核磁共振波谱查询数据库

介绍了核磁共振波谱信息查询系统的程序设计和应用方法. 系统数据库包含化合物核磁共振氢谱6万多张,核磁共振碳谱4万多张. 可通过光谱编号、原子数、分子式进行查询,结果得到所要查询化合物的有关信息及其标准谱图. 系统程序还允许用户将本研究领域一些常用化合物的标准谱信息和图谱添加进数据库以供日后查询.     

NMR碳谱谱峰检索系统

介绍了核磁共振(NMR)碳谱谱峰检索系统的程序设计原理、系统流程框图、检索比较算法和主要显示界面．系统数据库包含化合物核磁共振碳谱4万多张,能够根据未知物¹³C NMR波谱的谱峰个数及其化学位移值进行检索．结果得到未知化合物的有关信息及其标准波谱图．系统还允许用户将本专业的一些常用化合物的标准谱的信息以及图谱添加进数据库以供日后查询．     

聚3-苯基噻吩的合成及其结构表征

用有机合成方法-格氏偶联法合成出了3-苯基噻吩及其聚合物;用红外光谱、紫外光谱、核磁共振光谱和元素分析等方法对标题化合物进行了表征,从红外谱图、紫外谱图、核磁共振谱,元素分析数据可以推测出所合成的化合物是聚3-苯基噻吩。     

四-(对十六酰氧基苯基)卟啉钴的合成与光谱表征

合成了一种新的酰氧基金属钴卟啉化合物,用红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱确定了结构。     

阿立哌唑的谱学研究

对抗精神分裂症新药阿立哌唑的紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)以及质谱(MS)进行了解析。根据该化合物的紫外光谱探讨了其在溶液中的存在形式,讨论了红外光谱的特征吸收峰所对应的官能团的振动形式以及质谱的特征同位素离子峰,利用1H—1H cosy,HSQC,HMBC等二维核磁共振技术推断并确证了该化合物的结构,对NMR谱信号进行了归属,并根据化学位移、偶合常数以及二维相关谱分析了该化合物结构中的10个不同的亚甲基。     

1,5-苯并硫氮杂( )-β-内酰胺衍生物的 IR、MS、1H和13C NMR谱特征

本文测定并研究了两类1,5-苯并硫氮杂( )-β-内酰胺衍生物的红外光谱、质谱、核磁共振氢谱和碳谱,指出了主要谱峰的归属及此类化合物的谱学特征.     

酞酰苯胺酸的光谱鉴定

利用红外光谱,核磁共振波谱对一种未知化合物的结构进行了研究分析,证明是酞酰苯胺酸。这对研究该物质的生物活性及生化机理将十分有益。     

核磁共振氢谱方法对红外光谱碳氟键伸缩振动变化的研究

采用傅里叶转换红外光谱方法测定了三种1,2-二-[β-(α-甲基-α'对位取代基苯基)噻吩]六氟环戊烯化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的红外光谱.在确认主要红外吸收峰归属并对图谱进行解析的基础上观测到环戊烯环上的碳氟键吸收频率依化合物Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ次序逐一相应增高,发生规律性变化.化合物Ⅰ:vas C-F=1 332.21cm-1,vs C-F=1 231.91 cm-1,δ C-F=1 159.99 cm-1;化合物Ⅱ:vas C-F=1 338.18 cm1,vs C-F=1 254.31cm-1,δ C-F=1 179.22 cm-1;化合物Ⅲ:vas C-F=1 360.99 cm-1,vs C-F=1 263.29 cm-1,δ C-F=1 194.00cm-1.对此不仅从红外光谱吸收原理进行了定性讨论,而且采用核磁共振谱测定化合物氢谱的方法给出了定量描述:化合物Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的H-1,H-2化学位移δ值,均为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ,反映出取代基引起苯环质子周围的电子云密度增加.因此可确认红外吸收的诱导效应与共轭效应共同作用是导致化合物环戊烯环上的碳氟键伸缩振动频率发生规律性变化的原因.这说明核磁共振氢谱是红外光谱解析的有力工具.     

