|
|
|
|
|
|
|
《光谱学与光谱分析》2017年, 第37卷, 第06期
发布时间:2017-06-11]
阅读次数:8846次
(1661-1666) | 脉冲微放电发射光谱用于合金样品元素分析 [ PDF (4135 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1661-06 | | | 引用: 王小华,李卫峰,郭宗纬,杭 纬,黄本立. 脉冲微放电发射光谱用于合金样品元素分析. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1661-1666. | | Cite: WANG Xiao-hua, LI Wei-feng, GUO Zong-wei, HANG Wei, HUANG Ben-li. Elemental Analysis of Alloy Sample with Pulsed Micro-Discharge Optical Emission Spectrometry. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1661-1666. | | 摘要: 利用大气压脉冲微放电剥蚀源对铝合金进行光谱分析。该针板结构微放电装置具有价格低廉、操作便捷、分析快速等特点。脉冲放电能瞬间注入极大的放电能量,不致使样品融化,进而保证放电的稳定性。在几微秒的时间内,对钨针电极施加近-4 000 V的高压,电极间迅速形成放电通道,针尖和样品之间形成高达20 A的电流,造成对样品的剥蚀,并对被剥蚀的粒子进行激发。单次放电脉冲注入能量约为8.5 mJ,能量以电流的形式传递于放电电极。剥蚀形貌图表明放电微等离子体局域在电极间隙,针尖轴向上的能量传递和电流密度远高于离轴区域。为了深入研究剥蚀机制和物理性质,对等离子体源的电学特性进行了讨论。通过精确的时序拍摄技术观测了等离子体的演化过程,从ICCD相机的快速成像结果可以看到等离子体源寿命与脉冲高压放电源的脉宽相当,发光强度与放电电流变化趋势相吻合。与光谱分析装置相连接,脉冲微放电剥蚀源可有效激发合金样品中的铝、镁、锰、铜等元素原子谱线。对放电过程等离子体光谱特性进行考察,利用玻尔兹曼斜线法和Stark展宽法计算等离子体电子温度和电子数密度,分别得到过程中等离子体电子激发温度约6 700 K,等离子体电子数密度约10 cm-3量级,并验证了放电处于局域热平衡状态。探究其定量分析性能,结果表明该脉冲微放电等离子体直接作为一种光谱分析源可实现对铝合金样品快速定量分析。 | |
(1667-1672) | 磁免疫和荧光免疫传感器的构建及其在检测甲胎蛋白中的应用 [ PDF (3965 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1667-06 | | | 引用: 李一珂,冯 婷,邓穗敏,王香凤,谢孟峡. 磁免疫和荧光免疫传感器的构建及其在检测甲胎蛋白中的应用. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1667-1672. | | Cite: LI Yi-ke, FENG Ting, DENG Sui-min, WANG Xiang-feng, XIE Meng-xia. Development of Magnetic and Fluorescent Immune Sensors for the Detection of Alpha Fetoprotein. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1667-1672. | | 摘要: 甲胎蛋白(AFP)是常见的肝癌肿瘤标志物,在早期诊断方面起到重要作用。分别设计构建了磁免疫和荧光免疫传感器并将其应用于AFP的定量检测。在磁免疫传感器中,采用免疫磁珠代替传统固相载体,实现了目标物的快速分离;利用标记抗体上的辣根过氧化物酶(HRP)催化底物显色,根据底物吸光度值的大小进行定量检测。构建的AFP检测方法的检出限为3.6 ng·mL-1,线性范围为10~80 ng·mL-1。在荧光免疫传感器中,将碲化镉量子点(CdTe QDs)的荧光作为信号输出,并通过同时将多个CdTe QDs连接在纳米硅球表面实现信号放大,通过测量量子点荧光强度实现定量检测。该方法AFP检出限为4.2 ng·mL-1,线性范围为5~150 ng·mL-1。所设计的两种传感器均具有特异性强、灵敏度高的特点,为AFP的检测提供了新的思路和方法。 | |
(1673-1677) | 红外光谱差减技术扣除水汽吸收干扰的局限性 [ PDF (2325 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1673-05 | | | 引用: 余敏行,王海水,张韫宏. 红外光谱差减技术扣除水汽吸收干扰的局限性. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1673-1677. | | Cite: YU Min-xing, WANG Hai-shui, ZHANG Yun-hong. Limitations of Spectral Subtraction in the Elimination of Infrared Water Vapor Bands. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1673-1677. | | 摘要: 红外光谱差减技术在扣除背景组份干扰方面得到广泛应用,但其扣除空气中水汽效果却不尽如人意。研究了不同湿度的水汽光谱与光谱差减效果的关系,以探究光谱差减技术在水汽扣除领域局限性的原因。结果表明:(1)相对湿度改变,水汽的红外光谱也发生变化,不管如何小心地选择比例系数f,从相对湿度x%的水汽光谱Ax,也不能完全扣除相对湿度为y%的水汽光谱Ay,即fAx≠Ay。(2)相对湿度改变,水分子团簇(H2O)n的相对组成也会发生变化,这是导致光谱差减技术局限性的主要原因。(3)将湿度为x%和y%的两水汽光谱Ax和Ay进行线性组合,则可以高度近似地模拟出介于两者之间的湿度的水汽光谱。比如用40%水汽谱和30%水汽谱,可以模拟得到32%或35%或37%的水汽谱。实验结果表明这是扣除水汽干扰效果更好的路径。(4)论证了水汽补偿湿度滴定法具有高效性的原因。 | |
(1678-1682) | 基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量 [ PDF (2670 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1678-05 | | | 引用: 吴庆川,黄印博,谈 图,曹振松,刘 强,高晓明,饶瑞中. 基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1678-1682. | | Cite: WU Qing-chuan, HUANG Yin-bo, TAN Tu, CAO Zhen-song, LIU Qiang, GAO Xiao-ming, RAO Rui-zhong. High-Resolution Atmospheric-Transmission Measurement with a Laser Heterodyne Radiometer. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1678-1682. | | 摘要: 激光外差技术是一种高灵敏度的光谱探测技术,利用该技术研制的装置易于集成化小型化,可以进行地基或星载的地球大气或天文观测。基于激光外差光谱测量技术,结合自研的太阳跟踪仪建立了一套高分辨率整层大气透过率测量系统,系统分辨率约为0.006 cm-1。该系统利用太阳光和红外激光在非线性探测器中进行光学混频,通过对获取的混频信号进行电子学滤波和平方率探测,获得了高光谱分辨率的外差信号。采用Langley-plot定标法对测量系统进行定标,获取了仪器标定常数和对应的大气总光学厚度,实现了中红外波段整层大气透过率的实时测量。同时,将实测整层大气透过率与MODTRAN5.0软件仿真计算的结果进行对比分析,两者的一致性较好。分析表明该测量系统具有很高的分辨率并且性能稳定可靠,在大气科学、天文观测和激光大气传输等研究领域具有广阔的应用前景。 | |
(1683-1686) | 利用拉曼光谱分析冰Ih相的表面薄层的氢键结构 [ PDF (2107 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1683-04 | | | 引用: 李发兵,李占龙,门志伟,李业秋,欧阳顺利. 利用拉曼光谱分析冰Ih相的表面薄层的氢键结构. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1683-1686. | | Cite: LI Fa-bing, LI Zhan-long, MEN Zhi-wei, LI Ye-qiu, OUYANG Shun-li. Analysis of Hydrogen Bond Structure in Ice Ih Surface of Film with Raman Spectra. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1683-1686. | | 摘要: 水是生活中一种最基本且最重要的物质,由于它的一些奇特性质和反常物性,得到了广泛的研究,而拉曼光谱是研究水分子结构的一种非常合适的方法,它通过获得分子的振动和转动信息来理解分子结构和分子间的相互作用。在常压下测量了-20~-190 ℃温度范围内冰Ih相的表面薄层的拉曼光谱,实验结果发现随温度降低,冰Ih相的O∶H范德瓦尔斯键向高波数方向移动,而O—H极性共价键向低波数方向移动;且拉曼频移与温度呈线性关系,通过对不同振动模式的斜率进行比较,判断其键长的伸缩变化关系,从而证明了冰Ih相密度随温度的减小而增大,采用氢键理论(结构)给予了解释。同时,发现在-150 ℃时,O—H键反对称伸缩振动模式和O∶H键振动模式的拉曼峰强发生了突变,这表明冰Ih相发生了相变——冰Ⅺ相(冰Ih的质子有序相)。 | |
(1687-1691) | 光温双控太赫兹波调制特性研究 [ PDF (2712 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1687-05 | | | 引用: 李威力,孟庆龙,黄人帅,凌 芳,张 彬. 光温双控太赫兹波调制特性研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1687-1691. | | Cite: LI Wei-li, MENG Qing-long, HUANG Ren-shuai, LING Fang, ZHANG Bin. Study on Modulation Characteristics of Terahertz Wave for Double Optical and Thermal Control. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1687-1691. | | 摘要: 基于多频带金属开口谐振环结构,利用GaAs材料的光敏特性和VO2薄膜的热致相变特性,设计了一种既能实现光控又能实现温控的太赫兹(Terahertz, THz)波调制器,研究了光强和薄膜温度对 THz波调制特性的影响。结果表明,随着光强的增加,谐振频率均出现蓝移且谐振强度减小,当光强达到0.2 μJ·cm-2时,第二个谐振点(0.52 THz)蓝移了0.14 THz,透射幅度增加达50%;随着VO2温度增加至相变温度以上,THz波透射幅度急剧减小,在0.63 THz处透射幅度减小达45.5%;当光强和温度同时控制时,随着光强和温度的增加,谐振点频率蓝移且谐振点处的THz波透射幅度增加,但在温度超过相变温度后,则温度控制起主导作用。设计的THz波调制器能通过光控和温控实现对THz波的明显调制效果,可为实现多功能的THz波功能器件的设计及应用提供参考。 | |
(1692-1695) | 一次人工触发闪电通道光谱结构分析 [ PDF (1538 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1692-04 | | | 引用: 张华明,张义军,吕伟涛,王 华,钱 勇. 一次人工触发闪电通道光谱结构分析. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1692-1695. | | Cite: ZHANG Hua-ming, ZHANG Yi-jun, LÜ Wei-tao, WANG Hua, QIAN Yong. The Spectra Structure Characteristic of Triggered Lightning Channel. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1692-1695. | | 摘要: 用无狭缝光谱仪获得了广东地区一次人工触发闪电首次回击过程的发射光谱,同时测量了回击电流峰值为18.3 kA,回击持续时间为4.5 ms。发现导线部分通道的发射谱线中存在407.5,419.0,425.3和517.9 nm等激发能比较高的谱线,具有强闪电通道发射光谱的谱线结构,空气部分则具有弱闪电通道的谱线结构;导线部分与空气部分的基本谱线的相对强度差别较小,强闪电特征谱线相对强度相差非常大。通过对导线部分与空气部分谱线激发能等参数的分析,发现回击开始时,导线部分先导通道还未完全消失,回击脉冲电流对先导闪电通道等离子体进行了进一步激发,增加了等离子体的温度和密度,使得导线部分具有较高激发能的谱线被完全激发,相对于空气部分407.5,419.0,425.3和517.9 nm等谱线的强度有较大程度的增加,造成导线部分通道与空气通道两种不同的光谱结构。通过光谱分析,获得了闪电通道不同部分的温度、电子密度等参数,发现导线部分通道的辐射特性不同于空气通道是导线部分通道发光亮度与电流相关性较差的原因。 | |
(1696-1699) | 棒-环电极大气压等离子体射流的光谱特性 [ PDF (2203 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1696-04 | | | 引用: 李雪辰,张盼盼,李霁媛,张 琦,鲍文婷. 棒-环电极大气压等离子体射流的光谱特性. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1696-1699. | | Cite: LI Xue-chen, ZHANG Pan-pan, LI Ji-yuan, ZHANG Qi, BAO Wen-ting. Spectroscopic Characteristics of Atmospheric Pressure Plasma Plume in a Rod-Ring Electrode Geometry. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1696-1699. | | 摘要: 通过设计新型的交流电压激励的氩气等离子体射流,在棒电极的上游与下游区域均产生了大气压非平衡态等离子体羽。该射流与平行场射流和交叉场射流不同,它的电场与气流方向的夹角可以在一定范围内变化。结果表明,随着外加电压或夹角的增加,上游羽的长度增加而下游羽的长度减小。利用光学和电学的方法,研究发现随着外加电压的增加,上下游放电脉冲的个数均增加。利用放电的光学发射谱,发现上游羽有Ar和OH的谱线,而下游羽除了Ar和OH的谱线外,还可以观察到N2的谱线。并且下游羽的谱线强度比上游羽的略高。基于碰撞辐射模型,通过谱线强度比的方法研究了上下游羽的电子密度和电子激发温度。结果表明上下游羽的电子密度随着外加电压的增加而增加。上下游羽的电子激发温度也随着外加电压的增加而增加。并且,在同一外加电压时下游羽的电子密度和电子激发温度均比上游羽的高。此外,利用OH发射光谱研究了上下游羽的气体温度,发现下游羽的气体温度也比上游羽的略高。 | |
