期刊基本信息
创刊:
1981年 • 月刊
名称:
光谱学与光谱分析
英文:
Spectroscopy and Spectral Analysis
主管单位:
中国科学技术协会
主办单位:
中国光学学会
出版单位:
北京大学出版社
主编:
黄本立
ISSN:
1000-0593
刊号:
CN 11-2200/O4
电话:
010-62181070,62182998
邮箱:
地址:
北京市海淀区学院南路76号,光谱学与光谱分析期刊社
邮编:
100081
定价:
65元/期

本期栏目 2016, 36(11)

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光谱学与光谱分析 第36卷 第11期

作者单位
摘要
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 1
作者单位
摘要
吉林大学仪器科学与电气工程学院, 吉林 长春 130061
光学参数是宏观上表征材料光学性质的物理量, 间接反映了材料的微观特性, 对光学参数准确的提取可以研究材料的微观性质和机理。 近年来, 太赫兹时域光谱技术作为一种新兴的光谱分析手段已经成为研究的热点。 由于太赫兹辐射能量低并且脉冲宽度窄(皮秒量级), 太赫兹时域光谱技术在提取光学参数方面具有无损伤和高时间分辨率的特点。 本文总结了基于太赫兹透射和反射时域光谱技术的光学参数提取方法的研究进展, 着重阐述了几种经典方法, 分析了每种方法的优缺点, 并讨论了太赫兹时域光谱技术用于提取材料光学参数的挑战。 研究结果表明, 透射法适用于对太赫兹波吸收较弱的物质, 而反射法则适用于对太赫兹波有强烈吸收的材料。
太赫兹 光学参数 光谱分析 样品厚度 法布里-珀罗震荡 Terahertz Optical parameters Spectral analysis Sample thickness Fabry-Pérot oscillation 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3449
贺欣 1,2孙美娇 1,3李硕 1高淑琴 1[ ... ]宋文植 4
作者单位
摘要
1 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
2 吉林大学材料科学与工程学院, 吉林 长春 130012
3 吉林大学超硬材料国家重点实验室, 吉林 长春 130012
4 吉林大学中日联谊医院, 吉林 长春 130031
β胡萝卜素是典型的线性多稀分子, 重要的光电材料, 在医学上也有重要的作用, 研究它在外场作用下分子结构和性能的变化及机理有很重要的理论和应用价值。 分别测量了β胡萝卜素在二甲基亚砜中温度为81~25 ℃范围和β胡萝卜素在二硫化碳中压力为0.04~0.60 GPa范围的紫外-可见吸收和共振拉曼光谱。 发现了两种不同的的光谱现象, 随温度降低, 二甲基亚砜中的β胡萝卜素分子的紫外-可见吸收、 拉曼光谱都红移, 拉曼散射截面增大; 而随压强增加二硫化碳中β胡萝卜素分子的紫外-可见吸收峰也红移, 但拉曼散射峰却蓝移, 拉曼散射截面减小。 两种实验现象不能同时用线性多烯分子的“有效共轭长度”“弱阻尼相干振动”等理论模型给予明了解释。 电子—声子耦合常数, 可以表征分子中的原子和电子在外界环境作用下的相互振动耦合程度的强弱。 该研究依据电子—振动相互作用规律, 通过分析和计算得出结论: 二种实验现象都是π电子与碳碳键振动相互作用产生的, 即由于温度、 压力作用对β胡萝卜素分子结构及电子—振动耦合影响不同, 引起电子-声子耦合常数不同, 是电子能隙对碳碳振动的调制作用而产生的两种实验结果。
线性多稀分子: 电子—声子耦合: 电子能隙 Polymer molecule Electron-phonon coupling Energy gap 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3455
作者单位
摘要
1 青岛科技大学数理学院, 山东 青岛 266061
2 山东省新型光电材料与技术工程实验室, 山东 青岛 266061
3 香港科技大学物理系, 中国 香港
