近紅外光譜法進(jìn)行多組分體系同時(shí)測(cè)定的研究.pdf

1、近紅外光譜分析技術(shù)(NIR)是一種高效快速的分析技術(shù)。近紅外光譜分析主要利用分子的倍頻與合頻吸收，而分子在近紅外區(qū)的倍頻與合頻吸收弱，譜帶復(fù)雜，重疊多。因此，近紅外光譜分析屬于微弱信號(hào)與多元信息的處理。近十多年來(lái)由于光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，使分析科學(xué)中弱信號(hào)處理的理論和技術(shù)越來(lái)越成熟，從而使得近紅外光譜的研究應(yīng)用得到了迅速發(fā)展，已經(jīng)得到了科研工作者和官方的認(rèn)可。近紅外光譜分析的主要優(yōu)點(diǎn)有分析速度快、樣品準(zhǔn)備簡(jiǎn)單、可同

2、時(shí)測(cè)定、不消耗樣品、沒(méi)有化學(xué)污染等，這些優(yōu)點(diǎn)使得近紅外光譜被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、石油化工、制藥、食品生產(chǎn)等領(lǐng)域中。
　　 本文在重慶市科委攻關(guān)項(xiàng)目(CSTC2008EA5008)的資助下，研究了近紅外分析方法在不同領(lǐng)域的同時(shí)測(cè)定分析以及應(yīng)用：①近紅外方法同時(shí)測(cè)定清熱解毒口服液中的綠原酸和黃芩苷，對(duì)于液體中成藥中的活性成分建立的模型預(yù)測(cè)效果極佳，可以應(yīng)用于生產(chǎn)中的在線檢測(cè)；②近紅外方法同時(shí)測(cè)定銀黃顆粒中的綠原酸和黃芩苷，建立了固體中

3、成藥的近紅外定量檢測(cè)模型，并對(duì)譜圖中的譜峰歸屬進(jìn)行了討論；③近紅外光譜方法測(cè)定黃連品質(zhì)，應(yīng)用近紅外定量分析手段對(duì)中國(guó)黃連之鄉(xiāng)石柱地區(qū)產(chǎn)黃連進(jìn)行了定量檢測(cè)，得到可靠的定量分析模型，并對(duì)模型的擴(kuò)展應(yīng)用進(jìn)行了研究；④短波近紅外光譜法同時(shí)測(cè)定分析水中的麥芽糖、乳糖和蔗糖，并對(duì)飲料中糖分的檢測(cè)進(jìn)行了研究；⑤短波近紅外光譜法同時(shí)測(cè)定水體中的三聚氰胺和甲醛，并對(duì)密胺塑料的檢測(cè)進(jìn)行了應(yīng)用研究；
　　 ⑴近紅外光譜方法同時(shí)測(cè)定清熱解毒口服液中的綠

4、原酸和黃芩苷。本實(shí)驗(yàn)使用近紅外光譜分析方法以及偏最小二乘法建模手段，對(duì)清熱解毒口服液中的活性成分綠原酸和黃芩苷進(jìn)行了定量分析，并對(duì)光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行了討論。校正集樣品建立的模型以及預(yù)測(cè)集樣品的預(yù)測(cè)效果良好。對(duì)于6廠家30個(gè)批次的清熱解毒口服液樣品建立的綠原酸和黃芩苷的模型，相關(guān)系數(shù)分別為0.9993和0.9923，模型交叉檢驗(yàn)均方差分別為0.467和0.480。預(yù)測(cè)集中樣品的真實(shí)值與預(yù)測(cè)值之間的相關(guān)系數(shù)0.9997和0.9969，預(yù)

