多任务最小二乘支持向量回归机及其在近红外光谱分析技术中的应用研究

在近红外光谱定量分析中,许多模型分开考虑各种样品成分含量,失去了样品成分间潜在的联系.针对该问题,文章将建模分析每种样品成分含量的问题看作一个任务,将同时建模分析所有样品成分含量的问题转换为多任务学习问题.在LS-SVR的基础上,提出了多任务LS-SVR(MTLS-SVR),并给出一种有效的大规模问题求解算法.最后,以高粱样品数据集为实验材料,建立了三种样品成分(蛋白质,赖氨酸及淀粉)的同时定量分析模型.三种样品成分的预测值与实际值的平均相对误差分别为1.52%,3.04%和1.01%,相关系数分别为0.993 1,0.894 0和0.940 6,经分析比较,发现MTLS-SVR模型优于PLS,LS-SVR以及多因变量LS-SVR(MLS-SVR),从而验证了MTLS-SVR模型的可行性和有效性.     

微生物远红外波段复折射率测定及模型构建

选择枯草芽孢杆菌、黑曲霉孢子和黑曲霉菌丝体等3种典型微生物制备生物样品, 采用显微红外光谱仪对3种微生物样品在2.5—15 μm波段的红外反射光谱进行测定, 基于Kramers-Kronig (K-K)关系计算得到了微生物样品在6—14 μm波段的复折射率. 以水、蛋白质和核酸的红外吸收特性为基础,根据微生物样品的 红外吸收谱线计算了微生物样品含水量. 在3种微生物远红外波段复折射率和含水量的实测数据基础上, 构建了生物颗粒在6—14 μm远红外波段的复折射率模型, 分析了模型的可靠性. 模型的构建对发展生物样品的快速分析、鉴定方法, 进而推动生物气溶胶探测、识别技术进步具有重要意义. 关键词： 光学参数 微生物复折射率模型 远红外波段     

网络状表面结构纳米氧化锌的发光特性

为研究表面形貌对微纳结构氧化锌晶体光学特性的影响,利用气相传输法制备了一种具有特殊表面结构的纳米氧化锌颗粒状样品.应用X射线衍射谱、电子能量散射谱和扫描电镜等对样品结构和形貌进行了分析,结果表明样品具有三种层次结构组成的网络状表面形貌；室温下以波长355 nm激光激发样品,观察到紫外峰明显被抑制的发光谱.基于样品表面周...     

食用油的红外吸收光谱分析

实验采用红外吸收光谱法,选取了16种植物油样品和4种动物油样品,对不同品种,以及同一品种、不同来源的食用油进行了红外光谱分析和研究,通过谱图分析,了解了食用油体系的各种特征基团和成分信息,为食用油的其他研究提供参考.     

遮阳品防紫外线性能的实验分析

利用组合式多功能光栅光谱仪、溴钨灯和吸收池,对遮阳品进行光谱特性分析.对3种样品的基线和透射谱进行了对比,并配合对样品透过率的分析,得到样品的防紫外线性能,从而开发出一个非常受学生欢迎的、将物理实验与实际生活联系起来的实验.     

网络状表面结构纳米氧化锌的发光特性

为研究表面形貌对微纳结构氧化锌晶体光学特性的影响,利用气相传输法制备了一种具有特殊表面结构的纳米氧化锌颗粒状样品.应用X射线衍射谱、电子能量散射谱和扫描电镜等对样品结构和形貌进行了分析,结果表明样品具有三种层次结构组成的网络状表面形貌|室温下以波长355 nm激光激发样品,观察到紫外峰明显被抑制的发光谱.基于样品表面周期性微结构,用时域有限差分法和严格耦合波分析法对样品发光谱特性及成因进行仿真研究.结果表明,发光谱中紫外峰的被削弱与材料能级结构无关,其形成机理缘于样品表面类蝴蝶翅膀表面微结构,类似于光子晶体表面结构颜色.     

电感耦合等离子体发射光谱法测定高铬铸铁中的铬、镍、铜、锰、磷、硅、钼和钛

摘要高铬铸铁样品经微波消解,以氧化钇为内标,用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定样品溶液中的铬、镍、铜、锰、磷、硅、钼和钛.分析了3种有证国家标准物质,测定值同证书值吻合,验证了方法的准确性.     

扫描近场光学显微镜的光耦合偶极子模型

为了研究扫描近场光学显微镜中探针和粗糙样品表面的耦合相互作用,提出了一种光耦合偶极子模型.在该模型中,探针和样品突起都由光极化偶极子表示,在准静态电磁场近似的情况下样品表面的诱导极化效应由影像偶极子表示,应用偶极子辐射理论可以得到系统的自洽场方程.此模型提供了一种直观分析扫描近场光学显微镜中探针和样品相互作用机理的方法.在此基础上,进一步讨论了金属样品的近场成像特点和其特有的局域光学共振现象.数值结果表明：不同于一般的介质样品,金属样品的近场图像与入射光频率直接相关,改变入射光的频率,获得的样品近场图像的形状和对比度都会发生变化.特别是当入射光频率处于样品极化共振范围内时,金属纳米粒子的极化率会出现光极化共振,这样就可以获得样品粒子的最大有效尺寸,为提高系统的分辨率提供了一条重要途径.     

