Solriamfetol的二维相关红外光谱分析

利用红外光谱及二维相关光谱进行了Solriamfetol进行了结构分析。检测Solriamfetol 20~150℃范围内(每隔5℃)的近红外光谱,结合红外光谱、二维相关光谱及相关文献,分析Solriamfetol分子内变化。观察分析了温度对Solriamfetol分子的羰基、脂肪胺基和酰胺基的氢键和自由基之间的影响,明确了因温度扰动,引起羰基氢键的断裂及变化规律,分析了胺基与酰胺氢键的不同,确定了不同分结构之间的变化先后顺序,并进行了红外峰的归属。联合使用二相关光谱,提高了Solriamfetol红外光谱的分辨率和可解释性。

二维相关红外光谱和高光谱成像技术检测黄精干燥过程中多糖的变化

[目的]研究黄精“一蒸一制”炮制工艺中干燥过程多糖的变化。[方法]采用常压隔水蒸对黄精切片进行蒸制,然后在60℃条件下进行热泵干燥,利用近红外光谱(NIR)、高光谱成像(HSI)和中远红外光谱技术对黄精干燥过程中的特征光谱进行解析,并结合二维相关红外光谱(2D-IR)分析方法研究黄精干燥过程中的多糖变化。[结果]蒸汽加热11 h后黄精多糖含量为3.39%,干燥11 h后多糖含量为6.67%,整体来看,黄精在干燥过程中多糖含量呈逐渐增多的趋势。通过二维相关分析可知,多糖的特征官能团在不断发生变化,在1 016 cm^(-1)处,其官能团变化顺序均为—CH2的C—H伸展→O—H基团在水中拉伸和变形→N—H基团的伸缩振动→O—H拉伸和C—O拉伸组合→C—H拉伸和C—C拉伸组合→吡喃糖苷;HSI技术结合化学计量学,利用PLSR建立多糖的光谱预测模型,模型的R2p为0.903。[结论]红外光谱、HSI技术结合2D-IR技术能很好地监测黄精在干燥过程中的多糖变化规律。

二维相关红外光谱技术解析牛肉热加工过程中蛋白质二级结构变化

利用傅里叶变换红外光谱和近红外(near-infrared,NIR)光谱技术,对60~120℃下加热0~15 min的66个牛肉样品进行光谱分析,并通过二维相关光谱技术揭示蛋白质结构的动态演变过程。结果显示,随着加热温度的上升,酰胺A带和酰胺I带的吸收峰发生位移,N—H和C—N的振动增强。β-折叠相对含量增加,β-转角相对含量降低,蛋白质二级结构的变化时序为β-转角、β-折叠、α-螺旋、无规卷曲。此外,基于NIR光谱数据构建的牛肉蛋白二级结构(α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲)含量预测模型具有高精度的预测能力(校正相关系数>0.9)。本研究基于大量样本揭示了牛肉加热过程中蛋白质二级结构的变化规律,而且为实现快速、无需复杂预处理的肉类产品蛋白质结构分析提供了有效的技术路径。

二维相关光谱和导数光谱色谱图法识别及解混高效液相色谱二极管阵列色谱峰

基于高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)获得的色谱-光谱数据,建立了一种二元完全重叠液相色谱峰的快速解析定量方法:将HPLC-DAD采集的时间t、波长λ、吸光度S的三维光谱色谱数据,光谱经过背景补偿加Savitzky-Golay平滑预处理,得到光谱波长方向的吸光度强度处理值随时间变化的光谱图,与对照品光谱计算光谱相似度,实现重叠峰的快速智能化识别;利用导数光谱色谱图法对预处理的色谱-光谱矩阵进行解析,获得原点波长,再利用二维相关光谱技术提取特征光谱后,得到基于特征光谱的原点波长的色谱流出曲线,进而得到分离后的色谱峰,实现重叠色谱峰的定量测定。该方法充分利用HPLC-DAD获得的三维色谱-光谱数据信息,能够将二元完全重叠色谱峰有效解析分离和定量测定,明显提高解析结果的准确度,并利用色谱工作站实现了数据采集、解析识别、定量分析一体化智能分析,方法简单高效。