(1700-1702) | ZnO单晶的微区光致发光特性研究 [ PDF (1296 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1700-03 | | | 引用: 吴成玲,郭俊宏,姚恒斌,潘凌楠,王 斐,吴文琪,嵇 彤, 胡芳仁. ZnO单晶的微区光致发光特性研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1700-1702. | | Cite: WU Cheng-ling, GUO Jun-hong, YAO Heng-bin, PAN Ling-nan, WANG Fei, WU Wen-qi, JI Tong, HU Fang-ren. Study on the Photoluminescence Properties of ZnO Single Crystal. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1700-1702. | | 摘要: ZnO单晶材料以其优良的综合性能在光电子器件方面掀起了研究热潮,因此对ZnO单晶的研究具有重要的理论和实践意义。采用激光辐照的方式,对ZnO单晶进行了光致发光(photoluminescence, PL)光谱实验,分析研究了ZnO单晶在不同温度(低温)和不同激光能量强度照射下其光致发光特性。研究结果表明,ZnO单晶内存在少量杂质及表面氧缺陷,这些结构对其发光特性有一定的影响;在低温条件下,ZnO单晶具有良好的发光特性,且随着温度的提高,发光光谱峰的位置会向长波长方向移动,但强度会减小;当激光光源的强度增大,ZnO单晶的PL发射光谱的强度也会随之增大,且峰的位置和相对强度不变。结合拉曼(Raman)光谱实验,从分子及原子振动、转动类型验证了纤锌矿ZnO单晶的六方晶系结构;配合X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)技术,得出ZnO单晶良好的结晶特性以及晶轴取向。 | |
(1703-1708) | 晶粒尺寸调控Er3+掺杂微晶玻璃上转换发光颜色的研究 [ PDF (3364 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1703-06 | | | 引用: 任 鹏,高 源,杨 勇,周大成,邱建备. 晶粒尺寸调控Er3+掺杂微晶玻璃上转换发光颜色的研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1703-1708. | | Cite: REN Peng, GAO Yuan, YANG Yong, ZHOU Da-cheng, QIU Jian-bei. Adjusting Upconversion Luminous Color of Glass Ceramic with Er3+ Doped by Changing the Size of Crystals. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1703-1708. | | 摘要: 首先,使用高温熔融冷却技术,制备了不同掺入比例的NaF,YF3玻璃样品。然后将退火后的玻璃样品切割加工成15 mm×15 mm×3 mm,实施抛光处理。最后,通过差热分析确定玻璃转变温度Tg、第一析晶峰Tx和玻璃整体析晶峰Tc等特征温度。将样品在600 ℃下热处理2 h后,在玻璃样品中成功的析出了不同晶粒尺寸的NaYF4微晶。对样品进行了XRD,TEM和EDX的分析,可以确定不同样品中晶粒的尺寸与分布。结合样品荧光光谱和吸收光谱的分析,探讨了Er3+在不同晶粒尺寸样品中的上转换发光特征,当晶粒尺寸由大变小时,Er3+逐渐由红光发射转向绿光发射。通过析晶活化能的分析,确定了NaF可以改善玻璃网络结构,当NaF含量降低时,可以提高玻璃网络结构的完整性,增加玻璃样品的析晶活化能,降低了微晶玻璃样品的析晶能力,进而对微晶玻璃样品内微晶尺寸起到调节作用。因此:当样品中NaF含量较高时,晶粒尺寸较大,晶粒中的Er3+浓度较高,使得Er3+-Er3+之间的交叉驰豫作用增强,导致Er3+红光发射较强;相对应地,NaF含量较低时,晶粒尺寸较小,晶粒中Er3+浓度较低及交叉弛豫减弱,因此,Er3+绿光发射增强。通过改变玻璃组分,调节微晶玻璃中晶粒尺寸,实现了对Er3+在微晶玻璃中发光颜色的调控。 | |
(1709-1713) | 大气压直流激励空气等离子体羽发光的时空演化 [ PDF (3058 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1709-05 | | | 引用: 韩育宏,贾鹏英,何寿杰,鲍文婷,赵 峥. 大气压直流激励空气等离子体羽发光的时空演化. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1709-1713. | | Cite: HAN Yu-hong, JIA Peng-ying, HE Shou-jie, BAO Wen-ting, ZHAO Zheng. Spatio-Temporal Evolution of Air Plasma Plume Driven with a Direct-Current Voltage at Atmospheric Pressure. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1709-1713. | | 摘要: 在针-针电极结构的放电装置中以环境空气作为工作气体,大气压下产生了刷形等离子体羽。尽管使用的是直流电源,但放电发光呈现出脉冲性质,发光脉冲频率几乎不受气体流速的影响,但与电源输出功率成正相关关系。等离子体羽的长度与气体流速或者电源功率成正相关关系。通道出口附近,777.4 nm的氧原子谱线强度分布是非对称的,阴极附近处的谱线强度高于阳极附近处的谱线强度。远离通道出口位置,谱线强度逐渐趋于轴对称分布。电学特性和10 μs曝光高速影像结果表明,空气等离子体羽实际上是由拱形放电丝在远离通道出口的运动过程中叠加而成,同时放电从弧光放电丝向均匀辉光放电转化。 | |
(1714-1717) | 钻石中硼受主电荷转移引发磷光的直接证据 [ PDF (1293 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1714-04 | | | 引用: 李建军,范澄兴,程佑法,陈淑祥,李桂华,田闵闵. 钻石中硼受主电荷转移引发磷光的直接证据. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1714-1717. | | Cite: LI Jian-jun, FAN Cheng-xing, CHENG You-fa, CHEN Shu-xiang, LI Gui-hua, TIAN Min-min. Direct Evidence of Charge Transfer at Boron Acceptors Being Linked to Phosphorescence in Diamond. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1714-1717. | | 摘要: 受主元素硼与不带电荷的替位硼进行电荷重组会导致钻石发出磷光,但Ⅱb型钻石硼含量较高,难以为电荷重组与磷光的相关性提供直接证据。作者针对一粒在常光环境下近无色的钻石,利用DiamondViewTM的深紫外强光源照射样品,使之产生蓝绿色磷光,结合前人研究,推断该类型磷光与含硼元素有关。采集样品红外光谱,在磷光消退前,谱图呈现2 803 cm-1吸收峰,磷光消失后采集的红外谱图不显示2 803 cm-1峰。这一实验中受主硼在紫外光激发下失去电子,成为不带电荷的替位硼原子(B0),B0浓度升高超过红外光谱检测限,红外光谱识别到B0的存在,即引发2 803 cm-1吸收峰。处于激发态的电子返回基态与亚稳态的B0结合过程释放出光子产生磷光。该实验首次直接证实了硼受主与无电荷替位硼之间的电荷重组转移会引发钻石磷光。 | |
(1718-1722) | 基于近红外高光谱技术和特征波谱分析方法的竹类判别研究 [ PDF (2911 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1718-05 | | | 引用: 楚秉泉,赵艳茹,何 勇. 基于近红外高光谱技术和特征波谱分析方法的竹类判别研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1718-1722. | | Cite: CHU Bing-quan, ZHAO Yan-ru, HE Yong. Discriminant Analysis of Bamboo Leaf Types with NIR Coupled with Characteristic Wavelengths. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1718-1722. | | 摘要: 竹叶含有丰富的功能性成分,具有良好的抗氧化、调节血脂、抗癌、保护心脑血管等功效,在食品和药品等领域具有较高的应用价值,但不同品种的竹叶其功能性成分差异较大。传统对于竹类品种的鉴别主要是通过观察竹叶大小、纹理、竹枝分枝和竹竿高度等,效率低且错误率较高,因此,快速准确的区分不同品种的竹叶,是竹类资源开发和加工过程中的重要任务之一。采用近红外高光谱(900~1 700 nm)技术对我国不同产地的12种竹叶进行鉴别分析。用主成分分析(PCA)对竹叶进行聚类分析,应用主成分因子中X-loading(XL)和random frog(RF)算法进行特征波段的提取,分别得到6条(931,945,1 217,1 318,1 473和1 653 nm)和12条(1 052,1 140,1 163,1 177,1 180,1 193,1 230,1 241,1 477,1 483,1 629和1 649 nm)特征波段,并基于全波段(238条波长)及采用以上算法所得的特征波段建立最小二乘-支持向量机(LS-SVM)判别分析模型,其识别率分别为99.17%(全波段),95.83%(XL算法),95.83%(RF算法)。最后,采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC curve)对LS-SVM模型的判别效果进行验证,结果表明,曲线下面积(AUC)均在0.98以上,说明近红外高光谱结合LS-SVM可以很好地实现竹类的鉴别分析,这为竹叶的食用和药用价值的开发利用提供理论参考。 | |
(1723-1727) | 可见-近红外光谱技术监测土壤石油烃污染研究进展 [ PDF (849 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1723-05 | | | 引用: 陈志莉,尹文琦,刘洪涛,刘 强,杨 毅. 可见-近红外光谱技术监测土壤石油烃污染研究进展. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1723-1727. | | Cite: CHEN Zhi-li, YIN Wen-qi, LIU Hong-tao, LIU Qiang, YANG Yi. Review of Monitoring Petroleum-Hydrocarbon Contaminated Soils with Visible and Near-Infrared Spectroscopy. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1723-1727. | | 摘要: 石油和石油产品的泄漏可造成严重的土壤污染,传统的土壤石油烃污染监测方法存在耗时长、便携性差等问题,难以满足大面积诊断土壤污染区域和数字化土壤制图的需求。可见-近红外光谱技术具有快速、便捷、低成本和无污染等优势,是土壤信息快速获取最有潜力的手段,也是未来研究发展的趋势。该技术目前在监测土壤性质领域已经取得了一定的成果,但在监测土壤石油烃污染方面,国内外的研究仍然处于起步阶段,石油烃含量反演模型的实际应用仍然是难点,而且针对现有的成果很少有人对其进行总结。文章探讨了可见-近红外光谱监测土壤石油烃污染的可行性,并归纳和总结了污染土壤的光谱敏感波段、预测模型和光谱数据库三个方面近几年最新的研究进展,分析了目前研究成果中存在的不足,并对未来的研究方向进行了展望,指出今后应加强多种类型土壤石油烃混合物样本、通用的石油烃预测模型、野外光谱测量实验和成像光谱技术等四方面研究,以期为后续进行土壤石油烃污染的深入研究提供借鉴。 | |
(1728-1732) | 基于FTIR与UV-Vis的Ce-La/TiO2光-湿-热复合材料制备机理 [ PDF (1678 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1728-05 | | | 引用: 尚建丽,宗志芳,宋冬毅,田 野. 基于FTIR与UV-Vis的Ce-La/TiO2光-湿-热复合材料制备机理. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1728-1732. | | Cite: SHANG Jian-li, ZONG Zhi-fang, SONG Dong-yi, TIAN Ye. Study on Preparation Mechanism of Ce-La/TiO2 Composites and Photocatalytic-Mositure-Heat Properties Based on FTIR and UV-Vis Spectra. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1728-1732. | | 摘要: 为获得具有调温调湿且能够进行光催化降解有害物质的多功能复合材料,利用溶胶-凝胶法制备Ce-La/TiO2空心微球,以Ce-La/TiO2空心微球为载体材料,采用真空吸附法将相变材料——癸酸-棕榈酸填充在Ce-La/TiO2空心微球的空腔中制备具有光-湿-热协同性能的Ce-La/TiO2复合材料。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)对制备过程中主要阶段的产物进行测试,研究SiO2模板的构建作用,表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的衔接作用,癸酸-棕榈酸的嵌入对Ce-La/TiO2空心微球的影响,利用紫外-可见分光光谱仪(UV-Vis)对Ce-La/TiO2复合材料的光响应范围进行测试,研究Ce-La共掺杂对TiO2空心微球光响应能力的影响,采用扫描电镜(SEM)对Ce-La/TiO2复合材料的微观形貌进行表征分析,进一步阐明Ce-La/TiO2复合材料制备机理。结果表明,氨水提供的碱环境有利于正硅酸乙酯缩合反应,在780.00 cm-1处生成Si—O—Si基团,搭建SiO2网络骨架,形成内核,作为支撑TiO2壁材的模板,构建TiO2的空腔结构;表面活性剂PVP的添加,在1 035.00 cm-1处形成—C—N—基团,有利于TiO2附着在SiO2的表面;高温煅烧能够有效去除PVP避免杂质离子引入到Ce-La/TiO2复合材料体系中。Ce-La共掺杂使Ce-La/TiO2复合材料的吸收边带发生红移,提高在可见光下的催化降解能力,同时在1 630.00 cm-1处出现—OH基团能够提高Ce-La/TiO2复合材料的亲水性。癸酸-棕榈酸较好的填充于Ce-La/TiO2空心微球的空腔中,各组分的特征吸收峰没有发生明显变化,能够保持各组分的基本性能不变。 | |
(1733-1738) | 基于最小角回归与GA-PLS的NIR光谱变量选择方法 [ PDF (2860 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1733-06 | | | 引用: 颜胜科,杨辉华,胡百超,任超超,刘振丙. 基于最小角回归与GA-PLS的NIR光谱变量选择方法. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1733-1738. | | Cite: YAN Sheng-ke, YANG Hui-hua, HU Bai-chao, REN Chao-chao, LIU Zhen-bing. Variable Selection Method of NIR Spectroscopy Based on Least Angle Regression and GA-PLS. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1733-1738. | | 摘要: 近红外(NIR)光谱一般具有较多的波长变量数,对其直接或间接地进行变量选择是提高模型稳定性能及预测性能的关键。最小角回归(LAR)是一种相对较新和有效的机器学习算法,常用于进行回归分析和变量选择。面向光谱建模应用,提出一种LAR结合遗传偏最小二乘法(GA-PLS)的变量选择方法,可有效筛选出少数特征波长点。首先在全光谱区利用LAR消除变量间的共线性得到初筛波长点,然后用GA-PLS对LAR筛选出的波长点进一步优选从而得到最终建模用的特征波长点。为验证本文方法的有效性,以药片和汽油的近红外光谱回归分析作为应用案例,对原光谱进行预处理后,采用该方法进行变量筛选,然后分别建模其中的活性成分含量和C10含量。结果显示,在这两个应用中,最终优化得到的特征波长点数均只需七个,而两者的预测决定系数R2p分别达到0.933 9和0.951 9,与全光谱、无信息变量消除法(UVE)和连续投影算法(SPA)等方法相比,特征波长点更少,同时R2p和预测均方根误差RMSEP值更优。因此,LAR结合GA-PLS,能有效地从近红外光谱中选择出信息变量从而减少建模波数,提高预测精度,拥有较好的模型解释性。该方法可为特定领域的专用光谱仪设计提供有效的波长筛选工具。 | |
