基于可见光谱结合神经网络算法快速鉴别特级初榨橄榄油

随着中国经济的不断繁荣,人民对物质生活水平提出了更高的要求,预防疾病、改善身体功能的食品成为当前消费市场的“热点”。油脂能提供人体所必需的能量,食用油是人类获取油脂的主要途径之一,而高品质植物油含有对人体健康更有益的物质,例如单不饱和脂肪酸、多酚、角鲨烯、维生素E等营养物质。由于采用物理冷榨工艺,特级初榨橄榄油几乎保留了其橄榄果中所有的营养物质,油酸含量高达70%。因此,虽然作为一种“舶来品”,特级初榨橄榄油进入中国市场后一直是植物油市场中的“宠儿”,其价格也明显高于市场上的普通植物油。在利益的驱动下,特级初榨橄榄油的制假贩假现象屡禁不止,制假贩假的手段也不断更新迭代,从而造成国内橄榄油市场假冒伪劣产品屡禁不止,掺假的油品不仅会对消费者的生命财产造成伤害,而且也会影响合法经营者的生产和销售,扰乱销售市场,破坏市场秩序,影响民众对特级初榨橄榄油的认可度。为实现特级初榨橄榄油掺伪量的快速、准确、低成本地检测,提出一种基于广义回归神经网络结合紫外可见光谱实现植物油定性定量分析方法。广义回归神经网络在学习速度和非线性映射能力上表现出色,且扩散因子是其网络的唯一优化参数,不需要反向传播和反复迭代。与其他检测技术相比,紫外可见光谱技术在检测周期、稳定性、低维护成本等方面具有压倒性优势。通过两种方法的联用在植物油定性鉴别中实现了100%的判别,在特级初榨橄榄油掺伪定量检测中实现了判定系数R2优于0.98875,均方根误差RMSE优于0.03833的结果。研究结果表明,该模型在植物油种类鉴别及特级初榨橄榄油掺伪定量检测中表现出优秀的预测能力。

偏最小二乘辅助紫外可见光谱法同时测定烟草中的葡萄糖与木糖含量

烟草中含有葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、木糖等多种糖类物质,占据烟草干重的25%~50%,是烟草的重要组成部分,也是评估烟草内在品质的重要指标。不同的糖类物质在卷烟燃烧过程中会生成不同产物,从而直接或间接地影响卷烟的香气和口感。建立烟草中各种单糖的测定方法,对烟草制品的质量控制具有现实意义。传统的检测方法如费林试剂法、连续流动分析法只能对烟草中的水溶性糖或总糖含量进行测定,无法对单一糖组分进行定量检测;气相色谱、液相色谱等方法虽能检测出不同单项,但是存在样品前处理过程麻烦、检测耗时较长等局限性。该工作在传统间苯三酚显色法测定木糖的基础上,以显色机理对该方法进行改进,解决了该检测体系下葡萄糖显色效果不佳的技术问题,可通过紫外可见光谱技术简单、高效地实现对烟草及卷烟制品中葡萄糖和木糖含量的精准测定。当同时测定上述两种糖组分时,由于二者的紫外可见光谱出峰位置相近,会相互影响彼此的测量准确性。为消除这一干扰,采用偏最小二乘回归法(PLS)建立光谱分析的多元校正模型,辅助改进后的间苯三酚法对烟草及其制品中葡萄糖和木糖含量进行同时检测。研究结果表明:改进后的间苯三酚法对于葡萄糖和木糖的单糖溶液,浓度分别在0.05~0.4和0.10~0.80 mmol·L^(-1)范围内时线性关系良好,该方法的检出限和定量限分别为0.001 7、 0.005 7 mmol·L^(-1)和0.007 2、 0.024 mmol·L^(-1),批内变异系数的范围为0.69%~3.03%,加标回收率范围为96.72%~102.85%,提取液中木素含量对测定结果没有显著干扰。对于葡萄糖和木糖组成的混糖溶液,采用外部检验对模型效果进行评价,外部检验集的预测值与理论值的相关系数R^(2)=0.994 7,相对偏差小于10%。该方法能够快速准确的测定烟草及烟草制品中葡萄糖和木糖含量,为烟草行业提供一种有效的单糖分析方法。

紫外可见光谱在水质COD检测中的应用研究

加强水质监测是严控水污染和确保水质健康的关键性工作,为加强对水质污染问题的处理,文章提出紫外可见光谱技术在水质COD检测中的应用,从检测原理入手,提出了一种预测模型,以达到检测水质COD的目的。

