三线性分解算法对液相色谱-质谱联用仪多样本测定数据分辨适用性的比较

从三线性分解算法对液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)多样本测定数据分辨的适用性角度入手,探讨了双线性和三线性分解算法的实际应用效果、存在的问题及其解决方案。本文选择含有低丰度肽段和高干扰背景信号的代表性测定数据进行测试。结果表明,双线性方法不具有分辨唯一性,不能分离LC-MS多样品测定数据存在的背景干扰,从而不适用于低丰度肽段问题的分析。常规的三线性分解算法难以满足质谱信号具有的数学特性--稀疏性,分辨结果并不完全可靠。本文提出了具有非负约束的交替三线性分解(non-negative alternating trilinear decomposition, NNATLD)新算法用于LC-MS多样本测定数据分辨及数学分离,能够很好地适应质谱的数学特性,且具有计算资源节约和收敛速度快等特点。     

三维荧光二阶校正方法快速检测香蕉中双苯三唑醇含量

利用交替三线性分解(ATLD)、交替拟合残差(AFR)和自加权交替三线性分解(SWATLD)等3种二阶校正算法分别对三维荧光光谱数据进行解析,实现了香蕉中的双苯三唑醇含量的直接快速定量测定.当被分析体系的组分数取2时, ATLD、AFR和SWATLD获得的平均回收率分别为(98.2±2.6)%、(97.6±2.1)%和(91.5±3.5)%.另外,采用椭圆置信区间测试(EJCR)和品质因子,如灵敏度(SEN)、选择性(SEL)和检出限(LOD)评估了3种算法的准确性.实验结果表明:3种算法均能成功用于直接分析香蕉中双苯三唑醇的含量.     

化学计量学/信息学助推化学与分析测试科学研究范式转换

该文回顾了科学研究范式的形成并讨论了化学与分析测试科学的相关发展历程。实验科学向理论科学演进实际是现代科学的形成过程,对化学而言是一个困难的数学化进程,直到第三即计算科学范式形成,化学的现代科学地位才得以确定。分析化学或分析测试科学发展过程中遇到类似的问题,化学计量学/信息学在助推其完善分析化学“数学化”进程的同时,也能够挖掘更多有效信息。随着现代分析仪器的快速发展和数据海啸的到来,化学计量学/信息学作为成熟的化学学科分支和有力“武器”,正在协助并推动化学和分析测试科学步入第四即“数据密集型”的科学新范式。该文以作者实验室的研究工作为基础,论述了化学计量学/信息学助力推动化学与分析测试科学研究范式的转换过程中的相关进展,并对未来的研究动向进行了展望。     

基于多种植被指数的土壤含水量估算方法

快速且准确估算土壤含水量已成为农林业水资源监测的热点问题,应用植被指数估算土壤含水量的方法已得到广泛认可和应用。以便携式光谱仪测定的高光谱数据为基础计算得到8种植被指数,通过灰色关联分析法(GRA)对八种植被指数和基于红外热像仪测定的冠层温度进行分析与筛选,选取与土壤含水量具有较高相关性的指标进行多元线性回归分析,构建基于多种植被指数的土壤含水量估算模型(SMBMVI),并做模型精度分析。精度评价结果表明：模型拟合度较高,达到极显著水平(p＜0.000),土壤含水量估算值与实测值具有较高相关性,ｒ为0.636 1,RMSE为2.149 9。该方法引入多种植被指数,采用非接触式的测量方法估算小尺度研究对象的土壤含水量,能够作为遥感反演和直接测定土壤含水量的一种有效替代方法。模型的建立可以快速、准确的估算土壤含水量,为农林业水资源监测管理提供理论与技术参考。     

交替三线性分解算法用于水杨酸和2,5-二羟基苯甲酸的荧光法同时测定

水杨酸 (SA)、2 ,5 二羟基苯甲酸 (GA)和对 氨基苯甲酸 (PABA)的荧光光谱相互重叠。用交替三线性分解二阶校正法对PABA共存下的SA和GA进行了同时荧光测定 ,SA和GA的回收率分别为 (1 0 1 2± 1 9) %和 (97 1 6±1 0 4 ) %。     

