紫外-可见-短波近红外漫反射光谱技术测定白芷中二氧化硫残留量的研究

建立紫外-可见-短波近红外漫反射光谱结合化学计量学测定白芷中二氧化硫残留量的方法。利用紫外-可见-短波近红外漫反射光谱技术并结合化学计量学建模预测二氧化硫残留量。偏最小二乘回归法(PLSR)建模优于支持向量回归法(SVR); Random Frog波段选择结合Auto-scaling预处理后PLS建模后预测效果最佳,校正集R^2为0. 99,交叉验证集R^2为0. 94,预测集R^2为0. 96。紫外-可见-短波近红外漫反射光谱结合化学计量学可以实现二氧化硫残留量的快速检测,为中药饮片的质量评价及监管提供一种技术手段。

紫外-可见漫反射光谱-支持向量回归法快速测定西咪替丁片剂含量

采用紫外-可见漫反射光谱-支持向量回归法(UV-Vis DRS-SVR)建立了快速、无损测定西咪替丁片剂的定量方法。人工配制58个西咪替丁片剂粉末样,分为校正集和预测集。通过光谱预处理、异常值剔除和调整RBF核函数参数g、正则化系数C和不敏感损失函数p来优化模型,最终采用原始光谱,在220.17~980.80 nm,参数g=0.02,C=20,p=0.03的条件下,以支持向量回归法(SVR)建立模型,校正集和预测集的决定系数(R2)分别为0.978 2,0.987 1,对5个盲样和15个批次市售西咪替丁片剂的预测均方根差(RMSEP)分别为0.036 0,0.044 8,比偏最小二乘法(PLS)所建模型的预测精度更高,效果更好。研究表明,UV-Vis DRS-SVR用于快速、非破坏性测定药物制剂中的活性成分的含量是可行的,有望用于制剂生产过程中的质量控制。

紫外-可见-短波近红外漫反射光谱法对丙氨酸手性的定性定量分析

以D-、L-和DL-丙氨酸为对象,首次研究了紫外-可见-短波近红外漫反射光谱结合化学计量学快速、无损地定性、定量分析固体手性化合物的可行性。在粒度过100目、样品与光纤探头距离5.6 mm的最优条件下测量漫反射光谱,经预处理后,采用主成分分析法(PCA)和判别偏最小二乘法(PLS-DA)建模进行定性分析,结果预测判别准确率为100%。定量分析上,16个不同比率的L-/D-丙氨酸二元混合粉末样的光谱经波长选择、光谱数据预处理后,以偏最小二乘回归法(PLR)和支持向量回归法(SVR)建模,校正集和预测集的最优决定系数(R2)均在0.99和0.98以上,绩效偏差率(RPD)值远高于2。研究表明,采用紫外-可见-短波近红外漫反射光谱法结合化学计量学可应用于手性固态丙氨酸的快速、无损分析,并有望于运用到手性药物的质量检测上。

紫外可见光谱结合化学计量学对当归及其掺伪品的可视化鉴别

该文考察了紫外可见漫反射光谱结合化学计量学对当归及其掺伪品进行鉴别的可行性,并对40个当归纯品和75个掺伪品进行鉴别。首先采用Kennard-Stone(KS)分组法将数据集分成86个样品的训练集和29个样品的预测集。考察了训练集原始光谱以及连续小波变换及其结合SG平滑、数据标准化方法预处理后的光谱及主成分分析得分图,确定最佳预处理方法,最后采用偏最小二乘-判别分析建立鉴别模型。结果表明,对原始紫外可见光谱进行主成分分析,无法将当归和掺伪品分开。而经连续小波变换-SG平滑-数据标准化预处理后,不仅可区分当归纯品和其掺伪品,还可区分不同含量的掺伪品。经最佳预处理后仅使用一个因子建立偏最小二乘-判别分析模型,对预测集中当归及其掺伪品的鉴别正确率可达100%。因此,紫外可见光谱结合连续小波变换-SG平滑-数据标准化-偏最小二乘-判别分析模型,可以实现当归及其掺伪品的快速准确鉴别。

