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2018年46卷1期

評述與進展
基于金納米材料的可視化生物傳感器的研究進展
馬小明 , 孫密 , 林悅 , 劉銀金 , 羅芳 , 郭隆華 , 邱彬 , 林振宇 , 陳國南
2018, 46(1): 1-10. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171054
[摘要](1629) [FullText PDF](384)
摘要:
可視化檢測方法是一種以光學響應信號為基礎,通過裸眼比較反應液中顏色的深淺或種類的變化,實現對目標物的肉眼識別檢測,具有檢測結果可視化、操作簡單快捷、檢測成本低和響應速度快等優點。在各種納米材料中,金納米材料由于具有獨特的光學性質,被廣泛用于可視化傳感器的構建。當納米粒子之間的距離或形貌改變時,其局域表面等離子共振吸收峰會產生相應的變化,引起溶液顏色的改變。本文綜述了近幾年基于金納米材料的可視化傳感器在分析檢測中的研究進展,分析了該技術在實際應用中面臨的主要問題,并對未來的發展前景進行了展望。
激酶檢測方法的最新研究進展
劉楊 , 鄒笑然 , 李琛琛 , 張春陽
2018, 46(1): 11-19. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171275
[摘要](1225) [FullText PDF](220)
摘要:
激酶是生物體內一類重要的磷酸轉移酶,能夠催化磷酸基團由高能磷酸基團供體分子(如ATP)向特定底物分子轉移。激酶不但在新陳代謝、細胞信號傳導、蛋白質調控、細胞傳輸等過程中起著關鍵作用,而且在臨床診斷、藥物研發及疾病靶向治療等方面也發揮著重要作用。因此,發展靈敏度高、特異性好的激酶檢測方法十分必要。本文以蛋白激酶A(Protein kinase A,PKA)、酪蛋白激酶(Casein kinase-2,CKII)、T4多核苷酸激酶(T4 polynucleotide kinase,T4 PNK)為例,對近年來發展的激酶檢測方法進行了綜述,著重介紹了熒光分析法、單分子檢測、比色法、化學發光和生物發光分析法、電化學和光電化學分析法,并對激酶檢測方法的發展方向進行了展望。
研究報告
一種基于香豆素衍生物的鐵離子水溶性熒光探針的合成及其應用
陳兆輝 , 李媛媛 , 韓娟 , 王赟 , 任彥鵬 , 陳桐 , 唐旭 , 倪良
2018, 46(1): 20-26. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170114
[摘要](1098) [FullText PDF](153)
摘要:
設計合成了一種基于香豆素衍生物的水溶性熒光探針7-二乙氨基-3-甲醛香豆素,并通過1HNMR,13CNMR和MS確認其結構。探針具有良好的熒光發射性能,熒光最大發射峰位于471 nm;向其中加入Fe3+后,熒光強度隨著Fe3+濃度的增加而逐漸減弱。探針L的熒光發射強度與Fe3+的濃度在0.02~60.00 μmol/L范圍內呈良好的線性關系,可對Fe3+進行定性與定量檢測,檢出限為22 nmol/L(S/N=3),對Fe3+的選擇性良好,不受其它常見金屬離子的干擾。此外,探針對Fe3+的檢測具有可逆性。本探針具有很好的水溶性,在生理pH環境中檢測效果較好成功用于人體淋巴腫瘤細胞Ramos中Fe3+熒光成像。
噻呋酰胺人工抗原的合成及酶聯免疫吸附分析方法的建立
李瀟瀟 , 丁書茂 , 楊旭 , 袁均林
2018, 46(1): 27-32. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170206
[摘要](963) [FullText PDF](78)
摘要:
以化合物2-甲基-4-三氟甲基-5-噻唑甲酸(MTCA)為噻呋酰胺的半抗原合成人工抗原,采用活潑酯法合成免疫原MTCA-BSA,分別采用活潑酯法、混合酸酐法和NN'-羰基二咪唑/4-二甲氨基吡啶(CDI/DMAP)法合成3種包被原MTCA-OVA-1、MTCA-OVA-2和MTCA-OVA-3。免疫動物后,最終以包被原MTCA-OVA-3篩選并獲得了具有高特異性的噻呋酰胺多克隆抗體,建立了檢測噻呋酰胺的間接競爭酶聯免疫吸附(ic-ELISA)分析方法。本方法線性檢測范圍為0.08~10.00 mg/L,半數抑制濃度(IC50)為1.39 mg/L,檢出限為0.08 mg/L,對自來水、湖水和小麥中的噻呋酰胺添加回收率在72.0%~128.3%之間,檢測結果與HPLC法具有良好的相關性(R2=0.9994)。本研究建立的ic-ELISA方法可用于環境水樣與小麥等農產品中噻呋酰胺殘留的快速檢測。
