示波分析新理論、儀器及重疊切口解析方法及應(yīng)用研究.pdf

1、示波分析是高鴻教授在我國創(chuàng)立的一個電分析化學(xué)研究領(lǐng)域。本論文圍繞示波分析在理論、儀器以及重疊切口解析等方面存在的問題，推導(dǎo)了脈沖示波計時電位理論公式和小示波圖的端點電位公式，構(gòu)建了基于LabVIEW的虛擬示波計時電位分析系統(tǒng)，提出了兩種重疊切口解析的新方法。該研究對于進一步完善示波分析的理論、發(fā)展示波分析儀器、解決示波圖上重疊切口解析問題，擴大示波分析的應(yīng)用范圍，進而豐富電分析化學(xué)的研究內(nèi)容具有重要意義。全文共分五章，主要貢獻如下：

2、 1、推導(dǎo)了脈沖示波計時電位公式。利用該公式能解釋當施加于電解池的脈沖波交流電流的占空比變化時，示波圖的陰極支與陽極支的長度比就會發(fā)生變化，使陰極支或陽極支上由去極劑產(chǎn)生的法拉第電流與充電電流的比值也隨之發(fā)生變化，從而影響陰極支或陽極支上切口靈敏度的現(xiàn)象。 與合作者一起提出了Hg-R<,1>和R<,2>-K兩種類型小示波圖，推導(dǎo)了小示波圖的端點電位公式考察了R<,2>-K型小示波圖的調(diào)節(jié)方法，并建立了基于小示波圖的示波計時電

3、位法。研究結(jié)果表明，將小示波圖用于示波測定具有以下特點：①由于示波圖的電位窗口較小，圖形穩(wěn)定性較好、共存物質(zhì)的干擾較小。②由于小示波圖所需的交流電流較小，使測定的靈敏度更高。③小示波圖的i<,0>/i<,1>比值隨小示波圖類型變化。對于R<,2>-K小示波圖，i<,0>/|i<,1>|更??；對于Hg-R<,1>小示波圖，i<,0>/|i<,1>|更大，突顯出直流電流在示波計時電位法中的作用，從而改變了大交流小直流是交流示波計時電位法的一

4、個特征的說法，完善了示波法的理論。 2、基于虛擬儀器技術(shù)，構(gòu)建了基于LabVIEW的虛擬示波計時電位分析系統(tǒng)，并以高低頻示波分析和神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺和腎上腺素的示波行為研究為例檢驗了該系統(tǒng)的性能。研究表明，該系統(tǒng)具有實時在線分析計算功能、可控信號顯示及回放、數(shù)據(jù)的頻譜分析和數(shù)據(jù)海量存儲等功能。該系統(tǒng)的研制使高低頻示波計時電位法等示波方法成為實際有用的分析方法。 3、將小波變換與Fourier變換結(jié)合用于對頻域信號的處理，提

5、出了用頻域小波變換獲得的模糊項作為線性函數(shù)的Fourier自去卷積法(FWTL-FSD)和用頻域小波變換獲得的不同模糊項替代原始信號并作為線性函數(shù)的Fourier去卷積法(FWTLD-FSD)，并用于示波分析中重疊切口和色譜重疊峰分辨。研究表明，經(jīng)兩種方法處理后的dE/dt-t曲線重疊切口深度均明顯增加，可以明顯改善多組分示波測定的下限和靈敏度；處理后的色譜重疊峰可完全實現(xiàn)基線分離。研究還表明，用FWTLD-FSD能對信噪比大于5的含噪

6、信號進行分辨，但其分辨能力略遜于FWTL-FSD法。與傳統(tǒng)的Fourier自去卷積方法相比較，兩種新方法均具有不用選擇線性函數(shù)和較好的重疊峰分辨效果等優(yōu)點。 4、將化學(xué)計量學(xué)中偏最小二乘(PLS)、主成分回歸(PCR)及徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBAN)分別用于示波重疊切口和色譜電化學(xué)重疊峰的解析，進行了示波重疊切口和色譜電化學(xué)重疊峰信號解析方法的比較研究。研究表明，無論對于示波計時電位(OCP)重疊切口還是高低頻．示波計時電位(HL-