红外光谱结合PCA-LDA对嘉峪关戏台文物建筑彩画胶料种类的判别

为了判别嘉峪关戏台文物建筑彩画的胶料种类,采用皮胶、鱼鳔胶、蛋清、蛋黄、牛奶为参考样品,使用傅里叶红外光谱仪采集了参考样品及三件文物样品胶料的红外吸收光谱,利用主成分分析结合线性判别分析(PCA-LDA)构建胶料种类判别的数学模型,并应用于文物样品。发现参考样品红外光谱在1800~1000 cm^(-1)区间包含了丰富的分子结构特征信息。该区间中蛋白类胶料的共同特征为1650 cm^(-1)附近的仲酰胺C=O键伸缩振动峰,1542 cm^(-1)附近的酰胺C—N键伸缩振动和N—H键弯曲振动峰,1240 cm^(-1)附近的酰胺C—N键伸缩振动峰。此外,蛋黄、皮胶和牛奶因其中含有较多脂类物质,在1745 cm^(-1)附近还存在饱和脂肪酸酯羰基C=O键伸缩振动峰。在此基础上,通过对参考样品红外吸收光谱主成分得分散点图的分析,发现不同胶料参考样品的红外光谱类间差异显著。据此,使用参考样品红外光谱的主成分得分为训练集,添加类别变量拟合判别函数,绘制函数组质心图并进行交叉验证,得出方程的判别正确率为93.3%。发现因老化降解导致三件文物样品的红外吸收光谱与参考样品光谱有所不同,但仍具有蛋白类胶料的特征。利用PCA-LDA分析模型对文物胶料种类进行判别,结果均为皮胶。该胶料种类判别模型稳定、有效,用该模型判定嘉峪关建筑彩画胶料为动物胶中皮胶。