一种核磁共振波谱谱峰对齐及谱峰提取的方法

在代谢组学研究方法中,对一组具有生物学意义且平行的核磁共振波谱数据进行处理是其方法研究的关键,其中包含谱峰对齐、谱峰提取、噪音去除等几个步骤。该文提出了一种全新且快速有效的核磁共振波谱批量处理方法。其原理主要为：在保持波谱形状不发生变化的同时,通过平移目标谱使其与参考谱达到最大程度的相关,从而实现谱峰对齐及利用谱峰最大值的判断来实现谱峰变量的提取。此外,该文还结合大鼠尿样和血样的分析结果,详细地说明了算法的准确性及其它优点。该文所涉及的算法是基于Matlab程序进行编译的,可以结合不同实验进行改编,具有良好的扩展性。     

几种香豆素衍生物核磁共振谱的理论研究（英文）

在B3LYP/6-311G(d,p)水平下对六种香豆素衍生物的结构进行了优化,并通过振动分析验证了其稳定性。利用GIAO方法在B3LYP/6-311G(d,p)水平下研究了香豆素衍生物的NMR谱。研究表明,六个化合物结构共平面性较好,具有较大共轭体系;不同的取代基和取代基的不同位置对几种香豆素衍生物的NMR都有不同的影响。苯环上的氢原子被其他基团取代后,其α-C原子和邻位碳原子的δ值变化明显,而间位碳原子δ值几乎没有变化。取代基的电负性对α-C原子δ值的影响具有一定规律性,而共轭效应对苯环碳原子的影响则更为复杂。最后,为了说明理论计算值与实验值之间的相关性,给出了六种衍生物化学位移值的理论与实验值相关图,并进行线性回归。结果表明,六种香豆素衍生物的化学位移理论与实验值之间的相关性非常好。     

固体核磁共振谱学研究层状双氢氧化物（英文）

层状双氢氧化物(LDHs)作为一类非常重要的无机超分子材料,已经被广泛应用于催化、离子交换、生命科学等众多领域.固体核磁共振谱学是研究层状双氢氧化物局域结构和动态特征的一种强有力手段,提供了非常丰富的信息.特别是最近,借助固体核磁共振在探索层状双氢氧化物的结构方面取得了非常重要的进展(如:阳离子的有序性信息).该文主要介绍了最近40年来固体核磁共振研究层状双氢氧化物方面的重要进展.     

一种离子迁移谱谱图重构及特征峰提取算法

离子迁移谱(IMS)是一种常压下快速、高灵敏度的痕量化学物质检测方法,广泛应用于化学战剂、爆炸物和毒品等检测领域。在离子迁移谱定性和定量分析中,采集到的原始谱图除了包含样品自身信息外,还包含了电噪声、背景干扰等噪声,特别是当分析物浓度低时,噪声会严重影响定性和定量分析的准确性。为提高离子迁移谱技术化学物质识别准确率,需要对离子迁移谱谱图信号进行重构。本文提出一种可同时实现离子迁移谱谱图重构和特征峰提取的新方法。通过建立优化目标函数,采用l_1范数作为线性惩罚项,λ为正则化参数用来调节惩罚项在优化过程中的比例。为了求解优化目标函数,首先构造一个由Gaussian分布函数构成的超完备字典来表示离子迁移谱离子特征峰峰形,采用替代函数方法对优化目标函数进行迭代求解,当达到重构谱图与原始谱图均方根误差小于设定的阈值时停止迭代。为了验证提出的方法性能,分别采用仿真数据和甲基磷酸二甲酯(DMMP)样本数据进行验证,其中仿真数据由高斯分布函数字典原子及高斯白噪声组成。与此同时,我们对仿真数据和真实样本数据分别采用小波软阈值、小波硬阈值及S-G平滑滤波算法进行去噪重构。采用均方根误差(RMSE)和信噪比(SNR)作为评价指标,实验结果表明该方法成功实现离子迁移谱谱图重构和特征峰提取,预处理结果比其他三种方法有显著的性能提升,为开展离子迁移谱定性和定量分析研究提供了基础。     

