光谱学分析例1

3.KCl添加剂对激光诱导土壤等离子体辐射强度的影响陈金忠，张琳晶，杨少鹏，魏艳红，李旭，郭庆林，CHENJin-zhong，ZHANGLin-jing，YANGShao-peng，WEIYan-hong，LIXu，GUOQing-lin

4.一种新型铕的有机配合物的光物理特性及机理研究闫冠峰，王权，魏柏林，孙晓晨，陈国庆，高淑梅，YANGuan-feng，WANGQuan，WEIBo-lin，SUNXiao-chen，CHENGuo-qing，GAOShu-mei

5.信息动态

6.HCCI燃烧过程化学发光光谱研究刘海峰，尧命发，金超，张鹏，李哲名，郑尊清，LIUHai-feng，YAOMing-fa，JINChao，ZHANGPeng，LIZhe-ming，ZHENGZun-qing

7.Alq3发光层厚度对有机电致发光器件性能的影响连加荣，廖巧生，杨瑞博，郑伟，曾鹏举，LIANJia-rong，LIAOQiao-sheng，YANGRui-bo，ZHENGWei，ZENGPeng-ju

8.近红外光谱快速检测丙氨酸氨基转移酶黄富荣，张军，罗云瀚，李仕萍，郑仕富，陈星旦，HUANGFu-rong，ZHANGJun，LUOYun-han，LIShi-ping，ZHENGShi-fu，CHENXing-dan

9.近红外光谱(NIRS)技术快速测定湖泊沉积物营养组分研究昝逢宇，霍守亮，席北斗，李青芹，刘鸿亮，ZANFeng-yu，HUOShou-liang，XIBei-dou，LIQing-qin，LIUHong-liang

10.BP神经网络用于肝炎患者舌诊近红外光谱的研究严文娟，张晶，胡广芹，赵静，林凌，陆小左，李刚，YANWen-juan，ZHANGJing，HUGuang-qin，ZHAOJing，LINLing，LUXiao-zuo，LIGang

11.红外辐射在水雾中衰减计算的修正方法研究杜永成，杨立，张修峰，吴猛猛，DUYong-cheng，YANGLi，ZHANGXiu-feng，WUMeng-meng

12.Ag/K4Nb6O17异质结催化剂的制备、光谱分析及光催化性能研究张凤利，曹彦宁，应松，陈熔，张汉辉，郑起，ZHANGFeng-li，CAOYan-ning，YINGSong，CHENRong，ZHANGHan-hui，ZHENGQi

13.三种胡敏酸对阿特拉津的吸附特性及机理研究常春英，郑殷恬，吕贻忠，CHANGChun-ying，ZHENGYin-tian，LUYi-zhong

14.高铁酸钾制备新方法与光谱表征郑怀礼，邓琳莉，吉方英，蒋绍阶，张鹏，ZHENGHuai-li，DENGLin-li，JIFang-ying，JIANGShao-jie，ZHANGPeng

15.基于近红外的多相偏最小二乘模型组合分析实现茶叶原料品种鉴定与溯源的研究周健，成浩，曾建明，王丽鸳，韦康，贺巍，王伟峰，刘栩，ZHOUJian，CHENGHao，ZENGJian-ming，WANGLi-yuan，WEIKang，HEWei，WANGWei-feng，LIUXu

16.基于近红外光谱技术成品汽油分类方法的研究张军，姜黎，陈哲，余谦，梁静秋，王京华，ZHANGJun，JIANGLi，CHENZhe，YUQian，LIANGJing-qiu，WANGJing-hua

17.离子液体存在下铜的电沉积及其表面增强拉曼散射效应研究徐存英，严磊，刘亚伟，李艳，华一新，张鹏翔，XUCun-ying，YANLei，LIUYa-wei，LIYan，HUAYi-xin，ZHANGPeng-xiang

18.以PAA为模板制备SERS基底及对三聚氰胺的检测李俊梅，徐晓轩，王玉芳，王斌，孙甲明，张存洲，LIJun-mei，XUXiao-xuan，WANGYu-fang，WANGBin，SUNJia-ming，ZHANGCun-zhou

19.偏磷酸钙玻璃陶瓷的Raman光谱分析梁晓峰，尹光福，杨世源，马国华，王军霞，LIANGXiao-feng，YINGuang-fu，YANGShi-yuan，MAGuo-hua，WANGJun-xia

20.聚丙烯/抗老化剂复合体系的γ-射线辐照降解研究周丽娟，张秀芹，赵莹，阳明书，王笃金，徐端夫，ZHOULi-juan，ZHANGXiu-qin，ZHAOYing，YANGMing-shu，WANGDu-jin，XUDuan-fu

21.全内反射双通道观察双标记荧光染色的非洲绿猴肾细胞刘晓晨，关立照，马万云，张宏权，LIUXiao-chen，GUANLi-zhao，MAWan-yun，ZHANGHong-quan

22.干旱半干旱地区湖泊周围盐碱土固体表面荧光光谱特征研究于会彬，席北斗，魏自民，马文超，何小松，郭旭晶，刘鸿亮，YUHui-bin，XIBei-dou，WEIZi-min，MAWen-chao，HEXiao-song，GUOXu-jing，LIUHong-liang

23.荧光光谱数据解析中的信息冗余初步研究刘晶，尚丽平，屈薇薇，邓琥，吴杰，LIUJing，SHANGLi-ping，QUWei-wei，DENGHu，WUJie

24.荧光光谱法研究碳纳米管与牛血清白蛋白间相互作用李杉杉，何华，陈喆，查隽，ChuongPham-Huy，LIShan-shan，HEHua，CHENZhe，ZHAJun，ChuongPham-Huy

25.罗丹明类荧光探针在重金属和过渡金属离子检测中的应用王晓春，刘晓端，杨永亮，申庆华，罗松光，李奇，WANGXiao-chun，LIUXiao-duan，YANGYong-liang，SHENQing-hua，LUOSong-guang，LIQi

26.基于浓度参量同步荧光光谱的相近油源溢油鉴别王春艳，李文东，栾晓宁，张登英，张金亮，郑荣儿，WANGChun-yan，LIWen-dong，LUANXiao-ning，ZHANGDeng-ying，ZHANGJin-liang，ZHENGRong-er

27.四氯化碳-水-十六烷基三甲基溴化铵三元体系凝胶的生成机理初探孙燕，陈静，贺安琪，黄昆，于雷，刘翠格，魏永巨，翟延君，徐怡庄，吴瑾光，SUNYan，CHENJing，HEAn-qi，HUANGKun，YULei，LIUCui-ge，WEIYong-ju，ZHAIYan-jun，XUYi-zhuang，WUJin-guang

28.基于暗像元的Hyperion高光谱影像大气校正郑求根，权文婷，ZHENGQiu-gen，QUANWen-ting

29.高光谱传感器光谱性能参数反演与反射率恢复王天星，阎广建，任华忠，穆西晗，WANGTian-xing，YANGuang-jian，RENHua-zhong，MUXi-han

30.苹果盛果期冠层高光谱与其组分特征的定量模型研究王凌，赵庚星，朱西存，雷彤，董芳，WANGLing，ZHAOGeng-xing，ZHUXi-cun，LEITong，DONGFang

31.基于ICA与SVM算法的高光谱遥感影像分类梁亮，杨敏华，李英芳，LIANGLiang，YANGMin-hua，LIYing-fang

32.基于高光谱成像的苹果多品质参数同时检测单佳佳，吴建虎，陈菁菁，彭彦昆，王伟，李永玉，SHANJia-jia，WUJian-hu，CHENJing-jing，PENGYan-kun，WANGWei，LIYong-yu

33.草地退化的高光谱遥感监测方法王焕炯，范闻捷，崔要奎，周磊，闫彬彦，吴代晖，徐希孺，WANGHuan-jiong，FANWen-jie，CUIYao-kui，ZHOULei，YANBin-yan，WUDai-hui，XUXi-ru

34.基于高光谱图像技术的苹果粉质化LLE-SVM分类光谱学与光谱分析 赵桂林，朱启兵，黄敏，ZHAOGui-lin，ZHUQi-bing，HUANGMin

35.无创人体血糖检测光学方法的研究现状与发展李刚，周梅，吴红杰，林凌，LIGang，ZHOUMei，WUHong-jie，LINLing

36.基于光谱法舌诊的脂肪肝快速诊断李刚，赵静，张晶，胡广芹，陆小左，林凌，LIGang，ZHAOJing，ZHANGJing，HUGuang-qin，LUXiao-zuo，LINLing

37.低成本吸附剂稻壳灰对Cr(Ⅵ)去除机制的谱学表征范春辉，张颖超，张颖，韩雪，BennyChefetz，FANChun-hui，ZHANGYing-chao，ZHANGYing，HANXue，BennyChefetz

38.基于NOAANDVI研究中国东部南北样带植被春季物候变化王植，刘世荣，孙鹏森，郭志华，周连第，WANGZhi，LIUShi-rong，SUNPeng-sen，GUOZhi-hua，ZHOULian-di

39.用不同蛋白质分析方法鉴定玉米分泌蛋白组的比较研究马玮，FrankHochholdinger，李春俭，MAWei，FrankHochholdinger，LIChun-jian

40.多光谱分离算法在目标识别中的研究刘丽霞，庄奕琪，LIULi-xia，ZHUANGYi-qi

41.基于空间特征的光谱分类算法研究高晓惠，相里斌，卫俊霞，魏儒义，于涛，GAOXiao-hui，XIANGLIBin，WEIJun-xia，WEIRu-yi，YUTao

42.基于光波导光模光谱的固液界面受体配体反应动力学研究吴中伟，刘全俊，吴凌伟，谢骁，陆祖宏，WUZhong-wei，LIUQuan-jun，WULing-wei，XIEXiao，LUZu-hong

43.基于数据拟合和主成分分析的多组分PAHs神经网络定量分析屈薇薇，尚丽平，李晓霞，刘晶，QUWei-wei，SHANGLi-ping，LIXiao-xia，LIUJing

44.基于分段映射模型的水质参数遥感反演研究陈军，温珍河，付军，CHENJun，WENZhen-he，FUJun

45.半干旱地区不同植被生态体系对土壤重金属含量的影响周蒙蒙，潘志华，陈东东，张璐阳，安萍莉，潘学标，赵沛义，ZHOUMeng-meng，PANZhi-hua，CHENDong-dong，ZHANGLu-yang，ANPing-li，PANXue-biao，ZHAOPei-yi

46.基于稳态空间分辨光谱技术的猪肉嫩度测量方法研究张根伟，文星，王忠义，赵东杰，黄岚，ZHANGGen-wei，WENXing，WANGZhong-yi，ZHAODong-jie，HUANGLan

47.小波变换在激光诱导击穿光谱压缩中的应用蒋梅城，陆继东，姚顺春，潘圣华，陈凯，董美蓉，JIANGMei-cheng，LUJi-dong，YAOShun-chun，PANSheng-hua，CHENKai，DONGMei-rong

48.动态光谱数据质量的评价李刚，王慧泉，赵喆，林凌，周梅，吴红杰，LIGang，WANGHui-quan，ZHAOZhe，LINLing，ZHOUMei，WUHong-jie