芳酸类药物的近红外及二维相关(2DCorr)光谱分析

结合傅里叶变换近红外(FT-NIR)光谱法和二维相关分析(2D-correlation analysis,2DCorr)方法研究了芳酸类药物水杨酸、乙酰水杨酸(阿司匹林)、苯甲酸在升温过程中的结构变化特征。三种芳酸类药物随着温度升高的红外光谱的特征峰在一维图上变化不明显,借助于2DCorr分析,将一维近红外谱图拓展到二维,提高了分辨率和可解释性。通过不同芳酸类药物NIR及2DCorr光谱的比较和分析,对芳酸类药物NIR吸收峰进行了归属,对其结构特点进行了研究,实验结果特别肯定了水杨酸的六元环内氢键结构。通过该文的研究更深层次地理解了芳酸类药物,为其进一步的研究和使用提供参考。

二维相关光谱法及其在蛋白类物质分析中的研究进展

二维相关光谱法是将特定形式的微扰作用于样品,通过测定一系列扰动作用下的动态光谱,结合数学相关分析,获取与样品中分子结构及作用力相关的二维相关谱特征。该方法主要基于分子振动光谱,将一维光谱扩展到二维空间,能有效提高光谱分辨率,从而识别原始光谱中重叠的分子振动变化特征,为研究分子内及分子间的化学键变化提供依据,在生物医学、药学、食品科学、环境科学以及高分子材料等领域应用广泛。自1986年Noda提出广义二维相关算法以来,二维相关光谱衍生出了投影二维相关、串联二维相关、基于模型的二维相关、异质谱二维相关、移动窗口二维相关等算法。随着近年来生物技术的迅速发展,多肽、蛋白质、酶等蛋白类物质由于参与人体重要生理化学反应过程,对其结构(尤其是高级构象)的分析是研究蛋白类物质质量及疗效的关键。二维相关光谱方法为生物医药中蛋白类物质结构研究提供了快速、无损的定性定量分析方法,可分析蛋白质类物质高级结构中的细微变化,为生物大分子药物机制机理研究提供有力的支撑。综述了二维相关光谱技术的基本原理、谱图解析方法和技术进展,以及其在蛋白类物质分析中的应用方向和前景,为相关领域研究人员应用二维相关光谱法开展蛋白类物质的结构和分子间相互作用等研究提供参考。

基于双光谱二维相关谱的葡萄糖溶液温度扰动分析方法研究

在近红外光谱分析应用中,温度扰动导致的光谱变化对于定量分析的准确度影响较大。针对温度扰动识别及定量分析的需要,研究了基于双光谱二维相关谱(2T2D-COS)的光谱扰动分析方法。选择葡萄糖水溶液为样本,根据人体血糖浓度范围和在体组织温度范围设计实验,测量样本在浓度扰动和温度扰动下的透射光谱。对其进行基线校正和滤波预处理后,通过2T2D-COS分析得到浓度扰动和温度扰动下的异步谱。结果表明,温度扰动引起的交叉峰出现在强氢键结合水对应的特征吸收波长(1474 nm)和弱氢键结合水对应的特征吸收波长(1410 nm)附近,而葡萄糖浓度扰动引起的交叉峰出现在水分子对应的特征吸收波长(1450 nm)和葡萄糖分子对应的特征吸收波长(1595 nm)附近。为了定量分析样品温度,进一步提取了温度扰动异步谱交叉峰1410 nm波长下的切片谱,其在1410~1600 nm波段的相关峰强度随温度的升高而增大,与样品温度之间具有较好的相关性;选择波长(1475±4)nm范围内的切片谱,对谱峰强度积分后进行线性拟合,建立样品温度的线性回归模型,对温度的预测均方根误差可以达到0.1259℃。以上结果表明,双光谱二维相关谱只需要对两条光谱进行运算,就可以通过异步谱中交叉峰的位置判别扰动来源,还可以根据交叉峰的强度对温度进行定量分析,且只需要较窄特征波段的光谱就可以建立高精度的温度预测模型,为简化在体光谱测量系统的设计,减少在体温度变化的影响提供了重要参考。