一种气压传感器新型标定补偿方法（英文）

通常气压传感器的标定补偿方法复杂耗时,开发了一种新的方法去简化气压传感器的标定补偿。首先,设计恒温结构,并通过PID算法自动调节,使气压传感器的核心敏感元件工作于某一个固定温度(此温度稍高于气压传感器需要工作的最高温度点);其次,把气压传感器在与这个固定温度点相等的环境温度下进行标定;最后,完成标定后不管环境温度如何变化,气压传感器敏感元件始终工作在一个恒定的温度,因此气压传感器的标定与补偿可以得到简化。经测试,气压传感器在一定的环境温度范围内实现恒温工作,标定后可以以较高的精度测量气压,实验结果表明经过标定补偿后的气压传感器可以在实际中应用。     

定量单轴压力下单晶硅片原位拉曼谱峰测试（英文）

测量获得了金刚石压腔系统中碳化钨基座单轴下的总压应力(F/N)-应变(ε/μm/m)关系:F=3.395ε+12.212(R~2=0.999 9),研制出可以在定量单轴压力下原位测试样品谱学特征的装置。利用该装置测试了单轴压力在2548.664 MPa下单晶硅片的拉曼谱峰。测试结果表明,当压力垂直于单晶硅样品[100]结晶面时,样品的519.12cm~(-1)谱峰随压力增大有规律的向高频方向偏移,谱峰频移量(Δω/cm~(-1))与压力(σ/MPa)的增加呈显著的线性关系,线性方程为σ=365.80Δω+10.19。式中的常数项在一定程度上反应了样品本身存在的残余应力;一次项系数与理论计算得到的结果存在一定差异,可能是由于本实验考虑了样品受力的定向性。Δω-σ线性关系式中的常数项可能代表两层含义:一是实验过程中存在的误差;二是在一定程度上反应了硅片本身存在的内应力的大小。     

一种新的多元校正模型分子光谱传递方法（英文）

无论是近红外还是红外光谱,多元校正模型的传递问题都尚未解决。为了实现模型和光谱的传递,提出了一种改进的PDS算法——SA-PDS算法,论方法通过PDS算法进行模型传递,使用光谱间的夹角大小作为判定准则来选择传递参数,使得模型传递过程不受到样品性质参考值的影响,也不再依赖于模型,并且可以双向传递。该方法分别通过在近红外数据和中红外数据中应用来证明模型传递的可行性,实验收集烟叶样本测得其近红外光谱,沥青样本测得其中红外光谱,将烟叶总糖会计师和沥青蜡含量作为模型预测对象。使用光谱夹角作为PDS参数选择标准与使用预测标准偏差作为判定准则相比,实验表明:对于近红外光谱的从机向主机的传递,其验证集预测精密度RMSEP从5.257 4降低至1.337 1,优于RMSEP(1.350 3)方法,预测偏差也同样被改善。对于中红外光谱从机向主机的传递,新方法验证集预测精密度RMSEP从0.525 1降低至0.186 9,优于RMSEP(0.219)方法。主机向从机的传递也取得了满意的传递结果。     

一种基于两块PEM调制器的光谱测量方法（英文）

弹光调制干涉信号范围为百赫兹到数十吉赫兹之间,而由于探测器阵列无法对该等级频率实现有效响应,因此,该情况使弹光调制器在光谱成像工作中受到限制。为了解决该问题,发展了一种使用两块具有相近谐振频率的PEM,并基于该频率差进行光信号调制的方法。该方法将两个弹光调制器分别工作在数值略有差异的频率f_1和f_2上,被测光通过双弹光调制器实现差频调制,因此干涉信号中产生载有被测光的低频调制分量,低频调制频率是以δ_i(σ,t)=δ_(0i)(σ)sin(ωit)为基频的一系列倍频信号,该低频调制信号使用普通探测器即可实现探测,再将直流和高频信号滤波后,仅对调制信号后的低频成分进行对应的运算即可得到被测光谱。由于该频率差比所使用PEM的谐振频率低2至3个数量级,因此,该方法可使探测器获得更多的响应时间,而且由于该方法并不需要所使用的两块PEM具有严格一致的谐振频率和相同的光程差,降低了系统本身的设计难度。     