49.LDAO对Rhodobacterazotoformans外周捕光复合体LH2构象及其细菌叶绿素解离行为的影响赵艮贵，董彦敏，杨素萍，焦念志，曲音波，ZHAOGen-gui，DONGYan-min，YANGSu-ping，JIAONian-zhi，QUYin-bo

50.常压辉光等离子体催化CH4转化制C2烃在线诊断研究王达望，徐勇，张家良，马腾才，WANGDa-wang，XUYong，ZHANGJia-liang，MATeng-cai

51.激光剥蚀电感耦合等离子体质谱鉴别蓝色圆珠笔色痕马栋，沈敏，罗仪文，卜俊，徐彻，卓先义，MADong，SHENMin，LUOYi-wen，BoJun，XUChe，ZHUOXian-yi

52.不同成熟度双孢菇子实体主要营养元素与矿物质的光谱分析刘灿，生吉萍，申琳，LIUCan，SHENGJi-ping，SHENLin

53.白虎汤中钙元素的化学形态分析吕培，李祥，陈建伟，LUPei，LIXiang，CHENJian-wei

54.电感耦合等离子体质谱法测定饮用水中6种痕量重金属元素王俊平，马晓星，方国臻，王硕，殷慧玲，WANGJunping，MAXiao-xing，FANGGuo-zhen，WANGShuo，YINHui-ling

55.应用ICP-AES法研究云南普洱茶稀土含量宁蓬勃，龚春梅，张彦明，郭抗抗，NINGPeng-bo，GONGChun-mei，ZHANGYan-ming，GUOKang-kang

56.氢化物发生-原子荧光光谱法测定海水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)边静，徐芳，李玲辉，王伟，韩晶晶，李莉，BIANJing，XUFang，LILing-hui，WANGWei，HANJing-jing，LILi

57.加热过程中古代铜镜表面"锡汞齐"相变分析张少昀，秦颍，ZHANGShao-yun，QINYing

58.EDXRF中镍铜锌元素间效应分析及校正技术研究李哲，庹先国，杨剑波，刘春来，黄连美，LIZhe，TUOXian-guo，YANGJian-bo，LIUChun-lai，HUANGLian-mei

59.便携式X射线荧光光谱测定土壤中Cr,Cu,Zn,Pb和As的研究陆安祥，王纪华，潘立刚，韩平，韩莹，LUAn-xiang，WANGJi-hua，PANLi-gang，HANPing，HANYing

60.一种基于单元型红外光谱辐射计的成像光谱数据获取系统设计宗靖国，张建奇，刘德连，袁胜春，ZONGJing-guo，ZHANGJian-qi，LIUDe-lian，YUANSheng-chun

61.基于光谱吸收的光纤甲烷监测系统在瓦斯抽采中的应用赵燕杰，王昌，刘统玉，王哲，魏玉宾，李艳芳，尚盈，王黔，ZHAOYan-jie，WANGChang，LIUTong-yu，WANGZhe，WEIYu-bin，LIYan-fang，SHANGYing，WANGQian

62.星载超光谱成像仪杂散光及其测量张军强，吴清文，颜昌翔，ZHANGJun-qiang，WUQing-wen，YANChang-xiang

63.计算层析成像光谱技术研究进展魏儒义，周锦松，景娟娟，王新全，高晓惠，王乐，WEIRu-yi，ZHOUJin-song，JINGJuan-juan，WANGXin-quan，GAOXiao-hui，WANGLe

64.便携式水果内部品质近红外检测仪研究进展刘燕德，高荣杰，孙旭东，LIUYan-de，GAORong-jie，SUNXu-dong

3.光谱学与光谱分析 空心针板放电等离子体气体温度和振动温度研究董丽芳，刘为远，杨玉杰，王帅，DONGLi-fang，LIUWei-yuan，YANGYu-jie，WANGShuai

4.Eu3+/Yb3+共掺杂ZrO2粉末的制备和发光性质研究程学瑞，韦先涛，陈永虎，尹民，CHENGXue-rui，WEIXian-tao，CHENYong-hu，YINMin

5.Li+共掺杂GdTaO4:Eu3+发光增强效应的研究傅尚怡，顾牡，刘小林，倪晨，刘波，黄世明，FUShang-yi，GUMu，LIUXiao-lin，NIChen，LIUBo，HUANGShi-ming

6.Tm3+/Dy3+共掺硫卤玻璃中红外发光和能量传递研究张鹏君，戴世勋，曹莹，彭波，徐铁峰，聂秋华，章向华，ZHANGPeng-jun，DAIShi-xun，CAOYing，PENGBo，XUTie-feng，NIEQiu-hua，ZHANGXiang-hua

7.铕(Ⅲ)配合物的合成及发光性能研究周禾丰，张婷，郝玉英，许慧侠，王华，ZHOUHe-feng，ZHANGTing，HAOYu-ying，XUHui-xia，WANGHua

8.微波法制备Mn2+掺杂ZnSe纳米材料及谱学性能研究韩冬梅，宋春风，李效玉，HANDong-mei，SONGChun-feng，LIXiao-yu

9.新型不对称酞菁的电致发光性质研究夏道成，李万程，韩双，程传辉，李泉泉，王进，张伟，李珠，XIADao-cheng，LIWan-cheng，HANShuang，CHENGChuan-hui，LIQuan-quan，WANGJin，ZHANGWei，LIZhu

10.FTIR分析脉冲电场和热处理后的大豆分离蛋白结构变化刘燕燕，曾新安，陈晓东，LIUYan-yan，ZENGXin-an，CHENXiao-dong

11.红外光谱法研究低温焚烧稻壳灰对Cr(Ⅵ)的吸附机理范春辉，张颖，张颖超，李晶，BennyChefetz，FANChun-hui，ZHANGYing，ZHANGYing-chao，LIJing，BennyChefetz

12.尿酸结石患者尿液中的微晶组分及其与结石形成的关系黄志杰，谈金，欧阳健明，HUANGZhi-jie，TANJin，OUYANGJian-ming

13.基于近红外光谱技术预测径/弦切面粗皮桉木材微纤丝角赵荣军，张黎，霍小梅，任海青，ZHAORong-jun，ZHANGLi，HUOXiao-mei，RENHai-qing

14.基于功能近红外光谱技术(fNIRs)的帕金森病大鼠模型脑组织特性研究胡光霞，钱志余，孙涛，杨天明，王文宏，HUGuang-xia，QIANZhi-yu，SUNTao，YANGTian-ming，WANGWen-hong

15.利用近红外光谱鉴别纺织用竹纤维和麻纤维王戈，黄安民，胡小霞，陈复明，WANGGe，HUANGAn-min，HUXiao-xia，CHENFu-ming

16.应用红外光谱技术鉴别中药麝香的真伪周健，金城，罗云，武彦文，李建宇，罗永明，肖小河，ZHOUJian，JINCheng，LUOYun，WUYan-wen，LIJian-yu，LUOYong-ming，XIAOXiao-he

17.实用化商品玉米籽粒的近红外光谱品种判别方法研究郭婷婷，王守觉，王红武，胡海晓，安冬，邬文锦，夏维，翟亚锋，GUOTing-ting，WANGShou-jue，WANGHong-wu，HUHai-xiao，ANDong，WUWen-jin，XIAWei，ZHAIYa-feng

18.近红外光谱检测蜂蜜中可溶性固形物含量和水分的应用研究李水芳，张欣，单杨，李忠海，LIShui-fang，ZHANGXin，SHANYang，LIZhong-hai

19.利用多光程光谱法检测血液多种成分含量的研究李刚，赵喆，刘蕊，王慧泉，吴红杰，林凌，LIGang，ZHAOZhe，LIURui，WANGHui-quan，WUHong-jie，LINLing

20.谐波分量提高动态光谱法无创血液成分检测精度李刚，王慧泉，赵喆，林凌，LIGang，WANGHui-quan，ZHAOZhe，LINLing

21.硅油作为压力计的拉曼光谱研究刘锦，孙樯，LIUJin，SUNQiang

22.拉曼光谱研究人参皂苷Rb1与DPPC双层膜的作用惠歌，赵雨，张巍，谢云飞，杨竞秀，赵大庆，赵冰，HUIGe，ZHAOYu，ZHANGWei，XIEYun-fei，YANGJing-xiu，ZHAODa-qing，ZHAOBing

23.碳酸盐岩储层流体包裹体差分拉曼光谱的研究李静，查明，LIJing，ZHAMing

24.罗丹明6G在银纳米线阵列上的SERS光谱研究孙献文，王蓓，莫育俊，SUNXian-wen，WANGBei，MOYu-jun

25.便携式拉曼光谱用于文物及文物保护材料光老化作用的快速评价罗曦芸，叶菲，吴来明，袁胜伟，张维冰，杜一平，LUOXi-yun，YEFei，WULai-ming，YUANSheng-wei，ZHANGWei-bing，DUYi-ping

26.基于脉冲耦合神经网络的拉曼光谱定性分析王成，黎绍发，吴正洁，何凯，黄耀熊，WANGCheng，LIShao-fa，WUZheng-jie，HEKai，HUANGYao-xiong

27.利用三维荧光光谱和吸收光谱研究雨水中CDOM的光学特性程远月，郭卫东，龙爱民，陈绍勇，CHENGYuan-yue，GUOWei-dong，LONGAi-min，CHENShao-yong

28.单丛茶水提物清除DPPH和ABTS自由基的光谱学研究郑善元，陈填烽，郑文杰，黄荫成，ZHENGShan-yuan，CHENTian-feng，ZHENGWen-jie，WONGYum-shing

29.新型苯基吡唑铱(Ⅲ)配合物的合成及光物理性能研究于建宁，郝玉英，郭晓霞，雷利平，许慧侠，许并社，YUJian-ning，HAOYu-ying，GUOXiao-xia，LEILi-ping，XUHui-xia，XUBing-she

30.椰子花粉过敏原profilin蛋白体外重折叠过程的光谱学研究罗海梅，肖杰，邬玉兰，刘志刚，JunLu，徐宏，LUOHai-mei，XIAOJie，WUYu-lan，LIUZhi-gang，JunLu，XUHong

31.基于Top-Hat变换的高光谱吸收特征增强方法李慧，蔺启忠，王钦军，刘庆杰，陈玉，LIHui，LINQi-zhong，WANGQin-jun，LIUQing-jie，CHENYu

32.水中石油类含量对后向散射系数光谱的影响宋庆君，黄妙芬，唐军武，王晓梅，SONGQing-jun，HUANGMiao-fen，TANGJun-wu，WANGXiao-mei

33.光诱导下系列钴配合物的表面电子行为对比研究李雷，金晶，史忠丰，邢永恒，牛淑云，LILei，JINJing，SHIZhong-feng，XINGYong-heng，NIUShu-yun

34.应用数字图像技术对有机肥施用后玉米氮营养诊断研究孙钦平，李吉进，邹国元，向成材，罗一鸣，刘本生，SUNQin-ping，LIJi-jin，ZOUGuo-yuan，XIANGCheng-cai，LUOYi-ming，LIUBen-sheng

