应用傅里叶变换红外光谱法进行在线工业窑炉高温气体监测时,湍流形成的噪声会影响光谱信噪比和浓度反演的精度。研究新的红外干涉信号-光谱转换的数据处理方法,该方法与传统傅里叶变换的光谱数据处理方法不同,它以零光程差为基准对齐干涉信号,实现多次扫描干涉信号的平均,同时采用复数窗函数与光谱数据卷积的方法来降低光谱旁瓣引起的光谱混叠程度。这种数据处理算法可以减小湍流噪声对气体浓度反演的影响,提高反演精度,减少计算量,提高光谱数据率。以叠加湍流的一氧化碳被动测量实验为例,分析了采用不同数据处理方法得到的光谱信噪比、光谱相关性和浓度反演结果。分析结果表明研究的信号数据处理方法在湍流噪声存在的在线检测中优于传统数据处理方法,采用新的数据处理方法得到的光谱更加精确(光谱相关性更好),气体反演的浓度也更准确,同时可减少系统计算量并缩短系统在线测量的响应时间,这对于在线监测气体浓度的准确性是至关重要的。

采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)对64份鱼翅干制品(包括真鱼翅、仿鱼翅和素鱼翅)及明胶增重真鱼翅干制品进行快速无损检测鉴别。实验比较了上述四种样品的特征红外光谱图, 结果显示, 同一种样品的红外光谱具有较好的稳定性;四种鱼翅干制品的红外光谱图存在明显的差异, 主要表现在蛋白质酰胺Ⅰ和Ⅱ峰(1 650, 1 544 cm-1)和多糖骨架(1 050 cm-1)等营养成分吸收峰的差异。真鱼翅样品由于蛋白质含量高、多糖组分含量较低, 故其红外光谱图主要呈现强度较高的蛋白质特征吸收酰胺Ⅰ和 Ⅱ峰(1 650, 1 544 cm-1)与较弱的多糖骨架C—O—C伸缩振动峰(1 050 cm-1), 前者峰面积和(Apro)与后者峰面积和(Apol)的比值(Apro/Apol)范围为5.58～25.38。仿鱼翅样品是由鲨鱼的边脚料、胶体及其他一些物质混合、压模而成的, 其他添加物质导致减弱了蛋白质特征吸收酰胺Ⅰ和Ⅱ峰的强度, 也使酰胺Ⅰ峰发生了约30 cm-1的蓝移, Apro/Apol范围为2.63～2.86。素鱼翅样品主要是由海藻酸钠等多糖类物质合成的, 其红外光谱图上几乎不显示蛋白质的特征峰, 而多糖的特征峰(～1 047 cm-1)表现明显, 高于真鱼翅相应吸收峰的强度, Apro/Apol范围为0.60～0.72。真鱼翅样品涂覆明胶增重后, 样品表面的红外光谱图显示蛋白质和多糖的特征峰均有所减弱,Apro/Apol值为1.16, 而样品剖面的红外光谱图则与真鱼翅的谱图基本一致。可见, 采用ATR-FTIR, 利用样品间特征红外光谱图和Apro/Apol值的差异, 可简便、快速、直观地实现鱼翅干制品品质的无损快速鉴别。

本文通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对大红袍和红花的吸收峰的峰强、峰形、峰位进行了对比研究。研究表明, 大红袍和红花的红外光谱图极相似, 在3427、2929、2029、1635、1083、642、529 cm-1 附近均有吸收峰出现且大红袍的强度强于红花, 说明二者含有相同或相近的药物成分。根据光谱图看出, 两种药物具有其各自的特征峰, 这与二者的某些特有功效是相对应的。此外, 大红袍为地方性药物, 红花为中草药常见药物, 此分析为药物大红袍的推广和应用提供了科学合理的依据。