微纳光子结构研究随着光子学、 半导体物理学及微加工技术的发展而逐渐蓬勃开展, 并在其结构、 理论、 制备技术等方面取得了系列进展。 受限于目前的微加工技术水平, 要成功制备大尺度、 高质量的光子材料仍然存在着一定挑战。 激光全息光刻技术作为一种简便快捷的微结构制作技术已经发展成为一种经济快速制作大面积微纳超材料及光子晶体模板的重要手段。 介绍了激光全息光刻技术的原理, 详细阐述了该技术在制作三维面心立方、 木堆积结构、 金刚石结构光子晶体以及光学周期类准晶、 手性超材料、 周期性缺陷结构等微纳光子结构中的应用研究进展。 激光全息光刻技术成功制作微纳光子结构为光子材料在更多领域的广泛应用提供了基础和方法。
微纳光子结构 激光全息光刻 光子晶体 超材料 Micro-nano photonic structures Holographic lithography Photonic crystals Metamaterial 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3461
作者单位
摘要
1 中国卫星海上测控部, 江苏 江阴 214431
2 西安交通大学理学院, 陕西 西安 710049
3 西安工程大学理学院, 陕西 西安 710048
金属纳米材料因其表面等离子体共振特性而备受关注。 异质结构的金属纳米材料的光学特性相比于同质结构因其材料的不同破坏了原有结构的对称性, 对称性的破坏将引起光学性质的改变, 相邻两个颗粒之间的相互作用会产生Fano共振。 Fano共振是由异质纳米结构的表面等离子体共振耦合引起的, 通过合理地调控表面等离子体共振的耦合, 将进一步调控Fano共振的强度同时促使异质结构的电场增强特性和辐射特性得到进一步优化。 受金银等贵金属的带间跃迁影响, 金属铝纳米材料成为研究紫外-近紫外光区的表面等离子体共振研究最佳选择。 采用有限时域差分方法研究了Ag-Al纳米球二聚体的光学特性。 研究了Ag和Al纳米球组成的二聚体的吸收光谱与入射光偏振方向、 纳米球半径、 颗粒间距和介质折射率等几何结构及物理参数的关系, 并深入讨论了二聚体的局域场分布规律; 讨论了获取更高效的Fano共振光谱的方法。 由于材料的对称性被破坏, 异质二聚体的光学性质与同质二聚体明显不同, Ag-Al异质纳米球二聚体呈现出在紫外和可见光区的双Fano共振现象。 Ag-Al二聚体表面等离子体互相耦合引起Fano共振从而导致表面等离子体的共振抑制和增强。 研究结果对在紫外-可见光区的表面等离子体应用、 纳米光学器件的设计与开发及基于表面等离子体共振的表面增强光谱、 生物传感和检测研究等有一定参考价值。
Ag-Al纳米球二聚体 时域有限差分方法(FDTD) 局域表面等离子体共振(LSPR) Fano共振 Silver-aluminum nanosphere heterodimer Finite-difference time-domain (FDTD) theory Localized surface plasmon resonances (LSPR) Fano resonance 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3470
杨雪 1,2李刚 1,2刘妍 1,2赵静 3林凌 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 天津大学天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室, 天津 300072
3 天津中医药大学中医药工程学院, 天津 300193
乳腺等类型生物组织的透射Monte Carlo模拟(简称MC模拟)耗时很长, 这主要是由于被模拟的组织较厚和Monte Carlo模拟自身统计特性引起的所需光子数量多造成的。 针对光源与接收面在同一直线上, 采用光纤接收透射光的模型进行分析, 通过考虑生物组织自身的光学特性, 进行了边界约束和有效后向散射次数的限制来缩短仿真时间, 经过多次实验验证, 以两次散射所到位置为分界, 并充分利用组织光学参数计算约束边界, 计算相对比较简单, 同时考虑到入射与出射的实际情况进行微扩, 从而得到的约束边界。 对光学参数相同但厚度不同的组织进行仿真, 分析进入同一位置光纤的光子数所发生后向散射次数, 发现后向散射次数随着组织厚度与散射系数的增大而增大, 随着吸收系数与各向异性因子的增大而减小, 通过限定后向散射次数来节省时间。 仿真结果表明, 在传统计算机上, 该方法能够显著缩短MC模拟的运算时间50%左右, 尤其适用于较厚且边界较为复杂的高散射物质的MC模拟。 该提速方法主要应用于光源与接收面处于同一直线, 且生物组织较厚, 散射系数较大的情况, 能够有效节约仿真所需时间, 有利于分析组织透射成像。