(1739-1744) | 扬子克拉通西部砂矿型金刚石的CL和FTIR光谱分析及在金刚石生长速率研究中的意义 [ PDF (2761 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1739-06 | | | 引用: 杨志军,周文秀,曾 璇,黄珊珊,李晓潇,陈耀明. 扬子克拉通西部砂矿型金刚石的CL和FTIR光谱分析及在金刚石生长速率研究中的意义. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1739-1744. | | Cite: YANG Zhi-jun, ZHOU Wen-xiu, ZENG Xuan, HUANG Shan-shan, LI Xiao-xiao, CHEN Yao-ming. Study on the CL and FTIR Spectra of the Alluvial Diamond from Western Yangtze Craton and Its Significance in the Growth Rate Analysis of the Diamond. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1739-1744. | | 摘要: 鉴于当前人们在有效重建天然金刚石的生长过程等中所遇到的困难,如果能在微观层面上详细分析金刚石的生长过程,高度关注金刚石的生长速度,就可以为人们探讨金刚石的生长过程、分析其深部科学意义提供更为精准的科学线索。基于此,以扬子克拉通西部沅水流域砂矿型金刚石为研究对象,从微区研究的角度,采用CL光谱分析金刚石的生长环带,界定其生长微区;再利用FTIR光谱研究不同生长微区的生长时间;最后,利用生长微区的长度除以微区的生长时间,计算出不同微区的生长速度,进而分析其意义。样品的CL和FTIR光谱研究结果表明,该金刚石既发育早期生长环带,也发育后期再生长环带,其中早期生长环带为规则的平直带,环带总体呈阶梯状,大部分边缘呈不规则锯齿状;金刚石样品为IaAB型,氮总量介于47.88~321.89 μg·g-1,其最低结晶温度为1 490 K,不同部位在地幔中的停留时间不尽相同,且停留的时间最大介于0.264~4.6 Ga;金刚石样品不同生长环带之间的生长速率存在较大差异,介于9.26~5 218.18 μm·Ga-1。同时,样品的生长并不是各向均匀生长,而是具有一定优先取向。 | |
(1745-1748) | 基于2D-COS红外光谱的附子炮制过程时序段解析研究 [ PDF (2033 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1745-04 | | | 引用: 吴志生,刘晓娜,谭 鹏,裴艳玲,戴幸星,乔延江. 基于2D-COS红外光谱的附子炮制过程时序段解析研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1745-1748. | | Cite: WU Zhi-sheng, LIU Xiao-na, TAN Peng, PEI Yan-ling, DAI Xing-xing, QIAO Yan-jiang. Research on Steaming Procedure of Aconite Root with FTIR and Two-Dimensional IR Correlation Spectroscopy. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1745-1748. | | 摘要: 采用傅里叶变换红外光谱技术,获得蒸制过程中附子红外光谱及二维相关谱(Tow-dimensional correlation, 2D-COS),研究附子炮制过程特征。分别比较原始红外光谱、二阶导数谱及二维相关谱,结果表明红外原始光谱图十分相似,结合二阶导数光谱分析1 634.87 cm-1为羰基峰;1 603.18,1 571.58,1 485.09和1 413.08 cm-1为苯环的骨架振动峰,851.41和759.24 cm-1 为苯环C—H键的振动峰;1 153.73,1 081.84和1 021.35 cm-1为生物碱中酯键和醇羟基的特征峰。二维相关谱结果揭示附子在炮制过程中发生的2个过程时序段,分别为2~3和8~9 h。研究数据有助于临床根据适应证选择适宜的煎煮时间,避免煎煮不足导致中毒或煎煮太过影响疗效。 | |
(1749-1753) | 应用近红外可见光谱快速测量柴油十六烷值 [ PDF (2135 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1749-05 | | | 引用: 詹白勺,杨建国,刘雪梅,章海亮. 应用近红外可见光谱快速测量柴油十六烷值. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1749-1753. | | Cite: ZHAN Bai-shao, YANG Jian-guo, LIU Xue-mei, ZHANG Hai-liang. Research on Rapid Determination of Diesel Cetane with Near-Infrared Spectroscopy. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1749-1753. | | 摘要: 快速测量十六烷值对检测柴油品质及控制炼制工艺具有重大意义。首先对采集到的381份柴油样品进行近红外可见光谱波段全光谱扫描,利用小波分析(WT)对原始数据进行去噪声处理,应用竞争性自适应重加权算法(CARS)进行特征波长选择,将CARS提取的22个特征波长输入至LS-SVM预测模型,决定系数r2为0.723,预测均方根误差RMSEP为1.878%。结果表明,使用WT-CARS变量选择算法获取光谱特征波长,结合LS-SVM建模,可以快速、准确的测量柴油中的十六烷值,为进一步实现柴油十六烷值的在线检测以及其他性能参数的快速测定奠定了基础。 | |
(1754-1758) | 红外光谱结合化学计量学对不同采收期滇重楼的定性定量分析 [ PDF (1688 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1754-05 | | | 引用: 吴 喆,张 霁,金 航,王元忠,张金渝. 红外光谱结合化学计量学对不同采收期滇重楼的定性定量分析. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1754-1758. | | Cite: WU Zhe, ZHANG Ji, JIN Hang, WANG Yuan-zhong, ZHANG Jin-yu. Qualitative and Quantitative Analysis of Paris polyphylla var. yunnanensis in Different Harvest Times with Infrared Spectroscopy Combined with Chemometrics. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1754-1758. | | 摘要: 傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和偏最小二乘回归(PLSR)对不同采收期滇重楼(Paris polyphylla var. yunnanensis)分别进行定性鉴别与定量分析,以期为滇重楼合理采收和鉴别评价提供科学依据。采集46份不同采收期滇重楼样品的红外光谱,对光谱数据进行自动基线校正+纵坐标归一化+自动平滑+小波去噪(WD)预处理后进行PLS-DA分析;采用超高效液相色谱测定样品中重楼皂苷Ⅰ,Ⅱ,Ⅵ,Ⅶ的含量,将液相测定数据与红外光谱数据进行拟合,经自动基线校正+纵坐标归一化+自动平滑+一阶求导+正交信号校正(OSC)优化处理后,建立滇重楼中重楼皂苷Ⅰ,Ⅱ,Ⅵ,Ⅶ的快速预测模型。结果显示,(1)原始红外光谱中主要吸收区域在950~700,1 200~950,1 800~1 500和2 800~3 500 cm-1附近。(2)PLS-DA得分图可准确区分不同采收期滇重楼样品。(3)液相数据显示重楼总皂苷含量随着年限的增加先成倍增加,再逐渐减少,最后呈现缓慢增加的趋势。(4)重楼总皂苷含量定量模型的预测值与真实值间无显著性差异,表明模型预测效果好。FTIR结合化学计量学可准确区分不同采收期滇重楼并快速预测其皂苷含量,为不同采收期滇重楼的鉴别和皂苷含量预测提供一种新方法,同时为确定滇重楼的最佳采收期提供参考依据。 | |
(1759-1764) | 便携式中波近红外光谱仪在线无损检测生鲜猪肉胆固醇 [ PDF (2283 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1759-06 | | | 引用: 王 辉,田寒友,张顺亮,张 昊,赵 冰,李家鹏,乔晓玲. 便携式中波近红外光谱仪在线无损检测生鲜猪肉胆固醇. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1759-1764. | | Cite: WANG Hui, TIAN Han-you, ZHANG Shun-liang, ZHANG Hao, ZHAO Bing, LI Jia-peng, QIAO Xiao-ling. On-Line Noninvasive Prediction of Cholesterol Level of Fresh Pork within NIR Medium Wavelength Region with Portable Near-Infrared Spectrometer. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1759-1764. | | 摘要: 应用便携式近红外光谱仪采集320份生鲜猪肉在近红外光谱中波区的光谱信息,采用不同优化方法建立猪肉胆固醇预测模型,并对异常样品的剔除及组合预处理方法对模型性能的改善进行了分析。研究表明:通过对异常值的二次剔除,并使用SG一阶导数(savitzky-golay first derivative, SG 1stD)、SG平滑(savitzky-golay smoothing, SGS)和正交信号校正(OSC)的组合预处理方法,可获得最佳生鲜猪肉胆固醇预测模型,其参数如下:校正集相关系数(Rc)=0.9137,校正标准差(standard error of calibration, SEC)=2.5607,验证集相关系数(Rp)=0.656 7,预测标准差(standard error of prediction, SEP)=4.985 5,主因子数(principal factor, PF)=4,范围误差比(ratio of performance to standard deviation, RPD)=2.5032,相对预测标准差(relative standard error of prediction, RSEP)=8.625 4%,SEP/SEC=1.946 8,说明模型在近红外光谱中波区对猪肉胆固醇的分辨能力和预测准确度较好,通过向校正集中补充代表性样品可使模型稳健性进一步改善。对检验集样品预测值(prediction value, PV)与参比值(reference value, RV)的t检验显示二者之间无显著性差异(p>0.05),检验集样品总体预测准确率为62.5%,其中50~70 mg·(100 g)-1区段的局部预测准确率达到91.7%,可以用于生鲜猪肉胆固醇浓度的在线快速初步定量分析。该研究将便携式近红外光谱用于在近红外中波区对生鲜猪肉及肉制品中胆固醇浓度的分析和检测,通过进一步的研究和改进,可将其应用于产品的原料分级、品质和过程控制及市售产品的抽检等。 | |
(1765-1770) | 基于二阶导数谱与特征吸收窗的红外光谱定量检测方法 [ PDF (1809 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1765-06 | | | 引用: 刘茜阳,高 楠 ,杜振辉,李金义,陈 超,张宗华. 基于二阶导数谱与特征吸收窗的红外光谱定量检测方法. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1765-1770. | | Cite: LIU Xi-yang, GAO Nan, DU Zhen-hui, LI Jin-yi, CHEN Chao, ZHANG Zong-hua. Infrared Spectroscopy Quantitative Detection Method Based on Second Order Derivative Spectrum and Characteristic Absorption Window. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1765-1770. | | 摘要: 红外光谱分析技术已被液体、固体和气体混合物各组分的定量检测广泛应用。针对红外光谱定量检测过程中存在的计算过程复杂、受背景及噪声干扰、多组分谱线混叠的问题,一方面,通过获取谱线二阶导数去除背景及噪声干扰,并一定程度上区分混叠谱峰。在获取二阶导数谱线过程中运用Savitzky-Golay滤波器进行平滑滤波处理,并根据谱线频率特征选取Savitzky-Golay滤波器最佳滤波参数,解决了滤波参数缺乏标准化选取方法的问题。另一方面,根据被测组分的吸收分布情况生成特征吸收窗分别对待测原始吸收谱线以及二阶导数谱线加以处理,提取出在浓度计算过程中占据重要性更大的特征吸收的区域,从而排除非吸收区域中背景、噪声及其他组分对计算结果的干扰。以一组丙烷、丙烯和甲苯混合气体为例,运用二阶导数方法以及特征吸收窗方法进行定量检测,并与直接利用原始谱线的检测结果进行比较分析。实验结果表明采用二阶导数谱与特征吸收窗的定量检测方法精度更高,相对误差基本在5%以内。 | |
(1771-1777) | NIRS法对栀子不同炮制品栀子苷含量的快速检测 [ PDF (2521 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1771-07 | | | 引用: 钟永翠,杨立伟,邱蕴绮,王淑美,梁生旺. NIRS法对栀子不同炮制品栀子苷含量的快速检测. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1771-1777. | | Cite: ZHONG Yong-cui, YANG Li-wei, QIU Yun-qi, WANG Shu-mei, LIANG Sheng-wang. Rapid Determination of Geniposide in Gardenia Jasminoids Ellis in Different Preparations Methods with NIRS. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1771-1777. | | 摘要: 以96批栀子不同炮制品为研究对象,高效液相色谱测定栀子苷含量为参考值,利用近红外光谱仪积分球漫反射测定其光谱图,建模波段取8 660~7 500,6 650~5 600和4 900~4 000 cm-1,以标准正态变换(SNV)和二阶导数法(2nd derivative)为预处理方法,主成分数为8,采用偏最小二乘法(PLS)对83批栀子样品建立栀子苷的定量校正模型,最终以13批栀子不同炮制品对模型进行验证。结果,定量模型的内部交叉验证决定系数(R2)为0.992 85,校正均方差(RMSEC)为0.240,预测均方差(RMSEP)为0.254,内部交叉验证均方差(RMSECV)为0.386 91,RMSEP/RMSEC=1.06。模型验证得到的相对分析误差(RPD)为8.81,绝对偏差范围-0.39%~0.23%,说明模型预测性较好。通过相关系数法,优选样品装样量、扫描次数、重复次数、分辨率实验条件;并由近红外一阶导和二阶导图,除去温湿度和样品水分影响波段,结合栀子苷对照品近红外光谱图,确定建模波段。首次利用NIRS法建立栀子不同炮制品栀子苷定量校正模型,方法简单快速,模型稳定可靠、准确性高,可同时应用于不同炮制品栀子中栀子苷含量的预测。 | |