聚二烯丙基二甲基氯化銨改性石墨烯/氧化鋅復合材料的制備及在尿酸檢測中的應用
范詠梅 , 張紀梅 , 米超 , 蔡宇玲 , 張麗萍 , 朱海彬
2018, 46(1): 33-38. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171059
[摘要](887) [FullText PDF](75)
摘要:
以水合肼為還原劑,硝酸鋅為前驅體,采用原位還原法同時還原氧化石墨烯(GO)和硝酸鋅,制備了聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)改性石墨烯/氧化鋅復合材料(PDDA-rGO/ZnO)。采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)對復合材料進行了表征,并通過循環伏安(CV)和線性掃描伏安(LSV)電化學測試方法,研究了PDDA-rGO/ZnO修飾玻碳電極對尿酸(UA)的檢測性能。結果表明,此修飾電極對UA表現出良好的電催化活性,具有良好的抗干擾性、重現性和穩定性。采用線性掃描伏安法檢測UA的線性范圍為0.02~0.10 mmol/L和0.10~1.00 mmol/L,檢出限為15.9 nmol/L(S/N=3)。
基于量子點-甲酚紫FRET比率探針的活細胞硫化氫成像
白敏 , 曹曉文 , 陳鋒 , 趙越 , 趙永席
2018, 46(1): 39-47. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171163
[摘要](902) [FullText PDF](66)
摘要:
硫化氫(H2S)作為一種重要的氣體信號分子,其細胞水平異常與多種疾病的發生發展密切相關。本研究針對現存熒光探針的胞內非特異性響應問題,發展了一種基于量子點-甲酚紫的熒光能量共振轉移(F?rster resonance energy transfer,FRET)探針,利用比率熒光分析,實現活細胞內H2S的靈敏成像。通過一步超聲乳化法制備量子點納米球,再結合疊氮甲酚紫(CV-N3)制得無機-有機雜化QDS-N3比率探針。此納米探針尺寸均一,粒徑約為120 nm,酸性穩定性高,且無細胞毒性。H2S可將CV-N3上的N3還原成NH2,生成的氨基甲酚紫(CV-NH2)作為FRET-受體,吸收量子點納米球的橙色熒光,產生紅光信號。通過兩個波長的熒光強度的比率分析可有效消除光源強度波動和細胞內復雜環境等的干擾,最終實現了活細胞內H2S成像。
(硬)石膏礦物中硼的提取分離及硼同位素測定
秦占杰 , 張湘如 , 彭章曠 , 李慶寬 , 馬云麒 , 樊啟順 , 都永生 , 王建萍 , 山發壽
2018, 46(1): 48-54. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170331
[摘要](800) [FullText PDF](43)
摘要:
(硬)石膏作為海湖水蒸發過程中常見的硫酸鹽礦物,能很好反映原始母液的組成及相關水文地質信息。硼屬于易溶元素,常賦存于各種蒸發巖礦物中,目前硼同位素在礦床學,地球化學,古環境等地球科學中已得到廣泛應用。由于(硬)石膏硼含量較低且難溶于水和鹽酸,所以其硼含量及硼同位素組成特征研究較少。本研究通過物相轉化與樹脂交換法提取純化(硬)石膏中的硼:首先使用碳酸氫銨與石膏混合,將微溶硫酸鈣轉化為難溶碳酸鈣,隨后使用鹽酸溶解,一次轉化率為85%,兩次轉化與分解可以保證石膏的完全溶解;之后經過硼特效樹脂(Amberlite IRA 743)完成硼富集及陰陽離子混合樹脂(Ion Exchange Ⅱ和Dowex 50W×8)對硼的純化;最終通過He改進的正熱電離質譜法測定硼同位素。測得試劑石膏中的硼含量為(3.501±0.128)μg/g(n=12,RSD=3.6%),平均加標回收率為100.5%;同時加標試劑石膏的δ11B值為17.98‰±0.21‰(n=3,RSD=1.2%),說明整個流程的重復性良好,可以滿足(硬)石膏中硼含量及其硼同位素組成的準確測定。