变压器绝缘油老化产物的紫外可见光谱特性

绝缘油是变压器中的重要组成物质,其品质直接影响着绝缘系统的性能以及变压器的运行安全。绝缘油老化过程将导致其绝缘及散热性能下降,进而引发故障。因此,变压器绝缘油的分析检测是了解变压器工作状态的重要手段,分析结果是变压器检修及更换新油的参考依据。利用紫外-可见吸收光谱,对不同工作年份的绝缘油进行了光谱分析,得到了绝缘油老化程度与其紫外光谱特征的关联。进一步对糠醛这一标志性老化产物的紫外光谱进行了深入研究,结合量子化学计算,解析了糠醛紫外-可见光谱特征对应的电子跃迁机制。研究结果证实了紫外-可见光谱用于分析变压器绝缘油老化程度的有效性,相关结果可作为变压器检测的参考依据。

云南马关县红果参果实花色苷的紫外-可见光谱和含量

研究旨在阐明云南省马关县红果参品系果实花色苷的紫外-可见光谱和含量,为马关县乃至云南省的红果参品种选育以及果实的开发、利用和营销提供依据。以马关县红果参品系‘文黑果1号’~‘文黑果8号’为材料,基于在200~700 nm范围内的连续扫描检测了果实花色苷的紫外-可见光谱,用分光光度法测定了果皮、果肉和果实的总花色苷含量(TAC)。结果表明,8个红果参品系果实花色苷1%浓盐酸-甲醇提取液的紫外-可见光谱中,在可见光区和紫外光区分别存在1个特征性吸收带,在可见光区的最大吸收峰波长为537.0 nm。果皮、果实TAC均最高的是‘文黑果2号’,分别约为(3.546±0.424)、(1.758±0.070)A537.0/(g·FW);TAC_(果皮)/TAC_(果实)最高的是‘文黑果5号’,约为2.237±0.096;TAC_(果皮)/TAC果肉最高的是‘文黑果6号’,约为14.911±1.729;‘文黑果7号’的果肉TAC、TAC_(果肉)/TAC_(果实)均最高,分别约为0.809±0.010 A537.0/(g·FW)、1.284±0.056。此外,所有TAC相关指标在8个品系间的差异均达到极显著水平。

紫外-可见光谱库在农药杀菌剂隐性排查中的应用

为建立紫外-可见光谱库以期能够快速准确的检索农药杀菌剂中添加的隐性成分,通过高效液相色谱仪,以乙腈和水做为流动相,采用梯度洗脱分离及提取98种常规杀菌剂标准物质的紫外-可见光谱图,以标准物质的紫外-可见光谱图来建立紫外-可见光谱库。根据光谱的相似度和标样的保留时间来匹配目标化合物,从而检索出农药制剂中添加的隐性成分。通过2个杀菌剂来验证谱库检索的准确性,结果显示,谱库检索的正确性达100%。该方法具有检测目标化合物准确率高、操作简单、易学、成本较低等优点。

皂角子与滇皂角子紫外-可见光谱和红外光谱鉴别研究

(目的)建立皂角子与滇皂角子的紫外-可见光谱和傅立叶红外光谱的鉴别方法。(方法)采用W-正态检验法识别共有峰,主成分分析及正交偏最小二乘判别法分析,对皂角子与滇皂角子的特征紫外光谱图进行鉴别。采用傅里叶变换红外光谱技术获得不同产地皂角子及滇皂角子红外光谱和一阶导数谱。(结果)甲醇提取液中,皂角子与滇皂角子具有不同特征紫外光谱共有吸收峰位,经分析能明显鉴别两者。与皂角子比较,滇皂角子的平均红外光谱在1374 cm^(-1)、1251 cm^(-1)附近特有振动吸收峰。(结论)紫外-可见光谱法和傅里叶红外光谱法均可用于鉴别区分皂角子与滇皂角子药材,方法简便、准确、灵敏。

紫外-可见光谱库在农药隐性成分排查中的应用

采用高效液相色谱法建立了137种常规农药的标准紫外-可见光谱库,检测农药制剂中的隐性成分。以乙腈和水为流动相的梯度洗脱对农药隐性成分进行定性分析。通过光谱库对2个农药品种进行了隐性成分鉴定,检出了呋虫胺、二氯异丙虫酰胺、乙虫腈和甲氧虫酰肼4种隐性成分。该方法能够快速准确的查出农药中添加的隐性成分,特征性和专属性很强,能够克服保留时间定性时容易造成假阳性的结果。方法简单易学适合于农药检测分析人员。

材料可见光谱计算机辅助分析系统应用方法探析

通过探讨材料可见光谱计算机辅助分析系统的基本原理、应用领域、应用方法与技术,以及其优势与局限性。该系统结合了可见光谱技术与计算机辅助分析,为材料科学、环境监测、生物医学等多个领域提供了高效、准确的数据处理和分析解决方案。介绍系统的基本原理和工作流程,阐述其在各个领域中的具体应用案例。讨论了系统的应用方法和技术,包括数据采集与预处理、特征提取与选择、模式识别与分类、模型建立与预测以及结果可视化与报告生成等方面。对系统的优势与局限性进行了客观分析,展望了其在未来科学研究和实际应用中的发展前景。