(1778-1783) | 基于SERS的食品中乌洛托品快速检测系统设计 [ PDF (3808 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1778-06 | | | 引用: 李 韦,范贤光,王 昕,汤 明,阙 靖,何 坚,左 勇. 基于SERS的食品中乌洛托品快速检测系统设计. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1778-1783. | | Cite: LI Wei, FAN Xian-guang, WANG Xin, TANG Ming, QUE Jing, HE Jian, ZUO Yong. Design of Rapid Detection System for Urotropine in Food Based on SERS. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1778-1783. | | 摘要: 基于表面增强拉曼光谱技术(surface enhanced Raman spectroscopy, SERS),研制出对食品中乌洛托品进行现场快速分析检测的系统。检测系统由多功能前处理模块、拉曼光学模块、嵌入式主控模块三部分组成,实现了待测样品的前处理,拉曼光谱数据的产生、收集、传输与处理。其中,多功能前处理模块将化学实验中经常用到的离心、超声、挥发三种功能集于一体,精简了前处理实验中需要用到的设备;拉曼光学模块采用探头光路与分光系统合为一体的整体式设计,并在探头光路中使用数值孔径为0.6的非球面透镜,同时利用交叉非对称Czerny-Turner结构对分光系统进行了设计;嵌入式主控模块采用自主研发的FPGA+ARM双核心主控电路,配合CCD的制冷电路与驱动电路,搭载μC/OS-Ⅲ操作系统,实现了对CCD上拉曼光谱数据的采集、传输与处理。利用柠檬酸钠制备纳米金(liquid colloidal gold nanoparticle,LCP-1)作为增强试剂对乌洛托品进行检测,将乌洛托品的拉曼特征峰选取在1 047 cm-1处,对乌洛托品标准品和含有乌洛托品的腐竹与米粉样品进行检测实验,实验结果表明所设计的检测系统可以实现对乌洛托品的准确识别,对乌洛托品标准品的检测限可达0.01 mg·L-1,对腐竹和米粉样品中乌洛托品的检出限可达0.5 mg·L-1,检测时间小于20 min,实现了食品中乌洛托品的现场快速检测。 | |
(1784-1788) | 基于拉曼光谱的卵巢癌诊断研究 [ PDF (2498 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1784-05 | | | 引用: 鹿绍宇,王曙光,刘文婧,景传勇. 基于拉曼光谱的卵巢癌诊断研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1784-1788. | | Cite: LU Shao-yu, WANG Shu-guang, LIU Wen-jing, JING Chuan-yong. Raman Spectroscopy in Ovarian Cancer Diagnostics. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1784-1788. | | 摘要: 卵巢癌是一种发病率和致死率极高的女性妇科疾病。目前卵巢癌的临床诊断主要依靠病理学检测,超声法以及检测血液中肿瘤标志物CA125,但是上述几种方法都存在其固有的缺陷。本研究提出应用拉曼光谱结合偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)模型,实现在分子水平上判别诊断卵巢癌。拉曼光谱在正常组织与癌组织之间存在反映其癌变过程物质结构变化的微小差异。因此,通过结合PLS-DA数据模型分析拉曼光谱信息,能够将微小差异放大化,捕获生物分子的显著特征。在研究中,模型的变量数目选择其分类错误率最小时的数值,即隐变量的数目为5,能够捕获大量的官能团特征性信息,通过分析隐变量的p值大小可知5个隐变量均可实现对正常组织与癌组织的有效区分,并且第一个隐变量具有最明显的区分结果。通过模型运算结果可知,该模型对卵巢癌判别的准确性达到85.2%(其中灵敏性为86.2%,特异性为85.4%)。研究结果表明,拉曼光谱技术,通过与PLS-DA模型相结合,可作为卵巢癌临床诊断中的辅助诊断方法,从分子水平上实现对卵巢癌的诊断判别。 | |
(1789-1792) | 表面增强拉曼光谱快速检测尿液中的尿酸 [ PDF (1993 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1789-04 | | | 引用: 郑 彬,温宝英,苏立众,张 华,李剑锋. 表面增强拉曼光谱快速检测尿液中的尿酸. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1789-1792. | | Cite: ZHENG Bin, WEN Bao-ying, SU Li-zhong, ZHANG Hua, LI Jian-feng. Surface-Enhanced Raman Spectroscopy for Rapid Detection of Uric Acid in the Urine. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1789-1792. | | 摘要: 表面增强拉曼光谱是一种表面灵敏度极高的“指纹”光谱技术,检测限可达单分子级别。它可以实现痕量物质的特异性识别及快速、无损检测,广泛应用于生命科学、电化学、环境安全等领域以及人们的日常生活中。通过种子生长法成功地实现了形貌均匀、尺寸可调的球形金纳米粒子的制备,并以此作为增强基底进一步探索其粒径对尿酸拉曼谱峰强度的影响。结果表明,金纳米粒子的尺寸显著影响其拉曼增强能力。在研究范围内,随着金纳米粒子尺寸的增加,其拉曼增强能力逐渐增加。在激光波长为638 nm时,150 nm的金纳米粒子具有最优的拉曼增强能力。这使得它们可适用于尿酸溶液的快速高灵敏度分析,检测限可达0.01 mmol·L-1。进一步的研究还表明,该方法可用于痕量尿酸的定量检测。在0.01~0.5 mmol·L-1范围内,尿酸的浓度与其特征拉曼峰640 cm-1处的峰强度之间呈线性关系,线性相关系数达0.98。将该方法用于真实样品(正常人体尿液)的快速检测,发现该方法不受尿液中其他成分的干扰,可以实现人体尿液中尿酸含量的快速测定。研究结果表明,以金纳米粒子作为基底的表面增强拉曼光谱方法可方便、快速地对尿液中尿酸的含量进行分析,极大地拓展了表面增强拉曼光谱在临床上的应用与研究。 | |
(1793-1798) | 多环芳烃时间分辨荧光光谱特性研究 [ PDF (5378 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1793-06 | | | 引用: 肖 雪,赵南京,于绍慧,马明俊,杨瑞芳,殷高方,段静波,董云升,刘建国,刘文清. 多环芳烃时间分辨荧光光谱特性研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1793-1798. | | Cite: XIAO Xue, ZHAO Nan-jing, YU Shao-hui, MA Ming-jun, YANG Rui-fang, YIN Gao-fang, DUAN Jing-bo, DONG Yun-sheng, LIU Jian-guo, LIU Wen-qing. Characterization of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with Time-Resolved Fluorescence. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1793-1798. | | 摘要: 利用时间分辨荧光光谱技术,研究了菲、荧蒽、芴、蒽、芘等五种多环芳烃的荧光时间分辨发射光谱特性。以289 nm受激拉曼光作为激发光源,研究了289 nm激发光作用下五种多环芳烃的延时特性和门宽特性。并以多环芳烃随延时时间的荧光峰强度衰减关系曲线,得到菲、荧蒽、芴、芘的荧光寿命分别为37.0, 32.7, 10.9, 147.0 ns。不同荧光物质具有特定的荧光光谱特性,多环芳烃时间分辨荧光光谱特性的研究可以为复杂水体中不同种类多环芳烃的诊断提供依据。 | |
(1799-1803) | 基于激光光解诱导荧光技术实现燃烧反应区及中间产物CH3瞬态可视化 [ PDF (2718 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1799-05 | | | 引用: 李晓峰,颜蓓蓓,张大源,李 红,李 博,陈冠益,李中山. 基于激光光解诱导荧光技术实现燃烧反应区及中间产物CH3瞬态可视化. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1799-1803. | | Cite: LI Xiao-feng, YAN Bei-bei, ZHANG Da-yuan, LI Hong, LI Bo, CHEN Guan-yi, LI Zhong-shan. Instantaneous Imaging of Reaction Zone and CH3 Radicals in Flames Using Laser Photodissociation-Induced Fluorescence. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1799-1803. | | 摘要: 实现火焰反应区和不同中间组分的在线二维瞬态成像,在湍流燃烧的基础研究中具有十分重要的意义。用Nd∶YAG激光器的5倍频输出(212.8 nm)作为光源,通过激光光解诱导荧光技术在甲烷/空气预混火焰中,成功实现了火焰反应区的瞬态成像,并首次采用该技术实现了CH3的在线瞬态成像测量。分析了该方法同其他荧光标示物在反应区二维瞬态成像方法的优势,并研究了火焰燃烧过程中其他燃烧中间产物和不同燃空比对CH3单脉冲成像的影响,讨论了现有条件下该技术的应用范围。根据实验结果,在燃空比Φ=1.2的条件下,在反应区我们获得了信噪比约为8的单脉冲成像, 分析火焰中CH3的单脉冲成像结果可知火焰燃空比在1.0~1.4之间时,或者火焰中CH3的浓度大于9.3×10 molecules·cm-3信噪比较好。该项技术在动力机械及其他研究领域的应用有十分重要的参考价值。 | |
(1804-1808) | CaAl2Si2O8∶Eu, Ce, Tb单基三元掺杂荧光材料的制备及其光谱学特征研究 [ PDF (2567 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1804-05 | | | 引用: 许丹帜,冯 晶,杨晓云,祖恩东,崔小英,林劲畅,董 鹍. CaAl2Si2O8∶Eu, Ce, Tb单基三元掺杂荧光材料的制备及其光谱学特征研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1804-1808. | | Cite: XU Dan-zhi, FENG Jing, YANG Xiao-yun, ZU En-dong, CUI Xiao-ying, LIN Jin-chang, DONG Kun. Preparation and Spectroscopic Characteristics of CaAl2Si2O8∶Eu, Ce, Tb Fluorescent Material. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1804-1808. | | 摘要: 采用高温固相法制备了CaAl2Si2O8∶Eu, Ce, Tb单基三元掺杂的荧光材料。使用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和荧光分光光度计(PL)等测试手段对该荧光材料进行表征。采用XRD表征了样品的物相组成,测试结果表明稀土离子Eu2+置换Ca2+并没有引起CaAl2Si2O8基质晶格结构的变化。拉曼光谱分析证实了样品中硅氧四面体和铝氧四面体的存在,表明了Eu2+替代Ca2+的数量与晶体形态畸变程度有关,Eu2+进入基质晶格的数量影响着硅(铝)氧四面体的数量。PL测试结果表明样品在325 nm光激发下,其发射峰主要表现为426 nm(蓝光区)的强宽带发射峰和541 nm(绿光区)的弱发射峰,其中426 nm处的宽带发射峰可通过高斯拟合成三个位于393,419和474 nm的拟合峰;对比分析荧光性能以及同等合成条件下样品荧光强度的不同,确定了该荧光材料在三掺Eu∶Ce∶Tb的摩尔比为1∶1∶1.5时所发射荧光最强。CIE色度图坐标显示三种掺杂比例下制备的荧光材料均发射蓝色荧光,光显色性好,色温低,是一种适合作为紫外-近紫外激发的LED用蓝色荧光材料。 | |
(1809-1813) | 多波段激光雷达植被光谱分析 [ PDF (3355 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1809-05 | | | 引用: 丰明博,牛 铮,孙 刚. 多波段激光雷达植被光谱分析. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1809-1813. | | Cite: FENG Ming-bo, NIU Zheng, SUN Gang. The Analysis of Vegetation Spectra Based on Multi-Band Lidar. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1809-1813. | | 摘要: 多波段激光雷达是获取光谱的一种新型手段。与传统的光谱仪仅能获取二维层面上的光谱不同,它基于超连续谱激光光源,利用激光的穿透性和高集中性,依靠光栅分光系统能够获得植被垂直方向上的光谱信息,从而得到植被在三维层面上的光谱分布。利用32波段激光雷达,首先在暗室条件下,将多波段激光雷达获取的光谱与ASD光谱仪获取的光谱进行了比较,发现在458~865 nm内,两者有相同的形状特征,能准确的表示出植被的反射特征,然后通过对光谱指数与叶绿素含量的相关性分析发现,基于两者的光谱指数与叶绿素含量均有较好的拟合关系,其中,基于多波段激光雷达光谱的优化比值植被指数(MSR)与叶绿素含量存在极显著相关关系,决定系数R2达到0.780 2,均方根误差(RMSE)仅为0.508 1。最后,利用多波段激光雷达,实现了垂直方向上的光谱获取,通过多次扫描的方式,得到了植被光谱的三维点云分布,并利用MSR与叶绿素含量之间的最优拟合方程,反演得到了叶绿素含量的三维分布图。 | |
