应用相关分析技术检测噪声中的微弱色谱信号

]本文介绍了相关分析的基本原理,运用相关分析方法从噪声中检测出微弱色谱峰,并考察了保留时间、峰面积计算值与实际值的偏差。实践证明,应用相关分析技术处理色谱信号可使色谱分析检测限量降低一个数量级左右。本文为色谱微量分析提供了新的数据处理方法。     

自适应随机共振算法用于微弱信号检测

我们[1] 曾将随机共振方法应用于化学弱信号的检测 ,并提出了一种只利用测量信号本身所包含噪声的协作效应来检测化学弱信号的新方法 [2 ] ,即通过连续变化系统自身的稳态参数来实现共振 .在以往工作中 ,对输出结果的表征也只是将输出与已知结果进行比较 ,通过对输出的随时监控来判断是否得到最优结果 ,因而不能实现微弱信号的自适应检测 .这无疑也限制了此方法的实际应用 .本文在以上工作的基础上 ,研究了双稳系统的输出特性 ,提出了一种自适应随机共振算法 ,即基于双稳系统的系统输出可以通过调节系统自身的稳态参数达到共振 ,从而在连续…     

快速傅立叶变换用于色谱噪声平滑及微弱信号的检测

应用快速傅立叶变换法（ＦＦＴ）对色谱噪声进行平滑处理及微弱信号检测,同时,也与其他数字滤波法进行了比较。结果表明,利用ＦＦＴ法可以很好地对噪声进行平滑处理,使信噪比提高１８倍,为更好地进行痕量组分的色谱微弱信号检测打下了基础。     

内噪声作用下的随机共振算法对弱信号的检测

基于随机共振理论提出了一种简便、有效地检测弱信号的方法。在内噪声协同作用下，通过调节输入噪声信号的大小能较好地提高系统输出信号的信噪比，从而实现检测背景噪声很强的弱信号的目的。应用于模拟信号和实验信号的结果证明了方法是可行的。     

细胞体系中内噪声对弱信号检测的积极作用

在小尺度的生物化学反应体系中内噪声是普遍存在的,本文采用化学Langevin方程研究了细胞体系中内噪声对弱信号检测的作用. 研究发现, 在Hopf分岔点附近, 当弱信号非常小以至于不能独立地激发细胞内的钙尖峰振荡时, 内噪声能够帮助细胞内的钙振荡信号越过一个域值, 并且在一个最佳的内噪声强度下, 内噪声、内噪声诱导的钙振荡和弱信号之间会产生共振现象, 由此极大地增强了细胞体系对弱信号的检测能力. 由于内噪声是通过细胞尺度变化而改变的, 因此这种现象也说明了在对弱信号检测行为中最佳细胞尺度的存在. 研究还发现最佳的细胞尺度与真正的细胞体积是相吻合的, 并且基本不随外界刺激的改变而改变, 这具有重要的生物学意义.     

谱叠加方法用于提高色谱信号信噪比及微弱信号的检测

1　引　　言色谱分析中一个棘手的问题就是痕量组分的测定 ,由于痕量组分信号很微弱 ,常被噪音所淹没以至无法检出。本文研究了色谱噪音的统计学特性 ,将同一样品的多次测定值相叠加 ,噪音叠加后无明显增加 ,而组分信号叠加后增益 ,信噪比明显提高 ,检出限降低 ,重现性满足定量分析要求 ,适合于微弱信号检测。2　基本原理色谱分析中对某物质的检出限主要取决于检测器的噪音。ＩＵＰＡＣ将信号定义为噪音的 3倍。信噪比是指某组分信号与噪音信号之比 ,信噪比越大 ,噪音对信号的影响越小。噪音是仪器自身属性 ,不易降低 ,若能使组分信号增益 ,…     

