荧光光谱数据解析中的信息冗余初步研究

提出了光谱数据解析中的信息冗余系数的问题,从光谱数据处理过程中波段优化选择的方法入手,考察了多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)中的蒽、芘和菲三组分混合体系的荧光光谱数据,采用化学计量学中的主成分回归分析和波段变量选择的窗口移动法,通过理论分析和实验论证得到结论:(1)荧光光谱信号中存在信息冗余;(2)经冗余优化后的荧光光谱数据可以反演出更真实的样本的定量信息,对光谱重叠严重的多组分混合体系,采用冗余优化分析过的数据可以增加预测模型的灵敏度和稳定性。     

BP神经网络用于肝炎患者舌诊近红外光谱的研究

为了对肝炎患者进行快速无创检测,用BP人工神经网络(ANN)方法在健康人与肝炎患者之间对人体舌面近红外光谱的反射率的关系进行关联方面的研究。分别采集了健康人和肝炎患者的舌左边、舌右边、舌下左边络脉、舌下右边络脉以及舌尖各部位各25例受试者的光谱数据,构造了一个3层神经网络结构,将所采集的各光谱数据进行归一化反射率预处理后作为神经网络的输入,建立了BP神经网络模型,分别选取对应的各个部位的40例作为训练样本集,用剩下的10例未知的样本进行预测,各部位测试的结果其相对偏差均在0.2以下,分类正确率为100%,达到满意的预测精度。结果表明提出的BP神经网络用于光谱舌诊进行无创检测识别不同病证提供了重要的参考价值。     

基于光谱法舌诊的脂肪肝快速诊断

提出了一种基于光谱技术的脂肪肝无创、快速诊断新方法。由于舌体能较客观的反映人体生理、病理变化,因此采集志愿者舌体舌尖部位的反射光谱,然后对数据进行分析,计算反射光谱的归一化反射率。建立3层BP网络模型,从采集来的115例样本中抽取32例健康人和44例脂肪肝患者的光谱归一化反射率作为神经网络的输入,再对未知的14例健康人样本和25例脂肪肝患者样本进行分类预测,分类正确率达到89.7%,实验结果表明了光谱法运用于脂肪肝快速无创诊断的可行性。同时,实验结果说明光谱法能更客观全面地反映人舌所携带的组织细胞、微循环等方面的信息,有可能为临床提供一种快速、简便的诊断手段,也为今后的中医证侯的度量提供借鉴。     

中国北方古建油饰彩画中绿色颜料的光谱分析

古建油饰彩画中颜料成分的分析鉴定是古建维修、保护的重要基础工作。文章利用X射线荧光分析、X射线衍射分析、扫描电镜-能谱分析技术,首次系统地分析检测了来自北京、山西、甘肃等中国北方地区的27个古建油饰彩画中的绿色颜料。结果表明,其中15个样品使用了巴黎绿这种含铜、砷的人工合成颜料,其余样品未检测出矿物颜料,显色成分应为人工合成的有机物。在所有分析样品中未检测到古代常用的绿色颜料石绿和氯铜矿的存在。该研究工作开辟了光谱分析技术应用于古建油饰彩画颜料鉴定的新领域,为该类文物分析鉴定、修复材料的选择提供了科学数据。     

ICP-MS测定血中镁、铜、铅浓度时的基体效应单一内标校正方法研究

ICP-MS测定模拟全血基体中不同质量段的Mg, Cu, Pb元素,考察基体效应对测定值的影响,分别采用传统内标法和单一内标CAIS方法(common analyte internal standardization)对其进行校正和比较。结果表明CAIS方法适用于不同浓度血液基体中多种元素的同时校正,且效果良好,其相对平均误差仅为3.05%,明显低于传统内标法的12.39%和校正前的23.91%;CAIS方法不受内标元素和被测元素质量数差异、测定强度差异以及电极电位差异的限制;使用全血和血清标准物质对CAIS方法可靠性进行验证,测定值全部落在标准值范围内。     