(1814-1818) | 低聚壳聚糖衍生物与BSA的作用研究 [ PDF (2276 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1814-05 | | | 引用: 黄 燕,刘 云,张 岐,贾春满,华明清,曹 娟,朱卫华. 低聚壳聚糖衍生物与BSA的作用研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1814-1818. | | Cite: HUANG Yan, LIU Yun, ZHANG Qi, JIA Chun-man, HUA Ming-qing, CAO Juan, ZHU Wei-hua. Interaction between Low Molecular Weight Chitosan Derivatives and Bovine Serum Album. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1814-1818. | | 摘要: 研究了具有生物相容性的低聚壳聚糖衍生物与活性药物牛血清白蛋白(BSA)之间的作用。合成了聚合度为20的窄分子量分布低聚壳聚糖 (NLCS20)的3种衍生物:N-马来酰化低聚壳聚糖(MNLCS)、N-羧甲基低聚壳聚糖(CNLCS)和N-琥珀酰化低聚壳聚糖(SNLCS)。通过紫外光谱(UV)、荧光光谱和等温滴定微量热仪(ITC)研究了NLCS20衍生物与BSA之间的相互作用。结果表明,BSA的构象在NLCS20衍生物溶液微环境中没有发生变化,活性也没有受到影响。NLCS20衍生物与BSA的作用过程是放热的且是自发进行的,主要作用力是氢键和疏水作用。说明低聚壳聚糖衍生物能够作为潜在的亲水药物如活性医药蛋白或氨基酸的运输载体。 | |
(1819-1825) | 辽宁抚顺煤精官能团表征及热变异行为 [ PDF (3012 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1819-07 | | | 引用: 邢莹莹. 辽宁抚顺煤精官能团表征及热变异行为. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1819-1825. | | Cite: XING Ying-ying. Representation of Functional Group and Thermal Variation Behavior of Jet in Fushun Liaoning. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1819-1825. | | 摘要: 以辽宁抚顺地区产出的煤精为研究对象,通过红外光谱测量和变温实验,了解煤精官能团表征及热变异行为。结果显示:辽宁抚顺煤精红外吸收光谱和衰减全反射光谱谱峰均集中于2 900~2 800和1 600~1 200 cm-1两个区域;低温氧化的过程红外光谱拟合处理表征煤精的热变异行为由ν(CH2)伸缩振动引起的吸收谱带随温度的升高呈下降趋势,而ν(CO)伸缩振动引起的吸收谱带则随温度的上升呈上升趋势,由于受到石化过程中的氧化作用,煤精中的烷烃逐渐减少,而含氧官能团不断增加,由此推测煤精的生成环境是厌氧还原型环境。 | |
(1826-1830) | 蒜氨酸与牛及人血清白蛋白的相互作用 [ PDF (2530 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1826-05 | | | 引用: 马雪红,宋百灵,肖文浚,耿 晶,李新霞,陈 坚. 蒜氨酸与牛及人血清白蛋白的相互作用. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1826-1830. | | Cite: MA Xue-hong, SONG Bai-ling, XIAO Wen-jun, GENG Jing, LI Xin-xia, CHEN Jian. Study on Interaction between Alliin and Bovine and Hunman Serum Albumin with Spectrometry. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1826-1830. | | 摘要: 运用荧光光谱和同步荧光光谱法,研究在pH 7.40的Tris-HCI缓冲体系下,蒜氨酸与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)的相互作用。采用荧光分光光度计,以280 nm为激发波长,扫描300~500 nm范围的荧光发射光谱;分别设置波长差Δλ=15 nm和Δλ=60 nm扫描同步荧光光谱图;用Stem-Volmer和Lineweaver-Burk方程及热力学方程处理数据。荧光光谱法结果表明蒜氨酸能猝灭BSA及HAS的荧光;得到蒜氨酸与BSA反应的结合常数在298和310 K时分别9.81×102和6.15×102 L·mol-1;与HSA反应的结合常数在298和310 K时分别2.21×102和6.84×102 L·mol-1;蒜氨酸与两种蛋白的反应均为自发进行;与BSA的作用力为静电作用而与HSA的作用为疏水作用力;同步荧光光谱表明,蒜氨酸与BSA作用过程中主要影响酪氨酸残基,对HSA中的两种氨基酸残基均有影响。实验结果为研究蒜氨酸与生物小分子物质相互作用的机制提供了一定的理论依据。 | |
(1831-1837) | 基于变温紫外分光光度法研究温度对DNA凝聚过程影响 [ PDF (5527 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1831-07 | | | 引用: 龚红玲,刘艳辉,唐延林,胡 林. 基于变温紫外分光光度法研究温度对DNA凝聚过程影响. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1831-1837. | | Cite: GONG Hong-ling, LIU Yan-hui, TANG Yan-lin, HU Lin. Effects of Temperature on DNA Condensation Detected with Temperature-Changed Ultraviolet Spectrum Method. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1831-1837. | | 摘要: 荧光单分子实验结果表明温度能够促进DNA凝聚,随着温度升高,精胺(亚精胺)-DNA凝聚体系中DNA凝聚构象趋于更加紧致、有序。为探究温度对不同高价离子-DNA凝聚体系的影响,利用自行搭建的变温紫外分光光度计,通过系统研究荧光单分子实验中采用的精胺(亚精胺)-DNA凝聚体系及去离子水中DNA在260 nm处特征吸收值随温度变化情况,确定了DNA凝聚构象与其260 nm处特征吸收值之间的对应关系为:DNA凝聚构象越紧致、有序,其对应的260 nm处紫外吸收值越低。在此基础上,系统地研究了DNA凝聚实验中常用四种钴胺化合物-DNA凝聚体系随温度变化情况,结果表明三氯六胺合钴与精胺(亚精胺)类似,其对应的DNA凝聚体系在260 nm特征吸收值,随着温度升高而逐渐降低,即DNA凝聚构象趋于更加紧致、有序。而三(乙二胺)氯化钴、反式双(乙二胺)氯化钴、五胺氯化钴的情况却不同,与其对应的DNA凝聚体系在260 nm特征吸收值,随着温度升高,呈现先增加,再降低,然后再增加的规律。 | |
(1838-1842) | [ONSO]型Salen化合物的合成、单晶结构及金属离子识别 [ PDF (2684 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1838-05 | | | 引用: 李 淼,段晓萌,贾 涛,段中余,刘宾元. [ONSO]型Salen化合物的合成、单晶结构及金属离子识别. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1838-1842. | | Cite: LI Miao, DUAN Xiao-meng, JIA Tao, DUAN Zhong-yu, LIU Bin-yuan. Synthesis, Crystal Structure and Ion Recognition of [ONSO] Salen Compounds. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1838-1842. | | 摘要: 一些重金属离子即使在较低浓度时也会对环境、生物体产生毒性,所以研究痕量金属离子识别具有重大意义。荧光传感器由于具有选择性好、灵敏度高、成本低、实时响应等优点, 得到了广泛关注。以2,4-二叔丁基苯酚,3,5-二叔丁基水杨醛和邻氨基苯硫酚为原料合成了类Salen配体L1, 并用1H NMR,C NMR,IR,元素分析及X射线单晶衍射等手段对其进行了表征。并通过自由挥发法得到了配体L1的单晶结构,实验表明L1是三斜晶、P-1空间群的一个空穴平面[ONSO]四配位环境。通过荧光光谱考察了类Salen配体与金属离子(Li+,Na+,K+,Cd2+,Cs+,Co2+,Cu2+,Hg2+,Mn2+,Ni2+,Zn2+,Ag+)的识别与配位性能。光谱滴定分析表明L1与Zn2+以1∶1的化学计量数配位。另外,L1与Zn2+结合后荧光显著增强,荧光检测限达到5.01×10-5 mol·L-1,而上述提到的其他常见金属离子不引起荧光光谱变化。结果表明L1是一个对检测Zn2+的选择性高,灵敏度强的荧光增强型探针。 | |
(1843-1846) | 基于显微光谱的组织切片细胞纳米结构研究 [ PDF (2565 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1843-04 | | | 引用: 王 品,吴 烨,李勇明,李 帆,颜 芳. 基于显微光谱的组织切片细胞纳米结构研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1843-1846. | | Cite: WANG Pin, WU Ye, LI Yong-ming, LI Fan, YAN Fang. An Insight into the Nanostructure of Cell on Histology Specimen via Microscopic Spectrum. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1843-1846. | | 摘要: 细胞纳米结构的探测对癌症的早期诊断以及筛查具有非常重要的意义。空域低相干相位显微镜可以探测细胞的纳米结构获取系统参数,但是显微镜的系统参数和细胞纳米结构参数之间存在着复杂的非线性相关关系,需要研究方法加以定量分析。因此,基于一维高斯场模型加一维多层介质模型模拟空域低相干相位显微镜的背散射光谱,实验结果表明模型预测结果与实际测量结果基本一致。对已知纳米结构的组织切片光谱建模, 通过统计方法分析了系统参数与细胞纳米结构参数的相关关系,验证了系统参数确实能反映细胞纳米结构参数的变化,并量化了系统参数的反映水平。研究成果为基于空域低相干相位显微镜的癌症早期诊断提供了新的理论基础和方法依据。 | |
(1847-1851) | 长期绿肥翻压对西北旱地小麦籽粒矿质元素含量的影响 [ PDF (819 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1847-05 | | | 引用: 白金顺,曹卫东,包兴国,芮玉奎,曾闹华,高嵩涓,志水胜好. 长期绿肥翻压对西北旱地小麦籽粒矿质元素含量的影响. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1847-1851. | | Cite: BAI Jin-shun, CAO Wei-dong, BAO Xing-guo, RUI Yu-kui, ZENG Nao-hua, GAO Song-juan, Shimizu Katsuyoshi. Effects of Long-Term Green Manure Application on the Concentrations of Mineral Elements in Grain of Dryland Wheat in Northwest of China. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1847-1851. | | 摘要: 绿肥对保障作物高产、土壤培肥和养分高效利用有重要影响,但长期翻压绿肥对旱地小麦籽粒矿质元素的影响尚不清楚。故依托甘肃武威25年长期定位试验,采集试验中不施肥、化肥和绿肥3个处理的小麦成熟期籽粒样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)技术分析了长期绿肥翻压对小麦籽粒矿质元素的影响。结果表明,绿肥处理下小麦籽粒大部分矿质元素含量较不施肥处理有增加趋势,其中硅、铁和铷元素含量均较不施肥和化肥处理显著增加;绿肥处理下籽粒重金属元素与不施肥处理无显著性差异,但镍含量较化肥处理表现增加。因而,长期绿肥翻压能有效提高旱地小麦部分矿质营养元素,有利于在保障小麦高产的同时提高籽粒营养品质,但也应关注绿肥翻压对重金属元素在土壤-作物系统中行为的影响。 | |
(1852-1860) | 高光谱成像技术在彩绘文物分析中的研究综述 [ PDF (5492 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1852-09 | | | 引用: 侯妙乐,潘 宁,马清林,何海平,吕书强,胡云岗. 高光谱成像技术在彩绘文物分析中的研究综述. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1852-1860. | | Cite: HOU Miao-le, PAN Ning, MA Qing-lin, HE Hai-ping, LÜ Shu-qiang, HU Yun-gang. Review of Hyperspectral Imaging Technology in Analyzing Painted Artifacts. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1852-1860. | | 摘要: 彩绘文物是文化遗产研究的重要内容之一。目前,许多的化学、光谱以及数字成像等分析技术应用于彩绘文物研究中,其中,高光谱成像技术集光谱分析与成像技术为一体,具有无损、快速成像以及“图谱合一”的特点。其技术特点使得高光谱成像技术在非接触、无样本的条件下对彩绘文物进行无损研究,既可以获得彩绘文物的整体形貌特征,还可以深入分析彩绘文物的光谱特征,是高光谱成像技术相比于其他彩绘文物研究方法的独特优势。利用高光谱成像技术研究彩绘文物分为数据采集、数据分析以及数据应用三步,其中数据分析与数据应用是研究的主要内容。通过对高光谱成像技术在彩绘文物中的相关研究成果进行总结归纳,其数据处理方法主要包括高光谱数据降维、光谱特征参量化、光谱解混合以及分类方法四个方面,并分别描述了四类处理方法的主要功能、常用方法和已有案例。从具体应用方向上,可归纳为视觉增强、隐含信息挖掘、保护监测和颜料分析四类,具体描述了四类应用方向所涵盖的内容以及所解决的问题。最后对相关研究中存在的挑战和发展前景进行了总结和展望。 | |
(1861-1865) | 基于高光谱技术的病害早期胁迫下黄瓜叶片中过氧化物酶活性的研究 [ PDF (2212 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1861-05 | | | 引用: 程 帆,赵艳茹,余克强,楼兵干,何 勇. 基于高光谱技术的病害早期胁迫下黄瓜叶片中过氧化物酶活性的研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1861-1865. | | Cite: CHENG Fan, ZHAO Yan-ru, YU Ke-qiang, LOU Bing-gan, HE Yong. Application of Hyper-Spectra for Detecting Peroxidase Content in Cucumber Leaves with Early Disease Stress. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1861-1865. | | 摘要: 应用可见/近红外高光谱对细菌性角斑病早期胁迫下的黄瓜叶片中所含过氧化物酶(peroxidase,POD)活性进行检测。在380~1 030 nm光谱范围获取120个样本(健康,病害轻微感染1级和2级)的光谱曲线,并使用分光光度计法测量感染病害样本中的过氧化物酶活性值。采用单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)对三种不同程度早期病害胁迫下过氧化物酶活性值进行统计分析,结果表明不同程度病害胁迫下黄瓜叶片中的过氧化物活性存在显著性差异(p=0.05)。采用SPXY方法将样本分为建模集(80个样本)与预测集(40个样本)。采用random frog(RF)和回归系数法(regression coefficient,RC)方法提取特征波段,并建立过氧化物酶活性值的偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)预测模型。最终得到RF-PLSR具有最佳的预测效果,预测集相关系数为0.816,预测均方根误差为11.235。研究结果表明高光谱结合化学计量学方法可以实现细菌性角斑病早期胁迫下黄瓜叶片中过氧化物酶活性的测定,为植物病害的早期无损诊断提供参考。 | |