基于三维荧光光谱结合2D-LDA的食用油掺假鉴别研究

食用油掺假行为严重威胁消费者的身体健康并扰乱社会市场秩序。研究有效的食用油掺假鉴别方法对于构建安全、可靠的食品供应链和提升消费者福祉具有重要意义。以食用油中的香油为例开展食用油掺假鉴别方法研究。通过芝麻香精与玉米油、大豆油以及菜籽油三种食用油配制了3类掺假香油;使用FLS920稳态荧光光谱仪采集了这3类掺假香油以及不同品牌香油共计45个实验样本的三维荧光光谱数据;基于2D-LDA方法提取了实验样本的二维特征,并以此为依据采用最近邻分类原理实现了掺假食用油的准确鉴别。将所述方法与平行因子结合非线性判别分析(PARAFAC-QDA)、多维偏最小二乘——判别分析(NPLS-DA)两种方法进行了对比。结果表明,2D-LDA方法能够有效提取掺假香油的二维特征。这些特征能够使不同类别的实验样本在投影子空间中实现最大程度分离;同时可使相同类别的实验样本在子空间中尽可能地紧密聚集,进而使得样本在低维子空间中具有更好的可分性,从而获得了100%的鉴别准确率。而PARAFAC-QDA和NPLS-DA两种方法仅分别获得了85%和95%的鉴别准确率。2D-LDA方法相比于这两种方法在食用油掺假鉴别特别是现场快速检测的实际应用中更具优势和潜力,其鉴别过程与结果更加简捷和精确。研究为现场食品安全监管提供了一种高效可行的新方案。

基于二维相关光谱的蓝莓贮藏品质综合评价研究

基于可见/近红外光谱技术进行蓝莓的二维相关光谱分析,以实现蓝莓综合贮藏品质的预测。该研究采集了10个贮藏时间段的蓝莓可见/近红外光谱,综合考虑了硬度、质量损失率、维生素C、可溶性固形物4个理化指标,经线性正交变换计算它们的综合得分,以此划分贮藏品质的等级。对光谱数据进行Savitzky-Golay卷积平滑(Savitzky-Golay convolutional smoothing,SG)、标准正态变换、多元散射矫正和迭代自适应加权惩罚最小二乘法的单一及组合预处理,经过对比分析,SG预处理后所建立的模型预测精度最优,预测结果达到了94.59%。在此预处理的基础上,进行蓝莓的二维相关光谱分析,以蓝莓的综合得分作为外扰,优选出4个自相峰所对应的波长作为特征波长,然后利用支持向量机建立蓝莓综合贮藏品质的预测模型。结果表明所建立的模型得到了较优的预测效果,3个等级的预测准确率分别为100%、93.75%、100%。因此,利用二维相关光谱分析技术可以实现蓝莓综合贮藏品质的精准预测,为蓝莓的品质检测提供新的思路。

TaTe2/WS2二维异质结的制备及光电性能表征

二维材料异质结构由于其优异的物理化学性质引起了人们的广泛研究,从机械剥离石墨烯以来,制备二维异质结的各种方法层出不穷。在这里,我们介绍了一种无污染,快速,便捷的半湿法PDMS辅助聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯醇(PVA)快速转移搭建TaTe2/WS2异质结的方法。光学显微镜、拉曼光谱、光致发光光谱和旋光圆偏泵浦表明单层WS2到TaTe2之间主要为能量转移。更为重要的是基于异质结构的光电探测器在415 nm入射光下的响应率和超高探测率分别为9 A/W,1.73 × 1012 Jones。我们的研究可能为快速制备异质结提供了一种新途径,由于TaTe2/WS2异质结光电探测器的超高探测率,证明其在光电领域的潜力。

不同产地稻米的二维相关近红外光谱鉴别

为了实现针对不同产地稻米样品的无损判别,提出一种基于同步二维相关近红外光谱的欧氏距离判别方法。在分别得到5种稻米样品的标准二维相关谱后,通过计算测试集样品与各个标准相关谱的欧氏距离,根据最小距离原则进行归类判别,经实际测试正确率达到95%。通过定义区分度系数还可以更精确判断对各类别样品的区分效果。为了比较二维相关方法与常用建模方法的实际效果,在同样的数据基础上进行偏最小二乘判别分析和支持向量机分类的尝试,其最高正确率分别为75%和70%,验证了二维相关方法的有效性。本研究为无损鉴别稻米样品提供了一种新的可能方法,并可为在线检测提供参考。

