平行因子分析法在太湖水体三维荧光峰比值分析中的应用

以太湖水样三维荧光光谱数据为例,提出在采用平行因子分析法(PARAFAC)处理后的荧光数据中提取荧光峰强度计算荧光峰比值进行水环境分析评价的方法,较直接在水样原始荧光谱图中获取的荧光峰强度更加准确客观。天然水体中各水样间由于受荧光团复杂多样性等因素的影响,某类荧光物质荧光峰的激发发射波长位置并不是固定不变的,就同一水样而言各类荧光峰之间的相互重叠干扰也将影响到荧光峰强度和位置的准确判断。而在PARAFAC模型各因子中提取相应荧光峰值可以保证各水样间同类荧光物质荧光峰在同一位置又有效减弱同一水样中各类荧光物质荧光峰之间的相互干扰,更加高效准确的利用荧光峰比值进行水环境分析。区域差异性分析时水样因子得分比值的区域变化与原始荧光峰比值变化趋势是一致的。

基于平行因子分析法解析遥感傅里叶变换红外光谱谱图

本研究利用平行因子分析法(PARAFAC)完成了甲苯、苯和甲醇三组分体系的遥感傅里叶变换红外光谱(FTIR)谱图的同时定性定量分析。在有丙酮干扰情况下,定量分析的误差分别在6.61、18.76、16.00以下。将PARAFAC的输出结果作为偏最小二乘法(PLSDA)模型输入,实现了定性分析的自动完成。对主动式下数据定性分析的识别率和拒绝率均为100%,对被动式下数据的拒绝率为90%,识别率为85%。分析结果表明,PARAFAC可以同时进行定性定量分析,避免了干扰物存在的影响,可以满足遥感FTIR对多组分体系的实时、在线监测的需要。

基于平行分析的主成分分析法在临床科室综合比较中的运用

目的对某医院2016年医疗工作质量进行统计分析,为医院管理者横向比较科室之间综合实力提供参考,不断提高医院整体的管理水平、服务能力及效率;也为医院科室未来的业务发展提供数据支撑。方法挑选出能够代表科室综合实力的共4大类10个指标,包括开放床位数、出院人数、平均住院日等。用SPSS 19.0软件对指标进行标准化处理,用Vista软件的平行分析法来决定保留成份个数。运用主成分分析对某医院部分科室进行综合评价,从10个原始指标中提取出2个主成分得分因子。研究指标对科室综合实力的影响变化。结果临床科室综合实力评价体系包含综合因子和社会效益与业务成本因子2个主成分。根据主成分分析的综合评分值对临床科室进行排序,排名前3位分别为A1、A3、A17,医疗技术水平较高,综合实力较强;A10、A20、A21是相对靠后的3个科室,科室规模、医护人员相对较少,医疗新技术相对不足。结论该院部分科室整体水平存在优势和差距,应进一步优化资源配置,使医院综合实力进一步提高。主成分分析方法较好地找出了各科室的差距原因,其中平行分析抉择成分个数问题,保证了分析结果的稳定性,也是主成分分析的关键环节。平行分析法为主成分分析法提取因子个数提供了新的方法。