(1866-1871) | 陈皮年份的高光谱技术鉴别研究 [ PDF (4664 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1866-06 | | | 引用: 鲍一丹,吕阳阳,朱红艳,赵艳茹,何 勇. 陈皮年份的高光谱技术鉴别研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1866-1871. | | Cite: BAO Yi-dan, LÜ Yang-yang, ZHU Hong-yan, ZHAO Yan-ru, HE Yong. Identification and Classification of Different Producing Years of Dried Tangerine Using Hyperspectral Technique with Chemometrics Models. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1866-1871. | | 摘要: 市场上陈皮以次充好现象时有发生,而年份是衡量陈皮品质的重要指标。研究用高光谱技术结合化学计量学算法,在380~1 023及874~1 734 nm两波段对不同放置方式的陈皮进行年份鉴别。为了寻找更合适的波段和模拟实际生产检测中陈皮放置的随机性,采集了四个年份共180个样本在380~1 023及874~1 734 nm的正、反面高光谱图像(720幅)。用主成分分析法(principal component analysis, PCA)对陈皮光谱信息进行定性分析,发现不同年份陈皮基于正反面光谱有明显的聚类;而后以回归系数法(regression coefficient, RC)选取陈皮年份相关的特征波段以减少变量;用偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis, PLS-DA)基于全波段、特征波段对三种放置方式(正、反、正反混合)的样本建立模型,最后对特征波段建立线性PLS-DA模型和非线性ELM模型并进行比较分析。研究表明:在380~1 023 nm的预测效果大多高于874~1 734 nm,基于非线性ELM的判别结果均高于线性PLS-DA模型,准确率最高可达到建模集100.00%,预测集98.33%,陈皮正、反、正反混合三种放置方式预测准确率多数可高于85%,故采用高光谱技术可实现对不同放置方式的陈皮年份进行无损鉴别,为进一步开发便携仪器或在线生产设备提供方法和理论依据。 | |
(1872-1878) | 香樟受酸胁迫影响的高光谱诊断模型 [ PDF (2168 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1872-07 | | | 引用: 李新会,张秀英,马元丹,金佳鑫, 程 敏,张小敏,江 洪. 香樟受酸胁迫影响的高光谱诊断模型. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1872-1878. | | Cite: LI Xin-hui, ZHANG Xiu-ying, MA Yuan-dan, JIN Jia-xin, CHENG Min, ZHANG Xiao-min, JIANG Hong. The Hyperspectral Diagnosis Model for Acid Stress of Cinnamomum camphora. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1872-1878. | | 摘要: 高光谱作为快速、无损诊断技术,在植物胁迫监测中发挥了重要作用。但是因为硫和氮的施肥作用,植物对酸雨的响应表现出比其他胁迫更加复杂的模式。基于高光谱技术对香樟受四个酸雨梯度(pH 5.6,pH 4.5,pH 3.0,pH 2.0)影响的叶片光谱进行了419天的监测,以探讨不同酸雨梯度对香樟影响的时间拐点。首先对16期原始光谱数据进行预处理,剔除异常值;然后基于光谱差值(对照组pH 5.6与其他酸雨梯度处理下的叶片光谱差)随着喷酸时间的变化,寻找典型波段;在此基础上构建了香樟在酸雨处理下的光谱响应模型。主要结论如下:反映香樟受酸雨影响的典型波段主要集中在470~520和565~700 nm,在此基础上构建了蓝边差值指数和黄边差值指数。低(pH 4.5)、中(pH 3.0)浓度的酸雨对香樟生长均呈现出先促进后抑制的作用,时间拐点分别发生在喷酸的第100天和50天左右;高浓度酸雨(pH 2.0)从喷酸初期就表现出抑制香樟生长,且随着喷酸时间的增加抑制作用增强。研究表明,长时间序列的高光谱信息可以指示不同强度的酸雨对植物的促进和胁迫作用,以及由促进到胁迫的时间拐点;该研究也为基于卫星遥感监测区域尺度植物受酸胁迫提供了借鉴,同时为相关部门制定酸雨政策提供了科学依据。 | |
(1879-1884) | 基于多种光谱学分析技术的地质样品宏微观组构特征研究——以钦杭成矿带南段金山银金矿床岩石样品为例 [ PDF (3527 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1879-06 | | | 引用: 高 乐,苏志华,李红中,虞鹏鹏,牛 佳,卢宇彤,徐述腾. 基于多种光谱学分析技术的地质样品宏微观组构特征研究——以钦杭成矿带南段金山银金矿床岩石样品为例. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1879-1884. | | Cite: GAO Le, SU Zhi-hua, LI Hong-zhong, YU Peng-peng , NIU Jia, LU Yu-tong, XU Shu-teng. Research of Macroscopic and Microcosmic Fabric Characteristics in Geological Samples Based on Variety of Spectroscopy Technology: A Case Study in Jinshan Ag-Au Deposit of Southern Qinzhou-Hangzhou Metallogenic Belt, China. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1879-1884. | | 摘要: 地质过程的复杂性造就了地质样品宏观和微观特征的不均一性,这些地质样品的不均一特征可以通过光谱学分析技术予以有效的揭示。研究以钦杭成矿带南段金山银金矿床的矿石与围岩样品为例,开展了基于X射线荧光光谱(XRF)和等离子体质谱(ICP-MS)分析技术的宏观地球化学特征和基于拉曼光谱(Raman)分析的微区特征分析。宏观地球化学分析结果表明,矿石与围岩的主量元素组成差别较大,但稀土元素配分模式和微量元素分布模式基本相似,这反映微量元素和稀土元素在成矿作用过程中表现出了较高的地球化学稳定性。关于石英的拉曼分析结果显示,矿石的石英存在507 cm-1附近的峰位,而围岩样品均没有出现,这应该反映了二者结晶过程中具有不同的温度和压力等条件并导致石英结构存在差异,该拉曼位移的存在与否构成了成矿过程相关地质作用的判别标志。矿石与围岩中石英463 cm-1附近拉曼位移的半高宽(FWHM)及拟合峰积分强度比对结果显示,矿石样品中石英结晶程度与有序度明显优于围岩样品中石英,这反映了成矿过程中热液活动对石英微观结构的改造。围岩中石英受后期热液影响大,部分成矿物质源于热液从围岩中带出,且成矿流体存在多期性,不同阶段矿物结晶程度不同,从而造成了特征拉曼位移FWHM值的不同。 | |
(1885-1889) | 基于激光诱导击穿光谱技术的混合溶液重金属元素检测 [ PDF (2393 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1885-05 | | | 引用: 宋 超,张亚维,高 勋. 基于激光诱导击穿光谱技术的混合溶液重金属元素检测. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1885-1889. | | Cite: SONG Chao, ZHANG Ya-wei, GAO Xun. Detection of Heavy Metal Elements in the Mixture Solution with Laser Induced Breakdown Spectroscopy. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1885-1889. | | 摘要: 利用激光诱导击穿光谱技术对混合溶液中的Cu,Mg,Zn和Cd四种重金属元素进行实验测量,实验中采用波长为1 064 nm,脉宽10 ns,重频10 Hz的激光器。在蒸馏水中加入CuSO4,Mg(NO3)2,Zn(NO3)2和Cd(NO3)2四种溶质,配置7种不同Cu,Mg,Zn和Cd浓度的混合溶液,采用统计探索性数据分析方法处理LIBS实验数据,得到水溶液中Cu,Mg,Zn和Cd元素的定标曲线,拟合度系数R2均大于0.99,计算出Cu,Mg,Zn和Cd四种元素的检测限分别为5.62,4.71,13.67和4.43 ppm,单一溶质CuSO4溶液中的Cu元素的LOD值为3.98 ppm。最后对单一溶质和四种溶质的LIBS检测结果差异进行了分析。研究结果表明激光诱导击穿光谱技术在环境水污染多种重金属元素检测方面具有潜在的应用前景。 | |
(1890-1895) | 激光波长对煤激光诱导击穿光谱特性影响的试验研究 [ PDF (3813 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1890-06 | | | 引用: 钱 燕,钟 厦,何 勇,Ronald Whiddon,王智化,岑可法. 激光波长对煤激光诱导击穿光谱特性影响的试验研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1890-1895. | | Cite: QIAN Yan, ZHONG Sha, HE Yong, Ronald Whiddon, WANG Zhi-hua, CEN Ke-fa. Effects of Laser Wavelength on Properties of Coal LIBS Spectrum. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1890-1895. | | 摘要: 我国电站入炉煤种复杂多变,实时快速获取煤质成分对保障锅炉的安全、高效、低污染运行具有重大意义。将激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于燃煤煤质测量,观测了不同波长激光(355,532和1 064 nm)诱导产生的等离子体时间演变特性和不同电离特性元素的谱线时间特性,对比了出现屏蔽效应时的能量阈值随激光波长的变化特征,并研究了激光波长对煤LIBS光谱特性的影响规律。结果发现:使用532 nm激光作为激发光源时,煤LIBS光谱具有最强的谱线信号强度,且出现等离子体屏蔽效应的能量阈值也较高,是一种较理想的激发光源,为LIBS技术在煤质测量领域的工业应用提供了实验依据。 | |
(1896-1901) | 微波场中卵清蛋白糖基化产物不均匀性的光谱分析 [ PDF (2270 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1896-06 | | | 引用: 钟比真,涂宗财,王 辉. 微波场中卵清蛋白糖基化产物不均匀性的光谱分析. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1896-1901. | | Cite: ZHONG Bi-zhen, TU Zong-cai, WANG Hui. Inhomogeneity of Ovalbumin Glycosylation Products in Microwave Field with Spectral Analysis. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1896-1901. | | 摘要: 以卵清蛋白与葡萄糖混合体系为研究对象,构建微波场中二者糖基化反应模型,采用红外、荧光、紫外等方法研究微波场中卵清蛋白糖基化产物不均匀性。将卵清蛋白与葡萄糖按照1∶1的比例混合成5%的溶液,经过48 h冷冻干燥形成5 mm厚的糖基化干样模型,在微波炉中反应,按五个反应区将样品一分为五进行实验分析,1号区域为微波炉中心位置,2号区域靠近磁控管,3,4和5号区域在远离磁控管一端。结果表明,蛋白与糖混合物在560 W微波下9 min时发生不均匀的糖基化反应;SDS-PAGE电泳图和自由氨基含量表明微波作用下的糖基化确实存在较大不均匀性;通过荧光和三维荧光光谱可知糖基化反应产生了新的荧光性物质,其中3,4和5号位置的样品产生了新的较大的荧光峰,而荧光性物质是进行到糖基化高级阶段的反应产物,说明这些样品产生了高级糖基化产物;红外光谱分析表明有新的N—H键生成;紫外分析表明在糖基化反应模型平面中,3号位置的反应程度最高。 | |
(1902-1907) | ICP-MS研究黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附-解吸特性 [ PDF (3006 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1902-06 | | | 引用: 田梦靖,贾 佳,谯 雨,吴亭燕,李和祥,刘 颖. ICP-MS研究黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附-解吸特性. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1902-1907. | | Cite: TIAN Meng-jing, JIA Jia, QIAO Yu, WU Ting-yan, LI He-xiang, LIU Ying. Study on Adsorption and Desorption Characteristics of Pb(Ⅱ) and Cr(Ⅵ) onto the Surface Sediments of Hequ Section of the Yellow River with ICP-MS. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1902-1907. | | 摘要: 表层沉积物易于富集和释放水中重金属,是污染水体中重金属的源和汇,研究表明黄河河曲段水体中Pb和Cr重金属污染严重。以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)为检测手段,研究了在优化实验条件下,黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特性和解吸特性。结果表明:黄河河曲段沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有较强的吸附作用,在吸附初始5 min时吸附率均达到98%以上,且是自发的吸热过程(ΔG<0,ΔH>0)。动力学实验显示,两种离子的吸附过程均符合准二级吸附动力学。等温吸附方程拟合发现,Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型。解吸过程符合Elovich方程,且受pH的影响较大。Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)二元体系竞争效应研究表明,Pb(Ⅱ)的吸附率大于Cr(Ⅵ),且均低于单离子吸附率。扫描电子显微镜(SEM)和孔径及比表面积分析显示,黄河河曲段表层沉积物表面结构不规则,且具有相对较高比表面积。该研究揭示了Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在黄河河曲段沉积物上的吸附-解吸行为,对评估沉积物污染风险和污染修复、掌握重金属离子与沉积物之间的作用机理具有一定指导意义。 | |
