复杂样品近红外光谱定量分析模型的构建方法

针对复杂样品近红外光谱分析中校正集的设计问题, 探讨了标准样品参与复杂样品建模的可行性. 通过标准样品和复杂基质样品共同构建的偏最小二乘(PLS)模型, 考察了波段筛选和建模参数对预测结果的影响. 结果表明, 采用PLS方法建立定量模型时, 校正集样品性质应该尽量与预测集样品相似, 当样品的性质相差较大时, 适当增加校正集样品的差异性可使模型具有更强的预测能力. 同时, 波段优选对提高预测结果的准确性具有重要的意义.     

主成分分析-支持向量回归建模方法及应用研究

将主成分分析(PCA)用于近红外光谱的特征提取,并与支持向量回归(SVR)相结合,实现了主成分分析-支持向量回归(PCA-SVR)用于近红外光谱定量分析的建模方法。与单纯的SVR方法相比,不仅提高了运算速度,而且提高了模型的预测准确度。将PCA-SVR方法用于烟草样品中总糖和总挥发碱含量的测定,所得结果的预测均方根误差分别为1.323和0.0477;回收率分别为91.8%~112.6%和88.9%~120.2%。     

基于小波神经网络的新型算法用于化学信号处理

基于紧支集正交小波神经网络的构造思想,用具有紧支集的Ｂ－样条函数的伸缩和平稳替代小波函数,提出了一种新型算法,并将其应用于化学信号的处理,实现了信号的压缩和滤噪,适应小波神经网络相比,学习速度得到了大幅度的提高。     

准轮烷/轮烷在药物载体中的应用

准轮烷/轮烷是超分子化学领域内的一类重要成员,其结构可在外界刺激下发生改变,这一特点使其在分子机器制备方面取得了广泛的应用。近年来,由于其结构的特殊性,在药物载体领域也开始引起人们的关注。本文对近十年来准轮烷/轮烷在药物载体领域内的发展情况进行了综述,重点概述准轮烷修饰的硅纳米粒子和主体-轮烷这两类药物载体的发展历程以及各自的优缺点,最后展望了准轮烷/轮烷在药物载体领域的发展方向。     

模型诊断用于近红外光谱建模校正集中奇异样本的识别

由于校正集样本的质量决定校正模型的质量,校正集中奇异样本的检测在多元校正建模中具有非常重要的意义.本研究建立了一种用于近红外光谱多元校正建模时校正集中奇异样本的检测方法.本方法基于奇异样本的定义和偏最小二乘方法的原理,通过考察每个校正集样本在模型的每个因子(或主成分)中对模型的贡献,将与多数样本表现不同的样本识别为奇异样本.采用218个橘汁样本构成的近红外光谱数据进行了分析,结果表明,校正集中存在6个奇异样本,扣除奇异样本后,校正集的交叉验证均方根误差由16.870减小为4.809,预测集的均方根误差从3.688减小为3.332.     

分子梭协助离子跨膜运输的机理研究

采用增强采样分子动力学模拟研究了一轮烷型分子梭协助K⁺跨膜转运的机制, 该轮烷由两亲性的轴和套在轴上的大冠醚环及连接在大冠醚环上的小冠醚环构成, 轴上有3个带正电的结合位点. 通过计算穿梭过程的自由能变化, 探索了溶剂(氯仿、 乙腈、 水、 氯仿-乙腈)以及中间结合位点对该轮烷穿梭运动的影响, 并分析了中间位点在其携带K⁺穿越细胞膜(采用水-氯仿-水模拟)过程中的重要作用. 结果表明, 改变溶剂不会改变轮烷(不携带K⁺)的运动模式, 但随着溶剂极性的增加穿梭所需克服的自由能能垒显著降低; 在氯仿-乙腈混合溶剂中, 中间结合位点的质子化状态, 不影响轮烷(不携带K⁺)的穿梭能垒; 然而在模拟细胞膜的环境中, 该结合位点的质子化与去质子化相比大幅降低了穿梭的能垒, 促进了K⁺的跨膜转运, 表明中间位点的质子化对于离子转运至关重要, 进一步分析表明轮烷中大环穿梭和小环摆动的协同作用, 也是加速离子跨膜转运的另一关键因素.     