應用電子捕獲解離技術結合金屬離子快速識別寡糖異構體
白雪潔 , 于文靜 , 汪億晗 , 石磊 , 蘇蕊 , 徐銳鋒 , 陳大舟 , 楊洪梅 , 劉淑瑩
2018, 46(1): 55-60. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171261
[摘要](863) [FullText PDF](39)
摘要:
應用傅里葉變換離子回旋共振質譜(FT-ICR-MS)的電子捕獲解離(ECD)技術對寡糖異構體進行識別。以麥芽七糖、甘露六糖和昆布六糖為研究對象,通過在樣品中添加過渡金屬離子(Na+、Ca2+、Ba2+、Mg2+、Mn2+和Co2+),研究不同金屬離子對寡糖碎裂的影響。加合Ba2+和Ca2+后的麥芽七糖得到了相同的碎裂離子(0,2A和2,4A),Mg2+和Mn2+也具有相似的影響(0,2A、2,4A和2,5A),Co2+加合的麥芽七糖也得到了3個交叉環斷裂離子(1,4A、2,4A和2,5A),但對于加合Na+后的麥芽七糖僅得到了一個交叉環斷裂離子(0,2A)。研究發現,六聚糖的質譜圖的信號比相應的麥芽七糖的信號差,應是締合的金屬離子的數量不同導致的結果;區分寡糖異構體比較好的金屬離子為Ca2+、Co2+和Mg2+,其中Ca2+是區分寡糖異構體的更可靠的電荷載體。
金屬/基質增強飛行時間-二次離子質譜用于單細胞脂質分析
李好問 , 華鑫 , 龍億濤
2018, 46(1): 61-66. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171014
[摘要](683) [FullText PDF](52)
摘要:
單細胞中化學成分的分析對細胞生長、信號轉導、凋亡等生理過程意義重大。飛行時間-二次離子質譜(SIMS)是一種高靈敏的表面質譜成像技術,具有較高的空間分辨率,已被用于細胞及微區域分析。然而,生物有機分子較低的離子化效率限制了ToF-SIMS在單細胞分析中的廣泛應用。本研究采用金屬/基質增強方法,明顯提高了脂質的離子化產率。鍍金硅片上磷脂酰膽堿PC(40:0)標樣在加入基質后,準分子離子峰強度增大為硅片上的65倍。相應基底上單細胞表面脂質信號同時增強,但由于細胞的不規則形貌以及復雜化學環境影響,脂質信號增強幅度較小。在此基礎上,使用延時提取(Delayed extraction,DE)模式克服了細胞形貌帶來的影響,進一步增強脂質信號,并獲得了高質量的單細胞脂質成像圖。此方法為研究細胞代謝及細胞-環境相互作用提供了新的途徑。
超高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道阱質譜聯用法用于宮頸癌患者尿液代謝組學研究
蘆晉 , 任雪 , 劉相良 , 劉澤鋒
2018, 46(1): 67-73. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171412
[摘要](747) [FullText PDF](117)
摘要:
利用超高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道阱質譜聯用(UHPLC-Q-Orbitrap MS)方法對宮頸癌(Cervical cancer,CC)患者和健康人(Healthy control,HC)的尿液進行分析,研究宮頸癌患者尿液中的潛在標志物,為其發病機制和診斷提供科學依據。篩選11例宮頸癌患者(Age(45.7±5.6)years)及11例健康人(Age(45.9±3.2)years)尿液樣本,采用液相色譜-質譜聯用技術對尿液進行測定,通過主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判別分析(OPLS-DA)處理數據,結果表明,兩組人群代謝輪廓有顯著差別,發現并鑒定了12種潛在的生物標志物,提示特定的腫瘤代謝途徑中潛在的代謝標志物可能在宮頸癌發生發展中發揮重要作用。
錄井專用型激光誘導擊穿光譜儀測定巖屑中的8種元素
陳楠 , 楊燕婷 , 田地 , 段憶翔
2018, 46(1): 74-80. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171206
[摘要](808) [FullText PDF](50)
摘要:
