基于双指标分析法和聚类分析法的鸡骨草红外指纹图谱比较研究

利用双指标分析法和系统聚类分析法,鉴别了不同年限不同产地鸡骨草的红外指纹图谱。结果显示,(1)应用双指标分析法时,只做13点平滑就可以将6种鸡骨草样品完全分开,可以在六维空间中考察不同中药样品之间的相互关系,并可用数量将这些关系精确地表示出来;应用系统聚类分析时只做13点平滑的初始数据聚类效果较差,但13点平滑后再做一阶导数处理,聚类效果很明显,6类鸡骨草样品可以完全分开。(2)应用双指标分析法,在样本量大时,共有峰率变异峰率统计较麻烦,但精确度较高;聚类分析法,精确度相对较低,但是运作比较方便。(3)运用以上两种方法均表明,同一产地栽培鸡骨草化学成分较相似,同一产地不同年限栽培鸡骨草化学成分差异较大。     

基于FTIR比较分析鸡骨草与毛鸡骨草的化学组分

采用傅里叶变换红外光谱法分析鸡骨草与毛鸡骨草的红外光谱特征及其化学成分的差异。采集鸡骨草和毛鸡骨草两种药材整株和不同部位的FTIR图,运用二阶导数谱和半定量分析研究不同谱图间的差异。结果显示鸡骨草与毛鸡骨草均含挥发油、三萜类、黄酮、皂苷、多糖类等化学成分。黄酮类、皂苷类、多糖类成分含量均以毛鸡骨草高。"指纹"区的特征光谱显示,鸡骨草根部的黄酮类成分含量少于茎部、而皂苷类和多糖类成分含量高于茎部;毛鸡骨草黄酮类和皂苷类成分含量以叶部最高,根部最低;多糖类成分叶部最高,根部和茎部较低但二者含量相近。FTIR技术可以快速鉴别出鸡骨草与毛鸡骨草主要化学成分的差异,避免了用单一成分来衡量药材质量的优劣。     

不同产地烈香杜鹃的红外指纹图谱比较研究

烈香杜鹃为常用藏药,具有止咳、祛痰、平喘、清热解毒、健胃消肿之功效,藏医常用于治疗类风湿性关节炎,多数为野生药材;为有效鉴别烈香杜鹃的真伪、产地和品质差异,采用红外光谱法对13个不同产地的烈香杜鹃进行了红外光谱图的识别分析。红外光谱的扫描范围为4 000~400 cm-1,实验发现其红外光谱相似;对红外吸收谱带归属进行判别分析,建立了烈香杜鹃红外指纹图谱,其特征吸收峰位于3 404,2 921,2 852,1 734,1 625,1 449,1 374,1 266,1 060和534 cm-1等处;在1 517, 1 316,1 161,825,779和594 cm-1附近,峰数目、峰位置与峰强度有差异。计算共有峰率和变异峰率,建立共有峰率和变异峰率双指标序列,利用SPSS软件对其红外图谱数据进行聚类分析。双指标序列分析法与聚类分析法的分析原理与角度不同,分组结果基本一致,表明这两种方法可靠,可用于分析烈香杜鹃的产地与品质差异。双指标序列分析法比较结果显示,样品的共有峰率≥68.75,变异峰率≤27.27,分组结果表明,产地接近、气候条件与生长环境相似的烈香杜鹃之间共有峰率较高;而产地、气候条件与生长环境相差较大的烈香杜鹃之间变异峰率较高。聚类分析结果显示,当欧氏距离为15时,可聚为三大类,R2,R3和R4为一类,R7,R8,R10,R11和R12为一类,剩下的归为一类;当欧氏距离为20时,聚为两大类,R2,R3和R4为一类,剩下的归为一类;当欧式距离为25时,13个产地的烈香杜鹃聚为一类。将聚类分析结果与使用ArcGIS软件所做的烈香杜鹃采样点分布图结合起来分析,能直观地看出烈香杜鹃品质与其产地的关系。综合以上分析,建立的烈香杜鹃红外指纹图谱,结合双指标序列分析法和聚类分析法,可以为鉴别烈香杜鹃的真伪、产地和品质差异提供快速、有效的新方法。     