紫外可见光谱在水质COD检测中的应用

随着现代科技的飞速发展,紫外可见光谱技术因其快速检测、卓越灵敏度以及对微量样品的需求特征,正逐渐成为人们检测化学需氧量(COD)的一种高效的新技术形式。本研究旨在探讨该技术在水质COD测量中的应用。借助运用光谱采集参数以及开发先进的数据处理算法,构建一个完整的预测模型,系统该系统的确立,可以帮助相关的检测人员,进一步扩大检测范围,仅供参考。

不同物料堆肥腐熟程度的紫外-可见光谱特性表征

水溶性有机物（DOM）紫外-可见吸收光谱特性是评价堆肥腐熟度重要方法之一,但由于紫外-可见吸收光谱指标众多,单指标评价具有较大局限性。因此,本研究开展了影响堆肥腐熟度的关键紫外-可见光谱特性指标识别,并采用化学剂量学方法评价了不同来源堆肥腐熟程度。与传统单一物料评价相比,优选的评价指标及评价方法更具普适性。不同物料堆肥过程中DOM紫外-可见光谱特性分析结果表明,SUVA254和SUVA280值呈明显的增加趋势,E250/E365和E4/E6值呈相反的趋势,而A226~400,S275~295,S350~400值则在堆肥末期变化显著。相关分析表明不同紫外-可见光谱参数（E2/E4和E235/E203除外）彼此之间相关性显著;主成分分析显示,DOM紫外-可见光谱指标A226~400,SUVA254,S350~400,SUVA280,S275~295可作为堆肥腐熟程度关键影响评价指标。在此基础上,采用筛选的特性指标对堆肥末期进行聚类分析,可将九种不同来源堆肥分为两大类,第一类为猪粪、鸡粪、污泥、秸秆、园林垃圾、果蔬及生活垃圾等腐熟程度较低的堆肥;第二类为杂草和厨余腐熟程度较高的堆肥。

紫外-可见光谱研究堆肥水溶性有机物不同组分演化特征

按亲疏水-极性不同将鸡粪不同堆肥阶段样品提取出的水溶性有机物(DOM)分成疏水酸性(HOA)、疏水碱性(HOB)、亲水性(HIM)及酸不溶性(AIM)4个组分,通过紫外-可见光谱,选取了14个特征参数,研究了不同组分的组成与演化特征.结果显示:4个组分中AIM腐殖化水平最高,HOA次之,HOB第三,HIM最低;随着堆肥的进行,4个组分中HOB和HIM分子内团聚化程度提高显著,HOA、HOB及AIM的分子量显著增大,AIM及HOA的芳香类物质含量显著增加.相关性分析表明,不同波段面积积分相关性可达极显著水平,S_(275-295)与多个特征参数相关性达显著或极显著水平,因此,特征S_(275-295)、A_(226-400)、A_m/A_s、A_l/A_s及A_l/A_m比其他紫外-可见参数表征有机质腐殖化水平更为精确.

傅里叶变换技术在紫外可见光谱区的应用

本文评述了傅里叶变换在紫外可见光谱区的应用,探讨了傅里叶变换在紫外可见光谱学以及信号处理两方面的内容。详细介绍了傅里叶变换在紫外可见区遇到的问题、主要优点和发展前景。

三种偶氮染料降解历程在紫外-可见光谱上的表现

本文对基本结构相似的三种偶氮染料橙黄Ⅱ、活性艳红X-3B和活性黑K-BR水溶液在铁粉还原-光氧化两步法处理中的紫外-可见光谱图作对比分析,依据其结构与特征吸收的关系,初步推测还原铁粉-光氧化法降解染料的历程.

污染气体SO_2和NO_2紫外和可见光谱吸收截面测量

本文用我们自己研制的光谱测量系统测量了常温下的ＳＯ２在２５０～３３０ｎｍ波段和ＮＯ２在 ２８０～６００ｎｍ波段的吸收截面，波长分辨率优于０．１ｎｍ．该测量结果可适用于传统低光谱分辨率仪器遥感大 气污染气体含量，也可为激光差分吸收测量或激光雷达测量污染气体含量提供参考．

电聚合苯胺过程的在线紫外-可见光谱

用在线紫外-可见光谱电化学的方法对0.5mol/L硫酸水溶液中苯胺在ITO导电玻璃电极上的电化学聚的过程进行了研究.结果表明在循环伏安条件下苯胺发生了电聚合,聚合速率与苯胺浓度成正关系;而且在线紫外-可见电化学光谱表明,在0.01mol/L苯胺溶液的电聚合过程的诱导期较长.恒电位条件下的在线紫外-可见电化学光谱显示苯胺浓度为0.05mol/L,电位为0.8V时,在ITO电极上苯胺低聚合物中间体可能产生于聚苯胺形成之前;而0.01mol/L苯胺在0.8V电位下不发生聚合,但在线紫外-可见光谱又显示此时在电极上可能存在小的苯胺低聚物的中间体;在线紫外-可见光谱表明这种中间体是可能产生并存在电极表面上的.