基于UV-Vis漫反射、Raman与PL光谱联用技术在黄色珍珠无损检测中的应用

应用紫外-可见(UV-Vis)漫反射、拉曼(Raman)与光致发光(PL)光谱就当前市售的大小各异、金色饱和度深浅不一的珍珠其致色属性予以对比分析。结果表明:基于珍珠UV-Vis漫反射光谱特征的差异将金黄色珍珠初分为两种类型:Ⅰ型珍珠其谱图在(360±5) nm处存在吸收带、在(420±10) nm处存在较弱的吸收峰或肩,该类珍珠为当前珍珠销售市场较为常见的自身致色珍珠;除Ⅰ型珍珠外,将其他金黄色系珍珠归属为Ⅱ型,其对应的UV-Vis反射光谱主吸收峰可位于340~430 nm区间,部分Ⅱ型样品在280~600 nm无明显吸收或仅存在较弱的吸收肩。进一步就Ⅱ型珍珠予以Raman光谱检测,在激发强度较低时经处理的Ⅱ型黄色珍珠在150~1 000 cm^(-1)区间可产生较强的荧光峰,且荧光峰的强度明显高于文石约1 086 cm^(-1)处的特征峰。同时,上述经处理的Ⅱ型珍珠对应的PL光谱同样表明在500~600 nm区间的荧光强度显著增大。此外,部分经处理的珍珠其Raman或PL光谱中可见与珍珠组成成分无关的特征峰位。上述珍珠的Raman与PL光谱中出现的异常荧光与外来特征峰可作为珍珠经处理的佐证依据。课题工作为当前金黄色珍珠颜色的形成属性及仿珍珠的鉴定提供理论与技术支撑,同时对于Raman光谱在其他类宝玉石、特别是有机宝石的检测鉴定中具有重要的借鉴意义。

紫外可见漫反射吸收光谱研究铁硅分子筛的晶化过程

本文通过紫外可见漫反射吸收光谱法研究了铁硅分子筛的晶化过程。通过对比不同晶化时间的铁硅分子筛的紫外可见吸收谱图,我们认为在未完全晶化的无定型物质中存在一种四配位的铁-硅氧结构的铁物种。这种铁物种的结构和完全晶化后分子筛中的骨架铁物种结构类似。进一步的研究发现,随着晶化的完全,这种铁-硅氧结构中铁-氧配键键长在慢慢变短。

UV-Vis-SWNIR漫反射光谱结合偏最小二乘法测定蕨菜总多糖含量

目的建立UV-Vis-SWNIR漫反射光谱结合偏最小二乘法测定蕨菜中总多糖的含量。方法收集140批样品,从中随机选取20份作为完全外部验证集样品,用于验证模型的可靠性和准确性;其余80批样品为校正集,40批样品为检验集,用于筛选蕨菜总多糖的定量模型光谱预处理方法、主因子数、UV-Vis-SWNIR光谱特征波长。结果采用一阶导数法对原始光谱预处理,主因子数为7,结合随机青蛙算法筛选建模波长为925~1084、890~910、560~820、525~540、451~520、385~445、251~270 nm时,所得预测模型校正集R^(2)值为0.9617,RMSEC值为0.167%,检验集R^(2)值为0.9332,RMSEP值为0.208%,完全外部验证误差范围为-0.741%~0.853%。结论该方法快速可行,可用于蕨菜总多糖含量的预测。

表面活性剂-膜富集-紫外可见漫反射光谱法测定水中的痕量铅

提出了结合表面活性剂、膜富集和紫外可见漫反射光谱测定水中痕量铅的方法。在pH 8.5的氨水氯化铵缓冲溶液中,剧烈搅拌下,铅与双硫腙形成疏水性的红色络合物,该络合物能够被混合纤维素酯膜富集,并且在非离子表面活性剂聚氧乙烯月桂醚（Brij-30）的存在下,该络合物被混合纤维素酯膜富集的效率得到了很大提高,然后待膜自然干燥后直接测得膜表面的漫反射光谱。本文对表面活性剂类型、表面活性剂浓度、反应酸度、双硫腙浓度和反应时间等条件进行了优化。研究结果表明,在最佳实验条件下,最大吸收波长为485nm,在5-100μg·L-1范围内铅离子的浓度与其络合物的吸光度呈良好的线性关系,相关系数的平方R2为0.990 6,检出限为2.88μg·L-1。研究发现下列共存离子不干扰铅离子的测定：500倍的K＋,Na＋,Ca2＋,Mg2＋,NH4＋,NO-3,Cl-,CH3COO-,SO2-4;10倍的Al 3＋（10%的NaF进行掩蔽）,Fe3＋（10%的NaF和酒石酸钾钠进行掩蔽）,Hg2＋和Zn2＋（10%的NaSCN和酒石酸钾钠进行掩蔽）;同等浓度的Cd2＋,Cu2＋。采用本方法测定瓶装水中的痕量铅,结果与石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）测定的结果基本一致,加标回收率在95.4%-104.5%之间,标准偏差（SD）在0.5-1.5μg·L-1之间,说明本方法具有较好的准确性。本方法操作简单、灵敏度高,适用于瓶装水中痕量铅的测定。