地黄药材的红外指纹图谱及多元统计分析

中药产地是影响药材质量的重要因素,不同产地生长环境对中药的生长及代谢产物的累积具有直接影响,中药材素有道地产区分为非道地产区,在我国具有悠远历史,由于其产地的变迁以及现代主产地的增加,导致当今药材主产地与历史记录略有出入。傅里叶变换红外光谱技术具有快速无损的优点,红外光谱可完整地将不同产地地黄的信息表达,结合化学计量学将红外光谱所体现的信息数字化。该工作运用傅里叶变换红外光谱仪采集不同产地地黄红外光谱,对原始光谱进行基线校正、平滑点数6个、选取900~1 200 cm-1波段进行最高峰归一化等预处理,对每个产地红外光谱各主要特征峰的相对峰强度进行计算,采用正态分布、聚类(CA)和主成分分析(PCA)比较其质量差异,地黄的产地鉴别对中药的合理应用具有科学意义。结果表明采用傅里叶变换红外光谱法采集73批不同产地生地黄的红外图谱,73批不同产地地黄红外光谱指纹图谱峰形、峰位、峰高基本相似,不同产地地黄中含有相同的化学成分,其特征峰、形状基本一致,其中河南产地的地黄有个别特征峰的高度突出,指纹区存在一定差异,差异主要贡献波段为：1 639,1 424,1 354和1 260 cm-1,共标定13个共有峰。聚类分析可将73批地黄样品分为河南产的怀地黄和其他地黄两类,表明不同产地地黄存在内部质量差异;正态分布与聚类分析结果一致,在1 639 cm-1处,河南产的怀地黄与其他省份的正态分布曲线交叉依次为：山东省＞山西省＞河北省,此方法能有效将道地药材与非道地药材区分开;对所得的共有峰相对峰强度进行降维处理,并计算不同产地地黄的主成分综合得分,结果显示河南产怀地黄得到综合得分均高于其他产地的地黄,表明河南产的怀地黄质量最佳。傅里叶变换红外光谱结合多元统计分析方法可以无损、有效、快速的鉴别不同产地地黄。     

红外光谱对不同品种及产地小米的鉴别

不同品种及产地的小米在口感及营养价值上存在显著差异,因此区分不同种小米对消费者具有参考意义。将傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关红外光谱(2D-IR)与曲线拟合、主成分分析(PCA)相结合,鉴别小米的品种及产地。结果显示：小米主要由碳水化合物、蛋白质和脂质组成,因此,其FTIR特征相似;二阶导数光谱(SD-IR)在3 012,2 962,2 928,2 856,1 748和1 548 cm-1附近的吸收峰强度存在明显差异;2D-IR在1 200~860和1 700~1 180 cm-1范围内,小米样品的自动峰和交叉峰数目、位置和强度差异明显;曲线拟合结果显示小米在1 700~1 600 cm-1范围内子峰面积比例不同,说明不同品种间小米的蛋白质含量不同,可以实现小米品种的鉴别分类;选取1 800~800 cm-1范围内的导数光谱进行主成分分析,前3个主成分累积贡献率为97%,不同产地的小米都得到正确归类。研究表明,红外光谱结合统计分析方法,是鉴别小米品种及产地的有效方法。     

侧柏叶红外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法

利用共有峰率和变异峰率两个指标,以不同侧柏叶样品的红外指纹图谱为标准,计算出所测样品相对于标准品的共有峰率和变异峰率。按照共有峰率的大小,建立了不同的共有峰率和变异峰率双指标序列方法。分析结果显示,产地相同或相近的G1与G8之间、G4与G2G6之间有很高的共有峰率(均≥90.0%)和很低的变异峰率(均≤11.1%);相近产地不同年份的G10与G3G4、G5之间共有峰率均＜50%、变异峰率均＞50%;产地相距较远的G2与G7的共有峰率＜50%、变异峰率＞50%。该方法可以准确地区分不同产地、批次的侧柏叶。利用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法可以对两个或多个中药样品进行方便可靠的鉴别,克服了多种中药鉴别方法只能进行真伪鉴别、产地鉴别的局限性,为中药质量的准确评价提供了一种新方法。     