二维相关光谱图像结合深度学习用于皮蛋成熟度的高光谱无损检测

利用高光谱成像技术对腌制期不同成熟度皮蛋进行无损检测。首先,在时间序列下基于一维光谱和二维相关光谱法分别确定最优波段研究区域;进而,对比传统机器学习和改进后的ResNet20_SE模型在最优波段的模型效果,发现改进后的ResNet20_SE模型最优,对同步光谱数据集的整体识别准确率可以达到97.29%,且单张图像平均检测时间为24.62 ms;最后,采用较优的同步光谱集ResNet20_SE模型应用于高光谱图像中,计算每个像素点的数值,并辅以伪彩色技术实现腌制期皮蛋成熟度的空间分布可视化检测。结果表明,高光谱成像技术结合深度学习可以实现皮蛋腌制期成熟度的无损检测,能为后期皮蛋成熟度的高通量在线分选奠定技术基础。

新颖配位聚合物[Eu(PCPOA)_3(H_2O)]_n的二维相关光谱研究

利用水热法合成了一种新颖的二维层状结构的配位聚合物[Eu(PCPOA)3(H2O)]n(PCPOA-p-chlo-rophenoxyacetate,对氯苯氧乙酸)。在结构测定的基础上,分别开展了磁微扰下的二维相关红外光谱和温度微扰下的二维相关荧光光谱等的研究。采用Material studio的CASTEP程序进行了量子化学的能带分析,探讨了其结构与性能的关系。配合物的中心离子Eu3+处于9配位的环境中,对氯苯氧乙酸的羧酸根离子分别以单齿桥氧,双齿螯合等方式与磁性Eu3+配位。二维相关红外光谱研究表明羧基振动对磁微扰有很强的响应。二维相关荧光光谱研究表明,配合物中Eu3+的5D0→7F2跃迁对温度的影响最敏感。

吡啶非谐振耦合(费米共振)的二维相关拉曼光谱研究

费米共振(FR)是一种广泛存在于分子内和分子间的分子振动耦合和能量转移现象。研究了吡啶与乙醇混合溶液中的吡啶分子内费米共振效应(ν1~ν_(12),ν_(1)+ν_(6)~ν_(8)),发现了吡啶乙醇存在分子间氢键(O—H…N),通过费米共振参数变化和二维相关拉曼光谱(2DCRS)揭示了吡啶乙醇溶液相互作用机理。ν_(1)~ν_(12),ν_(1)+ν_(6)~ν_(8)通过非谐相互作用引起能量转移,从而导致费米共振参数的变化。2DCRS可以提供更多费米共振信息,阐明了费米双峰的相互作用机制。

溶液中聚(N-异丙基-2-甲基丙烯酰胺)热相变可逆性的杂合二维相关红外光谱研究

基于聚(N-异丙基-2-甲基丙烯酰胺)(PNiPMA)在升温和降温两个过程中测得的变温红外光谱构筑样本-样本杂合二维相关(Hybrid 2D Correlation)光谱,揭示其在热诱导相变过程中初始组分的恢复程度、相转变温度以及转变速率等物理参数的可逆性.