利用紫外-可见光谱与平行因子分析法快速检测水体中多种有机磷农药的实验研究

为实现混合体系中多组分有机磷农药的定性识别和定量检测,采用紫外-可见吸收光谱法结合平行因子分析法(PARAFAC),对水体中多组分有机磷农药混合溶液进行快速分析测定。在纯净水中配置毒死蜱、甲基对硫磷、丙溴磷的单组分、2组分和3组分农药溶液为实验样本,采用紫外-可见光谱仪获取各组样本的吸收光谱。将测得的纯净水-有机磷农药吸收光谱数据构建为不同的三维数据矩阵,经核一致诊断法确定因子数后采用PARAFAC算法对三维数据进行分解,结果发现2组分和3组分混合农药经分解后得到的光谱图与实际单组分光谱图相似度很高,表明算法可以实现水体中多组分有机磷农药的定性分析。进一步地,利用算法分解得到的得分矩阵与各组分的真实浓度构建线性回归模型,再对不同的数据集(包括农田水为稀释背景的光谱数据集)进行预测。模型的预测结果表明,PARAFAC算法具有显著的二阶校正优势,即使是光谱重叠严重、预测集中存在校正集中不存在的干扰信息,算法依然可以有效地从混合体系中检测出目标物农药。模型对2组分混合溶液均实现了定性分析与定量检测,预测集决定系数R^(2)都大于0.9,预测残差RPD也都大于3;对3组分混合溶液的毒死蜱、甲基对硫磷、丙溴磷实现了定性分析,其中毒死蜱和甲基对硫磷均达到了定量检测要求,只有丙溴磷的定量检测结果不理想,可能是由于丙溴磷溶液的整体光谱强度水平显著低于相同浓度的毒死蜱和甲基对硫磷溶液,其光谱贡献最小,以致算法对其混合体系中丙溴磷的分辨效果较差。PARAFAC算法实现了“数学分离”代替“化学分离”的效果,不需要复杂的预处理即可对光谱重叠严重的多组分有机磷农药混合物进行定性识别和定量检测,这一方法为水体中有机磷农药残留的快速检测分析提供了理论依据。

基于平行因子分析法的矿物油光谱校正

采用平行因子分析法(PARAFAC)与三维荧光光谱技术相结合,对2种以上矿物油混合物进行检测分析,应用平行因子分析法对矿物油混合物三维光谱矩阵进行分解计算,实现矿物油混合物的识别和测量。研究分析了常用的0#柴油、95#汽油和普通煤油的荧光光谱特性,改善限制荧光分析灵敏度问题,分析光谱校正对样本三维荧光光谱谱峰位置和形状以及样品回收率的影响。结果表明:校正后,去除了强度较弱的假峰,并使部分被掩盖的光谱信息凸显出来,基于平行因子分析法分析得到的样品回收率明显上升。因此,进行光谱校正是获得真实荧光光谱及其特征必不可少的。

三维荧光光谱结合平行因子算法测定两种食品色素的含量

应用英国Edinburgh FLS920P稳态和时间分辨荧光光谱仪测量了12个混合色素样本的三维荧光光谱,将得到的三维荧光光谱数据矩阵(EEMS)与平行因子算法相结合,来建立一种检测食品色素的方法。实验中,使用核一致诊断法(CORCONDIA)确定了混合溶液的组分数为3,然后利用平行因子分析法(PARAFAC),得到胭脂红、诱惑红的平均回收率分别为(99.3%±5.0%)和(102.2%±5.6%),且预测均方根误差(RESEP)分别为(0.054)和(0.205)。结果表明,该法可在干扰物质苋菜红存在的情况下,对混合溶液中胭脂红、诱惑红二种色素同时定量测定,具有简便、快速等优点,可为合成食品色素的检测提供借鉴。

平行因子-同步荧光法测定食品中维生素B_1,B_2和B_6

文章应用同步荧光法对维生素B1、B2和B6的混合物进行了分析.由于维生素B的荧光波谱存在重叠本工作采用三维同步荧光技术结合平行因子分析法(PARAFAC),对维生素B1,B2和B6混合物的三维荧光数据进行了测定和解析,并以高效液相色谱法(HPLC)作对照,获得了较好的结果.实验中取Ex=200～500 nm和△λ=20～120 um.

不同方法提取活性污泥胞外聚合物的特性分析

本研究采用超声法、甲醛+Na OH法、Na2CO3-加热法、Na OH+加热法和CER法等5种方法提取普通活性污泥的EPS.通过傅里叶红外光谱、三维荧光光谱对不同方法提取的EPS进行特性分析,并利用平行因子分析法的结果对EPS的EEM光谱信号进行分析.Na OH+加热法和Na2CO3+加热法提取EPS所得的蛋白质和多糖总含量是几种方法中较高的.甲醛+Na OH法、Na2CO3+加热法、Na OH+加热法3种EPS提取方法所得的红外光谱特征峰相对于超声法、CER法所获得的EPS特征峰更明显.从三维荧光光谱图可得:不同方法提取EPS的信号峰位置也不尽相同.从平行因子法分析可得:EPS中的色氨酸可通过CER法提取获得,EPS中的络氨酸可通过超声法和CER法提取获得,EPS中的类蛋白质类物质可通过超声法、甲醛+Na OH法、Na2CO3+加热法、Na OH+加热法提取获得.

