应用荧光相关光谱测定L-色氨酸的浓度

应用FLS920P型荧光光谱仪对L-色氨酸溶液进行三维荧光光谱检测,从中发现：L-色氨酸的特征荧光峰位于270/350 nm。设定发射波长为350 nm,测量激发谱。由测量结果发现在250~260 nm区间,谱线斜率较大、线性度好。因此选取250,255和260 nm三个激发波长,在每个激发波长下分别测量相应的荧光发射谱。基于三条不同的荧光发射谱,构建以激发波长为外扰变量的自相关光谱;而以浓度为外扰变量的自相关光谱,是以超纯水在不同激发波长的平均谱作为参考光谱,通过参考光谱与样本平均谱的相关计算得到。在此基础上,将相关光谱数据分别与偏最小二乘回归(PLSR)和径向基神经网络(RBFNN)相结合,建立溶液中L-色氨酸含量的预测模型,研究结果表明：采用浓度为外扰变量构造的荧光相关光谱信噪比较高,建模的预测效果要好;而在外扰变量相同时,基于径向基神经网络建立的预测模型比基于偏最小二乘回归建立的预测模型对溶液中L-色氨酸浓度的预测结果更为准确。其中,以浓度为外扰变量时的径向基神经网络预测模型准确度最高,该模型的预测相关系数为99.91%,预测均方根误差为0.033 μg·mL-1。研究结果表明,使用该方法能够对溶液中的物质含量进行准确测定,可为食品安全监管提供帮助。     

基于小波分解和因子分析的白酒香型和年份鉴定的研究

提出了一种基于小波分解和因子模型分析白酒荧光光谱,对白酒香型进行分类和年份预测的方法。白酒的三维荧光光谱包含了其所含荧光物质信息,对其进行小波分解,其分解系数与特征峰的强度相关。选取高斯小波对三维荧光光谱进行分解,可以避免对二维荧光光谱进行分解时需要选取特定激发波长的问题。对样品的三维荧光光谱进行小波分解后,选取第4层近似系数构建正交因子模型,通过因子载荷系数对白酒进行鉴别。结果指出,贡献率较小的因子蕴含着样品的独特信息,在相似样品的比较中,不容忽视。在对10个品牌的白酒进行香型分类时,先将样品的三维荧光光谱进行高斯小波分解,使用第4层近似系数进行因子分析,得到贡献率由大到小的多个因子。根据因子的载荷系数,对样品进行聚类分析。结果表明,加入贡献率较小的因子可以将正确率提高至90%。通过对因子载荷系数与年份的相关性分析得出,贡献率排在前六位的因子和白酒年份关系较大,而排在后面的因子和白酒年份的相关性较小,因此可以选取前六位的因子建立白酒年份预测模型。通过选取不同贡献率的因子对白酒年份进行预测,其平均误差可降低至0.9年。     

基于时间分辨荧光光谱法同时测定己酸乙酯与乙酸乙酯

提出了一种基于时间分辨荧光光谱分析法同时测定己酸乙酯和乙酸乙酯混合液中各组分浓度的方法。实验测得两种单体物质的荧光发射光谱重叠度达到78%。对于荧光发射光谱重叠度很高的物质使用普通荧光方法结合算法也很难进行定量分析。而通过量子化学计算结果,对两种单体的分子结构分析,得到己酸乙酯的荧光寿命长于乙酸乙酯。通过时间分辨荧光光谱测量得到己酸乙酯和乙酸乙酯的荧光寿命分别为1.0和5.3 ns。两种物质的荧光发射光谱重叠严重,但是其荧光衰减曲线有明显的差别,所以提出使用时间分辨荧光光谱法对两种物质进行定量分析。通过分析两种物质不同体积比下的荧光衰减曲线的变化趋势,建立两种物质体积比的预测模型,并对其进行检验。实验结果表明：该方法能够实现混合溶液中各组分体积比的测量,其测量的平均残差控制在1%以内,具有一定的实用价值。     

Delay Effect on Coherent Transfer of Optical Frequency Based on a Triple-Pass Scheme

We demonstrate a triple-pass scheme for coherent transfer of optical frequency and the delay effect on the fiber phase noise compensation. It is theoretically proved that the delay effect consists of both fiber delay and servo delay. The delay effect confines the servo bandwidth within 1/8 and induces a residual fiber phase noise after noise compensation. For a 25-km-long fiber, the servo bandwidth is found to be around 1 k Hz, and the fiber phase noise is suppressed approaching to the theoretical limitation. The triple-pass scheme enables the simultaneous transfer of optical frequency to multiple remote users. The performance of noise compensator in the triple-pass scheme can achieve a similar level result compared with that in the double-pass scheme.     

