,Ca,Cu;聚类分析将12个西洋参样品聚成五大类,表明元素的分布特征与西洋参的品种关系显著;主成分分析法和聚类分析法是西洋参无机元素分析的有效方法.     

牻牛儿苗科11种中药材红外光谱鉴定及聚类分析

结合傅里叶变换红外光谱技术与聚类分析法,建立牻牛儿苗科11种中药材的快速鉴别方法。采用傅里叶变换红外光谱法鉴别牻牛儿苗科11种中药材;在建立主成分分析模型的基础上,采用SIMCA聚类分析法对三种中药材进行了快速的分类研究。红外光谱结合聚类分析技术对牻牛儿苗科中药材聚类结果较理想,识别率和拒绝率达到98%以上,盲样的预测率达到91%。红外光谱与聚类分析法相结合可以快速、无损识别牻牛儿苗科中药材。     

基于光谱技术鉴别机油品种的新方法

提出了一种用可见-近红外透射光谱技术快速鉴别机油品种的新方法,应用可见-近红外光谱仪测定三种机油的光谱曲线,然后用主成分分析法对不同品种的机油样本进行聚类分析,并获取机油可见-近红外光谱的特征信息,再结合多类判别分析技术建立机油占占种鉴别的模型.对经过预处理的光谱数据进行主成分分析.结果表明,以样本在第一主成分和第二主成分卜的得分做出的二维散点图,对不同种类机油具有很好的聚类,能定性区分不同种类机油;经过主成分分析得到的前8个主成分的累积可信度已达95.38%,说明这8个变量能够代表绝大部分原始光谱的信息.从180个样本中随机抽取150个样本用于建立多类判别分析品种鉴别模型,余下的30个样本用于验证.对未知的30个样本进行品种预测,准确率为100%.证明本方法具有明显的分类和鉴别作用,为不同品种的机油鉴别提供了一种新方法.     

FT-NIR与主成分分析在中药贝母鉴别和聚类中的应用研究

近红外漫反射光谱和主成分分析法相结合,选取不同范围内的近红外光谱数据,对川贝、浙贝以及东北平贝共48个样品进行了主成分分析,作二维线性投影图和三维线性投影图,比较了48个样品在红外光谱上的差异程度,发现基于傅里叶变换近红外光谱的主成分分析投影图能够较好的表征48个样品的类别关系.结果表明:应用近红外漫反射光谱法能够鉴别贝母及其近缘物种,具有较好的聚类和鉴别作用,作为一种药材质量检测手段,该方法具有一定的应用价值.     

血凝素蛋白及抗体相互作用的太赫兹光谱主成分分析

采用太赫兹时域光谱系统, 测量了7种不同浓度的血凝素蛋白及其与特异性抗体、无关抗体对照组反应的透射光谱, 采用光谱预处理及主成分分析法, 对多个太赫兹光谱参数进行分析. 结果显示, 主成分分析在数据降维的同时, 可以突出数据的主要变化趋势; 在原始变量相关性一致的条件下, 约化吸收截面与血凝素蛋白浓度之间表现出最强的相关性, 而介电损耗角正切值更适合于对血凝素蛋白-抗体复合物的聚类效果进行定性分析. 该研究表明主成分分析法对于太赫兹生物光谱的分析及进一步研究蛋白质的结构和功能具有重要的指导意义.     

基于可见-近红外光谱的制动液品牌鉴别方法研究

提出了一种基于可见-近红外光谱分析技术快速鉴别汽车制动液品牌的新方法。采用美国ASD公司的便携式光谱仪对五种不同品牌的制动液进行光谱分析,各获取60个样本数据。采用平均平滑法和标准归一化方法对样本数据进行预处理,再对光谱数据进行主成分分析,建立第一主成分和第二主成分的二维散点图,表明不同品牌制动液具有较好的聚类特性。将前6个主成分作为输入量,制动液品牌作为输出量,建立了基于逐步判别分析法的鉴别模型。随机抽取225个样本用于建模,余下的75个样本用于模型验证。试验结果表明验证准确率达到94.67%,说明所提出的方法具有很好的分类和鉴别作用,为制动液品牌的快速鉴别提供了一种新方法。     