35.水热合成ZnS:Cu,Al纳米晶体及其全色发射光谱特性新梅，曹望和，罗昔贤，XINMei，CAOWang-he，LUOXi-xian

36.基于长周期光纤光栅谐振光谱调制的氨氮降解监测研究光谱学与光谱分析 刘宏月，梁大开，曾捷，曹志斌，曾建民，LIUHong-yue，LIANGDa-kai，ZENGJie，CAOZhi-bin，ZENGJian-min

光谱学分析例2

1．1在病原微生物检测中的应用

微生物细胞膜表面有大量已知的生化成分可以看作是微生物的特征性标志，因而可以作为菌种快速识别和鉴定的判断标准。利用拉曼光谱可以在不依赖培养基的情况下直接对患者体内分离下来的或实验室中保存的单一菌种或混合菌群进行快速鉴别及分析［8］。美国华盛顿州的研究人员利用拉曼光谱对从临床患者和医院环境中分离得到的7株副溶血弧菌进行了分析，结果发现7株菌株都有其各自不同于其他菌株的特征峰。他们还将其中2株副溶血弧菌菌株分别按照1∶2、1∶1和2∶1的比例混匀后分别利用拉曼光谱检测，结果显示可以通过2株细菌各自的特征峰将两者明确区别开来，其中一株副溶血弧菌的特征峰出现在了1002cm－1、1177cm－1和1532cm－1处，而另一株副溶血弧菌的特征峰却分别出现在了525cm－1、738cm－1、1319cm－1和1639cm－1处，证明拉曼光谱无论在单一菌种标本还是混合菌群标本中均具有良好的分析鉴定能力［9］。另有研究发现结合使用拉曼光谱和化学计量法可以鉴别微生物的种类及各自血清型，已有实验利用银纳米颗粒作为基底对绿豆芽中的李斯特菌、霍乱弧菌、金黄色葡萄球菌等6种食物源性致病菌进行了拉曼光谱的鉴定和区分［10］。有研究报道对日常生活中主要的食物源性致病菌进行了拉曼光谱分析，从而对细菌进行等级划分，第一级便是区分革兰阳性菌和革兰阴性菌，另外通过各自特征峰区别不同细菌菌属，结果显示各级的识别结果准确度均在91％以上［11］。利用拉曼光谱技术与微流控芯片相结合的办法，毛丽华等人设计并建立了拉曼光谱－微流控芯片自动化检测系统，检测并统计了珠蛋白生成性障碍贫血型红细胞与健康人红细胞的拉曼光谱值，通过在1004cm－1、1130cm－1、1450cm－1等拉曼光谱特征峰的数据对比，发现了珠蛋白生成障碍性贫血型红细胞的血红蛋白宽度较健康人红细胞广，并以此发现了新的快速、便捷的检测珠蛋白生成障碍性贫血的检验医学技术。另有研究者也利用拉曼光谱技术与微流控芯片相结合的办法从十多种细菌混合的菌群中对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌进行了快速分析研究。结果表明耐甲氧西林金黄色葡萄球菌较其他细菌有其独特的拉曼波峰，并且整个检测过程用时只需20s时间，在检验精度上也与传统PCR技术、免疫学检测技术所得到的结果相似［12］。该方法简便快速，安全可靠，非常适合用于卫生稽查部门的快速检验。

1．2在肿瘤检验中的应用

目前在全世界范围内依然没有很好的针对肿瘤的治疗手段，肿瘤的分期对预后起着决定性的影响，那么对肿瘤的早发现、早诊断、早治疗就摆在了尤为突出的地位［13］。在肿瘤组织中，在细胞发生病理学手段可观测到的形态恶变之前，其实已经存在由细胞增殖分裂分化或一些信号蛋白的产生等引起的细胞中遗传物质、蛋白质和脂类的结构和含量改变，而这些细微的改变可以及时通过拉曼光谱检测反映出来［14］。因而在肿瘤检验中拉曼光谱技术具有传统病理学检测所无法替代的功能用途，对肿瘤的早期诊断有巨大帮助。实验证明拉曼光谱可用于癌变组织与正常组织的鉴别。早在1991年就有人率先对拉曼光谱的肿瘤检验学价值进行了报道。他们发现正常乳腺组织与肿瘤组织甚至良性肿瘤与恶性肿瘤的拉曼光谱在700～1900cm－1存在着明显差别，且对应的各自拉曼峰相对强度也存在显著差异［15］。从此掀开了拉曼光谱应用于早期肿瘤诊断的新时代。Gawinkowski等［16］对拉曼光谱技术进行改进设计了快速近红外拉曼光谱检测系统，进一步提高了检测效率，可在5s内快速测得活体皮肤的拉曼光谱。随即该科研团队利用此系统对肺癌组织进行拉曼光谱检测，结果显示肺癌组织的拉曼光谱特征与正常肺组织之间存在明显差别。此后，该科研小组又成功获得了亚洲人种皮肤黑色素组织的拉曼光谱数据。在对胃癌的在体拉曼检测中研究人员将拉曼光谱技术与微型摄像机、图像分光仪、双极管激光发生器等结合建立了新型拉曼内镜系统，也推动了内镜技术的发展［17］。有学者利用激光作为拉曼光谱的激发光源，对15例手术切除且经病理确诊为基底细胞癌的组织标本进行拉曼照射，同时与正常皮肤组织进行对比分析，结果显示通过拉曼光谱检测可以实现对基底细胞癌的高灵敏度诊断［18］。在对鼻咽癌组织和正常鼻咽组织的拉曼光谱比较中也有相似发现，它们在1290～1320cm－1，1420～1470cm－1和1530～1580cm－1这3处波段区间均存在明显特征差异，可以作为鉴别要点。另有研究人员选用830nm波长激光对甲状旁腺腺瘤组织标本及增生组织标本中的结节区域进行拉曼照射，重复了四十多次试验，比较发现二者的拉曼光谱比较相似，但在蛋白质、脂质等某些特定波段仍存在可区别的差异，建立线性分析的数学模型可以很好地将二者区别开来［19］。对人体多处肿瘤组织的拉曼检测均得到了较好的鉴别指标，预示着拉曼光谱在肿瘤学检验中将有宽广的发展空间。

1．3在药物分析检测中的应用

拉曼光谱较早即应用于药物检验领域。早期便有科研人员用共聚焦拉曼光谱仪对盐酸曲马多进行了检测，所获得的拉曼谱带显示图谱峰形良好，峰强明显，可以较准确地反映出盐酸曲马多的化学结构信息［20］。研究人员分析了倍他米松磷酸钠和地塞米松磷酸钠这两种差向异构体的化学结构差异，分别对其固态及水溶饱和态进行了常规拉曼光谱检测，并进一步对以银胶为基底的这两种药物进行了增强拉曼光谱检测分析，成功建立了这两种差向异构体的拉曼区分系统，可以实现其快速区分鉴别的目的［21］。科研人员采用傅里叶变换拉曼光谱法对不同产地且不同采集时间的野生及人工种植黄芩进行了分析研究，结果显示利用该方法对中药材的质量鉴定较传统鉴别方法更快速简便且不会对受检样品造成破坏，值得推广。有学者在前人基础上开创性地将拉曼光谱技术与光纤传感技术相结合，实现了甲硝唑片的快速无损鉴别，尤其适合于药品监管部门对药品快速检验。

1．4在眼部疾病检验中的应用

晶状体是一具有高浓度蛋白质的双凸面透明组织，其内蛋白变化对晶状体功能改变具有决定性作用，对人眼屈光调节也有重要意义。利用拉曼光谱对晶状体蛋白质的亚结构例如：氨基酸亚基、二硫键、羧基、巯基等的分析可以帮助人们更好地认识晶状体及其调节模式。拉曼光谱技术引入眼部疾病的研究首先是测定了牛晶状体中α、β和γ蛋白的拉曼图谱，结果显示α蛋白主要集中于核部而β蛋白主要集中于皮质部［22］。Short等［23］测试了紫外线诱导下的兔白内障晶状体拉曼光谱，结果显示氨基酸残基中的羟基谱线强度显著增加，无法与水形成氢键，从而科学地解释了白内障晶状体中水分的缺失。与此同时，研究中发现了多肽水解物的组成成分邻氨基苯甲酸，暗示着光化学反应可以造成色氨酸残基的下降。综合现有发现，他们提出了紫外线诱导白内障发生的热损伤学说。研究人员测试了诱发哺乳动物白内障的致病性光谱，以6月龄家兔为阴性对照组，以7月龄糖尿病家兔为糖尿病组，对比发现在900～1700cm－1，并无明显差异，而在800～850cm－1两组差异明显［24］。分析后认为诱发晶状体混浊的主要原因是α、β和γ晶体蛋白的不良聚合反应。

1．5在骨科疾病检测中的应用

绝大部分生物样本都有自体荧光，而荧光的强背景会对拉曼光谱造成很大的干扰，从而影响拉曼光谱的准确性。虽然关于引起骨组织光谱背景的物质尚不明确，但很有可能是一些有机基质中的某些非胶原蛋白分子［25］。如果在未处理的情况下，利用拉曼光谱对骨组织的检测很不准确。随后熊义等［26］发现了通过双氧水法降低骨组织光谱背景的方法，从而为拉曼光谱在骨组织中的研究打开了大门。骨组织在发育成熟后其密度与硬度即随生物力学环境的改变而改变，称为骨重建。在人体整个生命进程中，骨质会伴随着有所改变，利用拉曼光谱可以对这一过程进行深入研究。一旦吸收与沉积的动态平衡被打破，则会造成不同类型的骨科疾病。Oshokoya等［27］建立了以拉曼光谱为研究手段的外力作用下的颅缝早闭模型，研究内容涉及颅骨成分、骨质及基质的相对含量和分布。颅缝早闭症是一种由多病因造成的颅缝发育异常综合征，在婴幼儿属于常见疾病，由于颅缝过早闭合，限制了颅腔的容积，不利于智力的发展。结果显示在非轴向压力的作用下成骨区的前端矿物含量相比无压力的状态下有所下降，其原因可能是矿物沉积不完全［28］。在成骨不全症的研究中，有学者利用拉曼光谱证实了成骨不全症小鼠在6月龄后的骨强度增长不是由于骨形态改变引起的，而是由于骨基质的改进而达成的［29］。