記錄不同井深巖屑元素含量信息的巖屑錄井工作是油氣勘探開發的必要過程之一。本研究將西南某鉆井現場的巖屑樣品分為訓練集和測試集,使用自行研制的小型臺式激光誘導擊穿光譜儀(LIBS-Trace)采集各巖屑樣品譜圖,對8種元素(Si、Al、Ca、K、Mg、Mn、Ti、Fe)優化建立基于支持向量機回歸(SVR)的元素定量分析模型。將測試集數據用于算法模型評估驗證,結果表明,8種元素預測的平均百分比誤差(MPE)分別為Si 5.68%、Al 7.22%、Ca 7.45%、K 9.76%、Mg 8.79%、Mn 11.9%、Ti 11.4%和Fe 10.4%,可以滿足錄井工作的要求。此外,依據錄井工作的流程與需求,對儀器軟硬件進行修改,將優化確立的定量模型集成于儀器之中,使之成為錄井專用型號。在錄井工作現場進行測試,結果表明,算法模型結合儀器可快速完成巖屑元素定量分析,在油氣勘探開發領域具有潛在的應用價值。
一種測定高酸度水溶液有效酸度的固態電化學傳感器
周爽 , 郭煜石 , 顏宇 , 曲江英 , 赫春香
2018, 46(1): 81-87. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171088
[摘要](609) [FullText PDF](58)
摘要:
以循環伏安法在石墨電極表面電聚合制備了新型全固態鄰氨基酚-鄰苯二胺共聚物薄膜修飾電極,采用循環伏安法研究了此電極在H+的有效濃度為1.00×10-12~10.0 mol/L范圍內的電化學響應,結果表明,還原峰電位與溶液的有效酸度分別在1.00×10-10~0.10 mol/L、0.10~2.00 mol/L和2.00~10.0 mol/L 3段濃度范圍內呈良好的線性響應,線性回歸方程分別為Epc=0.0456lgC(H+)-0.295,Epc=0.0803C(H+)-0.309,Epc=0.0278C(H+)-0.188。在有效酸度為1.00~8.00 mol/L的H2SO4、HNO3或者HClO4溶液中亦有類似的線性響應。此電極制備方法簡單,酸度測試范圍寬至1.00×10-10~10.0 mol/L,為開發新型高酸度固態電化學傳感器奠定了基礎。
三聚氰胺分子印跡表面等離子體共振傳感器的制備及分析應用
張麗麗 , 李潔 , 陳長寶 , 朱樹華 , 周杰 , 尚鵬鵬
2018, 46(1): 88-93. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170003
[摘要](697) [FullText PDF](54)
摘要:
以合成的烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮為功能單體,三聚氰胺為模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯劑,在表面等離子體共振(SPR)傳感芯片上合成了分子印跡聚合物薄膜。根據印跡聚合物的朗格繆爾方程式,計算得到三聚氰胺和分子印跡聚合物之間的結合常數為1.40×108 L/mol。此傳感器顯示出對模板分子三聚氰胺的高選擇性,在pH=7.5的條件下,此傳感器對三聚氰胺的響應最佳,線性范圍為0.1-10.0 nmol/L(R=0.9991)。將此傳感器用于牛奶和奶粉中三聚氰胺的檢測,檢出限分別為62.6 pmol/L和56.4 pmol/L(S/N=3),回收率分別為91.5%和92.0%。
基于對鉑納米粒子過氧化物模擬酶活性的抑制檢測碘離子
路麗霞 , 王洋 , 藺曉曉 , 李欣瑤 , 辛夢娜
2018, 46(1): 94-99. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171220
[摘要](1118) [FullText PDF](57)
摘要:
合成了檸檬酸鈉保護的鉑納米粒子(PtNPs),其具有類過氧化物酶活性,可催化四甲基聯苯胺(TMB)和過氧化氫的反應,產生有色產物;而碘離子(I-)對鉑納米粒子的催化活性具有明顯的抑制作用,一定范圍內隨著I-濃度的增加,抑制作用逐漸增強,基于此構建了一種簡單、快速測定I-的比色傳感方法。I-的肉眼識別可在幾秒內完成,定量檢測可在10 min之內完成。此方法靈敏度高,檢出限為8 nmol/L,檢測范圍較寬,為20~5000 nmol/L。相對于以納米粒子的聚沉-分散為基礎的比色法,此方法不需要納米粒子的表面修飾,沒有復雜的有機合成過程,操作簡便、成本低。將此方法成功用于實際食鹽樣品和水樣中I-的檢測,效果良好。