5,6-二氢-2-吡喃酮作为HIV-1蛋白酶抑制剂的3D-QSAR和对接研究

本文采用分子对接法研究了24个5,6-二氢-2-吡喃酮衍生物与HIV-1蛋白酶的相互作用,并采用三维定量构效关系(3D-QSAR)研究了药物分子化学结构和生物活性之间的关系.最终得到模型的复相关系数(R_(cum)~2)为0.961、留一法交互校验复相关系数(Q_(cv)~2)为0.897,外部交互验证复相关系数(Q_(ext)~2)为0.880,从结果可以看出三维定量构效关系对化合物的抗艾滋病活性具有比较好的预测能力.然后通过分子对接研究了配体小分子和HIV-1蛋白酶活性氨基酸残基之间的结合模式,这些信息对于以后设计合成新的抗艾滋病药物具有一定的指导作用.     

4-四氢喹啉酮的合成及发光性能

对喹吖啶酮结构改造合成了新型结构荧光体4-四氢喹啉酮,对其吸收光谱及荧光光谱进行了研究,发现该化合物的吸收峰及荧光发射峰随溶剂极性的增加而不断红移,表明荧光来源于分子内激发态电荷转移发光.该化合物在固态即显示荧光,表明经结构改造后,消除了喹吖啶酮类的固态荧光猝灭效应.4-四氢喹啉酮结构简单,易于合成和结构修饰.这对于寻找新的主体荧光发射材料具有重大意义.     

基于油液光谱RKPCA的综合传动磨损状态评价

原子发射光谱是分析油液中微小磨损颗粒元素浓度的重要方法。以综合传动全寿命磨损试验不同阶段采集的多个油液样本为研究对象,分别运用基于模糊隶属度的稳健核主成分分析(RKPCA)与传统主成分分析(PCA)对光谱数据进行主成分提取与对比。在剔除光谱数据中的干扰元素后,计算与比较两种方法的主成分数量与贡献率,并利用RKPCA主成分进行综合传动多摩擦副的分类识别;对光谱数据和RKPCA特征值分别进行模糊C均值聚类,对比两种聚类结果应用在磨损状态评价中的效果。研究表明,由于光谱数据离群值与非线性影响,RKPCA较PCA的主成分数量稍小且累积贡献率高,说明前者能更有效地降低变量维数;通过RKPCA主成分与摩擦副组件的相关性分析可以看出,该方法可以精确的实现综合传动多摩擦副、多磨损部位的分类与识别,进而分类评价不同摩擦副的磨损状态;RKPCA特征值的模糊C均值聚类结果与光谱数据直接聚类结果相比,前者能更精确的定位磨损状态转化的临界点,从而准确评价综合传动整体磨损状态。油液光谱RKPCA分析方法的创新在于将特征值变化规律引入整体磨损状态评价,实现整体评价与关键摩擦副的分类评价相结合。这样不仅有助于综合传动大修期的准确判断,还能给出需维修部件建议。该方法也适用于其他复杂机械系统的磨损监测与评价等相关领域。     

现代仪器在胆结石研究中的运用

对胆结石组分和元素进行准确的分析可为治疗胆结石和预防其复发提供重要的参考。文章综述了现代仪器在胆结石研究中运用的研究进展,这些技术包括拉曼光谱、能谱(EDX)、傅里叶红外光谱(FTIR)及其二阶导数谱、热重分析(TG)、差示扫描量热法(DSC)、原子吸收光谱、电感耦合等离子发射光谱、高效液相色谱(HPLC)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等。     

基于无机元素的含量判别食醋的种类和品牌方法研究

化学计量学广泛应用于食品种类和原产地的区分。文章采用原子吸收法测定了32个食醋样品中的Mg, K, Pb, Zn, Fe, Mn, Ca和Cu等八种无机元素含量。采用向量相似法计算了陈醋和白醋以及同一种类不同品牌食醋的相似度;通过聚类分析和主成分分析对来自北京、江西、江苏和山西4个地区品牌的食醋进行了分类,对不同种类的食醋(陈醋和白醋)也进行了分类。聚类分析和主成分分析都将食醋样品分为两大类,每个大类又将食醋样品按不同品牌分开。食醋中无机元素含量差异可作为食醋种类和品牌判别的测量指标之一。     