再生资源基热塑性橡实淀粉/聚己内酯复合材料的制备及红外光谱分析

以橡实淀粉为主要原料,采用熔融挤出法制备了热塑性橡实淀粉(TPAS)和热塑性橡实淀粉(TPAS)/聚己内酯(PCL)二元复合材料.通过对样品FTIR和XRD的分析,研究了乙二醇、丙三醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺五种不同增塑剂对样品的分子结构的影响,亦研究了不同增塑体系对复合材料分子结构和力学性能的影响.结果表明:五种...     

SiON钝化膜对硅衬底氮化镓绿光LED可靠性的影响

研制了4种不同表面钝化类型Si衬底GaN基绿光LED,分别标记为样品A、B、C、D.样品A无钝化层,样品B为台面SiON钝化,样品C为侧面SiON钝化,样品D为台面和侧面均钝化.将4种样品进行了常温60 mA(电流密度312 A/cm2)下168 h的加速老化,并对比了老化前后的I-V和光衰等特性.结果表明:侧边的Si...     

微波消解-氢化物发生-原子荧光法测定海蜇中的痕量砷和硒

建立了氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)测定新鲜和腌制海蜇中痕量砷、硒的分析方法。采用冷冻干燥和微波消解相结合的方法处理样品,设定了最佳的样品处理条件和仪器测定条件,解决了消解液中过剩酸对测定的干扰问题,并对共存元素干扰情况进行了研究。利用加标回收试验,对分析方法进行了验证。实验结果表明,该方法具有简便、快速、灵敏、准确等特点,适合于含水量较高的生物样品的测定。     

可见/近红外光谱分析技术鉴别转基因番茄叶

用可见/近红外光谱（Vis-NIR spectrum）漫反射方式对转基因番茄叶和非转基因番茄叶进行了快速、无损的定性分析。实验共对68个样品（转基因38个,非转基因30个）进行分类,用TQ 6.2.1光谱分析软件中集成的判别分析（Discriminant analysis）和偏最小二乘回归法（PLS）建立校正和预测模型。研究对比了不同光谱预处理方法（微分处理和多元散射校正（MSC））对分类结果的影响。实验结果发现用判别分析较最小二乘法判别结果较好,用InGaAs检测器获得的光谱经MSC后的分类结果最好,分类正确率为89.7％（转基因番茄叶86.8％,非转基因番茄叶93.3％）。结果表明VIS-NIR可以作为一种快速的无损检测方法鉴别转基因和非转基因番茄叶。     

工作曲线法和偏最小二乘回归分析在XRF定量分析软玉样品中的应用

由于块状固体标准玉石样品的缺乏,造成了便携式X射线荧光分析技术(pXRF)利用工作曲线法对玉石文物样品进行无损定量分析的困难。试图寻找一种pXRF可采用,但不需要块状固体玉石标准样品的定量分析方法。选取24件软玉样品,其中17件为校准样品,7件为测试样品。所有软玉样品利用质子激发X射线荧光分析技术(PIXE)获得定量分析结果。根据校准软玉样品的PIXE定量分析结果建立兴趣元素的工作曲线,利用工作曲线对测试软玉样品进行定量分析;然后,利用pXRF对所有软玉样品进行定性分析,获得其定性分析图谱,利用校准软玉样品的定性分析图谱和PIXE定量分析结果,采用最小偏二乘法对测试软玉样品兴趣元素含量进行分析。最后,将工作曲线法、PLS方法和PIXE的定量分析结果进行了相互对比。通过误差分析,评估了工作曲线法和PLS方法定量分析软玉样品的精确度。结果表明,PLS方法可以代替工作曲线法对玉石类样品进行定量分析。     

Rapid Analysis of Trace Nickel in Hydrogenated Cottonseed Oil by Microwave Digestion Prior to Its Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry Determination

A microwave-assisted digestion procedure for the analysis of trace nickel in hydrogenated cottonseed oil prior to its determination by inductively coupled plasma mass spectrometry was constructed for the first time. The proposed microwave-assisted digestion avoided tarnishing of sample in the process of sample pretreatment and reduced the cycle of analysis. The programs of microwave digestion and the parameters of inductively coupled plasma mass spectrometry were optimized. The accuracy of the proposed method was investigated by analyzing real samples. The results were compared with the ones by pressurized-PTFE-bomb acid digestion and ones by United States Pharmacopeia 28 (USP28) method. This method served as a relatively quick matrix destruction technique compared with other present methods for the quantization of metals in oil.     

