复杂体系光谱定量分析的新型化学计量学模型与方法研究-分析化学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Novel Chemometric Models and Methods for Quantitative Spectroscopic Analysis of Complex Systems JIN Jingwen B. S. (Huazhong Agricultural University) 2007 A dissertation submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Doctor of Science in Analytical Chemistry in the Graduate School of Hunan University Supervisor Professor YU Ruqin Professor CHEN Zengping June, 2014 万方数据 万方数据 湖 南 大 学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 1、必威体育官网网址?，在______年解密后适用本授权书。 2、不必威体育官网网址?。 (请在以上相应方框内打“?”) 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 I 博士学位论文 博士学位论文 摘 要 本学位论文对复杂体 系光谱定量分析 领域 中的一些理论难点问 题进行了较深 入的研究，提出了多个新型化学计量学模型和方法，并将其应用于实际复杂体系 的光谱定量分析研究。本学位论文的内容主要涉及到以下几个方面： 第二章，当采用光谱 技术 对复杂非均相混 合物体系中 的待测物 质进行定量分 析时，样本的物理性质（如颗粒大小和分布、形状、填装密度等）之间的差异会 导致不同程度的光散射效应，从而对样本的量测光谱信号产生乘子效应影响。因 此，实现复杂非均相混合物体系准确光谱定量分析的关键问题是怎样将化学组分 含量变化所引起的光谱贡献与样本物理性质变化所引起的光谱乘子效应有效地分 离 开来 。 本章 提 出 了 改 进 光 程 估 计 与 校正 方 法 （ Modified Optical Path Length Estimation and Correction，OPLECm）用来估计校正样本量测光谱的乘子效应参数， 从而消除非均相体系中光散射乘子效应对光谱定量分析结果的影响。将该方法应 用 于 四 组 分 悬 浮 体系和 肉类 样 本 近 红 外 光 谱 数据 的 定 量 分 析 ， 所得 结 果 表 明 ： OPLECm 结合“双校正策略”（Dual Calibration Strategy，DCS）能够在光散射乘子 效应存在的情况下，实现复杂样本中目标组分的准确光谱定量分析。 第三章，近红外光谱 技术结合干膜 法提供 了一种快速，不消耗 试剂 和非破坏 性测定血浆中葡萄糖水平的方法。然而，干膜厚度和光散射特性的随机变化给血 浆干膜样品的近红外透射光谱带来了乘子效应，从而阻碍了近红外干膜法在实际 血糖测定中的应用。本章提出了血浆干膜样品的近红外透射光谱定量分析模型。 在该模型中，引入了一个乘子参数来描述干膜厚度和光散射特性的随机变化对干 膜样品的近红外透射光谱所产生的乘子效应。在该模型的基础上，推导出了基于 支持向量回归的双校正策略，并将其用于近红外干膜法测定血糖含量的研究。 结 果表明，即使不使用内标，基于支持向量回归的双校正策略也能够从血浆干膜样 品的近红外透射光谱中精确预测出血浆溶液样品中葡萄糖的含量。 第四章，SERS 增强基底的物理性质（例如，银/金纳米粒子的 粒径大小、形 状以及聚集度），以及激光光源功率和 聚焦位置的变化会对待测物质 SERS 信号强 度产生显著影响。然而，制备出具有高度稳定性和重现性的 SERS 增强基底（特 别是广泛使用的银或金纳米粒子胶体）仍然非常困难，这大大阻碍了 SERS 技术 在 实际定量分析 中的应用 。 本章开发了用于 SERS 定量检测的乘子效应模型 （Multiplicative Effects Model for