大空间生物组织 透射 Monte Carlo模拟 加速 Large space biological tissue Transmission Monte Carlo simulation Acceleration 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3476
作者单位
摘要
1 四川大学原子与分子物理研究所, 四川 成都 610065
2 四川大学化学工程学院, 四川 成都 610065
建立了碳氢燃料在反射激波作用下高温裂解碳烟生成的检测系统, 利用激光消光法测量了甲苯/氩气在高温条件下裂解生成碳烟的产率。 实验条件: 甲苯摩尔浓度0.25%和0.5%, 压力约2和4 atm, 温度1 630~2 273 K。 获得了碳烟产率随温度、 压力和燃料浓度的变化规律。 碳烟产率随温度变化呈高斯分布, 随着压力或浓度的增大, 碳烟产率增大, 碳烟产率最大达55%。 产率的峰值温度随压力变化不大, 但甲苯摩尔浓度从0.25%增大到0.5%时, 峰值温度从1 852变为1 921 K。 对比了压力为4 atm, 燃料摩尔浓度为0.5%的甲基环己烷和甲苯的碳烟产率, 甲基环己烷裂解碳烟产率峰值对应的温度为2 045 K, 比甲苯约高135 K, 但其最大碳烟产率仅有甲苯的1/8。 结果为研究发动机内碳烟颗粒物排放及碳烟形成机理提供了实验依据。
激光消光法 碳烟产率 碳氢燃料 高温裂解 Laser-extinction method Soot yield Hydrocarbon fuel High-temperature pyrolysis 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3481
作者单位
摘要
浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
针对二维气体浓度分布, 主要选用多条H2O的吸收谱线, 采用代数迭代重建算法, 研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下, 即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时, 不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响, 对比了在同一浓度模型下通过增加激光光束与增加H2O吸收谱线条数对气体浓度重建结果的影响; 研究了增加谱线条数重建气体浓度分布对不同温度与浓度分布模型的适应情况, 其中, 文中所选取的多条吸收谱线可以由一个激光器同时扫描得到。 浓度测量区域采用10×10的网格划分, 测量区域中的温度和浓度分布采用单峰不均匀分布与双峰不均匀分布, 重建过程中计算了吸收谱线与激光光束的有效利用率。 重建结果表明在激光光束较少时, 增加吸收谱线条数可以获得更多与浓度相关的谱线参数信息, 且与增加激光光束相比可以明显改善浓度重建结果, 更主要的是增加谱线条数可以有效降低实验中硬件设备的成本投入以及测量系统的复杂性。
代数迭代算法 二维浓度重建 多条吸收谱线 激光吸收光谱 ART algorithm Two-dimensional concentration reconstruction Multiple absorption lines Tunable diode laser absorption spectroscopy 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3485
作者单位
摘要
上海理工大学, 颗粒与两相流测量研究所/上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093
针对煤粉燃烧辐射光谱问题, 利用光纤光谱仪对煤粉平面火焰炉实验装置煤粉燃烧火焰辐射光谱进行了测量, 详细分析了煤粉辐射光谱特征, 并基于普朗克辐射传热定律, 通过对光谱仪波长响应特性的标定, 得到火焰绝对辐射强度随波长的分布情况, 进而利用最小二乘法获得火焰温度与辐射率参数, 由此提出基于煤粉燃烧火焰辐射光谱测量的火焰参数测量方法。 利用该方法对不同燃烧条件下煤粉燃烧参数进行测量, 开展了不同燃烧参数下煤粉火焰辐射光谱实验研究, 研究结果表明: 煤粉燃烧火焰辐射在200~1 100 nm波段具有较强且连续的光谱特征, 基于普朗克辐射定律与最小二乘法可实现煤粉燃烧火焰温度与辐射率的测量; 煤粉燃烧火焰辐射光谱在590, 766, 769和779 nm附近可见明显的Na和K等碱金属痕量元素原子光谱发射谱线, 并且这些原子谱线的出现与火焰温度有关; 随着煤粉浓度的提高, 虽然燃烧温度变化不大, 但由于火焰辐射率的增加, 造成辐射光谱强度的大幅提升。 这对锅炉煤粉燃烧优化具有重要参考价值。