雙功能單體法制備磁性奧硝唑分子印跡聚合物及應用
廖素蘭 , 陳少云 , 劉奇琳 , 陳良壁 , 李曉敏
2018, 46(1): 100-106. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170163
[摘要](744) [FullText PDF](28)
摘要:
采用懸浮聚合法,以奧硝唑(ONZ)為模板分子、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酰胺(AA)為雙功能單體、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)為交聯劑,利用Fe3O4磁性納米粒子制備了奧硝唑磁性分子印跡聚合物(MMIPs)。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)、磁化強度分析(VSM)、紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)及熱重分析(TGA)等對合成的聚合物進行了表征。結果表明,雙功能單體MMIPs對奧硝唑的吸附量高于相應的單功能單體MMIPs;對類似物質也有一定的吸附能力。利用等溫吸附數據進行Scatchard分析,從而推斷出MMIPs對于模板分子的作用存在兩種不同的結合位點,最大吸附量Qmax1為48.96 μmol/g,Qmax2為10.60 μmol/g。結合高效液相色譜分析技術,將所制備的MMIPs應用于河水樣品中硝基咪唑類抗生素的提取富集,加標回收率為85.4%~104.3%,方法簡便易行、準確可靠。
電感耦合等離子體-質譜法測定高純四甲基氫氧化銨中超痕量金屬元素
符靚 , 施樹云 , 陳曉青
2018, 46(1): 107-112. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171061
[摘要](812) [FullText PDF](85)
摘要:
建立了高純四甲基氫氧化銨(TMAH)中超痕量金屬元素的分析方法。25%(w/w)高純TMAH溶液樣品經超純水稀釋后直接進樣,應用電感耦合等離子體串聯質譜(ICP-MS/MS)法測定其中12種超痕量金屬元素。在MS/MS模式下,分別向碰撞/反應池(CRC)中加入O2和NH3-He(1:9,V/V),消除質譜干擾,采用O2質量轉移法對Cr、Mn、Ni和Mo進行測定,O2原位質量法對Cd和Pb進行測定,NH3質量轉移法對Fe、Co、Cu和Zn進行測定,NH3原位質量法對Mg和Al進行測定。12種金屬元素的檢出限為0.3~57.2 ng/L,加標回收率在92.0%~106.0%之間,相對標準偏差(RSD)≤4.6%,表明本方法具有良好的準確性和精密度。本方法已成功應用于25%高純TMAH溶液中超痕量金屬元素的分析。
開放式微流控芯片上的腫瘤組織微陣列構建
林冬果 , 林錦瓊 , 李佩文 , 楊娜 , 徐邦牢 , 劉大漁
2018, 46(1): 113-120. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171046
[摘要](985) [FullText PDF](38)
摘要:
構建了一種具有自動形成細胞培養陣列和多步驟靈活操作特點的開放式微流控芯片。此芯片具有3層復合式結構:底層為微通道貫穿的細胞培養池陣列,頂層是開放式培養池,二者之間為一層納米孔薄膜。納米孔薄膜具有"透氣阻水"的特性,既起到止流閥作用實現液體自動分配,又允許跨膜擴散,模擬血管內皮層擴散屏障結構。結合移液工作站,開放式微流控芯片可以完成細胞換液、藥物處理和細胞活力測試等一系列分析步驟。本研究以乳腺癌細胞為模型,在芯片上90 s內可構建包含三維細胞培養和仿真血管內皮的10×10腫瘤組織微陣列。形態學和免疫組織化學檢測證實了芯片腫瘤組織的仿真效果。抗腫瘤藥物測試結果表明,這種開放式微流控組織陣列芯片允許在仿真條件下進行包含復雜操作步驟的細胞實驗,是細胞研究的有利工具。
超高效液相色譜-串聯質譜法快速測定大鼠血清中8種神經遞質
趙芳 , 李強 , 梁梅麗 , 閆艷 , 邢婕 , 秦雪梅 , 高曉霞