近年来, 基于朗伯-比尔定律和化学计量学的红外光谱定量分析方法发展十分迅速。 其中, 选择合适的预处理方法和有效的校正模型是定量分析成功的关键。 选取30个葡萄酒样品, 运用红外光谱结合向量回归算法SVR, 对葡萄酒乳酸、 酒石酸、 乙酸异戊酯、 3-甲基-1-丁醇进行了红外含量预测。 选用标准归一化、 基线校正以及异常样本点剔除三种谱图预处理方法, 结合支持向量回归算法。 实验结果表明该方法行之有效, 计算值与标准值间的相对误差可被控制在5%以内。 该方法可应用于葡萄酒中代表性物质含量的定量分析检测。

本文采用傅里叶变换红外光谱法分别对虎掌和魔芋的根、茎、叶的红外光谱进行了对比研究。通过对红外光谱的比较, 发现它们的吸收峰大体相同, 说明具有相似的化学成分, 如氨基酸、苷类物质、糖类和酮类等。但是其吸收峰的位置和强度存在一定的差异, 表明两种物质的特征和药效可能存在不同。

本文用傅里叶变换红外光谱仪测定了野生铁核桃树上的寄生草的红外光谱数据,与文献<参考文献原文>中的野生铁核桃叶和花的光谱图进行对比。初步得知, 野生铁核桃树上的寄生草的吸收峰与野生铁核桃叶和花的吸收峰较为接近。其结果为寄生草药效的说明及推广提供了重要的依据。

本文采用傅里叶红外光谱仪测试了乌灵参、鸡枞(根部)及文山三七的红外光谱图, 分析比较它们的红外光谱图。结果表明, 乌灵参与鸡枞均在3389、2929、2878、2030、1644、1562、1383、1321、1255、1143、936、628、556cm-1附近有吸收峰, 两张图谱有62％的相似性, 乌灵参与文山三七均在2930、2031、1731、1647、1442、1373、1253、1150、1020、936、573cm-1附近有吸收峰, 两张图谱有52％的相似性。初步推知, 乌灵参与文山三七的相似疗效可能与这些相似峰所对应的某些官能团有关;同时, 鸡枞可能也存在一些与乌灵参相似的药效。此结果为乌灵参与云南白药相同疗效的说明及鸡枞可能药效的推理提供了科学的依据。

为了证实野三七现有的疗效并推测其未知的潜在的价值, 采用傅里叶变换红外光谱仪测试了云南白药、文山三七、川芎及野三七等药材的红外光谱。云南白药与文山三七, 川芎与野三七两组红外光谱的峰形、峰位极相似。从特征峰的峰强、峰形、峰位比之, 虽有偏差, 但很小。此外, 四种药物在光谱上也有相当的吻合性。由此可知, 野三七和其它三种药物一样, 具有活血、化瘀、止血、治疗肿痛、伤痛和月经不调等功效。其结果对三七的市场开发, 品种选优与栽培技术的研究具有一定的指导意义。

水汽吸收线分布于整个中红外波段,它的存在干扰红外光谱的定量分析。分析了水汽谱吸收对测 量精度的影响。利用傅里叶变换红外光谱法分别测量了经过干燥处理的待测气体和未经干燥处理的待 测气体,并分别对两次测量中CO、CO2 、N2 O和CH4 浓度的测量精度及检测限进行了比较。实验表明: 对样气进行干燥预处理可以提高测量精度和检测限。

通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究了紫外线-B(UV-B)辐射对黄芩根、 茎、 叶不同部位化学成分的影响。 结果表明, UV-B辐射增加了黄芩根及叶中醇类和酚类物质以及类黄酮的含量, 根中萜类物质含量增加, 叶中蛋白质含量增加。 与根和叶中的情况相反, UV-B辐射降低了茎中醇类和酚类物质、 类黄酮、 不饱和脂以及内酯类物质, 这些结果说明UV-B辐射下黄芩产生了次生代谢方面的变化, 并且代谢产物的分配可能在根、 茎、 叶不同部位间存在权衡。 使用红外二阶导数谱进行化学成分的分析, 能够进一步为红外光谱分析结果补充更多信息, 特别是有关类黄酮及其与糖类等结合成苷类分子的信息。 使用傅里叶变换红外光谱法可以在宏观上简便、 快速地检测UV-B辐射对黄芩根、 茎、 叶不同部位化学成分的影响, 可以作为化学成分进一步深入分析的先导方法。