嘧螨酯波谱学数据全归属

嘧螨酯为一种新型杀螨剂和STAT₃激活抑制剂. 该文对嘧螨酯的紫外吸收光谱(UV)、红外吸收光谱(IR)、质谱(MS)、核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³C NMR)、DEPT谱、¹H-¹H COSY谱、异核单量子相关谱(HSQC)、异核多键相关谱(HMBC)进行了解析,并对该化合物所有的核磁信号进行了全归属;同时讨论了紫外光谱吸收带位置和吸收强度与该化合物的生色团对应关系、红外光谱特征吸收峰与该化合物的各官能团的对应关系、氟原子(F)对其¹³C NMR的影响以及质谱离子碎片的归属和化合物的裂解规律. 该研究将为嘧螨酯的结构确证及其他相关研究提供参考.     

斑蝥素及其衍生物的谱学研究

研究了斑蝥素、去甲斑蝥素以及去甲斑蝥酸钠结构的光波谱特征,为控制该原料和产品的质量提供依据,并对用喷雾干燥法制备的去甲斑蝥酸-壳聚糖固体分散体的红外光谱进行分析研究. 通过紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱和质谱手段对各化合物进行结构分析. 样品斑蝥素、 去甲斑蝥素、去甲斑蝥酸钠及去甲斑蝥酸-壳聚糖固体分散体的光波谱均符合其结构特征. 研究表明紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱和质谱是确定已知化合物结构的有效手段,可为斑蝥素衍生物的原料及产品提供定性定量依据.     

Row depth effects on turbulence spectra and acoustic vibrations in tube banks

The effect of row depth on Strouhal numbers derived from peaks in the turbulence spectra measured in an in-line tube bank and on the excitation of acoustic standing waves in the duct containing the bank has been investigated. The results indicate significant variations with bank depth and location in the bank although common features are evident. A buffeting type frequency predicted by Owen [1] is clearly shown beyond the fifth row of deeper banks whilst peaks evident in the turbulence spectra at the front of these banks and for less deep banks are assumed to be generated by vortex action and interaction in the wakes of tube rows. For the geometrical configuration tested, acoustic resonance is generated by the coincidence of a vorticity peak frequency with the standing wave frequency for all cases but the two row deep bank in which the excitation source was most probably in the wake of the bank. Finally, a modification of Owen's theory yields an equation which predicts a Strouhal number of the correct order.     

Systemic Losses Due to Counterparty Risk in a Stylized Banking System

We report a study of a stylized banking cascade model investigating systemic risk caused by counterparty failure using liabilities and assets to define banks’ balance sheet. In our stylized system, banks can be in two states: normally operating or distressed and the state of a bank changes from normally operating to distressed whenever its liabilities are larger than the banks’ assets. The banks are connected through an interbank lending network and, whenever a bank is distressed, its creditor cannot expect the loan from the distressed bank to be repaid, potentially becoming distressed themselves. We solve the problem analytically for a homogeneous system and test the robustness and generality of the results with simulations of more complex systems. We investigate the parameter space and the corresponding distribution of operating banks mapping the conditions under which the whole system is stable or unstable. This allows us to determine how financial stability of a banking system is influenced by regulatory decisions, such as leverage; we discuss the effect of central bank actions, such as quantitative easing and we determine the cost of rescuing a distressed banking system using re-capitalisation. Finally, we estimate the stability of the UK and US banking systems comparing the years 2007 and 2012 by using real data.     

基于空间谱的玉米叶片铜铅污染区分及程度监测

利用高光谱遥感技术监测并识别农作物受重金属污染信息是当今热点,研究设置了不同浓度铜离子(Cu2+)、铅离子(Pb2+)胁迫梯度的玉米盆栽实验,并测取了玉米叶片的光谱及叶片中重金属离子与叶绿素含量。基于获取的光谱数据,将光谱划分为紫谷、蓝边、绿峰、红谷、红边和红肩六个光谱特征区间,通过光谱的一阶微分和二维多重信号分类(2D-MUSIC)算法构造空间谱,对各光谱特征区间进行变换分析。实验结果表明：蓝边、绿峰和红边阵列信号的空间谱在Cu2+胁迫下为双高峰,在Pb2+胁迫下为单高峰,以此能够快速、直观地区分玉米叶片所受重金属污染的Cu2+和Pb2+元素类别。红谷和红肩阵列信号空间谱的方位角谱峰值与玉米叶片中Cu2+含量的相关系数分别达到-0.954 5和-0.964 8,说明用于监测Cu2+污染程度时效果理想;紫谷阵列信号空间谱的方位角谱峰值与玉米叶片中Pb2+含量的相关系数达到-0.999 8,说明用于监测Pb2+污染程度时效果理想。同时通过与常规重金属污染监测方法绿峰高度(GH)、红边位置(REP)、红边最大值(MR)、红边一阶微分包围面积(FAR)的应用结果进行比较分析,空间谱法的应用结果与玉米叶片中重金属离子含量的相关性较高,从而验证了空间谱应用于玉米重金属污染信息监测具有更好的有效性和优越性。     

毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合软件的开发及应用

基于Python语言设计了一款毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合软件QMXRS（quantitative analysis of micro-energy dispersive X-ray fluorescence spectra）并实现其在毛细管聚焦的X射线荧光光谱拟合方面的应用。QMXRS具有小波降噪、本底扣除、能量刻度、元素特征峰的识别、分峰和拟合、能谱的批处理和元素分布成像等功能。毛细管聚焦的X射线荧光分析技术采用毛细管X光透镜对X射线源激发出的X射线束进行聚焦导致X射线荧光光谱分布发生改变。这一变化影响了毛细管聚焦的X射线荧光光谱本底分布。因此QMXRS利用本底预估模型对毛细管聚焦的X荧光光谱本底进行本底分布的修正;同时在全谱拟合过程中,利用半高宽与能量的关系对高斯峰半高宽进行约束,减少高斯峰模型中变量,在保证全谱拟合收敛的同时提高了拟合速度。为验证上述方法的可行性,分别利用QMXRS,PyMca(python multichannel analyzer)和QXAS(quantitative X-ray analysis system)三款软件分析NIST 610标准样品的毛细管聚焦的微束X射线荧光光谱,并对比三款软件的元素特征峰拟合结果。结果表明,相较于QXAS和PyMca采用的非最小二乘法拟合,QMXRS采用约束化的非线性最小二乘法进行拟合能有效的减少能谱拟合过程中带来的误差,提高分析数据的准确度。     

低信噪比巡天数据中特殊恒星光谱的搜寻方法

特殊恒星是金属丰度异常的恒星,其中包含的信息对于研究宇宙起源、太阳系的演变以及生命的演化都有着重要的意义。因此,特殊恒星的搜寻是国内外巡天项目中的重要目标。恒星光谱中包含着恒星的化学成分、物理性质以及运动状态等丰富的信息,它是开展恒星研究的重要依据。恒星的识别、分类以及特殊恒星的发现主要依据的是恒星光谱数据。随着LAMOST和SDSS等国内外大规模数字巡天项目的深入展开,恒星光谱的数据量达到了前所未有的高度,如此大的数据量为特殊恒星的发现提供了强有力的支撑。因此如何利用这些数据快速准确地发现特殊、稀少甚至于未知类型的恒星光谱是天文学研究的重要问题。数据挖掘是结合模式识别、机器学习、统计分析及相关专家背景知识,从数据中提取出隐含的过去未知的有价值的潜在信息的技术,其在处理大数据方面有着天然的优势,越来越多的数据挖掘方法被应用到巡天数据处理及分析之中。目前针对特殊恒星搜寻的数据挖掘算法主要包含随机森林、聚类分析以及异常值检测等,但随着巡天深度的拓展,观测的目标越来越暗,进而观测光谱的信噪比也随之变低。低信噪比光谱中存在着大量的无用信息,直接利用相关算法对其进行分析处理得到的结果往往存在很大的偏差。因此,如何从大量低信噪比恒星光谱巡天数据中有效地搜寻出特殊的恒星光谱,是当前面临的一个重要问题。由于低信噪比恒星光谱本身的特点,对于从中搜寻特殊恒星光谱的工作开展较少。为了解决此问题,在仔细研究光谱数据处理方法的基础上,针对低信噪比巡天数据中特殊恒星光谱的搜寻,提出了一种以主成分分析（PCA）和基于密度峰值聚类为基础的方法。该方法首先选取O,B,A,F,G,K和M各种类型的高信噪比恒星光谱,进行波长统一和流量插值后,利用主成分分析得到特征光谱;然后利用方差贡献率最大的前几个特征光谱对低信噪比的恒星光谱进行重构得到高信噪比的光谱;最后利用重构之后的高信噪比光谱进行聚类,聚类分析中得到的离群数据即为所要搜寻的特殊恒星光谱。在聚类时,考虑到恒星光谱数据本身的特点,采用了一种基于密度峰值的聚类方法来进行聚类及离群点的挖掘。实验表明,该方法能够在低信噪比的恒星光谱巡天数据中准确地搜寻出数量相对较少的特殊恒星。同时,也可应用于诸如LAMOST、SDSS等各种银河系巡天的光谱数据分析与挖掘中。     