2018, 46(1): 121-128. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171115
[摘要](1380) [FullText PDF](128)
摘要:
建立了同時測定8種神經遞質(5-HT、GABA、Glu、ACH、NE、DA、5-HIAA和HVA)的超高效液相色譜-三重四極桿質譜方法(UHPLC-MS/MS),并用于大鼠血清樣品的測定。大鼠血清經含0.1%甲酸-乙腈沉淀蛋白處理后,選用Waters ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm),以0.1%甲酸-乙腈為流動相梯度洗脫進行分離;采用電噴霧離子源(ESI),在正離子掃描下,采用多反應監測模式(MRM)對8種神經遞質及內標化合物進行檢測。結果表明,8種神經遞質可在10 min內準確測定;定量限為1.8 ng/mL,且線性良好,相關系數均大于0.994,日內、日間精密度(n=6)≤9.2%,穩定性、加標回收率和基質效應等均符合分析要求。本方法分析時間短、準確度好、靈敏度高、專屬性強、穩定性好、基質效應小,適用于血清中3類(單胺類、氨基酸類和乙酰膽堿)共8種神經遞質的同時定量檢測。
固相萃取-高效液相色譜-二極管陣列檢測器法同時測定湖水中10種藍藻毒素
田丙正 , 張敏 , 張付海 , 趙彬 , 王鑫 , 朱超
2018, 46(1): 129-135. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171043
[摘要](894) [FullText PDF](124)
摘要:
建立了固相萃取-高效液相色譜-二極管陣列檢測器法測定湖水中10種藍藻毒素(MC-RR、MC-YR、MC-HtyR、MC-LR、MC-WR、MC-LA、MC-LY、MC-LW、MC-LF和NOD)的方法。水樣經固相萃取凈化后,用Waters PAH C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱,以乙腈和含0.05%三氟乙酸為流動相梯度洗脫,流速為0.8 mL/min,柱溫為30℃,進樣量為20 μL,二極管陣列檢測器檢測范圍190-300 nm,檢測波長為238 nm。根據保留時間、二極管陣列檢測器全掃描光譜和色譜峰純度分析等進行定性分析。10種藍藻毒素在0.05-2.00 mg/L濃度范圍內線性關系良好,線性系數R為0.9998-0.9999,方法檢出限為0.005-0.020 μg/L。3個濃度加標水平(0.1、1.0和1.8 mg/L)的回收率為85.1%-105.3%,相對標準偏差為0.8%-9.2%。本方法適用范圍廣、操作簡單、分析速度快、靈敏度高、重現性和回收率好,采用多重定性增強了定性分析的準確性,可用于實際湖水中10種藍藻毒素的測定。
基于自加權變量組合集群分析法的近紅外光譜變量選擇方法研究
趙環 , 宦克為 , 石曉光 , 鄭峰 , 劉麗瑩 , 劉微 , 趙春英
2018, 46(1): 136-142. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171158
[摘要](558) [FullText PDF](67)
摘要:
變量選擇技術是光譜建模的重要環節。本研究提出了一種新的變量選擇方法——自加權變量組合集群分析法(AWVCPA),首先通過二進制矩陣采樣法(BMS)對變量空間進行采樣;其次通過對變量出現頻率(Fre)和偏最小二乘回歸系數(Reg)兩種信息向量(IVs)做加權處理,得到了每個光譜變量的貢獻值,進而考慮到了Fre和Reg兩類IVs對于光譜建模的影響;最后通過指數衰減函數(EDF)刪除貢獻小的波長點,進而實現特征變量選取。以啤酒和玉米兩組近紅外光譜數據為例,基于偏最小二乘法(PLS)建立啤酒中酵母濃度預測模型和玉米中油濃度預測模型,對比其它變量選擇方法。研究表明,在相同條件下,基于AWVCPA變量選擇方法建立的預測模型都取得了最優的預測精度,對啤酒中酵母濃度的預測,相比全光譜PLS模型,RMSEP由0.5348下降到0.1457,預測精度提高了72.7%;對玉米含油量的預測,相比全光譜PLS模型,預測均方根誤差(RMSEP)由0.0702下降到了0.0248,預測精度提高了64.7%。
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