光谱学分析例3

1．1在病原微生物检测中的应用

微生物细胞膜表面有大量已知的生化成分可以看作是微生物的特征性标志，因而可以作为菌种快速识别和鉴定的判断标准。利用拉曼光谱可以在不依赖培养基的情况下直接对患者体内分离下来的或实验室中保存的单一菌种或混合菌群进行快速鉴别及分析［8］。美国华盛顿州的研究人员利用拉曼光谱对从临床患者和医院环境中分离得到的7株副溶血弧菌进行了分析，结果发现7株菌株都有其各自不同于其他菌株的特征峰。他们还将其中2株副溶血弧菌菌株分别按照1∶2、1∶1和2∶1的比例混匀后分别利用拉曼光谱检测，结果显示可以通过2株细菌各自的特征峰将两者明确区别开来，其中一株副溶血弧菌的特征峰出现在了1002cm－1、1177cm－1和1532cm－1处，而另一株副溶血弧菌的特征峰却分别出现在了525cm－1、738cm－1、1319cm－1和1639cm－1处，证明拉曼光谱无论在单一菌种标本还是混合菌群标本中均具有良好的分析鉴定能力［9］。另有研究发现结合使用拉曼光谱和化学计量法可以鉴别微生物的种类及各自血清型，已有实验利用银纳米颗粒作为基底对绿豆芽中的李斯特菌、霍乱弧菌、金黄色葡萄球菌等6种食物源性致病菌进行了拉曼光谱的鉴定和区分［10］。有研究报道对日常生活中主要的食物源性致病菌进行了拉曼光谱分析，从而对细菌进行等级划分，第一级便是区分革兰阳性菌和革兰阴性菌，另外通过各自特征峰区别不同细菌菌属，结果显示各级的识别结果准确度均在91％以上［11］。利用拉曼光谱技术与微流控芯片相结合的办法，毛丽华等人设计并建立了拉曼光谱－微流控芯片自动化检测系统，检测并统计了珠蛋白生成贫血型红细胞与健康人红细胞的拉曼光谱值，通过在1004cm－1、1130cm－1、1450cm－1等拉曼光谱特征峰的数据对比，发现了珠蛋白生成障碍性贫血型红细胞的血红蛋白宽度较健康人红细胞广，并以此发现了新的快速、便捷的检测珠蛋白生成障碍性贫血的检验医学技术。另有研究者也利用拉曼光谱技术与微流控芯片相结合的办法从十多种细菌混合的菌群中对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌进行了快速分析研究。结果表明耐甲氧西林金黄色葡萄球菌较其他细菌有其独特的拉曼波峰，并且整个检测过程用时只需20s时间，在检验精度上也与传统PCR技术、免疫学检测技术所得到的结果相似［12］。该方法简便快速，安全可靠，非常适合用于卫生稽查部门的快速检验。

1．2在肿瘤检验中的应用

目前在全世界范围内依然没有很好的针对肿瘤的治疗手段，肿瘤的分期对预后起着决定性的影响，那么对肿瘤的早发现、早诊断、早治疗就摆在了尤为突出的地位［13］。在肿瘤组织中，在细胞发生病理学手段可观测到的形态恶变之前，其实已经存在由细胞增殖分裂分化或一些信号蛋白的产生等引起的细胞中遗传物质、蛋白质和脂类的结构和含量改变，而这些细微的改变可以及时通过拉曼光谱检测反映出来［14］。因而在肿瘤检验中拉曼光谱技术具有传统病理学检测所无法替代的功能用途，对肿瘤的早期诊断有巨大帮助。实验证明拉曼光谱可用于癌变组织与正常组织的鉴别。早在1991年就有人率先对拉曼光谱的肿瘤检验学价值进行了报道。他们发现正常乳腺组织与肿瘤组织甚至良性肿瘤与恶性肿瘤的拉曼光谱在700～1900cm－1存在着明显差别，且对应的各自拉曼峰相对强度也存在显著差异［15］。从此掀开了拉曼光谱应用于早期肿瘤诊断的新时代。Gawinkowski等［16］对拉曼光谱技术进行改进设计了快速近红外拉曼光谱检测系统，进一步提高了检测效率，可在5s内快速测得活体皮肤的拉曼光谱。随即该科研团队利用此系统对肺癌组织进行拉曼光谱检测，结果显示肺癌组织的拉曼光谱特征与正常肺组织之间存在明显差别。此后，该科研小组又成功获得了亚洲人种皮肤黑色素组织的拉曼光谱数据。在对胃癌的在体拉曼检测中研究人员将拉曼光谱技术与微型摄像机、图像分光仪、双极管激光发生器等结合建立了新型拉曼内镜系统，也推动了内镜技术的发展［17］。有学者利用激光作为拉曼光谱的激发光源，对15例手术切除且经病理确诊为基底细胞癌的组织标本进行拉曼照射，同时与正常皮肤组织进行对比分析，结果显示通过拉曼光谱检测可以实现对基底细胞癌的高灵敏度诊断［18］。在对鼻咽癌组织和正常鼻咽组织的拉曼光谱比较中也有相似发现，它们在1290～1320cm－1，1420～1470cm－1和1530～1580cm－1这3处波段区间均存在明显特征差异，可以作为鉴别要点。另有研究人员选用830nm波长激光对甲状旁腺腺瘤组织标本及增生组织标本中的结节区域进行拉曼照射，重复了四十多次试验，比较发现二者的拉曼光谱比较相似，但在蛋白质、脂质等某些特定波段仍存在可区别的差异，建立线性分析的数学模型可以很好地将二者区别开来［19］。对人体多处肿瘤组织的拉曼检测均得到了较好的鉴别指标，预示着拉曼光谱在肿瘤学检验中将有宽广的发展空间。

1．3在药物分析检测中的应用

拉曼光谱较早即应用于药物检验领域。早期便有科研人员用共聚焦拉曼光谱仪对盐酸曲马多进行了检测，所获得的拉曼谱带显示图谱峰形良好，峰强明显，可以较准确地反映出盐酸曲马多的化学结构信息［20］。研究人员分析了倍他米松磷酸钠和地塞米松磷酸钠这两种差向异构体的化学结构差异，分别对其固态及水溶饱和态进行了常规拉曼光谱检测，并进一步对以银胶为基底的这两种药物进行了增强拉曼光谱检测分析，成功建立了这两种差向异构体的拉曼区分系统，可以实现其快速区分鉴别的目的［21］。科研人员采用傅里叶变换拉曼光谱法对不同产地且不同采集时间的野生及人工种植黄芩进行了分析研究，结果显示利用该方法对中药材的质量鉴定较传统鉴别方法更快速简便且不会对受检样品造成破坏，值得推广。有学者在前人基础上开创性地将拉曼光谱技术与光纤传感技术相结合，实现了甲硝唑片的快速无损鉴别，尤其适合于药品监管部门对药品快速检验。

1．4在眼部疾病检验中的应用

晶状体是一具有高浓度蛋白质的双凸面透明组织，其内蛋白变化对晶状体功能改变具有决定性作用，对人眼屈光调节也有重要意义。利用拉曼光谱对晶状体蛋白质的亚结构例如：氨基酸亚基、二硫键、羧基、巯基等的分析可以帮助人们更好地认识晶状体及其调节模式。拉曼光谱技术引入眼部疾病的研究首先是测定了牛晶状体中α、β和γ蛋白的拉曼图谱，结果显示α蛋白主要集中于核部而β蛋白主要集中于皮质部［22］。Short等［23］测试了紫外线诱导下的兔白内障晶状体拉曼光谱，结果显示氨基酸残基中的羟基谱线强度显著增加，无法与水形成氢键，从而科学地解释了白内障晶状体中水分的缺失。与此同时，研究中发现了多肽水解物的组成成分邻氨基苯甲酸，暗示着光化学反应可以造成色氨酸残基的下降。综合现有发现，他们提出了紫外线诱导白内障发生的热损伤学说。研究人员测试了诱发哺乳动物白内障的致病性光谱，以6月龄家兔为阴性对照组，以7月龄糖尿病家兔为糖尿病组，对比发现在900～1700cm－1，并无明显差异，而在800～850cm－1两组差异明显［24］。分析后认为诱发晶状体混浊的主要原因是α、β和γ晶体蛋白的不良聚合反应。

1．5在骨科疾病检测中的应用

绝大部分生物样本都有自体荧光，而荧光的强背景会对拉曼光谱造成很大的干扰，从而影响拉曼光谱的准确性。虽然关于引起骨组织光谱背景的物质尚不明确，但很有可能是一些有机基质中的某些非胶原蛋白分子［25］。如果在未处理的情况下，利用拉曼光谱对骨组织的检测很不准确。随后熊义等［26］发现了通过双氧水法降低骨组织光谱背景的方法，从而为拉曼光谱在骨组织中的研究打开了大门。骨组织在发育成熟后其密度与硬度即随生物力学环境的改变而改变，称为骨重建。在人体整个生命进程中，骨质会伴随着有所改变，利用拉曼光谱可以对这一过程进行深入研究。一旦吸收与沉积的动态平衡被打破，则会造成不同类型的骨科疾病。Oshokoya等［27］建立了以拉曼光谱为研究手段的外力作用下的颅缝早闭模型，研究内容涉及颅骨成分、骨质及基质的相对含量和分布。颅缝早闭症是一种由多病因造成的颅缝发育异常综合征，在婴幼儿属于常见疾病，由于颅缝过早闭合，限制了颅腔的容积，不利于智力的发展。结果显示在非轴向压力的作用下成骨区的前端矿物含量相比无压力的状态下有所下降，其原因可能是矿物沉积不完全［28］。在成骨不全症的研究中，有学者利用拉曼光谱证实了成骨不全症小鼠在6月龄后的骨强度增长不是由于骨形态改变引起的，而是由于骨基质的改进而达成的［29］。

光谱学分析例4

[中图分类号] G642

[文献标识码] A

[文章编号] 2095-3712（2014）22-0058-03[ZW（N]

[作者简介]张焕君（1982―），女，河南许昌人，硕士，郑州轻工业学院教师；程学瑞（1982―），男，河南安阳人，博士，郑州轻工业学院副教授，研究方向：材料物理。

拉曼光谱的强度、频移、线宽、特征峰数目以及退偏度与分子的振动能态、转动能态、对称性等特性有紧密的联系，即与分子的结构紧密相关。而且拉曼光谱具有制样简单，分析快速、无损，所检测的样品仅需微量即可满足测量要求等诸多优点，因而成为研究分子结构的强有力工具，广泛地应用于分子的鉴别、分子结构的研究、分析化学、石油化工催化和环境科学等各个领域[1-2]。然而，相对于气相、液相色谱法的较高精度而言，较大的分析误差率限制了拉曼光谱定量分析的应用。在实际应用中，拉曼光谱分析技术多用于样品的定性分析，尤其是在实验教学当中，更多的是强调其定性分析的作用，而忽略其定量分析的功能[3-4]。尤其是对具有强荧光背景物质，如乙醇及其混合溶液的定量分析，更是拉曼光谱定量分析中的难点问题。

为帮助学生克服这样单一的认识，我们在教学实验环节增加了相关实验内容，采用拉曼光谱对乙醇溶液的浓度进行定量分析。在教学过程中，我们向学生介绍了拉曼光谱定量分析的理论依据、分析过程，并着重分析了误差来源，以加深学生对拉曼光谱的认识，尤其是让学生对其定量分析功能有了进一步的了解。

一、理论依据

拉曼光谱定量分析的理论依据为：

I=KΦC∫b[]0e（[WTBZ]ln[WTBX]10）（k+k）zh（z）dz

在上式中，I为光学系统所收集到的样品表面拉曼信号强度；K为分子的拉曼散射截面积；Φ为样品表面的激光入射功率；k、k′分别是入射光和散射光的吸收系数；Z为入射光和散射光通过的距离；h（z）为光学系统的传输函数；b为样品池的厚度。由上式可以看出，在一定条件下，拉曼信号强度与产生拉曼散射的待测物浓度成正比，即I∝C。