Power law classification scheme of time series correlations. On the example of G20 group

A power law classification scheme (PLCS) of time series correlations is proposed. It is shown that PLCS provides the ability to classify nonlinear correlations and measure their stability. PLCS has been applied to gross domestic product (GDP) per capita of G20 members and their correlations analysed. It has been shown that the method does not only recognise linear correlations properly, but also allows to point out converging time series as well as to distinguish nonlinear correlations. PLCS is capable of crash recognition as it is shown in the Argentina example. Finally the strength of correlations and the stability of correlation matrices have been used to construct a minimum spanning tree (MST). The results were compared with those based on the ultrametric distance (UD). Comparing the structures of MST, UD and PLCS indicates that the latter one is more complicated, but better fits the expected economic relations within the G20.     

Recent Applications of Fourier Transform Infrared Spectrophotometry in Herbal Medicine Analysis

Abstract

Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is a fast and nondestructive analytical method. Associated with chemometrics, it is a powerful tool for the pharmaceutical industry. It is becoming a suitable technique for analysis of herbal medicine. This review focuses on the recent developments and updates for the qualitative and quantitative analysis of herbal medicine using FTIR. Moreover, it can be implemented during herbal drug development, in production for process monitoring, or in quality control laboratories.     

光谱分析在煤结构研究中的进展

煤结构是各类煤相关研究的微观基础,光谱分析作为煤结构研究的重要方法被广泛应用,其在煤结构研究中的进展对光谱分析方法的普及、应用和发展有重要意义。光谱分析方法研究煤结构已成为煤化工领域使用的常规方法,能够快速无损检测,对煤分子结构的破坏小,可为不同环境条件下煤物理化学性质的变化提供有效的检测手段。从光谱分析在煤质、大分子结构、煤中元素三个方面介绍光谱分析方法,主要对傅里叶变换红外光谱（FTIR）、Raman光谱分析、核磁共振谱（NMR）进行综述介绍,阐明其在煤结构研究中的发展历史、应用的关键研究结果及其意义。综合国内外煤结构研究中的多种光谱分析方法及应用现状发现：目前研究并没有彻底解决煤结构特征及性质变化的问题,缺乏对煤结构光谱特征信息共性的总结,未能形成煤中官能团和元素的不同光谱信息数据库,存在光谱特征峰与煤结构信息不对等的问题,即在某波长存在特征峰但无法与煤中官能团匹配,或煤官能团受元素组成、键能等影响对多波长产生响应的问题。现阶段对原煤自然状态下结构的研究已经不能满足煤应用中产生的问题,单一的光谱分析方法不能全面分析煤结构特征,且对影响煤结构光谱特征变化因素的研究较少,尤其是煤样的前处理和煤在萃取等过程中,前处理液和萃取剂对煤光谱特征的影响。展望光谱分析在煤结构的研究中可以从以下几方面入手：光谱分析与其他方法的联用以综合描述煤结构,如化学方法、高分辨率透射电镜(HRTEM)、扫描轨道显微镜（STM）、质谱（MS）等方法的联用,定性、定量全面分析煤结构特征;多种条件下煤结构及光谱特征,现阶段应利用光谱分析方法研究煤在多种条件下的结构特征及性质变化,解决煤在实际应用中的问题。如对煤进行氧化、氢化、热解、燃烧、低温、液化、汽化等处理,分析过程变化和产物特征,有助于推测母体煤的结构,了解煤的性质,控制煤物理化学过程变化中的产物,获取煤的精细化学品;煤光谱分析特征信息库建立,网络大数据背景下建立煤光谱分析特征信息库及可视化数据查询平台,实现多条件模拟假设,演示和探索煤结构在不同条件下的动态变化,利用人工智能、云计算方法实现煤各类光谱数据的处理分析,增强光谱数据信息挖掘,提升数据有效性和实用性。     