天然彩色棉纤维紫外-可见漫反射光谱特性初探

天然彩色棉含有的天然色素赋予了该种纤维特有光谱学特性。本研究通过对天然彩色棉及染色棉进行光谱分析,发现用紫外-可见漫反射光谱能有效鉴别天然彩色棉纤维与其颜色基本一致的染色棉,其反射光谱存在明显的区别。另外,各地天然彩色棉的紫外-可见漫反射光谱曲线趋势基本一致,但由于颜色差异,反射率也存在一定差异。因此,紫外-可见漫反射光谱检测为鉴别天然彩色棉纤维提供了一种新的方法。

基于紫外-可见漫反射光谱的天然棕色棉/染色棕棉混纺比定量分析

为了建立一种便捷测定天然彩色棉和染色彩棉混纺比的方法,以天然棕色棉与染色棕棉为例,通过对不同比例混合的天然棕色棉及染色棕棉进行紫外-可见漫反射光谱测定,用导数法进行数据分析。结果表明:天然棕色棉与染色棕棉的紫外-可见漫反射光谱曲线有明显不同,不同混合比例的天然棕色棉与染色棕棉的光谱曲线根据混合比例呈规律性变化,对它们的紫外-可见漫反射光谱进行导数法处理并与色差法对比发现,661nm波长处混纺比与一阶导数值的拟合曲线相关性最好。同时,该拟合方程可用于快速定量测定天然棕色棉和染色棕棉的混纺比。

紫外可见漫反射光谱和Tauc plot方法分析无机Ruddlesden-Popper钙钛矿带隙

半导体在当今社会中扮演着举足轻重的作用,在大学物理实验教学中,让学生能够深入理解半导体的带隙性质和测量方法有着重要的意义。紫外可见漫反射光谱方法是一种简便易行的确定半导体的带隙以及能带结构的方法。本文使用紫外-可见漫反射光谱以及Tauc Plot方法确定Ruddlesden-Popper半导体钙钛矿Sr_(n+1)Ti_(n)O_(3n+1)(n=1,2,3,∞)的带隙,并讨论了Tauc plot公式在透射和反射情形下的应用。

常见灰色珍珠的紫外可见漫反射光谱类型及其灰色成因

基于紫外可见(UV-Vis)漫反射光谱就当前市售流通领域常见的灰色珍珠品类进行表征并依据样品的反射谱图的类同特征予以分类,并初步探究了灰色珍珠的颜色成因。研究表明:(1)基于灰色珍珠的UV-Vis漫反射光谱中约280 nm处吸收峰的有无,首次将灰色珍珠分为Ⅰ型(存在明显的吸收)与Ⅱ型(无吸收或仅存在较弱的吸收)。并据Ⅰ型珍珠在其紫外可见光区的反射峰形与其反射主波长位置的差异进一步分为Ⅰn,Ⅰp与Ⅰf三个亚型,上述Ⅰ型珍珠均为有核珍珠。其中Ⅰp型珍珠的内核为白色、内核与珍珠层之间较多存在褐色、黑褐色的过渡层,该过渡层可能是导致珍珠呈灰色的直接原因。与此同时,上述Ⅰp型珍珠在宝玉石鉴定领域一般认为是未经处理的。(2)结合前人就珍珠辐照的相关工作及本工作中贝壳珍珠层辐照前后颜色的改变及UV-Vis反射光谱的变化特征,推断辐照仍是人工处理导致珍珠呈现灰色主要原因之一。基于样品对应的UV-Vis反射光谱中约280 nm吸收峰的消失或仅呈现一吸收肩可初步定性该类珍珠经优化处理。同时,从Ⅱ类灰色珍珠的断面结构看,当前灰色珍珠并不仅局限于有核珍珠,无核灰色珍珠同样存在于流通领域。课题研究工作可为灰色珍珠及其优化处理品的鉴定提供理论与技术支撑。