枸杞产地的红外指纹图谱与聚类分析法研究

本文首次采用傅里叶变换红外 (FTIR)光谱法并结合SMICA聚类分析法对不同产地 :宁夏玉西、宁夏中宁及内蒙古托克托旗的枸杞进行了聚类分析。结果表明 ,聚类分析技术对来自不同产地的枸杞可进行鉴别 ,该法快速、准确 ,为客观评价中药材的来源提供了一种新的方法。     

不同产地核桃的二维相关红外光谱鉴别研究

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合二维相关红外光谱(2D-IR)对不同产地核桃进行鉴别研究。结果显示4个产地核桃的原始光谱图整体相似,主要由油脂、蛋白质及碳水化合物特征峰组成;二维相关红外光谱结果显示:在1 450~1 780cm~(-1)范围内不同产地核桃自动峰和交叉峰的数目及强度存在显著差异。结果表明,FTIR结合2D-IR可以简单快速鉴别不同产地核桃,有望发展为一种简单、快速鉴别不同产地核桃的方法。     

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。     

茶叶傅里叶红外光谱的可能模糊K调和均值聚类分析

茶叶的品种不同,其有机化学成分含量往往不同,其功效也是不尽相同的,因此,研究出一种简单、高效、识别率高的茶叶品种鉴别技术方法是十分有必要的。中红外光谱技术是一种快速检测技术,在用中红外光谱仪采集得到的茶叶中红外光谱中含有噪声信号。为了对含噪声茶叶中红外光谱的准确分类以实现茶叶品种分类,将可能模糊C-均值聚类(PFCM)思想应用到K调和均值(KHM)聚类,设计出一种可能模糊K调和均值(PFKHM)聚类算法,计算出PFKHM的模糊隶属度、典型值和聚类中心。可能模糊K调和均值聚类能有效解决K调和均值聚类的噪声敏感性问题。用傅里叶红外光谱分析仪(FTIR-7600型)分别对三种茶叶(优质乐山竹叶青、劣质乐山竹叶青和峨眉山毛峰)进行扫描以获取它们的傅里叶中红外光谱。光谱波数区间是4 001.569～401.121 1 cm-1。先采用主成分分析法(PCA)将光谱数据压缩到20维,再采用线性判别分析(LDA)将光谱数据压缩到两维并提取鉴别特征信息。最后分别用K调和均值聚类和可能模糊K调和均值聚类实现茶叶品种分类。实验结果：当权重指数m=2,q=2和p=2时,KHM具有91.67%的聚类准确率,PFKHM聚类准确率达到94.44%;KHM迭代12次达到收敛,而PFKHM迭代11次就可以达到收敛。采用傅里叶红外光谱技术检测茶叶,用主成分分析和线性判别分析压缩光谱数据,再用可能模糊K调和均值聚类进行品种分类可快速、准确地实现茶叶品种的鉴别。     

婴幼儿奶粉的FTIR分析与鉴定

采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)获得了六种婴幼儿奶粉的红外光谱及其二阶导数谱. 奶粉中的脂肪(1 747, 2 854, 2 926 cm-1)、蛋白质(1 658, 1 540 cm-1)和糖(1 200～900 cm-1)等主要营养成分具有明显的红外指纹特征. 麦芽糊精、蔗糖和乳糖同样具有明显的指纹特征, 随着添加量的不同而改变. 同一厂家不同类型的婴幼儿奶粉, 脂肪、蛋白质和糖含量差异较大, 红外光谱差异较显著;不同厂家相同类型的婴幼儿奶粉的红外光谱差异较小, 但其二阶导数谱具有明显的指纹特征. 该方法简便、快速、可直观的评价奶粉的品质优劣.     