Λ_c重子谱疑难（英文）

Λ_c+重子家族存在一个疑难,也就是重夸克有效理论预言的轨道角动量为L=2的多重态中的态在实验上是缺失的,而且已发现的Λ_c(2765)+和Λ_c(2940)+的JP量子数仍然未知。在本工作中,我们使用双夸克图像计算了重子的质量,研究了Λ_c(2765)+和Λ_c(2940)+的可能归类以及仍缺失的具有L=2和量子数的Λ_c+态,进而指出Λ_c(2880)+的峰结构中实际上已经包含了L=2、这一缺失态,并建议Λ_c(2765)+和Λ_c(2940)+的量子数应分别为2S(1/2+)和2P(1/2-)。     

核磁共振新技术国际研讨会论文摘要集（英文）

Structural genomics and proteomics were born from the understanding that functions of a protein are dictated by its 3D structure and dynamics. To understand protein functions on a genomic scale, we must know protein structures on a genomic scale. High resolution NMR can be used for this purpose. Traditional multidimensional NMR structure determination protocols become ineffective for structural genomics since to obtain a structure of a small protein of 15kD requires many months of painstaking spectral analysis and modeling. Recent advances in magnet and probe technology and in experimental methods have expanded the range of proteins amenable to structure determination and make the large scale structure determination possible. These advances are (1) effective expression systems for protein production, (2) introduction of cryoprobe, (3) structure determination with the use of the minimal amount of structural restraints obtained from the chemical shifts, residual dipolar couplings, NOEs, and computer modeling. In this talk,Iwill briefly outline these developments and related works done in our NMR lab.     

正常星系光谱的一种谱线自动提取方法

正常星系的光谱是天体光谱谱线自动提取中最难处理的一种。文章针对正常星系光谱给出了一种新的谱线自动提取方法。首先,定义了两条光谱间的Max操作,Max操作的结果是生成了一条光谱,该光谱在每个波长处的强度取为在相应波长处强度较大的那一个光谱的强度;然后,通过迭代处理拟合连续谱,在每一步迭代中,先对原始光谱和前一步拟合出的连续谱进行Max操作,再对Max操作生成的光谱进行传统的连续谱拟合;最后,联合采用整体阈值处理和自适应的局部阈值处理提取谱线。实验结果表明：该方法的性能较之传统的小波方法有显著提高,这将对后续的基于谱线的光谱分类和参数测量非常有利。     

一种从辐射噪声中提取调制谱的方法

在水下航行器的辐射噪声中,螺旋桨节拍对航行器的宽带辐射噪声存在着明显的振幅调制,调制频率与航行器螺旋桨的转速有关。该特征可用于估计航行器的速度及目标分类与识别。本文利用子波变换原理,从实测的航行器辐射噪声中提取了它的调制谱,并据此对螺旋桨转速进行了估计,计算机仿真结果与实测的螺旋桨的转速具有良好的一致性。     

卷柏属Selaginellin类化合物互变异构的波谱学研究（英文）

本文采用紫外可见吸收光谱和核磁共振波谱等方法研究了pH、溶剂及温度对卷柏属植物中selaginellin类化合物互变异构的影响.实验结果表明:酸性、碱性及质子化溶剂可以催化selaginellin类化合物的互变异构;变温核磁共振技术证实温度低于233K时,selaginellin类化合物的互变异构几乎被阻断.     

