血液及血液制品是一种特殊的商品, 在流通过程中需要严加管控。 传统的方法通常为应用特征抗体检测人血红蛋白, 或应用液相色谱(HPLC)、 质谱(MS)等方法对血液物种进行鉴别, 鉴别过程中外界环境和血液样本会发生接触。 为了防止血液样本和外界环境相互污染, 因此需要发展非接触式的血液物种鉴别技术。 设计了一种基于吸收光谱的血液物种鉴别方法。 实验测试了人与牛全血样本共24份, 每种样本各10份, 另有4份标记为未知样本。 装有血液样本的PET管置于积分球内, 使用超连续谱光源对积分球进行照射, 测量420～740 nm范围内匀光后的吸收光谱, 每个样品测试5次取平均。 实验测试了使用主成分分析法对测得的原始光谱数据进行降维。 并对降维后的数据应用二维正态分布进行拟合。 通过样本在置信空间内的概率分布或到已知分类中心的距离对未知样本的物种进行鉴别。 可以得出结论, 应用PCA和二维正态分布拟合的方法, 能够较为精确地实现对全血的可见吸收光谱物种鉴别。

远程激光诱导击穿光谱技术是一种利用脉冲激光和聚焦光路对远距离目标烧蚀击穿, 获取目标等离子体光谱, 定性或定量分析物质元素组成的光谱探测技术。 设计并搭建了一套远程激光诱导击穿光谱系统。 该系统结合卡式望远镜光学结构, 实现探测2～10 m距离的目标、 并可自动变焦。 基于该系统提出一种远程探测岩石主要元素含量方法。 通过对比实验, 研究了脉冲能量、 采集延时、 积分时间、 探测点累计探测次数对光谱信号的影响, 确定了岩石谱线获得的最佳条件。 选择48块岩石标本和6种常见国标岩石样品（页岩、 花岗岩、 安山岩、 玄武岩、 片麻岩、 伟晶岩)进行LIBS实验。 以原子光谱数据库为参考, 根据岩石的主要元素提取特征谱线（SiⅠ39055 nm, AlⅠ39440 nm, AlⅠ39615 nm, CaⅡ39685 nm, FeⅠ404 60 nm, SiⅠ50060 nm, MgⅠ51836 nm, NaⅠ58959 nm)。 利用偏最小二乘算法（PLS)建立岩石成分定量分析模型, 将48块岩石标本作为训练集进行求解, 并用六种国标岩石对模型进行检测, 预测岩石Si和Al元素含量, 平均误差分别为94%和96%。

超连续谱激光指的是当泵浦激光穿过特殊光波导时, 一系列的非线性效应引起入射激光束的光谱展宽, 从而输出宽光谱激光束。 随着超快激光和光子晶体光纤技术的发展, 利用超短脉冲在光子晶体光纤中的传播链产生相干的且亮度高的超连续谱激光成为了一种理想的白光源。 自从超连续谱激光源投入应用以来, 其应用领域越来越广。 尤其在生物医学的细胞、 血液等样品分析当中, 荧光光谱学、 流式细胞仪、 共焦显微、 光学相干层析等技术都是强有力的分析工具, 在采用这些先进技术的科学仪器中, 超连续谱激光源成为了一种主要光学部件。 首先对超连续谱激光源的国际研究进展作了详细介绍, 然后对超连续激光光谱技术在显微成像、 流式细胞仪、 荧光寿命成像显微、 荧光共振能量转移、 光学相干层析、 共焦显微生物医学分析等生物医学领域中的发展及应用作了综合阐述。 对超连续激光光谱技术在非接触式血液制品鉴别的需求、 方案及研究进展进行了重点论述, 包括覆盖400～2　000　nm光谱范围的光纤化轻型超连续谱激光光源研究; 采用超连续谱激光光谱方法探索不同物种血液的种属特征; 根据大数据的血液样品光谱特征元数据库分析建立数学模型, 利用数学模型实现对血液样品种属光谱学判定; 血液鉴别光谱分析便携式整机系统研发等。 对超连续激光光谱技术在生物医学领域的应用前景作了展望。

在进出口检测检疫部门, 血液制品的检验与分类是件重要且复杂的事情。 对于全血样品, 开放式的采集可能带来污染, 且血样中的致病因子可能会对检测人员造成危害。 因此急需非接触式的全血分类鉴别方法。 常用流式细胞术中的光谱方法由于需要对血细胞进行采样, 所以无法在非接触全血分类鉴定中采用。 红外吸收光谱学是一种可用来分析样品分子结构和化学键的技术, 可以在不直接接触样品的情况下对样品进行探测。 为寻找一种可实现非接触式血液样品种属差异性状探测的可行光谱方法, 采用近红外谱段(4 497.669～7 506.4 cm-1)对犬猫鸡三类常见动物全血样品进行了透射光谱测量。 结果发现所测样品均在5 184～5 215 cm-1之间有个明显的吸收峰, 在7 000 cm-1附近有个较平缓的吸收峰, 且同种动物个体之间的透射光谱分布相似, 只在整体透射率上有些差别。 采用相关系数比较三类动物全血样品近红外透射光谱的区别, 计算得出同种动物不同个体光谱曲线的相关系数均大于0.99, 而不同种动物光谱曲线的相关系数在0.509 48～0.916 13之间。 其中鸡与猫光谱曲线的相关系数在0.857 23～0.912 44之间; 鸡与犬光谱曲线的相关系数在0.509 48～0.664 82之间; 猫与犬光谱曲线的相关系数在0.872 75～0.916 13之间。 犬猫同属哺乳纲, 两者全血的近红外透射光谱相关系数比犬鸡或猫鸡非同纲动物的大, 即光谱曲线的相似度更高。 研究结果表明近红外透射光谱是一种非接触式动物全血鉴别的可行方法。

远程激光诱导击穿光谱技术(Remote LIBS)是一种利用高能激光和聚焦手段实现远距离分析物质元素组成的光谱探测技术,是远程探测的一种重要手段.本文对远程LIBS的三种探测方式(开放路径式、光纤光路式和便携式探针式)及相应的系统结构做了总结和分析.传统的开放路径式对激光器、光学系统和检测系统的性能和规格要求严格,一直是远程LIBS的研究热点;光纤光路LIBS优点主要体现在系统光学聚焦结构的简化和等离子体光的有效接收.本文综述了远程LIBS新技术的研究进展,着重分析了飞秒成丝远程LIBS技术及与Raman光谱探测相结合等远程LIBS新技术的特点和优势.新技术大大提高了探测距离,增强了物质识别能力,为扩大远程LIBS的应用做出巨大的贡献.同时,论文详细介绍了远程LIBS技术在深空探测、危害物质检测、工业冶金、文物检测修复等领域的研究现状和应用新进展.远程LIBS技术随着激光技术和光谱检测技术的发展以及对LIBS定标反演的研究,探测距离和应用范围不断扩大,检测精度和准确度也在提升。