三维荧光二阶校正法用于血浆和尿液中柔红霉素的快速测定

文章采用三维激发发射荧光光谱与化学计量学交替三线性分解(ATLD)二阶校正法相结合,对血浆液和尿液中柔红霉素(DM)进行定量测定。实验不需对血浆和尿液预测样进行萃取等分离预处理,选取激发波长410～530nm,发射波长550～650nm,分别每隔5nm取一个数据,利用激发发射荧光扫描分别获得两个三维响应数阵(大小为21×25×12)。当组分数选择为3时,血浆和尿液校正集中盐酸柔红霉素的相对浓度与实际浓度的相关系数分别为r1=0.9990和r2=0.9952,经ATLD算法解析得到的血浆和尿液预测样中柔红霉素平均回收率分别为(92.8±7.6)%和(94.7±4.4)%。实验结果表明,此法能够解决血浆和尿液中盐酸柔红霉素药物因血浆和尿液内源物质与分析物光谱重叠所引起的难分辨的问题,可用于未知干扰共存下柔红霉素的直接快速定量测定。     

三维荧光二阶校正法用于尿液样中氢化可的松的定量测定

本文提出了三维荧光光谱结合二阶校正算法实现人体尿液样中氢化可的松定量测定的新方法。氢化可的松本身的荧光较弱,但与浓硫酸反应后可以生成强荧光的化合物。利用这一特性,采用浓硫酸为氧化剂,设定在激发波长为300-370nm、发射波长为400-580nm范围内测定尿液样中氢化可的松的三维荧光光谱,构建三维响应数据阵,然后运用基于三线性分解的二阶校正算法进行解析。当组分数N取3时,采用基于平行因子分析（PARAFAC）算法的Z-阶校正法的平均回收率为98.6±4.1％,预测残差平方根（RMSEP）为0.0114;采用基于满秩平行因子分析（FRA-PARAFAc）算法的二阶校正法的平均回收率和RMSEP分别为99.3±2.4％和0.0066。两种算法可以得到相近且满意的结果。     

交替拟合残差算法与高效液相色谱-二极管阵列检测方法结合同时测定两种抗结核药物

本文利用化学计量学交替拟合残差(AFR)算法与高效液相色谱-二极管阵列检测(HPLC-DAD)方法相结合,同时测定两种抗结核药物异烟肼和吡嗪酰胺的含量。该法与交替三线性分解算法(ATLD)、自加权交替三线性分解(SWATLD)算法相比较,从预测均方差、预测相对误差以及平均回收率等结果来看,其预测结果更接近实际值。研究表明,基于交替拟合残差等算法的二阶校正法,可以迅速准确地给出色谱重叠情况下两个组分的预测结果,是复杂体系成分直接定量分析的一个有力的化学计量学工具。     

激发发射荧光二阶校正算法快速检测桔子中噻苯咪唑

本文利用交替三线性分解（ATLD）和新提出的交替归一加权残差（ANWE）两种二阶校正算法分别对三维激发发射荧光光谱数据进行解析,实现了对桔子中的噻苯咪唑直接快速的定量测定．当选取分析体系的组分数为2时,ATLD和AWNE获得的平均回收率分别为（99．7±3．3）％和（103．5±4．1）％．另外,还用椭圆置信区间测试（EJCR）和品质因子,如灵敏度（SEN）、选择性（SEL）和检测下限（LOD）评估了两种算法的准确性．实验结果表明,这两种算法能成功地用于直接分析桔子中噻苯咪唑的含量,且ANWE的性能较ATLD稍优．     

HPLC-DAD结合交替三线性分解二阶校正方法进行中药葛根中主要有效成分同时测定

应用高效液相色谱-二极管阵列联用仪(HPLC-DAD)结合基于交替三线性分解(ATLD)算法的二阶校正方法快速测定了中药葛根样中主要活性成分葛根素、大豆苷和大豆苷元的含量,实现了同时定量分析.色谱条件:甲醇-水(体积比为53∶47),检测波长范围为190～380nm,柱温为30℃,流速为1.0mL/min,进样量为20.0μL.预测的实际样中三种目标分析组分葛根素、大豆苷、大豆苷元的含量分别为(0.465±0.023),(0.553±0.015)和(0.098±0.005)mg/g,它们的加标回收率分别为(101.1±3.2)%,(100.4±6.4)%和(100.1±4.9)%.