文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
用于中药分析的近红外光谱多元校正方法学研究
姓名:赵琛
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:瞿海斌;程翼宇
20030301
摘要近红外光谱分析是一种间接测量技术,需要借助各种计算方法进行分析。而中药是个复杂混合物体系,因此针对中药近红外光谱分析问题,研究光谱预处理、波长筛选、定性和定量分析等方面的计算分析方法是一个发展方向。本文主要研究工作如下:提出一种基于近红外光谱与化学组分之间相关信息量分析的光谱波段选择方法。中药近红外光谱原始谱图十分复杂,采用全波段数据计算量大,而且冗余信息的影响会造成模型精度的降低。相关信息量分析的光谱波段选择方法应用于三七渗漉提取液中人参皂苷含量分析和黄连大孔吸附树脂纯化洗脱物中生物碱含量分析表明,该方法不仅增强了模型的性能,而且大大提高了计算效率。提出应用基于误差反向传播算法的多层前馈神经网络瓵胩卣魈崛∠嘟岷系校正方法,建立用近红外漫反射光谱快速无损测定发酵虫草中精氨酸、甘氨酸和总氨基酸含量的新方法。通过波长范围的选择、预处理方法的比较和人工神经网络的参数优化,得到了用于分析虫草中氨基酸含量的近红外光谱模型,并在含量预测中取得较好的成效。通过与用椒ń⒌亩啃UP偷谋冉媳砻鳎馐且恢钟行涤玫姆窍咝孕U椒ǎ=焱光谱快速测定中药组分含量提供了一条新途径。关键词多元校正近红外光谱分析人工神经网络中药浙江大学硕士学位论文
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一——第一章绪论第一节近红外光谱分析技术近红外光谱发展简史近红外光谱分析技术的特点塑垩查兰堡主兰堡笙苎别是化学计量学的深入研究和广泛使用,定会促进近红外光谱分析技术发展创新吐倍频与合频,并且主要反映分子中狪、狧与狧基团的倍频和合频振动吸收。与其他近红外光是指波长在段诘牡绱挪ǎ涔馄仔畔⒗丛从诜肿幽诓空穸常规分析技术不同,现代近红外光谱分析是一种间接分析技术,需通过校正模型的建立实现红外光是人们最早发现的非可见光区域,但由于缺乏有效的仪器,一直未得到实际使用。进入年代,随着商品化仪器的出现,近红外光谱分析技术在农副产品分析中得到广泛应用。到年代中期,随着各种新的分析技术的出现,而且经典近红外光谱分析暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,因此近红外光谱进入一个沉默的时期,新的应用领域几乎没有拓展【。八十年代以后,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学学科的发展嗣侵匦氯鲜读私焱夤馄椎募壑怠=焱夤馄自诟髁煊蛑械挠τ醚芯柯叫U梗数字化光谱仪器与化学计量学方法的结合形成了现代近红外光谱技术。进人九十年代,近红外光谱在工业领域中的应用全面展开,并且在在线分析领域得到很好应用,从此近红外光谱步入一个快速发展的时期。目前焱夤馄追治黾际踔饕Sτ迷谥埔┕ひ怠⑹突ぁ⒏叻肿庸ひ怠⑴┠烈岛褪品工业等领域。其中与我们的研究工作密切相关的是中药药物分析,《中国药典》年版用红外光谱法测定的药品觯鱿抻诙ㄐ苑治鲆约案霰鹌分值钠沸图觳椋刮词赵赜糜定量的分析方法田。随着近红外光谱分析技术在药物分析中受到的重视和应用,各种分析仪器制造技术的发展和计算机软件的不断设计、开发,新的光谱理论和新方法的不断建立。特近红外光谱技术之所以成为一种快速、高效、适合过程在线分析的有利工具,是由其技对未知样本的定性或定量分析。
塑望查兰婴主兰堕笙苎一——近红外光谱分析在药物分析中的应用术特点决定的‘”,近红外光谱分析主要有如下特点:治鏊俣瓤欤饬抗檀蠖嗫稍分钟内完成。焱夤庠谄胀ü庀酥芯哂辛己玫拇涮匦裕梢允迪衷谙呒觳狻治鲂矢撸ü淮喂馄椎牟饬亢鸵呀⒌南嘤Φ男UP停赏倍匝返亩喔鲎成或性质进行测定。治龀杀镜停焱夤馄准际踉诜治龉讨胁幌难罚馐苑延每纱蠓冉档停粲馐灾叵中院茫捎诠馄撞饬康奈榷ㄐ裕馐越峁苌偈苋宋R蛩氐挠跋臁芬话悴恍枰Tご恚饬糠奖悖槐厥褂没约粱蚋呶隆⒏哐埂⒋蟮缌鞯炔馐蕴件,分析后不会产生化学、生物或电磁污染。但近红外光谱技术也有自身的弱点,它的吸收峰较弱负趺挥屑夥,灵敏度也较低。以至于在中红外技术迅速发展的同时,近红外技术几乎停滞不前。事实上,近红外光谱技术直到八十年代才有了一次大的飞跃,这主要是由于其它技术,如近红外仪器的生产技术、检测器技术、取样技术以及计算技术特别是化学计量学的发展为近红外光谱技术注入新的活力。除传统的农副产品分析外,现代近红外光谱技术的应用已扩展到众多的其它领域,主要有石油化工、高分子化工、制药工业、生物化工、环境科学、纺织工业和食品工业等领域。而近红外光谱分析技术在药物分析中的应用始于年代后期,现在该技术已广泛用于药物的生产过程控制,包括原料分析、药物中活性成分分析、成药分析和药物生产过程检测等各个方面O旅娑越焱夤馄追治黾际踉谝┭Я煊虻慕棺饕桓鲎凼觥