三维荧光-平行因子分析检测喹诺酮类抗生素

该文基于三维荧光光谱技术,研究了恩诺沙星(ENR)、左氧氟沙星(LVFX)和诺氟沙星(NOR)3种喹诺酮类抗生素三维荧光光谱特征,并结合平行因子分析法(PARAFAC),实现了对ENR、LVFX和NOR 3种抗生素混合物单一组分定性及定量分析。荧光分光光度计扫描得到3种抗生素样品的三维荧光光谱,通过散射区域置零、插值等方法,解决了散射对三维荧光光谱的干扰,同时运用PARAFAC对荧光数据集进行组分解析。实验得出,3种抗生素最大荧光值和各自浓度之间R2均大于0.99,ENR、LVFX和NOR的检出限分别为0.74、0.43和0.20μg/L。PARAFAC方法成功解析出混合样本中ENR、LVFX和NOR组分。实验结果表明,基于PARAFAC法的三维荧光光谱技术具有良好的检出限和回收率,可同时对ENR、LVFX和NOR 3种喹诺酮类抗生素及其混合物进行快速、高灵敏的检测,实现了混合样本单图谱、同类别、多组分同时分析。

冬季沱江(成都段)水体中溶解性有机质(DOM)的组成、分布及来源分析

以冬季沱江流域成都段为研究对象,通过紫外-可见吸收光谱、平行因子模型(EEMs-PARAFAC)及主成分分析(PCA)方法,探讨其水体中溶解性有机质(DOM)的组份特征及来源.结果表明,冬季沱江流域成都段水体中共解析出3种荧光组分,分别为分子量较高的UVA类腐殖质C1、内源类蛋白中的类酪氨酸组分C2和分子量较大的芳香氨基酸腐殖物质组分C3,其中C2主要为外源输入,C2、C3的则是以内源为主的混合型输入,3种组分分别占总荧光强度的22.9%、51.3%和25.8%.通过对比分析水体中DOC、SUVA254和SR,发现研究区整体DOM腐殖化程度和DOM分子量大小依次为下游>中游>上游;利用主成分分析法(PCA)确定研究区水体DOM的来源,其中内源输入贡献率为77.64%,外源输入贡献率为10.13%,累计方差贡献率为87.77%。基于上述分析结果,能从一定程度上反映冬季沱江流域成都段的水质状况。

环滇池土壤溶解性有机质(DOM)的光谱特征及来源分析

利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱技术,结合平行因子分析法,对环滇池地区土壤中溶解性有机质(dissolved organic matters,DOM)的结构特征和来源进行了研究。结果显示,所有样品的紫外-可见光谱曲线均呈现出相似的特征,吸收系数随着波长的增加而降低,并在250~280nm波段存在一个明显的肩状吸收峰。柴河水库和滇池东部地区土壤DOM的芳香性(A250/A365)、分子量(SR)、腐殖化程度(SUVA254)和所含疏水组分(SUVA260)均高于其他三个区域。三维荧光光谱显示,环滇池土壤DOM中含有紫外可见光区类富里酸峰、可见光区类富里酸峰和两种类腐殖酸峰。荧光指数(fluorescence index,FI)和自生源指标(autochthonous index,BIX)均表明该地区土壤DOM有着典型的陆源特征,且类蛋白成分生成量较少,生物可利用性较低。平行因子分析法(PARAFAC)将土壤DOM分成四个荧光组分,四个组分之间有着非常显著的相关性(p<0.01),表示具有同源性。此外,类富里酸荧光组分对DOM的贡献率最大,说明土壤DOM中富里酸物质的含量相对较多。

三维荧光光谱(3D-EEM)技术在溶解性有机质(DOM)分析中的应用

该文阐述了3D-EEM技术在DOM中的应用,介绍了3D-EEM技术的机理和平行因子分析法。从内部结构和外部环境两方面分析了与3D-EEM技术相关的影响因素,并总结了常见有机物光谱峰识别位置。综合评述了3D-EEM技术的研究和应用现状,并对今后的发展趋势和研究方向进行了探讨。

