利用近红外及中红外融合技术对小麦产地和烘干程度的同时鉴别

小麦是制作馒头的主要原料之一，小麦中水、蛋白质、淀粉会因产地以及烘干程度的差异而不同，进而影响到加工成馒头的品质。所以实现对小麦产地和烘干程度的快速鉴别就显得尤为重要。感官评定是鉴别小麦产地和烘干程度常用的方法，对比感官评定，光谱分析可以识别样品中的分子结构等信息。基于此，尝试利用近红外和中红外光谱融合技术实现对不同产地和不同烘干程度的小麦同时鉴别。首先选取了两个不同产地的小麦，再利用微波干燥法对两个不同产地的小麦做烘干预处理，使烘干的小麦水含量为12%±0.5%，原麦水含量为18%±0.5%。分别标记为原麦A，烘干A，原麦B，烘干B，再将小麦研磨成粉末，过100目筛网筛选后，置于自封袋中备用。随后分别采集四种小麦样品的近红外和中红外光谱信息，在Matlab 7.10的环境下使用标准正态变量变换(standard normal variable transformation, SNVT)对采集到的原始光谱数据进行预处理，利用主成分分析对预处理后的数据进行降维处理，再结合线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）和支持向量机（support vector machine, SVM）分别建立小麦近红外、中红外光谱数据识别模型。另外利用联合区间偏最小二乘法（synergy interval partial least square, SiPLS）筛选出利用标准正态变量变换(SNVT)预处理后的小麦近红外和中红外光谱数据特征光谱区间，将筛选出的近红外和中红外光谱数据特征光谱区间融合后再结合线性判别分析（LDA）和支持向量机（SVM）建立小麦融合光谱信息的识别模型。然后比较同种光谱数据下利用线性判别分析（LDA）和支持向量机（SVM）建立的小麦识别模型识别率、比较同种建模方法下近红外和中红外光谱数据建立小麦识别模型识别率、比较同种建模方法下光谱数据融合和单一光谱数据建立小麦识别模型识别率。结果表明，同种光谱分析方法，利用SVM建立的四种小麦识别模型识别率高于利用LDA建立的小麦识别模型识别率。同种建模方法，近红外光谱数据建立的小麦识别模型识别率优于中红外光谱数据建立的小麦识别模型识别率。而在同种建模方法下，利用SiPLS筛选出近红外和中红外光谱数据的特征光谱区间数据融合后建立小麦识别模型识别率最高，光谱数据融合后结合LDA建立的小麦识别模型校正集识别率为98.75%，预测集识别率为97.50%；而将此选择的变量结合SVM建立的小麦识别模型的校正集和预测集识别率都达到100.0%。对比利用单一光谱数据建立的小麦识别模型识别率，光谱数据融合之后建立的小麦识别模型识别率得到显著提高，该研究从纵向和横向上全面地比较了光谱数据建立的小麦模型识别率，结果可为更准确地运用光谱融合技术建立小麦产地以及烘干程度识别模型提供参考。     

《光谱学与光谱分析》投稿简则

《光谱学与光谱分析》是由中国科协主管,中国光学学会主办,钢铁研究总院、中国科学院物理研究所、北京大学、清华大学共同承办的专业学术期刊。国内外公开发行,从2004年起为月刊,大16开本,2020年仍为月刊,每期332页。《光谱学与光谱分析》主要报道我国光谱学与光谱分析领域内具有创新性科研成果,及时反映国内外光谱学与光谱分析的进展和动态;发现并培育人才;推动和促进光谱学与光谱分析的发展。为科教兴国服务。读者对象为从事光谱学与光谱分析的科研人员、教学人员、分析测试人员和科研管理干部。     

《光谱学与光谱分析》投稿简则

《光谱学与光谱分析》是由中国科协主管,中国光学学会主办,钢铁研究总院、中国科学院物理研究所、北京大学、清华大学共同承办的专业学术期刊。国内外公开发行,从2004年起为月刊,大16开本,2020年仍为月刊,每期332页。《光谱学与光谱分析》主要报道我国光谱学与光谱分析领域内具有创新性科研成果,及时反映国内外光谱学与光谱分析的进展和动态;发现并培育人才;推动和促进光谱学与光谱分析的发展。为科教兴国服务。读者对象为从事光谱学与光谱分析的科研人员、教学人员、分析测试人员和科研管理干部。     

废水中有机污染物降解机理的研究方法

我国废水排放总量较大，且废水中含有的多种有机污染物一直是人类生命健康的潜在威胁，因此对废水处理的研究必不可少，而理解废水中有机污染物的降解机理是处理各种废水的基础.本综述概述了国内外针对各种有机污染物降解机理的研究方法，主要包括实验手段和计算模拟两大类.实验手段中主要采用光谱分析技术检测有机污染物降解过程中生成的中间产物，进而推测有机污染物的降解路径.但是由于实验条件和实验方法的不同，对于同种物质的降解机理研究，不同的实验结果存在着争议.基于量子化学计算、定量构效关系模型（QSAR）、定量结构-生物降解性能关系模型（QSBR）、统计分子碎化模型（SMF）等计算模拟方法为有机污染物降解机理的研究提供了新的方法.将实验手段和计算模拟有机结合起来，可为有机污染物的降解机理研究提供参考和指导.     