生物炭和沼液DOM与Pb(Ⅱ)络合的二维相关光谱特性

本文采用荧光猝灭滴定结合二维相关光谱和移动窗口二维相关光谱比较分析生物炭和沼液中溶解性有机物(DOM)与重金属Pb(Ⅱ)的络合特性。研究结果表明,生物炭DOM主要以类腐殖酸为主,而沼液DOM以类蛋白物质为主;生物炭DOM在387nm处的类腐殖酸组分能够优先与Pb(Ⅱ)络合,其次是467nm和538nm处的类腐殖酸,最后是类蛋白荧光物质;沼液DOM组分与Pb(Ⅱ)络合的优先次序依次为282→422→409→366→328→376nm。研究结果也表明,对二维相关光谱同步和异步的1/n次转换光谱能够清晰地识别出被掩盖的荧光峰信息,且能够保留原来光谱信息的络合次序。生物炭DOM与Pb(Ⅱ)的络合物在90~160μM·L^(-1)之间分别在309nm、335nm、387nm、432nm和467nm发生构象变化。沼液DOM与Pb(Ⅱ)的络合物分别在282nm和328nm处发生了构象变化,构象变化的跃迁点在78μM·L^(-1)。生物炭DOM与Pb(Ⅱ)的lgK值在4.63~5.33之间,类富里酸与Pb(Ⅱ)的lgK值明显要低于类腐殖酸。沼液DOM与Pb(Ⅱ)的lgK值在3.96~4.33之间,其类蛋白荧光组分与Pb(Ⅱ)的络合物稳定性比类富里酸和类腐殖酸略高。

FTIR结合DD-SIMCA和二维相关光谱的核桃产地判别分析

【目的】建立一种基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)的简便、快速的核桃产地鉴别方法。【方法】使用KBr压片法采集4类不同产地(新疆、贵州、四川、云南)的核桃仁(n=120)和核桃壳(n=80)的中红外(4000~400 cm^(-1))光谱信息,经S.G.平滑+MSC方法预处理后,进行化学计量学建模和2DCoS分析。【结果】各产地核桃仁中红外光谱的主要吸收峰在表征蛋白质的1649 cm^(-1)和1539 cm^(-1)处存在显著差异(VIP>1.0)。SVM比PLS-DA模型取得了更好的识别效果,其对核桃壳和核桃仁样本的最佳产地判别正确率分别为100%和97%。DD-SIMCA法对核桃仁样本的判别灵敏度和特异性均达到100%,高于SIMCA的87%分类正确率。各产地核桃仁样本的二维同步谱图存在差异,表明该法可以用于核桃产地的分类判别。【结论】FTIR光谱结合DD-SIMCA化学计量学方法或2DCoS分析技术可以实现对核桃产地的高效识别。

热微扰和磁微扰下二维相关红外光谱

二维红外光谱普遍应用于温度对蛋白质结构的影响和中草药鉴别等领域。我们课题组在X射线单晶结构分析的基础上,利用热扰动和磁微扰的二维IR-COS研究了化合物中在热微扰和磁微扰下的二维相关红外光谱与化合物结构的关系规律。为进一步研究化合物磁性机理、生物应用等方面提供理论和实验依据。

七种不同产地仙鹤草原药材及提取物的红外光谱与二维相关红外光谱的分析与鉴定

采用红外光谱、二阶导数红外光谱以及二维相关红外光谱,对七种不同产地的仙鹤草原药材及其总鞣酸提取物进行了鉴别分析。仙鹤草原药材的红外光谱中出现了1 151,1 101,1 032 cm-1的淀粉特征峰,同时还出现了1 618,1 318,780 cm-1的草酸钙特征峰,说明在原药材粉末中同时有淀粉和草酸钙存在。原药材丙酮提取物中所含淀粉等基本成分大为减少,而总鞣酸等有效成分的相对含量增加,因此不同产地仙鹤草丙酮提取物的红外光谱中均出现1 711与1 447 cm-1的鞣酸特征峰。应用红外光谱、二阶导数红外光谱以及二维相关红外光谱技术,不仅可以提供仙鹤草主要化学成分的相关信息,还可以对不同产地的仙鹤草药材进行很好的区分。因此红外光谱法是考察中药资源的一种快速、准确、有效的方法。

二维相关振动光谱技术

从发展历史、计算方程、性质规则等方面系统地介绍了近年来发展起来的二维相关光谱技术。结合各种常见的一维振动光谱,如红外、拉曼、荧光、近红外 红外等光谱举例阐述了二维振动光谱的优势及其普适性。介绍了在广义二维相关光谱理论上最新延伸发展起来的二维样品 样品相关技术和二维杂化相关技术的基本理论,并将之与传统的二维变量 变量相关技术(广义二维相关光谱)进行了比较。