复杂过程光谱数据分析的化学计量学方法研究进展

使用光谱仪器对复杂化学体系进行原位实时光谱定量分析时,测试条件(如温度)通常无法控制,而且对被测样本不能进行任何预处理.从复杂的原位实时光谱数据中提取出有用的化学信息对分析化学家来说是一项极具挑战性的任务.本文综述了近些年针对原位实时光谱数据的定量分析而发展的一些化学计量学模型与方法,并给出了一些方法的具体算法.     

分析化学计量学的若干新进展

对分析化学计量学的若干新进展进行了讨论, 侧重从作者实验室所进行的研究工作的视角论述了高维数据的分辨、用于化学信号处理的形态学理论和方法、解决复杂化学问题的多元校正和化学模式识别以及联用色谱仪二维数据的分辨新方法的发展.     

用遗传算法优化的约束背景双线性化方法处理含未知背景组分干扰的色谱二维谱图体系

数值遗传算法是全局优化方法, 本文将其引入约束背景双线性化问题的优化求解过程, 以避免陷入局部最优。用本方法处理了模拟数据和两个实际含未知背景干扰的色谱二维谱图体系, 并探讨了如何提高遗传算法在优化平台区域的寻优速度,结果令人满意。     

表面增强拉曼光谱结合乘子效应模型对血浆和药片中甲巯咪唑的定量检测

将表面增强拉曼散射(Surface-enhanced raman scattering,SERS)技术与乘子效应模型结合,采用2-巯基异烟酸作为内标,以银纳米颗粒为SERS增强基底,对血浆和药片样本中甲巯咪唑的进行准确的定量分析.实验结果表明,本方法对血浆样本中甲巯咪唑的平均相对预测误差为5.1％,检出限为32 nmol/L;对药片中甲巯咪唑的定量结果与LC-MS/MS方法基本一致,其加标回收率在93.3％ ～ 110.9％之间.     

近红外光谱结合新型模型传递方法用于糖料的在线质量监控

当采用近红外光谱技术对糖香料的生产过程进行在线质量监控时,糖香料的温度变化严重影响近红外光谱校正模型的预测性能,使其对糖浆样本中主要成分预测结果的平均均方根误差从2.4%增大到29.2%。本研究将近红外光谱技术与载荷空间标准化新型模型传递方法相结合,有效消除了温度变化对近红外光谱校正模型定量分析结果的影响,使其对糖浆样本中主要成分预测结果的平均均方根误差维持在3.8%的水平,实现了利用近红外光谱技术对糖香料的质量进行快速准确的监测和控制。本研究的研究结果为糖料的配制和使用提供了技术保障。     

基于稀疏模型的气相色谱-质谱数据解析及其在严重重叠峰解析中的应用

提出一种气相色谱-质谱（GC-MS）数据解析算法。以色谱峰顶点处的质谱作为待测谱,在谱库中检索一定量相关参考谱,求解关于各纯组分色谱响应值的方程。质谱检索采取分步策略,先利用质谱碎片规律建立高速索引进行粗选,然后使用强峰高概率出峰准则和耐挤压性准则排除无关质谱。为求解色谱响应值方程,提出基于稀疏模型的回归算法,相比传统算法,稀疏算法利于提取待测谱的主要结构,避免"过拟合"。实验结果表明,该质谱检索算法具有较高的精度和规模较小的剩余参考谱集,而所提稀疏模型算法可有效解析严重重叠峰。该算法可作为GC-MS重叠峰解析,特别是严重重叠峰解析的一种有效解决方案。     

用遗传算法优化的约束背景双线性化方法处理含未知背景组分干扰的色谱二维谱图体系

数值遗传算法是全局优化方法.本文将其引入约束背景双线性化问题的优化求解过程,以避免陷入局部最优.用本方法处理了模拟数据和两个实际含未知背景干扰的色谱二维谱图体系,并探讨了如何提高遗传算法在优化平台区域的寻优速度,结果令人满意.     

比率型荧光探针结合先进校正模型用于环境水样中亚硝酸根离子的定量分析

将新型荧光光谱定量分析模型与比率型荧光探针2,3-二氨基萘相结合,发展了一种用于水溶液中亚硝酸根离子( NO-2)定量分析的新方法;并考察了本方法对含有散射物质和吸光物质的浑浊水样中NO-2进行直接定量分析的性能。结果表明,本方法对实际浑浊环境水样中NO-2的检出限和定量下限分别为1.9和5.8 nmol/L,其定量分析结果的回收率在90.8%~103%之间,与高效液相色谱-二极管阵列检测器联用仪的定量分析结果的回收率没有显著性差异。     

高等学校化学类专业分析化学相关教学内容与教学要求建议

论述了分析化学教学在化学类专业人才培养中的重要地位,阐述了制订分析化学教学内容和教学要求建议的必要性和制订的依据,指出了该建议的使用原则。从知识、能力和素质三个方面明确了化学类专业分析化学理论相关教学的基本内容和要求。对当前我国分析化学教学研究、教学建设、教材建设和教学效果评价等方面具有参考指导作用。