蛋白质分子核磁共振谱峰的特性及其化学位移归属

尽可能完全、准确地归属蛋白质分子的核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）谱峰,是解析可信赖、高质量的蛋白质三维空间溶液结构的首要条件．自动归属软件的开发和应用,已经方便并加快了蛋白质分子核磁共振谱峰的归属进程．然而,对蛋白质核磁共振研究领域的新手来说,因为缺乏对蛋白质分子的核磁共振谱峰特性的系统认识而可能发生对自动归属结果的错误指认或指认不完全,从而导致蛋白质结构解析的错误或偏差．该文针对蛋白质分子中的核磁共振谱峰特性,比如同位素效应和立体异构等,结合具体的蛋白质分子的核磁共振实验图谱,进行了较为详尽的论述,期望对从事蛋白质核磁共振的研究者在理解蛋白质分子的核磁共振谱峰特性及其归属方面有所裨益．     

一种基于连续小波变换的LIBS光谱自动寻峰方法

谱线寻峰在激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy)中是必不可少的步骤,然而噪声和背景的存在,干扰了寻峰的准确性。为了提高LIBS寻峰中重叠峰分辨能力和自适应能力,提出一种适用于LIBS谱图的自动寻峰方法。将基于连续小波变换的脊线寻峰法引入到LIBS中,探讨了连续小波变换中的小波母函数的选择并优化了尺度参数和平移参数,提出一套脊线校正方法对脊线寻峰法进行了改进。实验结果表明,该方法与直接比较法、导数法和脊线寻峰法相比,在重叠峰分辨能力和寻峰精度等方面优势显著,可应用于LIBS数据处理。     

核磁共振波谱的李代数表示与计算方法

本文讨论NMR波谱与李代数表示论之间的联系及NMR波谱解析的李代数方法中的基本问题.若NMR中交换超算符方法中的算符集合生成的李代数为g,本文将讨论g的自然表示和伴随表示,g的典型性质,g的根系结构.提出了解析NMR波谱的三种李代数方法,列举了实例,显示了计算的具体步骤.     

二维核磁共振波谱归属人参二醇的NMR谱线

人参二醇是构成人参皂甙的三种甙元之一,具有较高的生物活性,对它的生理活性和药理作用研究证明:人参二醇具有一定的抗肿瘤作用,本文报道用异核COSY、COLOC-S等2D NMR方法归属人参二醇的¹³C和¹H化学位移.     

低场核磁共振流体分子结构在线探测技术（英文）

流体分子结构的探测是了解其物理、化学性质的基础.目前主要采用的实验室内分子结构探测技术包括光谱法和波谱法等,但这类测量方法具有测量效率低、需添加化学试剂、实验可重复性差等局限.基于低场核磁共振(NMR)技术进行流体组分的探测技术已十分成熟.该文提出进一步将该技术应用于烃类化合物流体分子结构的检测方法,并研发一种快速二维核磁共振驰豫测量脉冲序列和一套低场核磁共振流体在线检测系统.最终实现了一种快速、无损、清洁、有效的流体组分探测技术.     

色谱重叠峰的一种判别方法

本文通过引入峰形参数ε，提出一种判别色谱重叠峰的方法，该方法具有简单实用和灵敏度高等特点。不仅可以判别出有明显峰位的重叠峰，而且特别适用于判别因成分含量相差较大而被淹没的重叠峰。同时，还可以判别出重叠峰的相对位置和重叠程度。     

无规丁苯共聚物的核磁共振波谱——13C-NMR谱带的归属

基于对不同组成的丁苯共聚物的测定、经验计算和参考文献值,对¹³C NMR谱图高场部分的21组谱带以及低场部分的11组谱带进行了归属,它们来自不同二单元结构环境中的各个碳原子。借助于超导NMR波谱,对谱带指认提出了一些新的看法。