一种有效提取弱信号的新方法

随机共振 ( Stochastic Resonance,简称 SR)最初由 Benzi[1] 于 1 981年提出 ,并在气象学领域中得到了成功的应用 .根据随机共振理论 ,通过加噪声可在某一“共振”点处大幅度提高信号的信噪比 .这种方法也已成功地应用于方波脉冲信号的恢复 [2 ] ,但在化学信号中的应用尚属空白 .我们首次将这种方法用于化学弱信号的检测 ,并在简单喇曼谱图的解析中获得成功 [3 ] .但是 ,加噪声的方法作为一种有效的信号分析手段还显得很不成熟 .具体表现为处理过程较繁 ,分析信号的峰位偏移明显 ,而且结果在一定程度上要依赖人为判断来决定 [3 ] .　　在…     

随机共振与仪器分析中弱信号的检测

样品分析过程中，往往得到背景噪声很强的信号，尤其在微量和痕量水平；当信号的信噪比很小时，通常的方法不能满足检测要求，该文基于随机共振理论提出了一种新的弱信号的检测方法并对相关参数进行了讲座主；方法是通过噪声的协调作用，获得系统的“共振”，从而实现弱信号的检测，应用于模拟和实验信号的处理结果证明了方法的可行性。     

噪声在非线性化学体系中作用的研究现状*

本文综述了噪声的种类、来源、统计性质、作用机制和在不同体系中噪声诱导的丰富的非线性的动力学行为, 重点叙述了噪声在非线性化学体系中的重要作用及其应用。     

基于周期调节的随机共振算法对化学弱信号的检测研究

提出了一种新的随机共振算法,通过对系统的周期进行调节以实现系统的共振.讨论了实现共振的系统参数,并对模拟信号和拉曼光谱实验信号进行了处理.结果表明,该方法不仅可方便地用于弱化学信号的处理,克服检出信号的滞后现象,而且对不同噪声水平的信号均有良好的适用性.     

Constructive Role of Internal Noise for the Detection of Weak Signal in Cell System

Taking into account the existence of internal noise in small scale biochemical reaction systems, we studied how the internal noise would influence the detection of weak external signal in the cell system using chemical Langevin equation. The weak signal was too small to, separately, fire calcium spikes for the cell. We found that, near the Hopf bifurcation point, the internal noise could help the calcium oscillation signal cross a threshold value, and at an optimal internal noise level, a resonance occurred among the internal noise, the internal noise-induced calcium oscillations, and the weak signal, so as to enhance intensively the ability of the cell system to detect the weak signal. Since the internal noise was changed via the cell size, this phenomenon demonstrated the existence of an optimal cell size for the signal detection. Interestingly, it was found that the optimal size matched well with the real cell size, which was robust to external stimulus, this was of significant biological meaning.     

耦合生物细胞体系中内噪声对检测弱刺激的积极作用

By constructing a mesoscopic stochastic model for intracellular calcium oscillations in coupled cell system, we investigated the influence of internal noise on the detection of weak stimulation using the chemical Langevin equation (CLE). We found that an optimal cell size V existed for a coupled cell chain length N and an optimal value of N existed for a given cell size V. At these values, the collective calcium oscillations showed the best performance, indicating the occurrence of“system size resonance (SSR)”or“internal noise stochastic resonance (INSR)”. And such a phenomenon was robust to the coupling strength. Living cells may have learned to exploit the internal noise to detect weak stimulation via the mechanism of INSR, and then encode information to specifically regulate distinct cellular functions. It is interesting to note that the optimal cell size is always present at V抑103 μm3, which is close to the real living cell size in vivo. Since the internal noise in living systems can not be ignored and the systems may often encounter weak stimulations, our findings might have significance for stimulation detecting processes in living systems.     

阳极溶解电化学振荡体系中白噪声诱导随机共振的模拟

通过对电化学阳极溶解振荡模型加白噪声后引发的随机共振现象的模拟研究发现,在该体系的周期二振荡态时呈现显性内信号随机共振现象。当白噪声加在该电化学体系的周期二振荡态时,内信号的信噪比随着噪声的增大达到了最大值。同样噪声强度情况下,强信号的信噪比增加比弱信号的增加更加迅速。如果同时改变噪声强度,体系的信号频率也维持不变。研究表明,噪声对内信号的优化具有选择性,而体系的内信号也具有抵抗噪声和维持内在机制不变的性质。