二、实验过程

实验样品材料为国药集团化学试剂有限公司生产的浓度不低于99.7%的分析纯乙醇、四氯化碳和去离子水。把不同体积的去离子水加入乙醇样品中，配制成不同浓度的乙醇-水二元体系溶液；用激光功率为50mW（100%）的拉曼光谱仪采集纯乙醇溶液、水、四氯化碳溶液的拉曼光谱图；用拉曼光谱仪采集不同浓度的乙醇溶液的拉曼光谱图，对每种浓度的样品重复扫描3次，试验结果取三次扫描的平均值。

三、结果讨论

把配制好的不同浓度的乙醇溶液加入未受污染的样品池，把不同浓度的样品分别放在拉曼光谱仪上测出其拉曼光谱。荧光背底扣除后不同浓度的乙醇-水溶液的拉曼光谱图如图1所示。

图1荧光背底扣除后不同浓度的乙醇-水溶液的拉曼光谱图

表1中的数据进一步显示出，随着乙醇浓度的增加，特征峰强度的比值在不断增加。纯水的3200cm-1峰的强度I2与不同浓度乙醇的884cm-1峰的强度I1之比R1和面积比R2与乙醇浓度的关系见表1。拟合图如图2所示，R1和R2与乙醇浓度有较好的线性关系，其线性相关系数分别为0.98554和0.97558。

四、误差分析

激光功率、样品池、聚焦位置等因素会对定量分析结构有重要影响。

（一）激光功率的影响

不改变聚焦样品的位置，激光功率分别选取100%、50%、10%、5%、1%和0.5%（100%为50mW），对50%的乙醇-四氯化碳溶液进行测试，结果如表2所示。

由表2可以看出，随着激光功率的改变，两个特征峰（峰459cm-1和884cm-1）的强度比值基本上在2.3左右，面积比值基本上在3.0左右。然而可以看出，当激光功率很小时（1%或0.5%），由于激发光源本身很弱，导致散射的拉曼信号强度本身也非常弱，而且信噪比很大，所以相对误差比较大。而且当激光功率很强（100%功率）时，两个特征峰的强度比值和面积比值都稍微偏离2.3和3.0，其原因可能是，激光功率很强时，其信号强度和荧光信号也比较强，而荧光对拉曼散射的干扰非常大，导致在扣除荧光背底过程中出现较大的偏差。

（二）样品池的影响

如图4是毛细管样品池的拉曼光谱图，实验过程中用毛细管吸取待测溶液。毛细管作为样品容器，在激光激发下也存在拉曼光谱和荧光背底，在基线处理和背底扣除过程中难以完全消除其影响，进而产生误差。

图4毛细管样品池的拉曼光谱图

（三）聚焦位置的影响

在同一样品不同点进行多次测量，分析结果发现，混合溶液的特征峰强度的比值存在较大的偏差，主要原因可能是本次试验使用的是显微共聚焦激光拉曼光谱仪，3次测量的聚焦位置不同，以及数据处理过程当中荧光背底的扣除都会引起较大的误差。对同一浓度的溶液测量3次，所得强度之比的不确定度为0.117，相对强度之比与乙醇浓度拟合直线的不确定度为0.024，相对面积比与乙醇浓度拟合直线的不确定度为0.858。

综上所述，激光功率、样品池、聚焦位置等因素会对拉曼光谱定量分析结构产生一定的影响。另外，乙醇的挥发、激光功率的稳定性、实验仪器的固有误差等因素也会对测试结果带来影响。然而，拉曼光谱定量分析的结果仍然有较大的可信度，可以作为一种有效的定量分析方法。

参考文献：

[1]谭红琳，李智东，张鹏翔，等.乙醇、甲醇、食用酒及工业酒精的拉曼光谱测定[J].云南工业大学学报，1999（2）.

光谱学分析例5

我国中药资源丰富，应用历史悠久。然而由于我国中药生产工艺及质量控制技术水平较低，严重制约我国中药产业现代化的发展。随着现代科学技术的发展，药物分析方法己经从传统的化学分析发展到仪器分析阶段，紫外可见分光光度法、薄层扫描色谱法、电泳法、气相和高效液相色谱法及各种联用分析技术等己经应用到中药材分析中。但这些方法都需要经过复杂的样品准备和预处理，测定成本高且效率较低，因此难以用于中药产品及其生产过程的快速分析。

近年来国际上提出了一种全新的药物非破坏快速分析法，该法是将化学计量学同近红外（NIR）光谱分析法相结合而形成的新技术。由于NIR光谱分析法操作简便、快速、能非破坏的对各种样品进行快速、精确的分析，加之分析仪器的数字化和化学计量学的发展，运用化学计量学方法已能很好的解决光谱信息的提取及背景干扰方面的影响。因此，NIR光谱在制药工业中的应用日趋广泛。随着中药产业现代化进程的逐步加快，NIR光谱分析法被引入到中药材分析领域，在中药材鉴别和有效组分定量分析等方面取得了可喜的进展，显示出NIR光谱分析技术在中药材分析中具有广阔的发展空间。

一、NIR技术简介

近红外光谱是人们发现最早的处于可见光和中红外光之间的非可见光谱区域。许多有机物在该区域有着特征性吸收，且不同光谱波段的吸收强度与该物质的分子结构及浓度之间存在一定的对应关系。它的发现已有近200年的历史，而近红外光谱分析方法却仅在最近这二十年间才得到了迅速发展和广泛应用。特别是进入90年代后，现代近红外光谱成为了发展最快、最为引人瞩目的光谱分析技术，是化学计量学与光谱测量技术的有机结合，被誉为分析的巨人。而我国对近红外光谱技术的研究及应用起步相对较晚，但逐渐受到关注，并在光谱仪器研制、配套软件开发、基础研究和应用等方面取得了丰硕的成果，并带来了极好的经济效益与社会效益。

二、常见的化学计量学方法

目前，在NIR 光谱分析中最常用的化学计量学方法为多元校正方法，主要包括：多元线性回归、主成分分析、主成分回归和偏最小二乘等。最近十几年，包括人工神经网络、遗传算法和模糊逻辑系统等软计算方法在化学中的应用得到了越来越多的关注。由于中药材化学物质体系非常复杂，待分析的药效成分多是混合体，如各种中药制剂和天然药物等。同时在中药材质量控制中，由于中药生产方式：提取、炮制、煎煮等对待测成分的影响，又存在着动态化学变化和新成分的生成，致使其内部有效成分复杂多变，难以阐明。所以，在实际的中药材分析应用中，使用常规的NIR光谱多元校正建模或模式分类等方法往往不能取得理想的定性或定量分析结果，导致其成为阻碍中药NIR光谱分析技术应用发展的瓶颈。为此，有必要进一步研究中药材的NIR光谱计算分析方法学。

三、NIR技术在中药材分析中的应用

中药材分析包括定性分析和定量分析两个方面。定性分析多为对中药材及中成药的真假鉴别、产地鉴别和来源鉴别。汤彦丰等[1]将近红外漫反射光谱分析技术与人工神经网络方法相结合, 对52种大黄样品进行了测定和鉴别, 正确率可达96%。刘沭华等[2]采用近红外光谱法结合近邻法和多类支持向量机等模式识别技术对来自4个不同产地的269个白芷样本和6个不同产地的350个野生和栽培丹参样本进行了产地鉴别。刘荔荔等[3]采用傅立叶变换近红外光谱结合聚类分析对7种红曲霉属真菌发酵制成的红曲药材进行了成功鉴别。

中药材的定量分析主要指对中药材有效成分含量的测定, 于晓辉等[4]将近红外光谱技术与径向基函数神经网络相结合,对42种大黄样品中的主要有效成分: 蒽醌类化合物、水溶性蒽甙类化合物、芪甙类化合物和鞣质类化合物进行了定量预测分析。朱向荣[5]应用近红外光谱分析技术结合化学计量学方法, 成功的测出中药清开灵注射液中间体总氮和栀子苷的含量。赵玉清等[6]采用近红外光谱建立了偏最小二乘模型，实现了对黄芪提取液中总皂苷含量的测定。

四、展望

为了更好发挥近红外光谱法在中药领域的快速分析作用，拓展各种化学计量学方法的应用范围，为其在中药材分析中的应用打下一定基础，当前必须进行中药材近红外光谱的化学计量学方法研究，特别是发展近红外光谱非线性建模方法、特征光谱信息提取、化学信息模式识别以及模糊聚类分析等方法，发展形成中药材快速分析新技术，实现中药生产全过程质量监控，这对于推进我国中药产业现代化进程具有重大理论意义和实际应用价值。

参考文献

[1]汤彦丰, 张卓勇, 范国强 光谱学与光谱分析 2004, 24 (11): 1348-1351

[2]刘沭华，张学工，周群，光谱学与光谱分析 2006，26（4）∶629-632.

[3]刘荔荔, 邢旺兴, 贾暖, 林培英, 必鹤鸣, 吴玉田 第二军医大学学报2002，23（11）:1230-1232

光谱学分析例6

Abstract: at present, the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer type in quantitative less reports. Using relevant adjusting mathematical method, draw standard curve, through the test obtained X-ray fluorescence intensity data show that stimulate samples, and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer type in high carbon ferromanganese quantitative analysis Mn, P, Si three elements have good stability and chemical composition analysis the accuracy of the data.

Keywords: energy dispersion type; X-ray fluorescence spectrometer; Fluorescence intensity; High carbon ferromanganese

中图分类号：O434.13文献标识码：A 文章编号：

1.引言：能量色散型X荧光光谱仪是基于有关X射线进行能谱分析，它的主要特点：检测灵敏度高，没有波长色散法中高次衍射谱线的干扰问题。它可测定原子序数11-92的元素，能用于定性、半定量和定量分析，并可进行多元素同时检测，是一种快速、精密度高的分析仪器，可广泛用于金属、合金、制造、矿物等各个领域。运用能量色散型X荧光光谱仪定量分析高碳锰铁样品，分析速度快、成本低；是目前分析较为理想的方法。

2.试验部分

2.1仪器与试剂

岛津EDX-700能量色散型X射线荧光光谱仪

液氮

标准样品：通过化学分析的方法对中心化验室所收检的高碳锰铁样品进行认真分析得到准确结果作为标准样品进行试验，从分析结果的数据证明此方法所作的标准样品可作为依据进行下一步分析；也可采用国家化学分析标准样品，但要求制成与检测样品同等目数使用。

2.2分析样品的制备

根据仪器的要求使用粉末样品盒，200目粉末高碳锰铁标准样品在室温下用聚酯塑料膜封样品盒底，再加入适量样品后用聚酯塑料膜封样品盒底备用。待测样品同样准备。

2.3工作条件及分析参数

X射线管使用Rh管(25W)，管电压、电流为50KV-auto，测定时间100s,测定X射线Kα，光阑10mm2,监测器为Si（Li）半导体。

2.4工作曲线的绘制

按1.2制备的标准样品，在仪器上测量各元素X射线激发后产生的荧光强度能量对各元素含量作曲线，进行数学校正（包括背景、漂移、重叠、共存元素校正），绘制工作曲线。其中Mn、P、Si三元素的曲线效果好，说明在本条件下测定Mn、P、Si三元素适宜。