不同处理工艺对珍珠的紫外可见漫反射光谱的共性影响研究

主要基于紫外可见(UV-Vis)漫反射光谱首次对比研究了经过热处理、有机或无机染料改色或钴-60产生的γ射线辐照三种不同处理工艺对同为珍珠质的淡水与海水珍珠及贝壳珍珠层的漫反射光谱的影响机制。结果表明:(1)在不同颜色、淡海水属性的珍珠与贝壳珍珠层的UV-Vis反射光谱的紫外区皆存在约280 nm处的吸收峰,上述吸收峰位归属于珍珠层中自身存在的有机质所致,而非珍珠的致色色素。(2)以上三种不同的处理工艺对上述280 nm处的吸收峰位存在一致的影响行为,即随着不同的处理工艺强度的增大,处理样品对应的反射谱图中约280 nm处吸收峰的强度逐渐降低直至消失。与此同时,珍珠的反射谱图中紫外区的反射主波长的反射强度也随之减弱,且反射主波长的峰位向可见光区发生显著红移。研究工作可为珍珠及珍珠的优化处理的鉴定筛选及其珍珠颜色的形成属性判定提供检测依据与理论支撑。

紫外辐射和紫外漫反射光谱校正及测量

随着环保、医疗、保健、农业的发展对非照明用的近紫外光源的品种和数量的要求日益增加，因对紫外荧光粉和紫外灯光参数的测量也已提到日程上来。本工作的重点在于选择适当的卤钨灯做辐射标准灯，选择海伦板为温反射标准白板，按适当的测光方式在现有的分光探测系统上实现光谱功率校正，以高压氙灯为光源（因其紫外部分的光谱功率分布缓慢连续变化，以国产高纯ＭｇＯ为参比，实现粉体材料紫外光谱反射比的相对测量。

二氧化锆相结构的漫反射光谱表征

利用紫外漫反射光谱考察了二氧化锆基催化剂的表面相组成 ,结合X射线粉末衍射、差热分析和X射线光电子能谱研究了铂化以及Al2 O3 的引入对样品中ZrO2 体相和表面相结构的影响。结果表明 :通氢还原铂化过程使部分的ZrO2 由四方相向单斜相转化 ,而且在催化剂表面这一效应更为显著。随着基体中引入Al2 O3 量的增加 ,二氧化锆的相变温度不同程度地向高温转移 ,添加Al2 O3 使ZrO2 得到较好的分散并抑制单斜相二氧化锆的生成。

基于UV-Vis-SWIR漫反射光谱的土壤多属性同时快速测定

采用紫外-可见-短波近红外漫反射光谱(UV-Vis-SWIRDRS)结合化学计量学对土壤中有机质(SOM)、总氮(TN)、碱解氮(AN)、速效钾(AK)、缓效钾(SAK)、有效磷(AP)及pH共7种属性建立了快速同时低成本的定量分析方法。土壤样本共81个,其中50个分为校正集,另16个为验证集,剩余15个为测试集。对每种土壤属性,考察了多种光谱预处理,变量选择以及它们的组合方法处理土壤光谱后建立的PLSR模型预测效果,选择出了最佳的光谱数据处理方法及其对应的最佳PLSR预测模型,并以独立的测试集样本对最佳模型预测性能进行客观评价。对于有机质和总氮,测试集决定系数(R2t)分别为0.94和0.97,模型可用于准确定量分析;对碱解氮和pH,R^2t分别为0.76和0.66,模型定量预测结果良好;对于有效磷,速效钾及缓效钾,R^2t小于0.6,但模型的预测效果和以往报道中的预测效果相差不大。研究表明,利用UV-Vis-SWIR DRS对土壤多属性进行快速同时低成本定量分析是可行的,有望用于土壤信息检测。