免疫算法用于复杂样品的GC-MS快速分析

建立了一种基于免疫算法的复杂样品气相色谱-质谱联用(GC-MS)快速分析方法, 该方法采用快速温度程序测定复杂样品的GC-MS信号, 再通过快速解析得到各组分的信息. 计算过程中, 采用各种可能存在于混合物中的组分质谱作为算法的输入, 按照保留时间的顺序逐一对重叠的质谱信号进行解析, 得到各组分的色谱信息. 对于混合物中实际存在的组分可得到该组分的色谱流出曲线, 而对于混合物中不存在的组分所得色谱流出曲线几乎为零. 采用所建立的方法对含有16个组分的有机磷农药混合物进行了分析, 在保留时间10 min内得到了所有组分的色谱信息.     

疏水蛋白吸附碳纳米管的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了水溶液中Ⅱ型疏水蛋白HFBI在单壁碳纳米管(SWNTs)表面的吸附过程, 考察了3种不同的HFBI初始取向, 并计算了结合自由能, 从累计240 ns的模拟轨迹中得到了不同的吸附结构. 结果表明, 当HFBI完全通过疏水面与SWNTs作用时, 其结合自由能最有利吸附, 且吸附最稳定. 另外, 由于HFBI含有4个二硫键, 因此吸附过程几乎不改变其二级结构.     

直链烷烃近红外光谱的温度效应与应用研究

近红外光谱的温度效应已得到关注,在结构分析和定量分析方面得到了尝试.以直链烷烃为例,对烷烃有机体系近红外光谱的温度效应进行了研究.采集了20~60℃范围内五种直链烷烃(正己烷到正癸烷)及其混合物的近红外光谱并进行了对比分析,仅发现某些谱峰的强度随温度发生微小变化.采用交替三线性分解算法对光谱数据进行了解析,考察了光谱的特征以及随温度和结构的变化.结果表明,链端C₂H₅和链中CH₂基团的光谱受温度的影响不同,但其光谱信号的强度与温度之间都具有良好的线性关系,可根据光谱预测体系的温度;两种基团的光谱信号强度与烷烃分子的碳数或两种基团在分子中相对含量都具有良好的线性关系,可用于直链烷烃混合物组成的估算.     

基于便携式近红外光谱仪的重金属离子定量分析研究

近红外光谱分析技术凭借分析速度快、样品预处理简单等特点,被广泛用于农业、医药、环境、石油化工等领域。为实现高效率的现场检测,便携式的近红外光谱仪越来越备受关注。由于近红外光谱分析技术能够对多组分同时进行测定,因此在该研究中使用便携式近红外光谱仪探索同时对稀溶液中多种重金属离子定量分析的可行性。使用胺基改性聚合淀粉富集水中的镍离子和铜离子,然后使用便携式近红外光谱仪直接采集胺基改性聚合淀粉的近红外漫反射光谱,再借助光谱预处理方法和偏最小二乘回归法建立模型,最后通过交叉验证和外部验证证明所建立模型的稳定性。结果表明,在其他干扰离子存在下,氨基改性聚合淀粉仍能分别以99.5%和99.8%高效率地富集稀溶液中的镍离子和铜离子。便携式光谱仪采集的近红外漫反射光谱分别经连续小波变换和多元散射校正结合卷积求导光谱预处理之后,使用偏最小二乘回归能够得到相关系数分别为0.981 9和0.965 4的稳健模型,实现了对稀溶液中镍离子和铜离子的同时测定,并且检测到的镍离子和铜离子的最低浓度均为3.0 mg·L-1。该方法不仅提高了近红外光谱分析技术的检测灵敏度,同时也表明了便携式近红外光谱仪对多种重金属离子同时定量分析的可行性,是一种拓宽近红外光谱分析技术的有益探索。