基于红外与近红外光谱的烟叶部位识别

以烟叶样品的红外及近红外光谱为基础,采用基于主成分分析的马氏距离判别模型,研究了不同类型仪器、建模区间、模型参数及光谱预处理方式对烟叶部位识别准确率的影响。结果表明根据红外和近红外光谱均可对烟叶部位进行良好识别,近红外光谱因包含的样品信息更为丰富,可以得到比红外光谱更好的识别效果。其中仪器A的二阶导数光谱给出的烟叶部位识别准确率最高,可达94.11%;仪器B的一阶导数及SNV光谱给出的烟叶部位识别准确率次之,为88.24%;Nicolet公司的Antaris360傅里叶红外仪的一阶导数光谱给出的烟叶部位识别准确率为82.35%。对于同一仪器,最佳建模区间及主成分个数随样本情况及光谱预处理方式而变。     

X射线荧光光谱法测定防辐射用硼酸钙中硼的含量

用高温熔融方法制样,以烧失量做固定相,以三氧化二硼做平衡相,采用波长色散X射线荧光光谱仪Omnian无标样定量分析法测定防辐射用硼酸钙中硼的含量。通过精密度和准确度实验结果表明,该方法速度快、准确度高、稳定性好。     

Application of extraction induced by emulsion breaking for trace multi-element determination in jet fuel by inductively coupled plasma-mass spectrometry

ABSTRACT

A novel method, based on extraction induced by emulsion breaking, is proposed for rapid simultaneous determination of iron, manganese, copper, and zinc in jet fuel by inductively coupled plasma-mass spectrometry. Several parameters affecting the extraction efficiency were investigated including the concentrations of nitric acid and emulsifying agents, centrifugal speed, and extraction time. The limits of detection for iron, manganese, copper, and zinc were 0.116, 0.028, 0.06, and 0.085 µg L^?1, respectively. The accuracy of the method was tested by the analysis of spiked samples (recovery percentages between 90% and 107% were observed) and by comparison with a well-established method.     

基于LIBS技术的钢铁合金中元素多变量定量分析方法研究

针对钢铁合金样品元素组成相对复杂,基体效应较严重的问题,利用激光诱导击穿(LIBS)光谱技术对钢铁合金中的元素进行了定量分析。以Nd∶YAG脉冲激光器基频1 064 nm波长激光作为激发光源,采用中阶梯光栅光谱仪和ICCD分光探测钢铁合金样品的LIBS光谱。通过优化实验确定最佳探测延时为1.5 μs,最佳探测门宽为2 μs,激光聚焦点位置在实验样品靶面以下1.5 mm。采用单变量定量分析、多变量线性回归和偏最小二乘(PLS)三种方法分析钢铁合金中Cr元素和Ni元素的含量。结果表明,采用单变量定标方法定标曲线相关系数不高,对待测样的预测误差相对较大,难以有效地定量分析基体元素复杂的钢铁合金中金属元素的含量;采用多变量线性回归分析方法能有效提高定量分析的精度;采用PLS方法得到的Cr和Ni元素的拟合曲线相关系数r分别为0.981和0.995,对两个待测样品中Cr元素和Ni元素的预测相对误差在6.4%和7.1%以内,分析结果优于多变量线性回归方法。可见,采用多变量校正的PLS方法能更有效地校正基体效应对定量分析的影响,提高定量分析的精度。     

Fluoropolymer‐based clear and white paint coatings composition analysis by X‐Ray fluorescence

A new method for the quantification of organic and inorganic phase fractions was developed for fluoropolymer/acrylic‐blend paints – clear and white paint coatings – on aluminum panels by using wavelength dispersive X‐ray fluorescence spectrometry (WDXRF). The method was developed for clear coat samples (only containing fluoropolymer and acrylic phases) as well as white paint samples by also measuring silica and titanium dioxide levels. Both WDXRF and X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), a surface technique, were investigated. For clear coat samples, we found that WDXRF provided far superior quantitative results to XPS, likely related to the extreme surface sensitivity of XPS, in this case a drawback more than a strength. For white paint samples, the X‐ray fluorescence spectrometry method achieved a relative accuracy typically better than 5% for the organic phases and better than 2% for the inorganic phases, for measurements on 8‐mm diameter samples. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

On the Non-Destructive Neutron Activation Method for the Determination of Lithium,Based on a Secondary Nuclear Reaction with Tritons

The purpose of the present article is to make clearer the possibilities of the non-destructive method for neutron activation determination of lithium without the use of apparatus or measurement of gamma-gamma coincidences. The most important sources of error has been investigated and it was shown how these could be eliminated. The sensitivity of the non-destructive method without using gamma-gamma coincidence was found to be about 10^?8g Li. The presence of sodium in the samples in fact does not impair the accuracy of the measurement when the quantity of sodium is not higher than 10^?5 g. The error rises to ll% when the quantity of sodium present in the sample is about 10^?4g. The accuracy of the destructive and non-destructive neutron activation method for the determination of lithium could also be influenced by certain parallel nuclear reactions with tritons. In this connection the influence of sulphur on the neutron activation determination of lithium was investigated. A formula for calculating the optimal cooling time and the counting time of the samples ivas established, designed to diminish the influence of sulphur on the results of the analysis.