紫外可见光谱结合多元分析法在线检测混合染料溶液化学需氧量

为了实现对经过污水处理后的染整废水化学需氧量(COD)的在线监测,同时为了克服国标标准法和快速分光光度法快速在线检测COD的诸多不足,进行了紫外可见光谱结合多元分析方法检测混合染液COD的研究。研究样本为自行配制的混合染液,通过自主研发的紫外可见光纤传感检测系统检测混合染液的紫外可见光谱。该检测系统可实现对较高浓度溶液在线原位检测,而无取样、稀释过程。通过标准化(zscore)、平滑(smoothing)、一阶导数(1st derivation)等方法对原始光谱进行预处理并结合主成分回归(PCR)、偏最小二乘回归法(PLS)等对混合染液建立吸光度-COD的回归预测模型,并利用该回归模型预测预测集COD值。实验结果表明,针对混合染料溶液样本,在PCR算法中,采用3种光谱预处理方法,其中标准化法得到的PCR回归模型预测精度最高,决定系数R2=0.961,预测均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)=21.8。进一步研究发现,使用标准化法预处理结合PLS算法得到PLS回归模型预测精度(R2=0.974,RMSEP=19.6)高于PCR模型。说明针对该样本,利用标准化法进行光谱预处理后,再建立PLS回归模型,能够比较快速准确地进行混合染液COD预测。同时也说明该自行研制的检测系统能够适用在线检测染液COD。该研究可以为进一步实现在线原位检测染整废水COD以及其他水质参数奠定基础。

苏丹红系列染料在有机溶液中的紫外-可见光谱研究

研究了苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅲ和苏丹红Ⅳ在非极性溶剂石油醚和极性溶剂乙腈及乙腈-水混合溶液中的紫外-可见光谱特征。在极性溶剂中苏丹红系列的可见区特征吸收峰比在非极性溶液中略有红移;在乙腈-水混合溶液中,苏丹红Ⅰ的特征吸收峰比在乙腈溶剂中红移,最大红移达13nm,吸收强度最大增幅为34.5%;苏丹红Ⅲ的特征吸收峰红移8nm,吸收强度增幅为11%;苏丹红Ⅳ的特征吸收峰先红移后蓝移,吸收强度增幅数仅为2.5%。造成这一变化的原因是在乙腈-水混合溶液中,苏丹红Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ分子内氢键被破坏,扩大了π键离域范围所致。

基于可见光谱的不同质地土壤有机质快速测定

在可见光区域内对不同质地土壤(粘土、砂土、壤土)共156个样本的光谱特性进行了研究,并建立了不同质地土壤间有机质含量的互测模型。为了消除土壤质地对有机质含量预测的影响,引入了正交信号处理(OSC)谱图预处理方法。结果表明:粘土和壤土作为建模样本建立的土壤有机质偏最小二乘(PLS)和OSC-PLS校正模型的相关系数分别为0.809和0.823;砂土和壤土分别为0.837和0.734;粘土和砂土相应值分别为0.887和0.823。采用上述模型对另一质地土壤有机质含量进行预测,砂土的相关系数分别为0.572和0.864;粘土的相应值分别为0.555和0.540;壤土的相应值分别为0.643和0.721。预测效果说明OSC预处理可提高不同质地间土壤有机质的互预测能力。

红色核桃仁种皮提取物紫外-可见光谱和质谱分析

采用紫外-可见光谱和高效液相色谱/电喷雾质谱(HPLC-ESI-MSn)联用技术对红色核桃仁种皮提取物进行了初步分析。红色核桃仁种皮的盐酸乙醇提取物在560和591 nm处有2个吸收峰,经过醋酸铅沉淀和薄层层析纯化后在340,370,552和585 nm处有4个吸收峰,说明红色核桃仁种皮中含有花色苷物质,红色核桃仁种皮的盐酸乙醇提取物经HPLC-ESI-MSn(负离子模式扫描)分析后获得m/z为301,481,633,783,785和951等分子离子峰,其对应的物质为鞣花酸、没食子酰基-鞣花酰基葡萄糖、二鞣花酰基葡萄糖、二没食子酰基-鞣花酰基葡萄糖和鞣花酰基-像椀酰基葡萄糖等鞣花单宁。