荧光分析法在血糖检测中的应用

用不同波长的光激发葡萄糖溶液和血清样品,确定血清的最佳激发波长。以相同波长的光激发含不同血糖浓度的血清样品,得到不同血清的荧光发射光谱,通过分析其荧光光谱判断血清中的血糖浓度大小。实验结果表明,检测血清的最佳激发波长为340nm,血清中葡萄糖的发射峰位置为470nm;随着血清中葡萄糖浓度的增加,荧光光谱图中荧光峰处荧光强度总体呈上升趋势,光谱的面积积分强度和导数光谱中一阶导数的最大值也呈上升趋势,荧光峰的半峰宽整体呈现下降趋势。荧光光谱分析法操作简单,灵敏度高,费用相对较低,为血糖检测提供了有力的参考。     

基于相关子空间的双峰发射线光谱特征提取与分析

低分辨率天体光谱中呈现的双峰发射线轮廓可能反映着比较珍稀的物理现象，如双活动星系核（AGNs）、双超大质量黑洞（SMBH）、喷流云与窄线区的相互作用，也可能是光谱处理过程产生的低质量特征线。双峰发射线轮廓一般由2个或2个以上的波峰构成，对该特征进行提取并分析，可作为双AGN、星系对、双黑洞等稀有天体更有效的搜寻依据，从而有助于更深入地研究星系乃至宇宙的形成与演化。提出一种新的基于相关子空间的双峰发射线特征提取与分析方法，主要工作分为以下三部分：首先利用稀疏差异因子δ度量双峰发射线光谱中属性差异程度，利用KNN方法约束参与稀疏差异因子计算的光谱范围，在此基础上，针对LAMOST低分辨率光谱给出基于相关子空间的特征提取方法；其次，为了验证稀疏差异因子σ以及KNN的输入参数k对双峰发射线光谱的适应性，选择LAMOST双峰发射线光谱样本及普通星系光谱数据，红移范围z<0.3（确保Hα，Hβ，[OⅢ]λλ4 959, 5 007，[NⅡ]λλ6 548, 6 584，[SⅡ]λλ6 717, 6 731等发射线落在LAMOST波长覆盖范围），获得训练集光谱总数332+332（正负样本）条，并借助人眼检查分析该方法中的两个参数：k和δ阈值α对结果的影响，实验表明，当k=18，α=0.6时，相关属性分布较密集且稀疏点较少，结果比较理想；最后，对332条双峰发射线光谱特征子空间所在的波长区间、双峰红/蓝移间隔、双峰线强比等进行了理论分析、测量及人眼认证的基础上，给出了基于相关子空间的双峰发射线特征表述。此外，从双峰特征子空间上不同的发射线激发机制（[OⅢ]/[NⅡ]/[SⅡ]等禁线、Hα、Hβ等氢线）及相关特征子空间上线强关系等角度，对样本中双峰轮廓进行了分析。     

峨山褐煤的分子结构和分子模拟

作为重要的化石能源，褐煤资源潜力巨大、分布广泛但综合利用率低。研究褐煤的分子结构模型，有助于预测褐煤在热解、液化和气化过程中的化学反应机理及反应路径，进而提高褐煤的综合应用水平。以云南峨山褐煤为研究对象，利用傅里叶变换红外光谱、13C核磁共振波谱及X射线光电子能谱等分析测试方法，获取了峨山褐煤的含碳、含氧及含氮结构参数。在此基础上，借助Gaussian 09计算平台，采用量子化学建模的方法构建并优化了峨山褐煤的分子结构模型。研究结果表明：峨山褐煤的芳碳率为39.20%，芳香碳结构主要为苯和萘，且芳香桥头碳与周边碳的比值χ_b为0.07；脂碳率为49.51%，脂肪碳结构主要为亚甲基，季碳和氧接脂碳；氧原子主要存在于羟基、醚氧、羰基和羧基结构中；含氮结构则以吡啶为主。基于元素分析、13C 核磁共振波谱分析，又经过热重实验消除褐煤中残余水分的影响后，计算出峨山褐煤的分子式为C₁₅₃H₁₃₇O₃₅N₂。依据分子式及分析结果计算出峨山褐煤的结构单元含量并构建出其初始结构模型，采用半经验法PM 3基组及密度泛函理论M06-2X/3-21G基组对初始分子构型进行优化。优化后的分子模型具有明显的三维立体特征，芳香环之间较为分散且在空间中排列不规则，芳香簇主要通过亚甲基、醚氧基、羰基、酯基和脂肪环连接，含氧官能团主要分布在分子边缘，脂肪族侧链较多。对优化后的分子模型进行振动频率计算进而获得了分子模型的模拟红外光谱，其与实验红外谱图吻合度良好，证明了峨山褐煤分子结构模型的准确性、合理性。分子结构模型的构建有利于直观地了解峨山褐煤的分子结构特征，从而有助于从微观分子角度研究峨山褐煤的宏观性质。同时，峨山褐煤分子结构模型可为其在热解、液化和气化等领域研究中提供理论指导。     

敬告读者——《光谱学与光谱分析》已全文上网

从2008年第7期开始在《光谱学与光谱分析》网站(www.gpxygpfx.com)“在线期刊”栏内发布《光谱学与光谱分析》期刊全文,读者可方便地免费下载摘要和PDF全文,欢迎浏览、检索本刊当期的全部内容;并陆续刊出自2004年以后出版的各期摘要和PDF全文内容。2009年起《光谱学与光谱分析》每期出版日期改为每月1日。     

《光谱学与光谱分析》对来稿英文摘要的要求

来稿英文摘要不符合下列要求者,本刊要求作者重写,这可能要推迟论文发表的时间。1.请用符合语法的英文,要求言简意明、确切地论述文章的主要内容,突出创新之处。2.应拥有与论文同等量的主要信息,包括四个要素,即研究目的、方法、结果、结论。其中后两个要素最重要。有时一个句子即可包含前两个要素,例如“用某种改进的ICP-AES测量了鱼池水样的痕量铅”。