采用ICP-MS法对国内市场常用的13种采血管中铝、 钒、 铬、 锰、 铁、 钴、 镍、 铜、 锌、 砷、 硒、 钼、 镉、 锡、 锑、 钡、 钨、 汞、 铊和铅元素进行测定。 通过对采血管的纯水浸出液和10%硝酸浸出液进行20种微量元素含量分析, 得到了13种采血管中20种微量元素的含量。 根据近年发表的文献中有关人体血清、 血浆和全血微量元素含量参考范围, 详细分析了各种采血管适用的微量元素检测种类。 分析结果表明: 最适用于血清分析的为采血管1, 该采血管适用于18种血清微量元素的分析; 最适用于血浆分析的为采血管6, 该采血管适用于15种血浆微量元素的分析; 最适用于全血分析的为采血管13, 该采血管适用于17种全血微量元素的分析。 但是, 值得注意的是, 采血管1中的锑和钨元素, 采血管6中的钒、 铬、 镍和锑元素, 以及采血管13中的铝, 锑和钨元素, 其纯水浸出液中这几种微量元素的含量与正常人血液（血清、 血浆、 全血）中微量元素含量处于同一数量级, 可能会对血液微量元素的测量结果造成影响。 该研究也对比了采血管1和采血管3对实际血清样本检测结果的影响, 结果表明, 采血管1的检测结果中几乎所有微量元素含量都低于采血管3的检测结果, 尤其是铝, 钒, 铬, 锰, 砷, 锡, 锑等几种元素, 说明在实际采血过程中, 采血管的选择对微量元素检测结果影响很大。

多维漫透射光谱技术利用传统的近红外透射测量方式, 增加一维扫描装置, 获得透射方向上的径向光谱, 并利用多点漫透射光谱对复杂混合溶液进行成分分析。 实验设计了基于氙灯光源、 精密电控平移台和光谱仪的检测装置, 选用Intralipid-20%, India Ink和C6H12O6共配制225种成分含量不同的混合溶液, 分别测量距其透射中心点0～5 mm(间隔0.25 mm)范围内的20点漫透射光谱信号, 以偏最小二乘回归算法对单点和多点漫透射光谱信号进行建模分析。 实验得到India Ink含量和Intralipid-20%含量随漫透射光位置点的增加建模及预测的精度提高, C6H12O6含量随漫透射光位置点的增加建模及预测精度没有明显变化。 结果表明, 增加不同位置信息的漫透射光谱信号, 能够提高复杂混合溶液中强吸收物质和强散射物质的信噪比, 对于弱吸收弱散射物质有望在提升系统精度的前提下提高其预测能力。

针对现有的频域法和单沿法这两种动态光谱提取方法进行了对比与研究。 理论及实验结果表明, 虽然两种方法提取动态光谱的角度不同, 但其本质是相同的: 源于动态光谱的基本原理、 信号统计特性和平均作用的利用; 对于周期、 幅值较稳定的脉搏波, 两种方法都能够提取高精度的动态光谱; 相比较频域法, 单沿法能够更好地抑制手指的抖动、 光纤探头压力的改变等干扰, 获取更高精度的动态光谱。

采用高光谱技术对复杂混合溶液进行检测分析， 同时利用被测物质的吸光度和散射特性信息以提高光谱的信噪比。 实验设计了高光谱采集装置， 采集生物组织模拟液(Intralipid-10%)的漫反射高光谱图像， 并用Monte Carlo方法和漫射近似理论对其进行了正向和反向推导， 获得了632 nm波长下， Intralipid-10%吸收系数为0.002 0 cm-1， 与标准参数相对误差为11.1%； 约化散射系数为63.35 cm-1， 与标准参数相对误差为6.49%， 基本符合标准参数的误差范围， 验证了该高光谱检测系统的准确性。 还利用该高光谱系统对不同厂家出品的牛奶、 果汁等样本进行了高光谱采集， 得到不同样本间差异较传统二维光谱更为明显的结果， 充分证明了高光谱方法在复杂混合溶液成分分析中具有很强的可行性。

为了进行复杂混合溶液的成分检测, 该文提出了一种基于多维漫反射光谱技术的浓度检测方式, 通过信号中携带的不同成分的多种光学性质来进行分析。 实验设计了基于超连续谱激光光源、 精密电控平移台和光谱仪的检测装置, 选用Intralipid-20%溶液作为研究对象, 用蒸馏水配制体积百分数1%～20%的溶液, 分别测量距其入射点1.5～13 mm(间隔0.5 mm)范围内的24点漫反射光谱信号, 以偏最小二乘回归算法对单点和多点漫反射光谱信号进行建模与预测。 得到建模精度最高的为距离入射位置最近的1点～13点对应的光谱信号所建立的模型, 预测精度最高的为距离入射位置最近的1点～7点对应的光谱信号所建立的模型。 结果表明, 增加不同位置信息的光谱信号, 能够提高光谱的信噪比, 与传统光谱技术仅利用吸光度或反射率等单一光学性质的方法相比, 增加了被测物质散射特性的影响, 利用被测物质多种光学性质的变化提高了建模及预测的精度, 为基于多维光谱的复杂混合溶液检测提供了基础。

为了克服传统光谱检测复杂混合溶液的分析方法中光谱重叠严重、 信噪比低的缺点， 本工作提出将高光谱法引入复杂混合溶液的检测。 因为高光谱法可以利用多模式光子所携带的被测物质多种光学性质的信息进行溶液成分含量分析， 与传统光谱检测方法仅利用被测物质单一吸收特性的变化相比， 高光谱法同时还可利用空间信息增加光谱信号的信噪比， 提高建模精度和可靠性。 为了验证高光谱检测复杂混合溶液的可行性， 本工作利用Monte Carlo模拟了脂肪乳Intralipid-墨水Ink模型在650～1 100 nm范围内漫反射光强的分布情况， 得到了复杂混合溶液的漫反射光强分布随波长变化有明显区别的现象， 证明了高光谱法能够同时利用被测物质多种光学特性（如吸收、 散射、 各向异性因子）随波长变化的关系提高光谱信号的信噪比， 有望显著增强对复杂混合溶液成分的分析能力。

为了提高动态光谱(dynamic spectrum, DS)数据处理方法的效率与精度, 采用单拍提取技术, 即对所采集全部波长对应的光电容积脉搏波(photoelectric plethysmography, PPG)叠加平均所得到的全波段PPG, 以单个脉搏为周期, 提取其上升沿作为模板； 用该模板校正各个波长PPG的上升沿, 再以此计算吸光度的差分值, 进而得到单拍DS； 然后根据3σ准则, 剔除其中含有粗大误差的单拍DS, 对剩余单拍DS进行叠加平均, 作为最终输出的DS。 测量10名志愿者的数据, 与频域提取法的处理结果进行对比: 同一个体同一手指DS相关系数离差平方和由0.006 775改善到0.000 384 0； 同一个体不同手指DS相关系数离差平方和由0.013 93改善到0.002 205, 而不同个体DS之间的差异性有明显增加。 结果表明, 单拍提取技术可以更快地得到高质量的DS数据, 加速了DS进入实际应用的进程。