復(fù)雜體系中化學(xué)成分分析和群集表征方法研究與應(yīng)用.pdf

1、復(fù)雜體系化學(xué)成分的分析和群集表征是分析化學(xué)家面臨的富有挑戰(zhàn)性的課題，是人類探求、認(rèn)識、掌握和利用未知復(fù)雜化學(xué)體系中物質(zhì)基礎(chǔ)、作用機(jī)理和變化奧妙的重要手段，也是生命、能源、環(huán)境和化學(xué)等科學(xué)的發(fā)展對分析化學(xué)提出的迫切要求。本文結(jié)合原油非烴化合物結(jié)構(gòu)和含量分析、中藥多種微量元素同時測定和電化學(xué)指紋圖譜研究等對復(fù)雜體系中化學(xué)成分快速分析和群集表征的方法進(jìn)行了較全面系統(tǒng)的探索性研究和成功應(yīng)用。論文主要內(nèi)容如下： 1.原油非烴結(jié)構(gòu)和含量系統(tǒng)

2、分析方法研究和應(yīng)用 本文提出了從餾分分離、聯(lián)用色譜信息獲取、化學(xué)計量學(xué)分辨到原油非烴化合物結(jié)構(gòu)確定和含量測定的系統(tǒng)分析方法。用正己烷將瀝青質(zhì)從油樣中分離，再根據(jù)類組分之間極性差別，用中性氧化鋁-硅膠雙層析柱將原油樣其余部分分成脂肪烴、芳香烴和7個非烴餾分。用色-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，將非烴餾分中組分再分離并獲取二維數(shù)據(jù)信息。用直觀推導(dǎo)式演進(jìn)特征投影法分辨這些二維數(shù)據(jù)以獲得非烴的純色譜和純質(zhì)譜。在標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫中進(jìn)行質(zhì)譜檢索匹配，并結(jié)合色譜保留

3、指數(shù)分析等來進(jìn)行各非烴化合物的結(jié)構(gòu)鑒定：利用實驗數(shù)據(jù)和根據(jù)分辨獲得的純色譜峰面積所建立的規(guī)一化模型，進(jìn)行非烴化合物定量分析。方法具有系統(tǒng)分析原油非烴結(jié)構(gòu)和含量的通用性，餾分回收完全，對各種原油非烴化合物分離、信息測定和化合物鑒定具有很好的重現(xiàn)性；標(biāo)準(zhǔn)化合物加標(biāo)回收試驗表明，方法定量準(zhǔn)確度較高。 2.中藥微量元素同時測定方法研究和應(yīng)用 本文針對復(fù)雜體系多組分同時測定中基體效應(yīng)和其它干擾問題，提出一種快速同時測定復(fù)雜體系中n

4、種組分的矩陣系數(shù)非線性多元校正法，并成功地用于不同分析技術(shù)和中藥中多種微量元素同時測定。矩陣系數(shù)多元校正法的原理是基于已知試樣的實驗數(shù)據(jù)，通過在計算機(jī)上運行解系列線性方程組來獲取在同樣條件下測定的同類樣品中組分的矩陣系數(shù)，然后求解基于矩陣系數(shù)和同一未知試樣中n種組分的信號強(qiáng)度所建立起來的另-n元線性方程組，可同時快速求得復(fù)雜體系中n種組分的含量。方法能很好地校正復(fù)雜體系的固有基體效應(yīng)，也可消除共存組分的其它干擾；簡便、快速，所需待測樣數(shù)

5、目、試劑用量和分析時間至多約為常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)加入法的1/n倍，特別適用于同類試樣的例行分析和重復(fù)批量測定。分別用伏安法和原子吸收技術(shù)檢驗了該方法用于人工樣和實際樣品中微量元素同時分析的效果，方法精密度和準(zhǔn)確度令人滿意。本文還提出了同時測定多種微量元素的靈敏伏安法，對氨-氯化銨-明膠-抗壞血酸底液中7種微量元素的絡(luò)合物二階導(dǎo)數(shù)吸附波及其在中藥微量元素分析中的應(yīng)用進(jìn)行了成功的研究。 3.中藥化學(xué)成分群集表征和定量信息研究和應(yīng)用 內(nèi)

6、容包括中藥電化學(xué)指紋圖譜的研究、應(yīng)用以及與色譜指紋圖譜的分析比較，其中也包括化學(xué)分析數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換和實驗檢測儀器的設(shè)計組裝。本研究自行設(shè)計組裝了中藥電化學(xué)指紋圖譜檢測儀，設(shè)計制作了其中數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置，并用VC++6.0編寫了數(shù)據(jù)采集軟件，實驗數(shù)據(jù)保存為文本文檔格式后用Matlab6.0繪圖；分析了適用于未知復(fù)雜體系化學(xué)成分群集電化學(xué)表征的熱力學(xué)體系和動力學(xué)模型，指出了遠(yuǎn)離平衡態(tài)的熱力學(xué)封閉體系和無耗散物補(bǔ)充的敞開體系中阻尼振蕩反應(yīng)對中藥

7、化學(xué)成分分析與群集表征的重要意義；利用以丙二酸作為耗散物的B-Z阻尼振蕩體系，就中藥電化學(xué)指紋圖譜的概念、原理、方法、重現(xiàn)性、特點、影響因素、測定條件、定性和定量信息、在中藥鑒別與評價中的應(yīng)用，以及其它用途等進(jìn)行了系統(tǒng)而詳細(xì)的討論，提出了一種經(jīng)濟(jì)、簡便、易行、有效的中藥鑒別與評價的科學(xué)方法。同時將直觀法和相似性評價指標(biāo)分析相結(jié)合，以及綜合運用共有峰率、變異率和相似系數(shù)等多種評價指標(biāo)分析了當(dāng)歸、川芎和不同產(chǎn)地茵陳的電化學(xué)指紋圖譜和色譜指紋