2.5样品的测定

检测待测样品的X射线激发后产生的荧光强度能量，并进行与标样相同的数学校正，利用标准曲线得到样品所测元素的含量。

3.结果与讨论

3.1样品粒度的影响

样品粒度对元素X射线激发产生的荧光强度有一定的影响，试验了不同颗粒的样品荧光强度值，结果表明粉末颗粒越大，荧光强度的不确定性越大，经试验粉末样品粒度小于200目最好，因此通常采用粒度200目进行试验。

3.2共存干扰及基体校正

对于硅元素，由于本身含量低，且荧光强度能量低，很易受共存元素的干扰，特别是能量高、X射线强度大的元素及相邻谱线元素，经试验对硅干扰的元素有Ca、Mg、Mn、Fe，而Fe作为主量元素由于含量太高，在此测量条件下，激发强度高，对硅产生了很强的质量吸收效应，用于对硅校正时，出现了校正过度现象，使曲线斜率过小，测量的灵敏度低，重复性差，故没有用Fe而用Ca、Mg、Mn进行校正。本文运用近似数学模型的经验校正方法，采用了强度校正方法。经验校正公式为：

n

Ci=B0 + Ii (K0 +∑ KijIj )

j=1

式中，Ci为待测元素含量；K0,Kij为校正系数；B0为截距；Ij为j元素的X射线强度。

3.3准确度试验

把待测试样按样品制备方法制作好后，然后用仪器进行测定，并由仪器从曲线上自动求出待测试样各元素含量。

选取一组样品用化学方法和X射线荧光法进行分析对照，结果表明两种方法测定值结果在一类实验误差范围内相符，其准确度满足试验要求，结果如表一。

3.4精密度试验

对同一样品连续进行测定10次（见表二），求出标准偏差和相对标准偏差，Mn为0.19％和0.29％；SiO2为0.16％和7.34％；P2O5为0.026％和

表一 样品测定测定结果

表二 SH2005-05-1样品测定10次测定结果

4.82％。结果表明，其标准偏差小于一类实验误差，精密度合乎试验要求。

4.讨论

4.1工作曲线制作后，只要待测试样各组分含量及仪器各参数无大的变化，一般不用再调整曲线。实际运用中只需出现标样结果偏差较大时进行一次标准化。

4.2本法由于粒度效应，样品粒度对测试有一定的影响，要求制样时粒度达到200目时，粒度效应对测试基本无影响。本法分析速度快、成本低，克服了化学分析方法费时、费力的不足；是目前分析较为理想的方法。

参考文献：

⑴谢格厚，高新华，现代X射线荧光光谱仪的进展［J］，冶金分析，1999，19（1）：32.

光谱学分析例7

【关键词】 红外光谱; 红外指纹图谱技术

【Abstract】 Infrared spectrum (IR) is a fast developing newly technology. Compared with traditional analysis technology， IR possesses characters of fast analysis， little sample， no breach and no pollution. IR measures the absorption spectrum of molecule， and different substances have different fingerprint patterns. Thus， IR technology can be applied to detect and analyze the quality of traditional Chinese drug. Using the computer， pattern recognition and so on， we can estimate if traditional Chinese drug is real or fake， good or bad under the guidance of comprehensive， macroscopic and nonlinear analysis idea as well as quality control models.【Key words】 infrared spectrum; technology of IR fingerprint

红外光谱分析技术是一门发展迅猛的高新技术， 在分析化学领域里被誉为分析“巨人”，这个“巨人”的出现掀起了一场分析技术革命。 使用传统的分析方法测定一个样品的多种性质或浓度数据需要多种分析仪器， 耗费大量人力、物力和时间，因此成本高，工作效率低，远不能适应现代工业的需要;与传统分析技术相比，IR分析技术能在几十秒甚至几秒内，仅通过对样品的一次IR简单测量，就能同时测定一个样品的几种甚至几十种物质或浓度数据，而且被测样品用量很少，无破坏，无污染，无损伤分析，操作简单，分析成本低[14]。

1 红外光谱分析技术的发展过程红外光谱是研究红外光与物质分子间相互作用的吸收光谱，红外光谱分近红外区(泛频区)波长范围12 500～4 000/cm，中红外区(基本震动区)波长范围4 000～400/cm，远红外区(转动区)波长范围400～25/cm [5]。而近红外区(NIR) 最初于1800年被英国物理学家赫谢耳(William F Hershel)发现， 是人们最早发现的非可见光区域。1835年Ampere利用新发明的热电偶证明了NIR具有同可见光一样的光学性质[5，6]。早期的红外光谱广泛应用棱镜作为单色器，用连续波扫描，分辨率低，但仍在化合物结构表征发挥重要作用。20世纪60年代以后以光栅为单色器，提高了分辨率，曾在传统的农副产品领域中有所应用。而近红外方法作为一种新兴的定量分析方法今年来取得了显著进展，在食品、农产品、烟草等方面尤为突出[7]。20世纪80年代后期曾出现过红外光谱法鉴别中药的某些报道，但由于光谱总体解析知识的贫乏、思路上的保守和缺乏交叉学科的相互渗透，其进展并不显著。20世纪90年代后期以来，出现了将红外光谱法与计算机辅助解析技术有机的结合应用于中药鉴定的若干报道。

2 红外光谱技术

2.1 红外数据库随着计算机的普及红外光谱分析与薄层色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法、高效毛细管电泳法、紫外光谱法、红外光谱法、核磁共振和X射线衍射法、质谱及分子生物学技术连用[8]，为红外光谱的应用开辟了更广阔的领域。随后又有人将红外数据库通过计算机系统运用于红外光谱仪中，即将光谱的数字化形式存放在IBM计算机穿孔卡片上形成红外数据库。目前已建立的红外数据库主要有:(1)ASTM红外光谱;(2)Sadtler谱库;(3)Aldrich/Nicolet凝聚相普图库;(4)Sigma生物化学谱库;(5)Nicolet蒸气相谱库;(6)Georgia州犯罪实验室麻醉剂谱库;(7)多伦多法法庭谱库;(8)Aldrich蒸气相谱库;(9)Sadtler SpecFinder数据库;(10)PE谱库;(11)固体药物FTIR谱库;(12)EPA气相 FTIR谱库。

2.2 红外光谱仪与其他仪器的连用在实际工作中，红外光谱仪经常通过与其他仪器连用。常见的有GC/FTIR联用技术[8];HPLCFTIR联用技术[9，10];TLCFTIR联用技术[11，12];SFCFTIR联用技术[13];TGAFTIR联用技术[1416]等。

范雪芳，等.红外光谱分析技术及其应用

成都医学院学报2009年9月，4(3)

3 红外指纹图谱技术现状红外光谱测定的是物质中分子的吸收光谱，不同的物质会有其特征指纹的特性，目前红外指纹图谱已成为鉴定和分析不同产地及品种的中药材内在质量的重要手段。但由于中药指纹图谱相当复杂，人工比较难掌握结果的准确性，因此将其用于复方中药的鉴定和分析[1720]。对于中药的品种和真伪鉴别，除液相和薄层等以色谱为主的指纹图谱方法外，还可以使用光谱测定的指纹图谱方法，即红外指纹图谱鉴别技术，该技术无需对中药进行提取分离等繁杂的化学处理，而直接进行红外光谱分析检测，是目前中药材及其制剂最直接、快速、准确的鉴定鉴别和质量控制方法。目前我国中药指纹图谱的实施， 已由实验室研究进入到实际应用和作为法定质量标准的阶段。它不仅从图谱的整体特征来综合地鉴别真伪， 还可以以一定的量化参数大致评价中药产品质量的稳定性和一致性。在现阶段， 据此判断原料、半成品、成品的质量相关性、一致性和稳定性， 应用范围包括1094光谱学与光谱分析原料药材的筛选、生产工艺的优化、成品质量的稳定考察、市场商品的质量监控。实践证明， 色谱指纹图谱分析所表达的质量信息远比测试单一成分要丰富得多 [21，22] 。例如天士力集团已将多元色谱指纹图谱分析定为内控方法。对复方丹参滴丸主要化学成分进行了系统分析， 鉴定出10种丹参水溶性成分和20种三七皂苷类成分， 基本揭示了复方丹参滴丸化学物质基础; 能更完整地反映出复杂药产品的化学组成特征， 可用于复中药产品的质量控制[23](各批次的复方丹参滴丸产品中有效成分的含量一致， 确保了复方丹参滴丸质量的稳定) 。

4 红外指纹图谱的应用近两年来红外光谱在中药质控领域取得突破性进展， 突破了检测样品有损、存在大量废弃物的问题， 形成了一种无损、环保的新型检测体系。常规的制药分析样品前处理繁琐， 分析周期较长， 使用有毒有害试剂较多， 常产生大量废气、废液; 相比之下红外光谱分析有如下鲜明的技术特点:分析速度快， 多种成分同时分析， 无污染分析， 样品不需特别的预处理， 不使用有毒、有害试剂， 无损伤分析， 操作简单， 分析成本低。红外光谱技术已在中药材鉴定、中药材炮制、中药注射剂各个领域发挥了重要作用， 分述如下。

4.1 中药材鉴定

4.1.1 常用中药材的深入研究 红外光谱对常用中药的研究已经不局限于通过谱图的差异来作出简单辨别; 而出现两个新的应用研究方向: 一种是在谱图计算机辅助解析方面进行深入研究， 采用多种分析方法挖掘谱图数据信息; 另一种是为了增大样品差异性对样品进行前处理。例如王凤岭等[24 ]利用红外三级鉴定法区别栽培和野生丹参，徐海星等[7]使用不同溶剂对原药材进行提取处理，采用红外光谱图谱鉴别法对提取物进行分析。红外光谱技术应用新进展表现为: 一方面通过应用了不同的溶媒进行试验， 对药材进行提取处理， 增大了样品差异性， 提高了谱图差异化， 更有利于差异性小的药材辨识; 另一方面谱图计算机辅助解析通过量化峰高比、主成分分析、谱图半定量分析、相关二维、神经网络等方面的深入研究，挖掘了更多的谱图数据信息。

4.1.2 地方民族药的鉴别 由于地方民族药还停留在外观形状经验鉴别水平， 相应色谱含量分析较少。因此红外光谱分析技术已迅速被彝、藏、蒙等少数民族医药所接受， 并且在地域性药物鉴别、基原调查、珍稀药材保护等领域进行了有益的尝试。例如杨群等[25]采用傅里叶变换衰减反射红外光谱法对鸡根、大红袍两种彝药药材进行了快速无损的红外光谱测定;关昕璐等[26]采用红外光谱法直接测定藏药翼首草不同产地、不同药用部位的红外光谱， 并比较了它们的红外光谱差别;徐良等[27]用红外三种光谱法对四种蒙药材进行了鉴别研究，四种药材粉末的红外光谱有明显区别。红外光谱在地方民族药中的应用， 打破了其长期缺乏有效质控方法的局面。与此同时， 红外光谱也将成为地方民族医药核心质控技术。