(1908-1911) | 激光诱导击穿光谱技术用于抹茶和绿茶粉的快速鉴别 [ PDF (1125 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1908-04 | | | 引用: 於筱岚,彭继宇,刘 飞,何 勇. 激光诱导击穿光谱技术用于抹茶和绿茶粉的快速鉴别. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1908-1911. | | Cite: YU Xiao-lan, PENG Ji-yu, LIU Fei, HE Yong. Fast Identification of Matcha and Green Tea Powder with Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1908-1911. | | 摘要: 研究利用激光诱导击穿光谱技术结合化学计量学方法快速鉴别抹茶和绿茶粉的可行性。抹茶与绿茶粉的主要区别在于茶树品种、栽培管理、生长时间和加工工艺。通过采集不同厂家生产的抹茶和不同杀青方式制成的绿茶粉在230~880nm的激光诱导击穿光谱并进行归一化预处理后,选用主成分分析(PCA),依据X-variables loadings获取用于鉴别抹茶和绿茶粉的特征波长,并基于特征波长建立线性判别式分析(LDA)模型。结果表明:基于特征波长建立的LDA模型能快速鉴别抹茶和绿茶粉,4个特征波长分别属于C(Ⅰ) 247.94 nm,Mg(Ⅱ) 279.60 nm,Ca(Ⅱ) 393.45 nm和Fe(Ⅱ) 766.68 nm;建模集和预测集的判别正确率均达到100%。采用激光诱导击穿光谱技术可以准确鉴别不同厂家生产的抹茶和不同杀青方式制成的绿茶粉。 | |
(1912-1918) | 水体中铬、镉和铅的X射线荧光光谱同时快速分析方法研究 [ PDF (2261 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1912-07 | | | 引用: 甘婷婷,赵南京,殷高方,肖 雪,张玉钧,章 炜,刘建国,刘文清. 水体中铬、镉和铅的X射线荧光光谱同时快速分析方法研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1912-1918. | | Cite: GAN Ting-ting, ZHAO Nan-jing, YIN Gao-fang, XIAO Xue, ZHANG Yu-jun, ZHANG Wei, LIU Jian-guo, LIU Wen-qing. Study on Simultaneous and Rapid Analysis Method of X-Ray Fluorescence Spectrum for Determination of Chromium, Cadmium and Lead in Water. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1912-1918. | | 摘要: 以氢氧化钠和硫化钠为沉淀剂采用共沉淀法同时富集水体中的Cr,Cd和Pb,通过对Cr(OH)3,Cd(OH)2和PbS沉淀均匀悬浮液抽滤以制成Cr,Cd和Pb均匀分布的薄膜样品并进行能量色散XRF光谱测量,以实现水体中Cr,Cd和Pb的同时快速分析与检测。研究了富集过程中的反应时间和反应物摩尔比对薄膜样品XRF光谱强度的影响,确定了富集过程的最佳反应条件为沉淀反应时间为5 min,OH-与Cr3+的最佳摩尔比为5.0,OH-与Cd2+的最佳摩尔比为5.0,S2-与Pb2+的最佳摩尔比为2;对富集后不同浓度的薄膜样品进行了均匀性检验,富集区域6个不同位置荧光强度的相对标准偏差均小于4.8%,说明富集后的薄膜样品具有较好的均匀性;将不同浓度薄膜样品的理论浓度值与ICP-MS方法测得的浓度值进行对比分析,验证了该富集方法对水样中Cr,Cd和Pb的富集率均能达到90%以上;根据薄膜样品的荧光强度与ICP-MS测得的浓度值,建立了基于该富集方法的水体中Cr,Cd和Pb的X射线荧光光谱定量分析方法,Cr,Cd和Pb校准曲线的线性相关系数分别为0.997 3,0.995 0和0.999 8,当实际采集水样体积为50 mL时,Cr,Cd和Pb的检出限分别为7.4,29.6和8.5 μg·L-1,均低于《污水综合排放标准 GB 8978—1996》中Cr,Cd和Pb的最高允许排放浓度,因此该方法能够实现工业生产及生活排放污水中Cr,Cd和Pb的同时快速分析与检测。该研究为基于X射线荧光光谱法的水体多种重金属同时快速在线监测提供依据。 | |
(1919-1924) | 煤系针状焦微晶结构的XRD与Raman分峰拟合定量研究 [ PDF (2519 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1919-06 | | | 引用: 朱亚明,赵雪飞,高丽娟,程俊霞,吕 君,赖仕全. 煤系针状焦微晶结构的XRD与Raman分峰拟合定量研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1919-1924. | | Cite: ZHU Ya-ming, ZHAO Xue-fei, GAO Li-juan, CHENG Jun-xia, LÜ Jun, LAI Shi-quan. Quantitative Study of the Microcrystal Structure on Coal Based on Needle Coke with Curve-Fitted of XRD and Raman Spectrum. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1919-1924. | | 摘要: 采用XRD和Raman光谱分析技术,结合分峰拟合的数学方法,对不同生产厂家的三种煤系针状焦Coke-N,Coke-H,Coke-P进行了研究。由XRD分析结果计算出了三种针状焦的石墨化度、晶体结构类型以及晶粒尺寸(La和Lc), 通过对XRD的分峰拟合处理,得出了三种针状焦中趋于规整结构的碳微晶含量(Ig)。通过对样品的XRD分析可知,Coke-N和Coke-P的石墨化程度及Lc相接近,并且明显大于Coke-H;La之间的关系为:Coke-N>Coke-P>Coke-H。通过Raman光谱结合分峰拟合的数学方法对样品进行了定量分析。研究结果表明,三种针状焦在拉曼位移1 000~2 000 cm-1处有5个一阶谱拟合峰(G,D1,D2,D3,D4)。对样品的拉曼一阶谱拟合后所得出的每个拟合峰面积进行计算,可以用来定量分析三种针状焦中碳微晶结构的分布情况。由IG/IAll,ID1/IG,ID2/IG,ID3/IG,ID4/IG的计算可知,Coke-N和Coke-P的微晶结构比Coke-H的微晶结构更规整。在Coke-N中理想石墨碳微晶所占比例为0.33,而Coke-H和Coke-P分别为0.086和0.311。另外,Coke-H在三个样品中的无定形碳比例明显大于另外两个样品。Raman光谱分析结果与XRD的分析结果相吻合。由此可以看出,采用XRD和拉曼光谱分析技术可以从微观层面判定宏观质量不同的煤系针状焦差异的实质。 | |
(1925-1929) | 基于RRS的人血清白蛋白快速检测系统设计 [ PDF (1495 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1925-05 | | | 引用: 李 沅,李 凯,赵冬娥. 基于RRS的人血清白蛋白快速检测系统设计. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1925-1929. | | Cite: LI Yuan, LI Kai, ZHAO Dong-e. Rapid Detection System for HSA Based on RRS. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1925-1929. | | 摘要: 在临床中人血清白蛋白浓度的快速检测对多种重大疾病的诊断具有重要意义,而现有的医疗检测设备普遍存在体积大、测试周期长、操作复杂等缺点,设计研究一种快速的、高精度的便携式人血清白蛋白浓度检测系统具有非常广阔的应用前景。设计了基于共振瑞利散射光谱分析的人血清白蛋白浓度检测系统。由于人血清白蛋白与四氨基酞菁铜反应产生的溶液在475.0 nm处具有共振瑞利散射增强的效果,从而构建了共振瑞利散射强度与人血清白蛋白浓度的函数。实验采用紫外半导体激光器与475.0 nm窄带滤光片联用,配合高增益光电探测器采集散射光信号。采用不同浓度的四氨基酞菁铜溶液分别对不同浓度的人血清白蛋白进行检测,实验结果显示,响应电压会随人血清白蛋白浓度的提高而明显增大,而对四氨基酞菁铜的浓度变化并不敏感;散射光产生的响应电压与人血清白蛋白浓度在0.1~1.0 μg·mL-1范围内基本满足线性变化,满足快速检测的设计要求。 | |
(1930-1933) | 获取大气颗粒物消光系数的差分吸收光谱法研究 [ PDF (1444 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1930-04 | | | 引用: 李素文,牟福生,施瑞瑞,韦民红. 获取大气颗粒物消光系数的差分吸收光谱法研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1930-1933. | | Cite: LI Su-wen, MO Fu-sheng, SHI Rui-rui, WEN Min-hong. Extinction Coefficient Measurement of Atmospheric Particles with Differential Optical Absorption Spectroscopy. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1930-1933. | | 摘要: 针对雾霾天气日益增多,大气污染气体向颗粒物的转化在加快,研究了一种大范围对其监测的差分吸收光谱方法。差分吸收光谱法可以实时、在线、准确同时获取颗粒物光学特性和大气痕量气体浓度。论文首先分析了双光路差分吸收光学遥感系统获取颗粒物绝对光强的原理,然后研究了基于单光路测量大气吸收谱,在干净天气状况下测量参考光谱,利用能见度数据,在550 nm波段处实现系统校准,计算校准参数,从而获得大气绝对吸收光强,然后解析出大气总的消光系数。再从总的大气消光系数中,去除瑞利散射以及大气痕量气体吸收对消光系数影响后,精确解析出颗粒物消光系数。同时基于差分思想获取大气痕量气体的浓度。最后把该方法应用于外场实验,获取大气颗粒物在350~700 nm波段范围内消光系数和大气中NO2的浓度。研究结果表明颗粒物消光系数的随着波长的增加而减少,符合Angstrom公式。该研究为分析大气气相/粒子非均相化学反应提供有力的技术支持。 | |
(1934-1940) | 基于特征级融合的多波段舰船目标识别方法 [ PDF (2773 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1934-07 | | | 引用: 刘 峰,沈同圣,郭少军,张 健. 基于特征级融合的多波段舰船目标识别方法. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1934-1940. | | Cite: LIU Feng, SHEN Tong-sheng, GUO Shao-jun,ZHANG Jian. Multi-Spectral Ship Target Recognition Based on Feature Level Fusion. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1934-1940. | | 摘要: 针对复杂情况下海上舰船目标单波段特征识别能力不足的问题,研究可见光、中波红外和长波红外三波段特征图像融合技术,重点解决图像融合方法中存在的算法耗时和融合策略选择的问题,提出了一种新的基于区域协方差矩阵的多波段特征级融合方法,针对可见光图像和红外图像分别设计11维和5维特征向量,协方差矩阵可以将多个特征进行融合,既保证了不同目标之间的区别性,同时又减小计算量。该方法首先利用显著性检测,快速定位图像中的目标区域,然后,针对不同波段图像设计的特征向量定义协方差阵的距离计算公式并进行匹配,通过对图像的一次遍历操作获得积分图像,在协方差计算时达到快速计算的目的,最后利用k-阶最近邻算法对多种舰船目标进行分类识别。利用实拍的3 400余张三波段舰船目标图像作为测试数据。实验主要分为两部分,首先对比单波段和三波段融合识别的识别率,验证所提出的融合方法具有更广的应用范围;然后,在计算效率上对比多种传统的像素级方法,验证采用的特征级融合在计算时间上的优势。实验结果表明,该方法可达到95.1%的识别率,单帧计算耗时约为0.5 s,在实时性和检测率方面都有明显提高。 | |
(1941-1945) | 无创血糖近浮动基准参考测量方法的仿体实验验证 [ PDF (1823 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1941-05 | | | 引用: 夏丹丹,韩 广,于旭耀,李晨曦,刘 蓉,蒋景英,徐可欣. 无创血糖近浮动基准参考测量方法的仿体实验验证. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1941-1945. | | Cite: XIA Dan-dan, HAN Guang, YU Xu-yao,LI Chen-xi, LIU Rong, JIANG Jing-ying, XU Ke-xin. Phantom Experimental Validation of Near Floating Reference Measuring Method in Non-Invasive Blood Glucose Sensing. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1941-1945. | | 摘要: 在近红外无创血糖测量中,由葡萄糖引起的信号变化十分微弱,极易受到人体背景、测量仪器、周围环境等变化的影响,限制了无创血糖检测的精度。针对这个问题,提出应用浮动基准位置理论进行背景变异的校正。但是由于个体的差异性与人体环境的复杂多变性,浮动基准位置会因人而异。通过对人体手掌三层皮肤模型进行蒙特卡洛模拟,发现其在1 000~1 700 nm近红外波段的浮动基准位置基本处于距光源径向距离2 mm附近。为了提高浮动基准位置理论在不同人体之间的适用性,提出了一种近浮动基准参考测量方法,即以径向距离2 mm处作为参考位置进行背景干扰的修正,并通过仿体实验验证其效果。选取与人体手掌皮肤模型的浮动基准位置较为接近的2%和3%浓度的Intralipid仿体溶液进行实验。实验结果表明近浮动基准修正法可以消减光源漂移对测量结果的影响,提高数据的重复性和稳定性;同时通过对不同葡萄糖含量的2%和3%浓度的Intralipid溶液进行多次漫反射信号采集并建立葡萄糖浓度预测模型,发现修正后的回归模型的预测均方根误差(RMSEP)分别降低了38.51%~79.98%和29.72%~52.22%,说明该方法能够比较有效地消除两个测量位置处共同的背景干扰,提高校正模型的预测精度。仿体实验验证的结果,为下一步近浮动基准参考测量方法的在体测量提供了有力的支撑。 | |