人体不同组织的拉曼光谱研究

测试了人体甲状腺、卵巢、输卵管、肺、子宫平滑肌、子宫颈等组织的拉曼光谱。结果显示,用氩离子激光514.5 nm激发,人体组织拉曼光谱的荧光背景强,在500～3 500 cm-1范围,肺和宫颈组织未显示特征带,甲状腺和子宫组织则显示了较多的带。在600～1800 cm-1范围,子宫、输卵管组织只显示了类胡萝卜素的拉曼带。正常甲状腺组织的光谱和甲状腺滤泡癌组织的光谱之间显示出明显差异,后者没有呈现1 585和1 634 cm-1特征带;正常肺组织与肺癌组织的拉曼光谱也有较大区别,肺癌组织的光谱强度比正常组织的低得多。拉曼光谱技术在临床医学诊断方面将会发挥重要的作用。     

γ-Al_2O_3高温相变的激光Raman光谱研究

通过不同波长的Raman激发光对γ-Al2O3的高温相变过程进行了研究。发现用632.8 nm激发光测得的位于1175、1241cm-1和1370、1400cm-1,对应于514.5 nm激发光时位于4808、4875cm-1和5003、5033cm-1的谱峰均是Al2O3中杂质的荧光光谱。较低波数的二个谱峰与θ-Al2O3有关,而较高波数的二个谱峰与α-Al2O3有关。随着焙烧温度升高,从800℃开始γ-Al2O3逐渐向θ-Al2O3和α-Al2O3转变,θ-Al2O3的谱峰强度在1100~1200℃焙烧时最大,当温度继续升高到1250℃全部转变成α-Al2O3,并且Al2O3的相变是从表层开始的。     

基于高光谱分析的淫羊藿药用成分快速检测研究

中药材淫羊藿富含朝霍定和淫羊藿苷等黄酮类化合物,具有滋阴补肾、提高免疫力等功效,有较大的药用价值。当前,面对生产及育种过程中批量样品快速、无损检测需求的增加,传统的化学分析方法难以满足需要,而高效、廉价的现代高光谱分析技术备受青睐。但受制于光谱数据谱峰重叠及噪声的干扰,全波段光谱分析建模存在模型精度不高和运行效率低的问题。利用便携式地物光谱仪器获取淫羊藿可见-近红外光谱数据,借助遗传算法（GA）特征波段选择方法剔除无关波段,并与偏最小二乘回归（PLSR）分析建模技术结合,构建淫羊藿药用组分（朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷）高光谱GA-PLSR校正模型,探讨淫羊藿药用组分含量高效分析预测的可行性,并挖掘获取淫羊藿品质鉴定的重要光谱响应波段。结果表明：高光谱分析结合化学计量学在淫羊藿有效药用组分的快速无损检测方面具有相当大的潜力。与全波段PLSR校正模型相比,通过GA迭代优化,参与建模的有效光谱数据得到简化,GA-PLSR模型的测量精度和稳定性得到明显提升。主要表现在交叉验证的决定系数（R2_CV）得到明显提高,交叉验证的均方根误差（RMSE_CV）普遍降低。其中,四种药用组分校正模型的R2_CV分别从0.645,0.720,0.718和0.642提升为0.671,0.835,0.782和0.796;同时,其对应的RMSE_CV值分别由2.102,2.896,21.069和1.221降为2.071,2.230,18.656和0.912。此外,明确了红边波段690～740 nm以及420 nm附近波段为淫羊藿药用组分朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷光谱鉴别分析的重要响应波段。该研究为高光谱技术淫羊藿品质准确高效鉴定和光谱传感器的波段设计提供一定的理论依据。     