4.2 中药材炮制红外指纹图谱用于中药炮制品的鉴别是可行的， 特别是二维相关的使用， 使炮制过程不再成为不可控的过程; 且红外光谱法样品制备简单， 仪器设备普及性强， 在中药饮片的快速鉴别与过程监控中具有一定的优势。例如鲍红娟等[28]利用红外光谱技术分析研究河南道地药材怀菊花及其炮制品， 找出怀菊花、炒菊花和菊花炭的红外光谱和二阶导数谱的“指纹”特征。

4.3 中药注射剂红外光谱在重要注射剂中同样发挥重要作用，例如王晶等[29]将红外光谱技术应用于中药注射剂鉴别; 潘艳丽[30]研究黄金菊粉针(金莲花、野菊花、金银花) 药效组分的红外指纹表征。

5 结语随着红外光谱与色谱指纹图谱在解决中药质量标准与检验方面优势的显现， 中药质控领域结合自身实际情况对其在该领域的研究进行了有效的延伸与扩展， 基本形成以红外光谱为定性、半定量分析， 色谱指纹图谱为定量分析的两大模式; 在药物质量控制过程中， 红外光谱可以应用于前道质量控制与样品稳定性考察; 色谱指纹图谱可以应用于后续重点成份指标含量控制; 两者互相渗透、互为补充， 为中药现代化铺平了道路。

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光谱学分析例8

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0306-01

一、 近红外光谱定量分析方法原理

近红外光谱分析方法是一种通过建立校正模型后对未知样品进行定量或定性分析的间接分析方法。进行近红外光谱定量分析首先必须建立校正模型，即收集建模样品，分别测定样品的近红外光谱和化学分析的参考值，通过化学计量学方法建立模型；得到模型后必须对校正模型进行验证：模型通过验证后就可以用于对未知样品的预测分析。

（1）建模样品的收集

建立校正模型前，应收集有代表性的校正集样品。样品组分的浓度范围应涵盖以后要分析样品组分的浓度变化范围，且组分浓度在整个变化范围内应均匀分布，以保证以后校正模型测量的精度均匀一致。校正集中应具有足够的样品数以能统计确定光谱变量与浓度或性质之间的数学关系。

（2）样品化学分析值的测定

校正集样品的组成或性质通常采用现行标准或传统方法进行测定。由于校正模型与建模样品组分的化学值有关，所以模型预测结果的准确性在很大程度上取决于化学分析结果的准确性。对于组分含量较少的样品，可以通过配制的方式得到校正集，此时应注意，为了避免组分之间的干扰，需要在未知样品可能的浓度范围内变化所有组分的浓度。

（3）近红外光谱的采集

采集校正集、验证集和未知样品的近红外光谱时，必须采用同一种光谱采集方式，否则会给测量结果带来误差。另外，进行近红外光谱采集时，测量条件应尽量保持一致。

（4）光谱预处理并建立校正模型

通过对光谱进行适当的预处理，可以减弱甚至消除基线漂移、背景等各种非目标因素对光谱的影响，为校正模型的建立和未知样品组成或性质的预测奠定基础。采用化学计量学方法建立化学分析值和预处理的光谱数据之间的校正模型。由于近红外光谱中各组分的谱带重叠严重，用单波长数据建立的校正模型会产生较大的误差，因此，需利用多波长甚至全谱的数据建立校正模型。常见的化学计量学建模方法包括多元线性回归、主成分回归、偏最小二乘回归和人工神经网络等，这些方法的引入，使校正模型应用范围得到进一步扩展。

（5）校正模型的验证分析

校正模型建立后，必须对模型进行检验，以确定模型的可靠性。模型验证的基本过程是采用模型对一组已知参考值的样品（称为验证集）进行预测，对建立的校正模型进行验证分析。验证集样品组分的浓度应不超出校正集样品的浓度范围，且浓度变化是均匀的。当证明校正模型是可靠的之后，模型就可以用于样品的分析。

近红外光谱分析方法常用的光谱测量手段包括透射光谱技术与漫反射光谱技术。透射光谱一般适用于均匀透明的溶液样品，测量得到的吸收光谱符合朗伯比尔定律。而对于固体颗粒、粉末和纸张等样品，漫反射光谱技术是最常用的光谱测量方式。近年来，漫反射光谱技术成为近红外光谱方法的研究热点。为了对影响漫反射光谱分析结果的因素有所了解，这里对漫反射光谱定量分析原理进行论述。

近红外漫反射光谱定量分析已被广泛应用于多种领域。其基本原理为当光线照射到样品上时，一部分光在样品表面产生镜面反射，另一部分光经折射进入样品内部，在样品内部与样品分子发生吸收、散射、规则反射和透射等作用，最后由样品表面辐射出来，辐射出来的光由于散向空间各个方向而被称为漫反射。由于近红外光的波长远小于样品颗粒的直径，光在样品中传播时散射效应较大，而且能够穿透到样品内部，携带样品组成及其分子的结构信息，使得漫反射光谱方法可以对样品进行测定。在漫反射过程中，样品与光的作用有多种形式，除样品的组成外，其粒径大小及分布均对漫反射光的强度有一定的影响，因此漫反射光的强度与样品组分含量并不严格符合朗伯比尔定律。有关近红外漫反射光谱用于固体样品的多组分定量分析的算法已有很多文献报道，然而在这些算法中，对于待测组分的浓度和光谱谱带强度间的关系并没有给出统一的规定。到目前为止，关于漫反射光谱响应与样品中组分含量间的相互关系主要有两种表达方式，一种是采用漫反射吸光度A来表示，另一种是采用Kubelka-Munk函数（简称KM函数）表示。采用KM函数形式表达的漫反射光谱，其光谱强度与样品浓度的关系表达式简单且线性关系较好，然而KM函数形式的漫反射光谱由于较强的基线漂移，使得光谱重现性差，定量分析结果误差较大。对于采用漫反射吸光度形式表达的漫反射光谱，虽然它的光谱强度与样品浓度间的线性不如KM函数好，然而由于其基线误差较小，光谱重现性好，结合一定的多元校正方法，可以得到很好的分析结果。因此，广大分析工作者多采用漫反射吸光度形式表达的漫反射光谱开展分析研究工作。

光谱学分析例9

【中图分类号】TP391【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0041-01

光谱分析法是测定物质与电磁辐射相互作用时所产生的发射、吸收辐射的波长和强度进行定性、定量和结构分析的方法。光谱分析是近几十年发展起来的，当今发展迅速、方法门类众多，能够适应各个领域所提出的新任务，已成为现代分析的重要方法：

1、原子发射光谱法

1859年基尔霍夫、本生研制了第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验； 1900年普朗克提出了“量子化”概念并于1918年因创立量子论、发现基本量子获诺贝尔物理学奖；1905年爱因斯坦提出了光量子假说并于1921年因“光的波粒二象性”这一成就获得诺贝尔物理学奖，他们的理论为光谱分析的发展奠定了坚实的理论基础。20世纪30年代建立了光谱定量分析法。20世纪60年代以后原子发射光谱得到迅速发展，期间主要应用火焰、电弧及电火花等激发光源，在发现新元素、促进原子结构理论的发展及其在各种无机材料定性分析中发挥了重要作用。20世纪70年代以来，应用了电感耦合高频率等离子体焰炬、激光等新型激发光源。

2、原子吸收光谱法

1802年，伍朗斯顿在研究太阳连续光谱时发现了太阳连续光谱中有暗线。1817年福劳霍费在研究太阳连续光谱时，再次发现了这些暗线，将这些暗线称为福劳霍费线。1860年，本生和克希荷夫证明太阳连续光谱中的暗线，正是太阳大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。1955年澳大利亚的瓦尔西发表了论文《原子吸收光谱在化学分析中的应用》奠定了原子吸收光谱法的理论基础；50年代末和60年代初，Hilger， Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光谱商品仪器，发展了瓦尔西的设计思想。1961年里沃夫发表了非火焰原子吸收法的研究工作。1965年威尔斯将氧化亚氮—乙炔火焰成功地用于火焰原子吸收光谱法中，使可测定的元素达到了70个之多。近年来，使用电视摄像管做多元素分析鉴定器，结合中阶梯光栅，设计了用电子计算机控制测定多元素的原子吸收分光光度计，为解决同时测定多种元素的问题开辟了新的途径。激光的应用使原子分光光度法为微区和薄膜分析提供了新手段。

3、紫外—可见分光光度法

紫外—可见分光光度法是在比色法的基础上发展起来的，比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。早在公元初古希腊人就曾用五倍子溶液测定醋中的铁。比色法作为一种定量分析的方法，大约开始于19世纪30～40年代。皮埃尔·布格和约翰·海因里希·朗伯分别在1729年和1760年阐明了物质对光的吸收程度和吸收介质厚度之间的关系；1852年奥古斯特·比尔又提出光的吸收程度和吸光物质浓度也具有类似关系，两者结合起来就得到有关光吸收的基本定律——朗伯-比尔定律。1945年美国的Beckman 公司推出了第一台紫外可见分光光度计。20世纪60年代，紫外-可见分光光度计已逐渐代替光电比色计，分光光度法也随之逐渐代替了比色法。20世纪60年代以后随着科学技术的发展，紫外可见分光光度计仪器得到了飞速发展，自动化程度大大提高。

4、红外光谱法

1800年英国天文学家Hershel发现了红外光区。此后陆续有人用红外辐射观测物质的吸收光谱。1905年前后，人们已系统地研究了几百种化合物的红外吸收光谱并且发现了一些吸收谱带与分子基团间的相互关系。1918年到1940年期间人们对双原子分子进行了系统的研究，建立起了一套完整的理论，随后在量子力学的基础上又建立了多原子分子光谱理论基础。20世纪50年代在化学领域已经积累了丰富的资料，收集了大量纯物质的标准红外光谱图。20世纪40年代中期到50年代末，红外光谱法主要是采用以棱镜为色散元件的双光束记录式红外分光光度计，到六十年代，光栅式红外分光光度计得到了普及。七十年代初，又发展起来富里哀变换光谱仪，为红外光谱的应用开辟了许多新领域。近年来，电子计算机技术在红外光谱中发挥了重要的作用，电子计算机被用于记录分析结果，数据自动处理，通过求解性方程对多组分混合物进行定量分析。在定性及未知物结构鉴定中可用计算机进行谱图检索，辨认和确定未知物所含的基团和结构。