湖泊水体三维荧光光谱的PARAFAC法在污染源解析中的应用

基于三维荧光光谱矩阵的PARAFAC模型中因子得分反映混合物各因子相对浓度和比例这一特征,将其应用到混合物源解析的研究。对于因子与来源物质光谱不一致的情况考虑将来源物质荧光矩阵和混合物荧光矩阵均作为模型三维数据矩阵的元素进行分析,推导出混合样品与源物质荧光矩阵之间的关系式。该关系式系数由因子得分组成,反映了混合样品各来源物贡献率的相对大小,能够作为来源物量化研究的参考指数。在湖泊污染物源解析的应用中,利用混合水样和污染源水样荧光光谱矩阵建立上述关系式,关系式各系数可作为湖泊水体污染源源解析研究的参考。

武汉南湖可溶解性有机物的来源与组成分析

该文基于光谱分析揭示了武汉市南湖可溶解性有机物(DOM)的来源组成与空间分布特征,初步探讨了DOM与南湖污染程度及原因之间的关系。利用紫外-可见光扫描计算得到α(254)的均值为(22.49±1.55)m^(-1)>10 m^(-1),说明DOM浓度偏高,南湖为富营养湖泊。根据三维荧光图谱计算得到的南湖BIX、HIX、FI、M 4个指标的均值分别为(0.94±0.07)、(4.77±0.52)、(1.59±0.10)、(6.04±0.22),表明南湖DOM为自源DOM,且主要成分为腐殖酸、大分子芳香化合物。通过三维荧光-平行因子分析法分析,认为南湖可溶解性有机物主要由4种DOM构成,其中3种为富里酸,1种为腐殖质,与指标计算结论一致。采用克里金插值法得到南湖DOM污染分布图显示南湖3个湖区差异明显,其污染严重程度排序为东部湖区>中部湖区>西部湖区。南湖总磷超标可能与南湖水中藻类消亡有关。

EEM和PARAPAC对地表水中DOM分析新进展

本文介绍了三维荧光光谱技术的机理和平行因子分析法原理。详细评述了灵敏度高、选择性好、获取信息量大且对样品无损的三维荧光光谱技术和具有强大数据处理功能的平行因子分析法对水中溶解性有机物成分解析研究的新进展。阐述该领域的最新研究热点,并对今后的发展趋势和研究方向进行前瞻性预测。

三维荧光光谱及平行因子分析法在CDOM研究中的应用

文章对有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter:CDOM)三维荧光特性的研究进行了综述,指出了三维荧光光谱分析在水体CDOM特性研究中存在的优缺点;阐述了平行因子分析法在水体CDOM研究中的具体应用程序及运用此方法识别得到的水体组分;汇总了当前表征CDOM荧光特性的常用指标;总结了国内外在三维荧光光谱研究水体CDOM特性方面的进展,详述了不同类型水体中CDOM的组分特性、生物地球化学循环的研究热点以及影响CDOM三维荧光光谱特性的一些主要因素;最后,对三维荧光光谱技术在未来的发展及应用进行了展望。

三维荧光光谱技术及平行因子分析法在绿茶分析及种类鉴别中的应用

提出了一种绿茶成分分析和种类鉴别的新方法。利用FS920荧光光谱仪测量得到国内生产的26个绿茶样品的三维荧光光谱矩阵(EEMs),建立了不同种类绿茶在特定范围内(激发波长为300～550 nm,发射波长为310～750 nm)的三维荧光光谱图和等高线光谱图。采用平行因子分析法(PARAFAC)计算得到绿茶的3因子激发-发射光谱轮廓图和样品因子投影得分图。通过因子光谱特征分析确定绿茶的三种主要成分(茶多酚、黄酮醇及叶绿素);通过三维荧光光谱图和等高线光谱图的图谱特征和样品因子投影得分图的分析,证实三维荧光光谱技术和平行因子分析法对绿茶进行成分分析和种类鉴别,是一种高效、精确的方法。