子宫内膜癌组织近红外光谱预处理与波段选择研究

应用近红外光谱技术对子宫内膜组织病理切片进行快速无损检测。收集了154样品光谱,其中正常样本的个数36个,增生的60个,癌变的58个。由于原始光谱中包含大量干扰信息,所以光谱预处理方法和波段选取的方法在近红外光谱分析中占有非常重要的地。利用多种预处理方法,包括一阶导数、多元散射校正、多项式最小二乘拟合求导、标准归一化、平滑、移动窗口中值滤波,对样品光谱进行了预处理。利用标准偏差谱来选取最优波段,选取的最优波段范围为4 000~6 000 cm-1。然后用处理后的光谱数据进行主成分分析,分类准确率达到100%。研究结果表明近红外光谱技术结合化学计量学方法可以作为一种癌症快速诊断的新技术,对于癌症的早期诊断和癌症组织的恶化过程研究具有重要的意义。     

宫颈正常与宫颈癌组织傅里叶变换红外光谱的初步研究

利用傅里叶变换红外光谱对宫颈鳞癌(17例)、宫颈腺癌(5例)及宫颈正常组织(13例)进行了分析。结果显示,18个谱带在各类组织中的出现概率都在80%以上,显示其在组织中的特征性;这3类组织红外光谱的相对吸收峰吸光度差异主要表现在1 080,1 238,1 314,1 339,1 397,1 454,1 541,1 647,2 854, 2 873,2 926和2 958 cm-1处的比较上。傅里叶变换红外光谱仪可用于区分宫颈鳞癌、腺癌及宫颈正常组织,以该仪器为基础的方法有望成为宫颈癌筛检及临床诊断的新方法。     

2-烷基TCNQ的红外光谱和结构研究——CH_2剪式振动的双峰与晶体场分裂的关系(英文)

测量了2-烷基TCNQ(C8TCNQ,C12TCNQ,C18TCNQ)浇铸膜的红外光谱,发现这类化合物的红外CH2剪式振动在1 471和1 462 cm-1处显示2个峰。这2个峰的强度比(I1 471/I1 462)随着烷基链的长度增加而明显减少。另外,来自CH2的1 471 cm-1吸收峰与来自TCNQ环的1 529 cm-1吸收峰的相对强度随着碳链的长度增加而不发生变化。CnTCNQ系列化合物的红外光谱CH2的剪式振动行为与长链脂肪酸中CH2行为很不相同。在长链脂肪酸中,晶体场效应导致了剪式振动分裂。考虑C12TCNQ的晶体结构,而将1 471cm-1峰归属为非叉指对接的碳链,将1 462 cm-1峰归于叉指对接的碳链,双峰的出现与晶体场分裂无关。并且得到烷基TCNQ中,非叉指对接的碳链的长度与碳链总长度无关的结论。     

锐钛矿型二氧化钛纳米粉体的IR光谱与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂,研究了不同温度下焙烧TiO2粉体的XRD和FT-IR光谱。400℃焙烧后,相应有机物的红外吸收峰消失,随着焙烧温度的升高,粉体粒径变大,800-420cm-1之间的吸收峰逐渐锐化,700℃焙烧的FT-IR谱的423cm-1为金红石型TiO2的特征Ti-O键振动。500℃焙烧的锐钛矿型TiO2粉体对水杨酸具有较好的光催化活性。     

铁电液晶MBOPDOB相变的光散射研究

我们对铁电液晶 MBOPDOB 进行了温度有关的拉曼散射研究。在低频范围记录了三条拉曼谱线(15,49,93cm~(-1))。其中15和49cm~(-1)谱线消失于 C-Sm C相变温度,没有检测到任何频移现象。93cm~(-1)拉曼线产生部分频移,消失于各向同性相,联系着偶极-偶极互作用。高频范围四个振动模(1178和1116cm~(-1),1710和1738cm~(-1))之间能量转移归于由电子转移引起的 C=0键硬化和 C-0健的弱化。同时也讨论了该液晶 Sm C-Sm A 相变的二级连续型特征。