辐射光谱 煤粉燃烧 温度测量 辐射率测量 燃烧诊断 Radiation spectroscopy Pulverized coal combustion Temperature measurement Emissivity measurement Combustion diagnostic 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3492
作者单位
摘要
1 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 合肥师范学院数理统计学院, 安徽 合肥 230061
多环芳烃由于具有三致(致癌、 致畸、 致突变)特性, 其在环境中的检测受到人们广泛关注。 利用时间分辨光谱技术, 研究了荧蒽乙醇溶液的荧光光谱随延时时间和门宽改变的特性。 研究了不同浓度荧蒽的时间分辨荧光光谱特性, 以原始浓度的荧蒽为初始溶液, 通过逐级稀释的方式, 最终将原始溶液稀释16倍, 拟合了不同稀释倍数下的荧蒽荧光强度衰减随延时时间变化的动力学曲线, 得到了不同浓度荧蒽的拟合荧光寿命。 研究结果表明, 荧蒽的荧光光谱特性与光谱仪探测器延时时间和门宽宽度密切相关。 固定延时时间, 随着光谱仪门宽宽度的变化, 荧蒽的荧光强度随着门宽的增大而逐渐增强。 固定门宽, 改变延时时间的过程中, 荧蒽的荧光强度随延时时间呈现先增大, 后减小的趋势。 荧蒽的荧光强度随延时时间的衰减过程符合指数衰减过程, 将荧蒽乙醇溶液进行逐级稀释, 荧蒽荧光强度与延时时间的衰减进行指数拟合后, 得到不同稀释倍数的荧蒽乙醇溶液的衰减动力学参数, 随着稀释倍数的增大, 拟合得到的荧蒽荧光寿命增大。 多环芳烃时间分辨光谱特征的研究, 可以为环境中多环芳烃的检测提供技术基础, 由于不同荧光物质具有特征的荧光寿命, 因此, 可以利用多环芳烃与环境中其他荧光物质的不同荧光寿命特性, 准确识别环境中的多环芳烃污染物。
时间分辨荧光 荧蒽 纳秒激光 荧光寿命 Time-resolved fluorescence Fluoranthene Nanosecond laser Fluorescence lifetime 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3497
作者单位
摘要
1 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区, 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 材料科学重点实验室, 中国科学院半导体所, 北京 100083
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术, 研制了一种近红外乙炔气体检测系统。 通过分析近红外波段乙炔分子的吸收谱线特性, 选择了1.534 μm附近乙炔分子的吸收峰作为吸收谱线。 该系统主要由分布反馈激光器、 激光器驱动器、 单光程对射式气室、 光电探测模块及数字式锁相放大器构成。 为了测试该检测系统的性能, 配备了乙炔气体样品并开展了气体检测实验。 实验结果显示, 该系统的最小检测下限为0.02%; 在体积分数为0.02%~1%范围内, 二次谐波幅值与乙炔气体浓度呈现出良好的线性关系。 通过长达20 h的稳定性实验测试了检测系统稳定性。 鉴于近红外波段石英光纤传输损耗很小, 可以将气室及光路部分与电路部分分离, 从而可以进行远程气体检测, 这是基于量子级联激光器、 热光源的乙炔检测系统难以实现的。 该系统采用了自主研制的分布反馈激光器驱动器和锁相放大器, 结构简单, 性价比高, 便与集成, 在工业现场乙炔浓度检测方面有着良好的应用前景。
红外吸收光谱 可调谐激光二极管光谱吸收 乙炔检测 Infrared absorption spectroscopy Tunable diode laser absorption spectroscopy Acetylene detection 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3501
作者单位
摘要