提升小波变换与中值滤波结合的红外光谱消噪

在光谱数据的定量分析中,噪声的存在常常会影响结果的准确性。为提高红外光谱分析精度,需要对光谱数据进行去噪处理。将一种光滑阈值函数和一种分层阈值选取方法应用到提升小波域光谱信号的去噪处理中,并对提升小波重构信号进行中值滤波。对某小麦品种的实测光谱信号,添加信噪比为21.17 dB的噪声后采用该方法进行去噪处理,并利用信噪比(SNR)、均方根误差(RMSE)、峰值平均相对误差(AREPV)以及峰位平均误差(AEPP)四项指标对去噪效果进行评价。结果表明,与软阈值法与硬阈值法相比,该方法能更有效地去除光谱信号中的噪声,保留光谱中的有用信息,提高光谱信噪比,降低均方根误差、峰值平均相对误差以及峰位平均误差,提高光谱的分析能力。     

基于LED峰值的太阳光谱合成方法

为了利用不同波段LED快速准确地模拟太阳光谱,基于LED的光谱合成原理,提出了一种利用LED光谱峰值波长处的数据合成太阳光谱的方法,简化了太阳光谱的拟合过程。首先,建立所有LED峰值波长处的函数方程组,利用约束最小二乘法确定各波段的拟合参数。进而,通过3组等间隔的LED光谱数据组对该方法进行了仿真分析,间隔40,30,20 nm的LED合成光谱与目标光谱相关系数对应为0.902,0.935,0.977,并对合成光谱失真处进行了分析和修正。最后,根据所选LED的实际光谱对太阳光谱进行了仿真分析。仿真结果表明：合成光谱与太阳光谱最大失配误差为4%,达到AM1.5的A级标准,满足LED太阳模拟器光谱匹配要求。     

基于拉曼光谱高斯分峰拟合的硫化锑含量检测方法

针对硫化锑含量采用化学分析方法检测存在操作复杂、检测时间长的问题,提出了一种基于拉曼光谱高斯分峰拟合的硫化锑含量快速检测方法。采用拉曼光谱系统测定锑矿样品的拉曼谱图,对原始拉曼谱图进行平滑去噪、背景扣除、谱段选择及归一化等预处理。基于高斯曲线的高斯峰、峰面积、半高宽和峰位置等信息,建立单个高斯峰的数学模型,提出高斯分峰拟合算法对光谱进行拟合,采用状态转移算法对高斯峰模型进行优化求解,得到表征光谱信息的特征参量,结合偏最小二乘回归方法,确定特征参量和硫化锑含量之间的关系,从而建立模型,实现对硫化锑含量的预测。实验中通过训练样本建立校正模型,对测试样本进行预测,同时从训练样本中随机挑选出检验样本,利用已建立的模型,对其硫化锑含量进行预测,以检验模型的正确性和外推性。实验结果表明：与预处理后全光谱建模相比,采用高斯分峰拟合后建立的预测模型的预测效果更好,证明了模型的正确性和良好外推性。因此,拉曼光谱结合高斯分峰拟合算法应用于锑矿中硫化锑含量的检测是可行的,且测量过程更简单,适用于矿物成分的快速分析。     

Simulation of pressure pulsations in the breathing circuit of a deep-sea diving system by using the four-pole method

A method for calculating pressure pulsations in compressor and engine manifolds known as the “four-pole method” is applied to the breathing circuit of a deep-sea diving system. The response of the diver's helmet to the input of two banks of compressors is formulated. A computer is used to solve the response equation and generate the sound pressure level spectrum in the helmet. Results are shown to be in good agreement with experimental data. The computer simulation is used to examine the effects of such parameters as diver's depth, breathing gas flow rate, cylinder bank phasing and system geometry.