(1946-1950) | 图形化Silicon-on-Insulator衬底上分子束外延生长可动GaN微光栅的研究 [ PDF (2418 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1946-05 | | | 引用: 吕凡敏,李 佩,王永进,胡芳仁,朱闻真. 图形化Silicon-on-Insulator衬底上分子束外延生长可动GaN微光栅的研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1946-1950. | | Cite: LÜ Fan-min, LI Pei, WANG Yong-jin, HU Fang-ren, ZHU Wen-zhen. Movable GaN Membrane Micro-Grating on Patterned SOI Substrate Deposited with Molecular Beam Epitaxy. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1946-1950. | | 摘要: GaN材料作为第三代半导体材料,具有宽禁带、直接带隙、耐腐蚀等优点,是一种非常有前景的MOEMS材料。由于GaN的刻蚀目前尚未成熟,因此图形化外延生长法是一种较好的选择。本文基于SOI(silicon-on-insulator)基片,利用硅的微加工技术和图形化GaN分子束外延生长工艺,设计并加工了工作在太赫兹波段的、可以在二维方向上运动的SOI基GaN光栅。光栅周期为16 μm,光栅宽度为6 μm,峰值位置为25.901 μm。通过仿真优化,设计的微驱动器在水平电压220 V时,水平方向上的位移为±7.26 μm;垂直方向加200 V电压时,垂直位移2.5 μm。为了研究在图形化SOI衬底上外延生长的InGaN/GaN量子阱薄膜的光学性能,用激光拉曼光谱仪对薄膜进行了光致发光光谱实验。实验结果表明,InGaN/GaN量子阱薄膜具有良好的发光性能,其发光范围为350~500 nm,覆盖了紫外光到黄绿光。由于局域态效应与禁带收缩的作用,随着环境温度由10 K升高至室温,薄膜的PL光谱的峰位呈现“S”形变化趋势。 | |
(1951-1954) | 基于网格聚类分析LAMOST恒星光谱与理论模型的差异 [ PDF (1171 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1951-04 | | | 引用: 陈淑鑫,孙伟民,孔 啸. 基于网格聚类分析LAMOST恒星光谱与理论模型的差异. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1951-1954. | | Cite: CHEN Shu-xin, SUN Wei-min, KONG Xiao. Difference Analysis of LAMOST Stellar Spectrum and Kurucz Model Based on Grid Clustering. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1951-1954. | | 摘要: 随着天文大数据时代计算科学的蓬勃发展,我国具备自主知识产权的国际天文界口径最大、光谱获取率最高的大视场望远镜LAMOST,已率先在国际上开拓并实现了同时观测几千个天体光谱的大规模巡天工作。自2011年巡天至2015年6月所获得的DR3光谱数据集目前已获取世界上最大的恒星参数星表。针对LAMOST第三期发布FGK恒星光谱的流量定标等相关数据,利用Kurucz模板光谱对应的参数空间划分网格,基于开源高效的数据处理R语言程序软件平台,设计了有监督的聚类中心,便于验证其理论参数网格的差异。处理LAMOST实测光谱经归一化后,选择距离量直接描述属性,采用欧氏距离分析判别光谱之间的相似度,选取相应的属性向量构造函数判断观测光谱和理论光谱差别的量级。实验表明:比对LAMOST实测FGK型恒星光谱数据与Kurucz理论模板库数据一致性以及参数测量的准确性,结果显示相同参数的光谱间特征谱线具有较好的一致性,从而得出LAMOST光谱测量物理参数质量较高,具备极好的可靠性,为后续恒星大气模型的改进提供相应的论证依据。 | |
(1955-1959) | 微束X射线荧光光谱分析红土中铁锰结核内部微小区域 [ PDF (1645 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1955-05 | | | 引用: 杨立辉,郑祥民,叶 玮. 微束X射线荧光光谱分析红土中铁锰结核内部微小区域. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1955-1959. | | Cite: YANG Li-hui, ZHENG Xiang-min, YE Wei. Microbeam X-Ray Fluorescence Spectrometry Analysis of Tiny Areas of Inner Iron-Manganese Nodules in Red Earth, Southern China. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1955-1959. | | 摘要: 在中国南方第四纪红土剖面中普遍发育一种黑褐色,形状规则或者不规则的新生体,由于其含有较高的Fe和Mn元素而被称为铁锰结核。铁锰结核被认为是土壤中温度、水分、氧化还原条件变化而形成的土壤新生体,因此它被认为是环境信息的良好载体。尤其是结核内部发育的环带状构造,被认识是结核形成过程气候干湿变化的结果。因此对结核内部微小区域的研究,有助与理解红土母质的风化过程以及结核的形成原因。X射线荧光光谱分析在20世纪80年代初已是一种成熟的分析方法,是实验室、现场分析主、次量和痕量元素的首选方法之一。运用帕纳科Zetium X射线荧光光谱仪的微小区域分析工具对铜陵第四纪红土中结核内部由核心至边缘的主量元素分布状况进行分析,结果表明,XRF微小区域分析功能可以快速有效的分析样品内元素的分布状况。结核内部元素分布情况来看,铜陵剖面内铁锰结核内部颜色深浅变化主要是由于Mn元素含量的变化而引起的。结核的核心Mn元素含量最高,由核心向边缘呈现高低交替变化特征。指示结核形成初期,由于气候相对干旱,Mn元素由低价离子态氧化成高价化合物后发生淀积。结核内部浅色环带Si和Al元素含量明显较深色环带高,可能代表了相对湿润的气候时期。 | |
(1960-1964) | 基于可调谐激光吸收光谱技术的柴油机排放NO浓度瞬态测量 [ PDF (2244 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1960-05 | | | 引用: 杨晓涛,费红姿,谢文强. 基于可调谐激光吸收光谱技术的柴油机排放NO浓度瞬态测量. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1960-1964. | | Cite: YANG Xiao-tao, FEI Hong-zi, XIE Wen-qiang. A Transient Measurement of NO Concentration for Diesel Engine Emissions by Tunable Laser Absorption Spectroscopy Technique. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1960-1964. | | 摘要: NOx是柴油机排放的主要污染物质,它对人体和环境的危害极大,其中NO含量又占NOx总量的90%以上,因此合理准确的检测柴油机排放物中NO的含量对NOx含量的检测尤为关键。现有的测试方法由于采用采样分析法,不能及时反映真实情况,光学检测方法作为一种新型的测试技术,在很多领域都有应用。结合光学检测方法对稳态和瞬态过程下的NO浓度用TLAS技术开展研究,通过模拟NO浓度的变化情况,验证这种方法在柴油机上应用的可行性,选择一台中心波长为5 263 nm的带间级联激光器用于检测,为获得不同浓度的混合气体设计一套配气混合系统,用高纯度的NO作为被测气体,N2作为背景气体,配比不同浓度的测试样气,在稳态测量时,分别配比浓度为500,1 000,2 000 ppm的样气进行试验,得到相对误差小于1%,最大绝对误差为11.5 ppm。在瞬态测量中,分别对浓度增加与减少过程进行试验,实时测量气室内的浓度变化情况,在1 ms时间分辨率的情况下可实现5.2%的最大相对误差。通过设计的系统,可以实现NO浓度的瞬态测量,能将此方法应用到柴油机上,这种方法有利于研究柴油机的排放物含量。 | |
(1965-1972) | 基于功能化的金纳米的共振瑞利散射方法手性识别肉碱对映体 [ PDF (3959 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1965-08 | | | 引用: 赵艳梅,吴 环,曾小清,郭 媛,袁海燕,黄云梅,谭选平,张 雷,杨季冬. 基于功能化的金纳米的共振瑞利散射方法手性识别肉碱对映体. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1965-1972. | | Cite: ZHAO Yan-mei, WU Huan, ZENG Xiao-qing, GUO Yuan, YUAN Hai-yan, HUANG Yun-mei, TAN Xuan-ping, ZHANG Lei, YANG Ji-dong. A Selective Resonance Rayleigh Scattering Method for Chiral Recognition of Carnitine Enantiomers Based on Cu2+ Functionalized Gold Nanoparticles. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1965-1972. | | 摘要: 一种不经分离而同时测定手性对映体的简便方案是非常有趣和有用的。提出一种基于共振瑞利散射(RRS)光谱技术手性识别新方法,利用功能化的金纳米粒子(Au NPs)同时检测肉碱对映体。Au NPs的RRS强度很弱,但当Cu2+存在时,RRS强度显著增加。更有趣的是,肉碱对映体均可以降低Cu2+-Au NPs体系的RRS强度,但D-肉碱使RRS降低更多。在最优实验条件下,均有良好的线性关系并有很好的相关系数以及较低的检出限。由此,这种方法可以计算出肉碱对映体的对映体比率和对映体分数。并应用于胶囊样品中肉碱对映体混合物手性识别的研究。该方法不需要复杂的手性修饰处理,并具有简捷低消耗、灵敏度高、选择性好等优点。 | |
(1973-1979) | EGR率对生物柴油颗粒纳米结构的影响 [ PDF (2392 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1973-07 | | | 引用: 王 忠,杨芳玲,张 健,赵 洋,瞿 磊. EGR率对生物柴油颗粒纳米结构的影响. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1973-1979. | | Cite: WANG Zhong, YANG Fang-ling, ZHANG Jian, ZHAO Yang, QU Lei. Impact of EGR Rate on Soot Nanostructure from a Diesel Engine Fueled with Biodiesel. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1973-1979. | | 摘要: 为研究同时运用废气再循环(EGR)技术和燃用生物柴油对柴油机排气颗粒纳米结构的影响,分别采集0%,15%,30% EGR率下186F柴油机燃用生物柴油时的排气颗粒,并用激光拉曼光谱仪测得颗粒光谱,使用五带法对一阶拉曼光谱进行拟合,分析拟合曲线参数,计算颗粒微晶尺寸和碳碳键长度。结果表明:EGR率为30%时,生物柴油颗粒光谱的半高宽(FWHM)最大,代表化学异相性最强并且颗粒中的物质种类最多,随着EGR率降低,半高宽逐渐减小;当EGR率从0%升高到30%,ID/IG逐渐增大,代表石墨化程度降低,颗粒中的石墨结构减少;同时,ID1/ID2从0% EGR率的8左右降低到15%和30% EGR率的4左右,代表EGR率升高,颗粒内部缺陷由空位缺陷向石墨烯边缘缺陷发展;随着EGR率升高,微晶尺寸逐渐减小,碳碳键长度基本不变。 | |
(1980-1986) | 安徽茶园茶叶中四种大量元素和七种微量元素的含量分析及生物富集研究 [ PDF (1596 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1980-07 | | | 引用: 彭传燚,朱晓慧,奚军军,侯如燕,蔡荟梅. 安徽茶园茶叶中四种大量元素和七种微量元素的含量分析及生物富集研究. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1980-1986. | | Cite: PENG Chuan-yi, ZHU Xiao-hui, XI Jun-jun, HOU Ru-yan, CAI Hui-mei. Macro- and Micro-Elements in Tea (Camellia sinensis) Leaves from Anhui Province in China with ICP-MS Technique: Levels and Bioconcentration. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1980-1986. | | 摘要: 主要采用电感耦合等离子体质谱技术(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)测定了安徽茶园茶叶中四种大量元素(Ca,K,Mg,P)和七种微量元素(Al,Mn,Fe,Cu,Zn,Cd 和Pb)含量,并进行了生物富集分析。结果表明,嫩叶中Ca,K,Mg 和 P的含量最高(Ⅰ, >3.0 mg·g-1),Al,Mn,Zn 和 Fe的含量次之(Ⅱ, 0.2~3.0 mg·g-1),Cu,Pb 和 Cd的含量最低(Ⅲ, <0.05 mg·g-1);而老叶中含量最高的是Ca,K,Mg 和Al(Ⅰ, >3.0 mg·g-1),P,Mn,Zn 和 Fe的含量次之(Ⅱ, 0.2~3.0 mg·g-1),Cu,Pb 和 Cd的含量最低(Ⅲ, <0.05 mg·g-1)。其中,P和Mn是茶叶中富集能力最强的;此外,Cu, Pb和Cd的含量低于相关的限量标准。聚类分析结果表明舒茶早和龙井43两个品种之间矿质元素的组成没有显著性的差异。 | |
(1987-1992) | Ag NPS/g-C3N4纳米复合材料制备及其SERS纳米传感器 [ PDF (2549 KB) ] | | | DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)06-1987-06 | | | 引用: 于清波,胡 坤,王翠萍,李宪华. Ag NPS/g-C3N4纳米复合材料制备及其SERS纳米传感器. 光谱学与光谱分析,2017,37(06):1987-1992. | | Cite: YU Qing-bo, HU Kun, WANG Cui-ping, LI Xian-hua. Ag NPS/g-C3N4 Nanosheets Nanocomposites Used for SERS Nanosensors. Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(06):1987-1992. | | 摘要: 通过化学氧化块状石墨型氮化碳(g-C3N4),获得在水中分散性好的片状g-C3N4。XRD, FTIR和XPS表明,所得片状g-C3N4含有氧官能团。这不仅可以作为锚定点负载纳米银粒子(Ag NPs),而且可以获得Ag NPs均匀分散的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物。制备的复合材料中银纳米颗粒的重量百分比也会随着硝酸银与片状g-C3N4的质量变化而发生变化。基于g-C3N4对Co2+的明显的拉曼强度响应,Ag NPS/g-C3N4纳米复合物作为表面增强拉曼散射(SERS)传感器检测Co2+。通过拉曼强度的对照,发现随着Co2+浓度的增加,拉曼信号增加;而含有73%银纳米颗粒的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物有高的灵敏性,检测极限浓度达到10-9 mol·L-1;复合材料同时显示出高的选择性,对其他如Cd2+, Cu2+和Zn2+的金属离子没有明显的拉曼增强信号。分析了复合材料对Co2+的增强机制。由于Co2+与g-C3N4中的N/NH基团的耦合,引发复合材料中Ag NPs聚集,从而产生局部电磁场,进而产生表面增强效应。可以预知,Ag NPS/g-C3N4纳米复合物将作为一种用于制造SERS传感器的新的理想材料。 | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|