ICP-AES测定苦瓜籽矿质元素及GC-MS鉴定其油脂脂肪酸

苦瓜籽中活性成分的研究逐渐引起人们注意,但其矿质元素组成未见报道,其油脂脂肪酸主要成分也说法不一。文章选取海南产大苦瓜籽用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)法测定矿质元素,发现其中K,Mg和P含量最高;Cr和Zn的含量分别高达5.165和45.45μg.g-1,在植物性食品中较为罕见。以超临界CO2萃取其中油脂,得率为36.89%,碱法衍生为脂肪酸甲酯后,气相色谱-质谱联用法(GC-MS)鉴定苦瓜籽油脂中脂肪酸组成,发现其饱和脂肪酸(SFA)占36.71%,主要为硬脂酸;单不饱和脂肪酸(MUFA)仅占3.33%,主要为油酸(LA);多不饱和脂肪酸(PUFA)占59.96%,主要为α-桐酸,含量高达54.26%。明确苦瓜籽微量元素与脂肪酸组成,对进一步挖掘其药、食用价值具有重要的理论指导意义。     

鸡粪堆肥水溶性有机物特征紫外吸收光谱研究

采用紫外-可见吸收光谱,对不同堆肥时期样品中水溶性有机物(DOM)的特征吸收参数进行了研究。结果显示,堆肥进行时样品DOM中的非腐殖质物质不断转化为腐殖质类物质,并且腐殖质物质的芳构化及分子量增加,腐殖化程度加大,同时苯环结构上的脂肪链降解成羰基、羧基等官能团。相关性分析显示,相同DOM浓度(DOC)样品在254与280nm的吸收值SUVA254,SUVA280,226～400nm吸光度的积分A226～400两两间均达到极显著正相关,与DOC均显著负相关,但以A226～400与DOC相关性最高;253和203nm吸光度比值E253/E203与SUVA254,SUVA280及A226～400均达到显著相关,但与DOC的相关性不如后三者;250和365nm吸光度比值E250/E365及465和665nm吸光度比值E465/E665与其他参数均不相关。分析结果表明,随着堆肥的进行DOM稳定度增加,对重金属配位能力增强;在所研究的紫外-可见光谱吸收参数中,A226～400最能反映堆肥腐熟度变化。     

蚜虫胁迫下棉叶光谱特征及其遥感估测

在棉蚜危害棉花的主要生育期测试蚜害后不同严重度叶片的理化参数和光谱,分析并比较了不同时期、不同品种蚜害棉叶理化参数和光谱反射率特征,确定了蚜害棉叶光谱敏感波段,建立了蚜害棉叶严重度估测模型。结果表明:蚜害棉叶的理化参数和光谱特征明显,蚜害棉叶平均厚度,含水量,温度和叶片CHL.b均增加,叶片而平均CHL.a,CHL.a+b和Cars含量减少。不同时期、不同品种蚜害棉叶光谱反射率在可见光均表现先升后降的特征,但不同品种蚜害棉叶在近红外波段反射率不同。434～727和648nm可分别作为蚜害棉叶的光谱敏感波段和最佳波段。基于敏感波段建立的蚜害棉叶遥感估测模型均达到显著相关,其中以(R1589-R648)/(R1589+R648)为自变量建立的估算模型精度最高,相对误差最小(0.128),可作为蚜害棉叶严重度最佳识别模型。该研究为遥感大面积监测棉花蚜虫提供了理论依据及参考。     

物理教育研究评估

科学的定性及定量评估方法是物理教育研究重要的研究手段.目前国际通用的教育评估测试,根据测试目标的不同,可分为多种类型:学习内容调查、学习态度调查和科学分析能力调查等.我们已将本文中介绍的部分评估测试应用于国际教育研究领域.     

美国物理教育研究进展

对美国物理教育研究领域的发展和现状作了总体的介绍.物理教育研究的内容是物理教育教学的理论和方法,对象是与物理教学相关的各个方面及其之间的关联,提出并采用了许多新的教学方法和教学模式,目的是提高教学质量、发现并解决物理教学中存在的问题和难题,激发学生学习物理的积极性,加深对物理概念的理解和掌握,并提高他们分析和解决科学问题的能力.