荧光光谱结合校正算法测定混合色素溶液中各组分的浓度

应用英国Edinburgh公司生产的FLS920P荧光光谱仪实验测定了诱惑红、日落黄和亮蓝三种合成食品色素混合溶液的三维荧光光谱,将荧光光谱数据应用化学计量学中的平行因子分析(PARAFAC)和交替三线性分解(ATLD)二阶校正算法进行计算处理,对混合合成食品色素溶液中各组分进行了定性和定量检测。应用核一致诊断法,确定主成分数为3。PARAFAC算法解析后的回收率分别为98.75%±8.9%,97.22%±2.9%和99.00%±2.9%,ATLD算法解析后的回收率分别为99.78%±5.9%,92.52%±5.5%和97.23%±5.8%。结果表明,两种方法都可以用于三个组分的直接快速测定,PARAFAC算法更稳定,更具优势。     

荧光光谱结合PCA-ED与PLSR方法检测市售橙汁饮品

为实现市售橙汁饮品的有效鉴别,在分析与比较100%橙汁与橙汁饮料两类饮品荧光特性差异的基础上,采用主成分分析结合欧氏距离(PCA-ED)的方法对市售橙汁饮品进行定性鉴别,效果良好。同时,利用荧光光谱结合偏最小二乘回归(PLSR)方法建立市售橙汁饮品中橙汁含量的估测模型,PLSR多元校正模型的相关系数r为0.997,校正均方根误差为0.87%,预测均方根误差为2.05%,实验结果表明,校正模型较准确地反映了市售橙汁饮品中的真实橙汁含量。通过采用荧光光谱结合化学计量学方法从定性与定量两方面对市售橙汁饮品的鉴别方法进行探究,研究结果可为市售橙汁饮品的鉴别与掺伪检测提供一种新的思路,也可为橙汁原料的品质控制提供一定的参考依据。     

三维荧光光谱结合二阶校正算法测定碳酸饮料中胭脂红的含量

利用三维荧光光谱结合交替归一加权残差算法(ANWE),对碳酸饮料中胭脂红含量的直接测定。首先通过使用英国爱丁堡公司生产的FLS920P荧光光谱仪测量所配制的胭脂红和日落黄混合溶液样品的三维荧光光谱,利用ANWE算法来进行解析,得到校正集中浓度与真实浓度的相关系数为0.9917,平均回收率为100.92%±2.71%,结果表明,ANWE算法可靠性比较好;然后把市售碳酸饮料稀释8,9,12,13倍,分别测量它们的三维荧光光谱,结合ANWE算法进行解析,计算得到校正集中浓度和实际浓度的相关系数分别为0.993 0,0.993 0,0.993 2,0.993 2,以及饮料中胭脂红含量分别为38.88,37.71,37.68和39.65 μg·mL-1,平均浓度为(38.48±0.96) μg·mL-1;最后,为了验证所得饮料中胭脂红浓度的准确性,使用标准添加法,解析得到,校正样品中胭脂红的校正浓度和真实浓度相关系数为0.993 5,且平均回收率为102.99%±2.15%。检测结果可为饮料中食品色素的快速定量提供一种新的思路。     

求解互补约束优化问题的乘子松弛法

利用互补问题的Lagrange函数, 给出了互补约束优化问题\,(MPCC)\,的一种新松弛问题. 在较弱的条件下, 新松弛问题满足线性独立约束规范. 在此基础上, 提出了求解互补约束优化问题的乘子松弛法. 在MPCC-LICQ条件下, 松弛问题稳定点的任何聚点都是MPCC的M-稳定点. 无需二阶必要条件, 只在ULSC条件下, 就可保证聚点是MPCC的B-稳定点. 另外, 给出了算法收敛于B-稳定点的新条件.