[M(C_5H_4NCOO)_2(H_2O)_n]的水热法合成及漫反射光谱研究

采用4-氰基吡啶和Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)离子进行溶剂热反应,合成了两种由配合物形成的超分子化合物[Co(C5H4NCOO)2(H2O)4](1)[、Ni(C5H4NCOO)2(H2O)4](2)及一种配位聚合物[Fe(C5H4NCOO)2](3),并对其晶体结构和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)漫反射光谱进行了研究。结果表明,化合物1的晶体结构属于三斜晶系,空间群Pī,a=0.63340(13)nm,b=0.68904(14)nm,c=9.2428(18)nm,α=96.0791(3)°,β=104.6394(3)°,γ=113.2359(3)°;化合物2的晶体结构属于三斜晶系,空间群Pī,a=0.62878(7)nm,b=0.69008(8)nm,c=0.92240(10)nm,α=96.500(10)°,β=105.130(10)°,γ=113.320(10)°;而化合物3的晶体结构属于单斜晶系,空间群P21/n,a=0.49562(3)nm,b=1.31293(9)nm,c=1.06436(8)nm,α=90°,β=101.307(1)°,γ=90°。UV-Vis-NIR漫反射光谱结果表明化合物1和2的能隙值均为3.5 eV,属于绝缘体;化合物3的能隙值为2.5 eV,属于半导体。

丙酮盐酸混合液提取土壤腐殖质组分的光谱学特征

采用丙酮盐酸混合液提取土壤胡敏酸(HA)和胡敏素(HU)组分,利用元素分析、紫外-可见漫反射光谱和红外光谱进行结构表征。元素分析表明,HA中C、H、N和S含量均高于HU,O含量低于HU。原子比分析表明HA的缩合度相对较高,分子结构相对复杂,HU的缩合度相对较低,分子结构相对简单。紫外-可见漫反射光谱分析表明,由于腐殖质(HS)的组成复杂,多种官能团互相干扰,HA和HU紫外-可见漫反射光谱无明显特征峰,吸光度值随着波长的增加呈下降趋势,且HA包含的吸光有机成分较多,化学组成较复杂。HA和HU紫外特征参数SUV254和E4/E6比较分析表明,与HU相比,HA芳香性较大,腐殖化程度较高。红外光谱分析表明,HA和HU具有相似的红外光谱,各研究对象特征吸收峰的吸收强度不同,其中开垦黑土20~40 cm和未开垦灰土18~37 cm土层HA的振动幅度较大,说明其包含的酚类化合物、含羟基化合物、脂肪族化合物和羧酸,以及含羰基的醛、酮、醚等化合物的含量较多。开垦黑土10~20 cm土层和未开垦灰土18~37 cm土层HU在各特征吸收峰振动幅度较大,说明其包含的酚类化合物、羧酸、脂肪烃和糖类化合物含量较多。红外光谱各吸收峰强度比较分析表明,开垦后黑土HA和HU酚类化合物、羟基官能团和脂肪族化合物等含量增加,而开垦后灰土HA和HU酚类化合物、羧酸和脂肪族化合物含量下降,表明开垦对黑土土壤有机质影响相对较小,并且在一定程度上增加了土壤有机质含量,而促进了灰土土壤有机质的分解。综上所述,丙酮盐酸混合液提取法为HS生物化学和生理活性的研究提供了新的技术手段,为合理利用土壤资源提供理论依据。

利用积分球光源定标空间紫外遥感光谱辐射计

基于内部照明积分球的辐亮度定标方法，获得了接近理想的大面积辐亮度光源（～2％），标定了在研的空间紫外遥感光谱辐射计的亮度响应度。在假设标准灯为均匀亮度的点光源情况下，对照明因子进行了修正。同时利用两种漫反射板对此修正进行了实验研究，得到了采用两种漫反射板标定的光谱辐射计亮度响应度有很好的一致性（1％）的结论。初步的定标数据分析显示，石英卤钨灯光谱辐照度测量的相对不确定度和距离测量的不确定度是积分球定标最主要的不确定度来源，可用于紫外波段光谱辐射计的高精度辐射定标，并可以极大地降低定标不确定度。

HPLC结合近红外光谱技术快速测定丹参饮片中丹参酮ⅡA的含量

目的建立近红外漫反射光谱技术与高效液相色谱(HPLC)相结合测定丹参饮片中丹参酮ⅡA的方法。方法采用透射模式采集样品近红外光谱数据,以偏最小二乘法建立光谱数据与HPLC法分析结果的定量校正模型,根据R、RMSEC、RMSEP等参数评价模型的定量性能;以准确性轮廓方法,验证近红外模型的准确度和精密度。结果所建立的丹参中丹参酮ⅡA定量模型中样品的预测值和真实值之间的决定系数(r)为89.92%,RMSECV为0.065。该法的建立证明了近红外漫反射光谱技术应用于中药中化学成分的测定的可行性。结论同其他测定方法相比该法操作简单、速度快、效率高、无污染、费用低、无需复杂的前处理,可以直接对大量未知样品进行测定。