5、測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。此方法可以有效的對(duì)清熱解毒口服液產(chǎn)品進(jìn)行快速檢測(cè)，適合生產(chǎn)中的在線檢測(cè)，有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 ⑵近紅外光譜方法同時(shí)測(cè)定銀黃顆粒中的綠原酸和黃芩苷。本實(shí)驗(yàn)使用近紅外光譜分析方法對(duì)銀黃顆粒中的活性成分綠原酸和黃芩苷進(jìn)行了定量分析，對(duì)譜圖的譜峰歸屬進(jìn)行了研究，并對(duì)光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行了討論。校正集樣品建立的模型以及預(yù)測(cè)集樣品的預(yù)測(cè)效果良好。對(duì)于銀黃顆粒樣品建立的綠原酸和黃芩苷的模型，相關(guān)系數(shù)分別為0.9324和0

6、.9263，模型交叉檢驗(yàn)均方差分別為0.234和0.198。預(yù)測(cè)集中預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的相關(guān)系數(shù)分別為0.9300和0.9279，預(yù)測(cè)交叉檢驗(yàn)均方差分別為0.108和0.094。預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。此方法可以有效的對(duì)銀黃顆粒進(jìn)行快速檢測(cè)。
　　 ⑶近紅外光譜方法測(cè)定石柱地區(qū)黃連品質(zhì)。應(yīng)用傅立葉變換近紅外光譜儀漫反射光譜技術(shù)以及偏最小二乘法建模手段，與石柱及周邊地區(qū)產(chǎn)黃連中主要成分含量進(jìn)行了定量分析，并對(duì)光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行了討論。校

7、正集樣品建立的模型以及預(yù)測(cè)集樣品的預(yù)測(cè)效果良好。對(duì)于78個(gè)校正集樣品建立的小檗堿和水分含量的模型，R2分別為0.9298和0.8898，RMSECV(root mean square error of crossvalidation)分別為0.239和0.00302。預(yù)測(cè)集中樣品的R2分別為0.9347和0.9146，RMSEP(rootmean squared error of prediction)分別為0.104和0.0033，預(yù)

8、測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。此方法可以有效的對(duì)黃連產(chǎn)品進(jìn)行快速檢測(cè)，適用于生產(chǎn)流通領(lǐng)域，有廣闊的應(yīng)用前景.本實(shí)驗(yàn)還證明了黃連模型還可以擴(kuò)展應(yīng)用于黃連的相關(guān)產(chǎn)品中，具有開(kāi)發(fā)潛力和利用價(jià)值.
　　 ⑷短波近紅外光譜法同時(shí)測(cè)定分析水中的麥芽糖、乳糖和蔗糖。用通用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的短波近紅外光譜區(qū)域(800～1100 nm)，測(cè)量了三種二糖麥芽糖、乳糖和蔗糖混合水溶液的近紅外光譜，并用偏最小二乘方法建立了同時(shí)定量分析水溶液中麥芽糖、乳糖和蔗糖的

9、模型，并對(duì)光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行了討論。通過(guò)對(duì)校正集樣品的建模和對(duì)預(yù)測(cè)集樣品的檢驗(yàn)，結(jié)果良好。對(duì)濃度范圍分別在10-60 mg.L-1,2-12 mg.L-1，10-60mg.L-1的麥芽糖、乳糖和蔗糖預(yù)測(cè)模型相關(guān)系數(shù)分別為0.9904、0.9971和0.9926，模型交叉檢驗(yàn)均方差分別為0.0213、0.2525和0.1859。預(yù)測(cè)集相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.54％、3.55％和3.32％。并將此模型應(yīng)用在簡(jiǎn)單成份的實(shí)際樣品中進(jìn)行了初步探

10、索。該方法對(duì)同時(shí)定量分析多組分體系，具有簡(jiǎn)便、快速價(jià)廉、易于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
　　 ⑸短波近紅外光譜法同時(shí)測(cè)定水體中的三聚氰胺和甲醛。用通用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的短波近紅外光譜區(qū)域(800～1100 nm)，測(cè)量了三聚氰胺和甲醛混合水溶液的近紅外光譜，并用偏最小二乘方法建立了同時(shí)定量分析水溶液中三聚氰胺和甲醛的模型，并對(duì)光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行了討論。通過(guò)對(duì)校正集樣品的建模和對(duì)預(yù)測(cè)集樣品的檢驗(yàn)，結(jié)果良好。對(duì)濃度范圍分別在0～3.5