狂犬病疫苗效力试验ELISA法-平行线分析法

建立ＥＬＩＳＡ方法测定狂犬病疫苗效力，用酶标记狂犬病毒糖蛋白单克隆抗体检测包被的疫苗抗原，用平行线分析法计算制品相对效力。在２８个疫苗样品中ＥＬＩＳＡ法与ＮＩＨ法测定效力获得的结果无明显差异（Ｐ＞０．５）。所用单克隆抗体和疫苗为同一病毒糖蛋白的抗原。抗体反应，具有高度特异性，疫苗测定低限为０．００９ＩＵ／ｍｌ。试验间变异率为６．２９％。

资江流域江水DOM三维荧光特征及其对锑迁移的指示意义

溶解性有机质(dissolvedorganicmatter,DOM)是影响重金属元素在水体中迁移转化的关键因素之一。资江是洞庭湖第三大支流,流域内锑矿开发导致资江江水中锑(Sb)的质量浓度处于较高水平。为了解析资江流域江水中DOM的特征及来源,探索DOM对Sb迁移的指示意义,研究对资江流域江水进行了三维荧光光谱分析,利用平行因子法分析了水体中DOM的组分和荧光特征以及各组分与Sb质量浓度的关联。结果表明:(1)资江流域江水中Sb质量浓度为1.50~62.20μg/L,平均值为7.26μg/L,其中有55.56%的采样点Sb质量浓度超过最低限制5μg/L;(2)资江流域江水DOM有C1、C2和C3共3个组分,依次为陆源的类富里酸组分、类腐殖质组分以及可作为电子运输工具的醌类腐殖质组分,以C1和C2组分为主;(3)DOM主要通过2种方式影响Sb的迁移,一是水体中DOM的醌类基团作为电子传递体并参与有机质的氧化及铁氧化物的还原,二是富里酸基团与Sb进行络合形成DOM-Sb型复合物,2种方式协同促进了资江流域江水中Sb的富集,提高了Sb的迁移能力。研究结果将为资江流域江水Sb污染溯源和防治提供新的方向和理论依据。

基于平行人工膜渗透分析法对药物溶出/吸收仿生系统优化及其药物渗透性评价研究

目的基于平行人工膜渗透分析法(Parallel artificial membrane permeability analysis, PAMPA)对药物溶出/吸收仿生系统(Drug dissolution and absorption simulating system,DDASS)的生物膜系统进行改进,以单硝酸异山梨酯、奥美拉唑和氢氯噻嗪为工具药进行渗透性考察,建立一种快速、简便的药物渗透性考察方法,以期进一步提高DDASS系统对药物渗透性评价的效率和准确性,并对药物体内吸收百分率进行预测。方法以疏水性半透膜为载体,将1%大豆卵磷脂和0.1%胆固醇的正十二烷溶液涂于疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜上制备人工渗透膜,以人工渗透膜取代DDASS中的大鼠肠管,以BCS I类药单硝酸异山梨酯,BCS II类药奥美拉唑和BCS III类药氢氯噻嗪为工具药考察其在DDASS系统中经人工渗透膜的表观渗透系数(Papp),采用大鼠在体单向肠灌流法对上述3种药物的有效渗透系数(Peff)的测定,验证人工渗透膜对药物BCS归类的准确性。结果单硝酸异山梨酯、奥美拉唑和氢氯噻嗪基于PAMPA优化DDASS法测得Papp分别为(3.644±0.291)×10^-6、(2.391±0.020)×10^-6、(0.129±0.032)×10^-6cm/s;上述药物基于大鼠在体单向肠灌流法测得Peff分别为(37.69±2.67)×10^-5、(33.72±5.02)×10^-5、(14.37±1.66)×10^-5cm/s。三者的体内吸收百分率预测值分别为95.36%、65.76%、5.61%,与Papp呈正相关。结论基于DDASS优化PAMPA法对3种不同BCS分类药物渗透性的考察结果与大鼠在体单向肠灌流结果一致,均证明单硝酸异山梨酯与奥美拉唑为高渗透性药物,氢氯噻嗪为低渗透性药物,符合FDA对三者的BCS分类。表明基于DDASS优化PAMPA法考察药物渗透性,结果准确,简单方便,节约资源,体内吸收百分率预测值具有参考价值,为仿制药申请生物等效性豁免及为创新药物口服生物利用度研究提供了可靠的体外预测平台。