基于三維熒光圖譜分析的新方法研究.pdf

1、隨著分析測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，三維（Three-dimensional，3D）圖譜的獲取變得越來(lái)越容易。與傳統(tǒng)的二維圖譜相比，三維圖譜由于增加了一個(gè)測(cè)定的維度，因而包含了更加豐富的待測(cè)物質(zhì)的信息。因此，從理論上來(lái)說(shuō)，基于三維指紋圖譜對(duì)復(fù)雜體系的多個(gè)目標(biāo)組分進(jìn)行分析時(shí)能夠獲得更加準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果。三維熒光圖譜（fluorescence3D spectrum，或excitation emission matrix，EEM）一般是由一系列不同激發(fā)波

2、長(zhǎng)下所獲得發(fā)射光譜（或不同發(fā)射波長(zhǎng)下的激發(fā)光譜）所組成的，與傳統(tǒng)的二維（two-dimension,2D）熒光光譜相比，能夠給出待測(cè)體系在待測(cè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)更加全面的熒光特性信息。此外，因?yàn)槿S熒光檢測(cè)技術(shù)具有靈敏度高、檢測(cè)方便及檢測(cè)成本相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、環(huán)境分析、生物分析、食品藥品分析、醫(yī)學(xué)分析等許多領(lǐng)域。然而，由于存在散射、數(shù)據(jù)丟失，以及組分與組分之間、組分與基質(zhì)之間常常出現(xiàn)的信號(hào)峰重疊等問(wèn)題大大限制了熒光測(cè)定分析

3、技術(shù)的應(yīng)用。借助化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，可以在一定程度上簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，如樣本的預(yù)處理、實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化等等，從而獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果。本學(xué)位論文基于三維熒光技術(shù)獲得的三維指紋圖譜開(kāi)展了分析新方法的研究，不僅對(duì)所提出的新方法進(jìn)行了嚴(yán)格的驗(yàn)證，而且將這些新方法運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題的解決當(dāng)中。論文內(nèi)容包括四章：
　　第一章緒論部分。主要對(duì)三維熒光法的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)、三維熒光圖譜的特點(diǎn)及獲取，以及化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在三維指紋圖譜分析中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要概述，并簡(jiǎn)單概

4、括了本學(xué)位論文所包含的研究工作內(nèi)容。
　　第二章將小波矩方法應(yīng)用于復(fù)合維生素B藥片中VB1，VB2和VB6的定量分析。根據(jù)測(cè)定獲得含三種維生素B的三維熒光圖譜，在不對(duì)圖譜進(jìn)行預(yù)處理的情況下，分別計(jì)算小波矩的矩值并建立線性模型，同時(shí)對(duì)建立的模型進(jìn)行了嚴(yán)格的驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明該方法可以成為對(duì)復(fù)雜體系中的多組分進(jìn)行快速、準(zhǔn)確定量分析的有效手段。
　　第三章基于MATLAB程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了Krawtchouk矩的算法，并將其應(yīng)用于血漿

5、中三種藥物的同時(shí)定量分析研究?；诤腥N藥物血漿樣本的三維熒光圖譜，對(duì)每種待測(cè)物質(zhì)分別計(jì)算Krawtchouk矩并將其用于建立回歸模型。Krawtchouk矩是一種離散正交矩，在其計(jì)算過(guò)程中能夠避免產(chǎn)生數(shù)值近似誤差。此外，Krawtchouk矩還能夠提取圖像的局部特征。因而，在目標(biāo)組分峰部分重疊以及未知物干擾等問(wèn)題存在的情況下，使用Krawtchouk矩方法仍然能夠準(zhǔn)確提取三維圖譜中目標(biāo)組分的特征信息且計(jì)算誤差小，從而體現(xiàn)出該方法具有

6、更優(yōu)的圖像特征提取能力。
　　第四章將Krawtchouk矩方法應(yīng)用于結(jié)腸癌的診斷。由于血漿中存在著某些自體熒光物質(zhì)，當(dāng)人體的健康狀況出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，血漿中的某些物質(zhì)的含量會(huì)發(fā)生變化，從而可能導(dǎo)致血漿的總熒光光譜發(fā)生變化。因此，基于能夠反映血漿較為完整的熒光信息三維熒光圖譜，用Krawtchouk矩對(duì)血漿樣本的三維熒光圖譜特征進(jìn)行提取，經(jīng)基于Hotelling統(tǒng)計(jì)量的異常值去除、逐步回歸變量篩選、以及PLS-DA建立分類模型，對(duì)四類樣