5、荧光分析法

1575年西班牙植物学家N.Monardes第一次记录了荧光现象。1852年stokes在考查奎宁和叶绿素的荧光时，用分光计观察到其荧光才判明这种现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，从而导入了荧光的光发射概念，还由发荧光的矿物“莹石”提出“荧光”这一术语。1867年Goppelsroder进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝—桑蓝色配合物的荧光进行铝的测定。1880年Liebeman提出了最早的关于荧光与化学结构关系的经验法则。19世纪末，人们已经知道了包括荧光素、曙红、多环芳烃等600种以上的荧光化合物。1905年Wood发现了共振荧光；1914年Frank和Hertz利用电子冲击发光进行定量研究；1922年Frank和Gario发现增感荧光；1924年Wawillow进行了荧光产率的绝对测定；1926年Gaviola进行了荧光寿命的直接测定等；1928年，Jette和West研制出第一台充电荧光计；1939年Zworykin和Rajchman发明充电倍增管以后，使增加荧光计的灵敏度和容许使用分辨率更高的单色器成为可能。1943年Button和Bailey提出了一种荧光光谱的手工校正装置，到1952年才出现商品的校正光谱仪器。近十几年来，激光、微处理机、电子学、光导纤维和纳米材料新技术的引入，大大推动了荧光分析法在理论和应用方面发展，促进了荧光方面的新方法、新技术的发展。

目前，光谱分析越来越受到重视，并向多技术综合联用、自动化高速分析的方向发展。相信随着科学技术的进步，光谱分析方法会在科学的各个领域发挥极其重要的作用。

参考文献

光谱学分析例10

1 傅立叶红外光谱（FTIR）在纤维检验中的基本原理

傅立叶变换红外光谱仪（简称FTIR）具有扫描速度快、高分辨率、测定光谱范围宽等特点，并配备有功能很强的计算机系统，已经成为最有用的分析手段之一。在纺织品纤维检验中，当连续波长的红外光照射到纤维样品时，纤维分子就会选择吸收与其所含官能团固有振动频率相等的红外光，发生能级的跃迁，从而产生红外吸收光谱。红外光谱中的每一个特征吸收谱带都包含了试样分子中基团和化学键的信息。不同纤维的官能团不同，或单体的连接方式和空间相对关系不同，其产生的红外吸收峰的峰位和强度都会有所差异，将试样的红外光谱与已知红外光谱进行比较从而鉴别出纤维来[1]。

傅立叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）是分析物质表层成分结构信息的一种技术，它具有对样品无破坏性、操作方便迅速、灵敏度高等优点[2]。ATR-FTIR可以有效地得到聚合材料的红外图谱，制样简单、非破坏性、能够保持样品原貌进行测定，可以实现原位、实时、无损测量，这对于各种纤维成分的定性鉴别特别方便。ATR 光谱法是一种表面取样技术， 所获得的主要是样品表面层的光谱信息， 因此尤其适合观测样品表面的变化[3]。

2 在纤维成分检验中常用的红外光谱技术

2.1 FTIR透射光谱技术

常规FTIR透射光谱分析方法不仅可以鉴定未知纤维的种属，还可以对简单的混纺样品进行混纺率的定量测定等，该方法比较成熟，被广泛地应用在纤维检验实践中。透射红外光谱分析方法，重点是样品的制样过程，不同的纤维要选择不同的制样方法，否则就会得不到预期的效果。制样方法主要有溴化钾压片法和溶解薄膜法、熔融铸膜法。溴化钾压片法适用于可用切片切成粉末的纤维，溶解薄膜法适用于锦纶、醋纤、氯纶等纤维，熔融铸膜法适用于热塑性合成纤维。上述制样方法都存在过程繁琐的缺点，近年来各种现代化红外附件的成功应用，为FTIR纤维检测提供了很大的便利[1]。

2.2 衰减全反射红外光谱技术

为克服红外光谱制样繁琐以及某些样品难以制样的不足，20 世纪 60 年代初出现了衰减全反射（ Attenuated Total Refraction，ATR） 红外附件。80 年代初将 ATR 技术开始应用到傅立叶变换红外光谱仪上，产生了傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪（ Attenuated Total internal Reflectance Fourier Transform Infraredspectroscopy，简称 ATR-FTIR） [4]。ATR 的应用极大地简化了测试的流程，使纤维成分的检测变得方便而快捷。ATR技术对于分析纺织纤维样品，分析速度快、对样品无损坏、不消耗化学药品，结果准确可靠。

当二组分混合纤维的混合比在30%～70%范围内时，多数混合纤维的ATR谱图中出现两种纤维的独立特征峰，据此可以鉴别混纺纤维。少数难以鉴别的混纺纤维，可以先确定一种纤维，再以其作为参比光谱做差谱分析，从而对第二组分纤维进行定性分析。由于对光谱差减的次数越多结果越不可靠，因而目前运用ATR法鉴别混纺织物主要二组分织物和少数三组分织物，四组分以上的就很困难了。这也是红外光谱仪不能大量有效应用在纤维定性分析上的主要原因之一[5]。

2.3 近红外漫反射光谱分析

因为物体对光的散射率随波长的减少而增大，近红外谱区光的波长比中红外区短，其散射的效率比中红外区高，因此近红外谱区适合做漫反射光谱或散射光谱分析，可以得到较高的信噪比和较宽的线性范围。适用于固态、液体和气态样品的检测。近红外光谱的信息量丰富、图谱的稳定性高、取得图谱比较容易，结合现代数学方法和计算机技术，可以从复杂背景中提取微弱信息[6]。通过将近红外光谱所反映的样品基团或组成与用参比方法测得的数据采用化学计量学方法建立校正模型，然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成[7]。近红外漫反射光谱分析是一种极有发展前途的光谱技术。

2.4 显微红外光谱技术

傅立叶变换红外光谱加一个红外显微镜附件就可进行显微红外光谱分析，可以进行单根纤维的检测。显微傅立叶变换红外光谱法是一种微量分析技术，它的特点有：灵敏度高，检测限低，极少的样品（几纳克）就能获得很好的红外光谱图；样品制备简单，对不透光样品可直接测定反射光谱；显微镜光路调节简单，容易实现显微镜对样品待分析部位定位；分析过程不会对样品有任何损坏。在纤维检验中能够进行种类鉴别，同时能够鉴别单根双组分纤维的成分，从而为各种混纺纤维的鉴别提供简便有效的方法。

3 红外光谱技术在纤维成分检验中的研究进展

3.1 红外光谱技术在纤维定性中的应用研究

关于红外光谱技术在纤维定性中的应用已经比较成熟。近来的文献主要集中在快速检测技术上。烟台市产品质量监督检验所的孙琳琳等人利用傅立叶红外光谱（ ATR）对某单位送检两件未知纤维样品进行鉴别，并且对比了傅立叶红外光谱（ ATR） 法和依据纺织行业标准 FZ /T 01057. 8―1999 红外光谱法两种方法所得纤维样品的红外谱图，所得测试结果一致。证明ATR法具有分析速度快、样品需求量小、对样品无损、不消耗检材、结果准确可靠的特点[8]。

辽宁警官高等专科学校的阎巍等人利用傅立叶红外光谱（ATR） 法对不同品牌不同厂家以及同一品牌不同颜色的各组的羊绒、腈纶等纤维样品进行检测，其试验可以快速、准确地鉴定出上述各组纤维[9]。

浙江省纺织测试研究院的王晓晴等人采用傅立叶衰减全反射红外光谱技术（FTIR-ATR）对新型功能性纤维――海藻纤维进行红外光谱扫描，对比了散纤维和无纺布两种外观形态下的海藻纤维红外光谱图，其分析得出：在3300cm-1左右出现的宽峰、1200 cm-1～1000 cm-1处的较强吸收峰、1610cm-1～1560cm-1和1440cm-1～1360cm-1之间的强吸收尖峰可以一同构成鉴别海藻纤维的特征峰。试验结果表明， 用FTIR-ATR技术可以快速、有效地鉴别出海藻纤维[10]。

3.2 红外光谱技术在纤维定量中的应用研究

在红外光谱技术中，近红外光谱在纤维定量分析中应用相对较广。在混纺纤维含量测定方面，2010年，吕丹[11]利用近红外光谱技术，利用主成分分析法和多元线性回归方法建立了不同产地羊绒-羊毛混纺纤维的定量分析模型，研究结果表明：定量分析模型的相关系数和预测标准偏差达到了1.2061，能够对羊绒-羊毛混纺纤维的含量进行准确的预测。

同年，杨萌[12]用46个棉/氨混纺样品建立了分析精度较高的近红外光谱分析模型，用于检测棉/氨混纺产品中氨纶含量，模型的相关系数达到0.99，预测结果证实了利用近红外光谱技术快速检测棉/氨混纺产品的可行性。

与近红外相比，中红外更多地应用到定性分析，随着红外光谱研究的不断深入，中红外也被应用于混合物的定量分析。2010 年陶丽珍等[13] 选取 2900cm-1、1717cm-1、721cm-1特征吸收峰作为定量分析峰，用溴化钾压片的制样方法，对比分析了运用峰面积比测定涤/棉混纺比的方法，得出结论是比值法测试精度更高。

纤维混纺比定量分析主要集中在两组分混合物的分析。对于多组分的定量，国内研究并不是很多。陈斌、蔡斌[14]采用信号分析理论中的相关分析技术，将三组分的涤纶-棉-毛样品与二组分的棉-毛样品进行相关分析，建立了基于偏最小二乘（PLS）方法的近红外校正模型，并对余下样品进行了预测分析。结果表明，借助相关分析算法，毛含量的预测相对均方差和相关系数分别从3.5575、0.9855提高到2.7835、0.9876。试验证明，多组分相关分析技术可以在复杂混合样品中提取出待测组分的近红外光谱信息，为建立较高精度的校正模型创造了条件。

参考文献：

[1] 王建滨，刘世玲，任晓慧.傅立叶红外光谱及附件技术在检验纤维中的应用[J].中国纤检，2011（9）：59-61.

[2] 刘净维，董建朋.傅立叶衰减全反射红外光谱法在纺织与印染中的应用与进展[J].中国商界，2008（5）：252-253.

[3] 陆永良，沈维，刘艳.红外光谱差减技术在纺织品定性分析中的应用[J].上海纺织科技，2010，38（7）：1-4.

[4] 黄红英，尹齐和.傅里叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR） 的原理与应用进展[J]. 中山大学研究生学刊（自然科学、医学版），2011，32（1）：20-31.

[5] 韩非，杨瑜榕，刘贵，等.红外光谱在纤维定性定量分析中的应用[J].中国纤检，2012（10）：55-59.

[6] 王小天.相关分析技术在纺织纤维近红外快速检测中的应用[D].苏州大学硕士学位论文，2007.

[7] 姜伟.植物纤维原料化学定量方法研究及其近红外预测模型构建[D].东华大学博士学位论文，2013.

[8] 孙琳琳，张 磊，迟晓红.傅立叶红外光谱法鉴别纺织纤维[J].材料开发与应用，2015（6）：89-91.

[9] 阎 巍，张金庄.傅立叶红外光谱（ ATR ）法检验纺织纤维[J].辽宁警专学报，2007，11（6）：35-37.

[10] 王晓晴，廖艳芝，严方平，等.基于傅立叶衰减全反射红外光谱技术的海藻纤维鉴别分析. [J].中国纤检，2015（5）：66-68.

[11] 吕 丹，于 婵，赵国.利用近红外光谱进行羊绒与羊毛的鉴别技术研究[J].北京服装学院学报，2010，30（2）：29-34.

[12] 杨 萌. 近红外光谱技术在棉/氨纶面料分析中的应用[J].中国纤检，2010（11）：61-63.