小波分析及神经网络方法在核物理及核工程中的应用

介绍了小波分析和神经网络方法在核物理及核工程领域的应用现状。 分别对小波分析及神经网络方法的基本原理进行了介绍, 详细讨论了小波变换中的多分辨分析方法在γ能谱平滑以及核电站设备监测等方面的应用, 讨论了连续小波变换在γ能谱分析、 粒子种类鉴别以及核反应堆安全监测等领域的应用。 同时, 还详细介绍了神经网络方法在以上各领域的发展现状。 最后, 展望了两种方法在核安全检测、 核辐射防护以及核电站实时监控等领域的发展趋势。 Applications of wavelet analysis and neutral networks in the field of nuclear physics and engineering are reviewed. The principle of these two methods are introduced briefly, and then the applications of multiresolution analysis technique in the smoothing of γ ray spectroscopy, and in nuclear power plant monitoring are discussed in detail. Applications of the continuous wavelet analysis method in γ ray spectroscopy analysis, in particle identification , and in nuclear reactor safety monitoring are also talked over. In addition, the applications of neutral networks in above fields are introduced. Finally, the trends of the future development for these two methods are prospected.     

基于子空间分析的人脸识别方法研究

人脸识别技术是模式识别和机器视觉领域的一个重要研究方向,在众多人脸识别的算法中,基于子空间分析的特征提取方法以其稳定可靠的识别效果成为了人脸识别中特征提取的主流方法之一。本文对目前应用较多的子空间分析方法进行了研究,具体介绍了线性子空间分析方法：主成分分析（PCA）、线性鉴别分析（LDA）、独立主成分分析（ICA）、快速主成分分析（FastICA）等及非线性子空间分析方法：基于核的PCA （KPCA）等的基本思想及其在人脸识别中的研究进展,包括一些新的研究成果。此外,还应用orl及Yale B人脸库对几个基础的子空间方法进行了验证实验。实验结果表明,在几个子空间分析方法中,FastICA算法取得了最高的识别率。最后结合实验结果对各算法的优缺点进行了分析总结。     

现代仪器在泌尿系结石元素分析中的运用

对泌尿系结石所含元素进行准确的分析可为治疗尿石症和预防其复发提供重要的参考,文章综述了现代仪器分析技术在泌尿系结石元素分析中的运用及其研究进展,这些技术包括：X射线光电子能谱(XPS)、质子激发X射线发射光谱(PIXE)、能量分散X射线分析(EDX)、电子束探针微区分析(EPMA)、原子发射光谱(AES)、原子吸收光谱(AAS)、电感耦合高频等离子体发射光谱(ICP)、X射线荧光光谱(XRF)及离子选择性电极等。     

Organic and inorganic discrimination of ballpoint pen inks by ToF-SIMS and multivariate statistics

Surface analysis by ToF-SIMS analysis of ballpoint pen ink markings was performed for discrimination. ToF-SIMS provided non-destructive analysis of ink's organic and inorganic components directly off paper with no interference from the paper substrate. Organic and inorganic information were collected simultaneously and processed with PCA, discriminating 41 out of 45 pairs (91%) of pens analysed. Minimal sample preparation and analysis time, the simultaneous acquisition of organics and metals, and ability to analyse trace amounts gives this technique advantages over others currently utilised in the forensic field. Simultaneous acquisition of organics and inorganics has not been presented before for the characterisation of these materials. It was indicated that pens from the same manufacturer, but discrete batches, can be significantly different.     

基于ANSYS的红外光学系统的有限元分析

红外光学系统作为空-空导弹的重要有机组成部分,要经历复杂的动力学环境。采用有限元分析方法对红外光学系统结构在工作状态下的变形、应力及固有频率进行了全面分析。验证了光学系统的结构是否满足光学像质要求和刚度要求,确定了面形变化的显著区域,并专门对其中的关键结构进行了详细分析,进而提出结构优化的途径。该方法对光学系统结构设计和分析具有现实意义,有助于进一步分析研究光学系统结构动力学。