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
现有的傅里叶变换红外光谱仪无法实现六硝基芪的光谱定量分析, 而作为常见单体猛炸药而言, 能够快速识别并定量分析其含量具有重要意义, 故研究设计了一种基于THz光谱技术的HNS检测系统。 系统采用透射式吸收光谱计算模式。 光路中引入电光调制模块, 实现稳定快速的光程静态扫描。 在实验获取HNS特征吸收峰位置的基础上, 结合空气在此波段的吸收特性, 获得了光谱数据相关系数表达式, 并由此确定了多特征波长选择依据。 结合比尔-朗伯定律, 给出了HNS含量的函数表达式及其系数公式。 实验通过化学配置法得到不同HNS含量的样品粉末, 并以此含量作为标准值。 将不同含量的多组HNS样品粉末进行压片处理, 分别采用太赫兹光谱仪和本系统进行HNS含量检测。 实验结果可知, HNS含量在0.10%~50.00%范围内两种检测方法效果相近, 与标准值误差均低于5.0%, 且本系统具有更好的线性度。
太赫兹技术 光谱检测 光谱匹配 六硝基芪 Terahertz technology spectroscopy spectrum matching HNS 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3506
作者单位
摘要
1 云南农业大学农学与生物技术学院, 云南 昆明 650201
2 云南省农业科学院药用植物研究所, 云南 昆明 650200
3 玉溪师范学院资源环境学院, 云南 玉溪 653100
傅里叶变换红外光谱结合化学计量学建立快速鉴别牛肝菌种类及测定牛肝菌中总Hg含量的方法。 采集15种共48份云南常见牛肝菌的红外光谱信息并用冷原子吸收光谱-直接测汞仪测定牛肝菌的总Hg含量, 根据FAO/WHO规定的每周Hg允许摄入量(provisional tolerable weekly intake, PTWI)评价牛肝菌的食用安全性; 采用Norris平滑、 多元散射校正、 二阶导数、 正交信号校正-微波压缩等方法对牛肝菌的红外光谱进行优化处理, 优化处理后的数据进行主成分分析、 偏最小二乘判别分析建立快速鉴别牛肝菌种类及牛肝菌总Hg含量的预测模型。 结果显示: (1)主成分分析的前三个主成分累积贡献率为77.1%, 不同种类牛肝菌在主成分得分图中能够明显区分开, 表明不同种类牛肝菌的化学组分或含量具有差异; (2)不同产地、 种类牛肝菌总Hg含量差异明显, 其总Hg含量在0.17~15.2 mg·kg-1 dw之间; 若成年人(60 kg)每周食用300 g新鲜牛肝菌则少数牛肝菌摄入的Hg超过PTWI的限量标准, 食用有一定风险; (3)牛肝菌红外光谱数据与总Hg含量拟合, 进行偏最小二乘判别分析, 能快速区分总Hg含量低(≤1.95 mg·kg-1 dw)、 中(2.05~3.9 mg·kg-1 dw)、 高(≥4.1 mg·kg-1 dw)的牛肝菌样品, 并且Hg含量差异越大, 越易于区分; 进一步建立牛肝菌总Hg含量预测模型, 训练集的R2为0.911 4, RMSEE为1.09, 验证集的R2和RMSEP分别为0.949 7和0.669 5, 牛肝菌总Hg含量预测值与测定值比较接近, 模型预测效果良好。 红外光谱结合化学计量学方法能快速鉴别牛肝菌种类, 区分不同总Hg含量的牛肝菌样品并对Hg含量进行准确预测, 为野生牛肝菌的质量控制和食用安全评估提供快速、 简便的方法。
红外光谱 牛肝菌 重金属 鉴别 健康风险 Infrared spectroscopy Boletes Hg Hg Heavy metal Discrimination Health risk 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3510
李磊 1,2李忠佩 1,2刘明 1吴萌 1[ ... ]唐晓雪 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 江苏 南京 210008
2 中国科学院大学, 北京 100049
猪场废水排放的环境污染问题日益受到重视, 研究废水中有机物的组成结构变化将可为制订合理的污染防治措施提供科学依据。 本研究通过设置不同规模化猪场废水的室内培养试验, 在培养过程中定期采样, 采用抽滤、 冷冻干燥等方法获得可溶性有机物(DOM)固体样品; 运用FTIR光谱仪采集样品的红外谱图, 研究废水中DOM组成结构在有机分解过程中的变化。 结果表明, 不同猪场来源的废水中DOM具有类似的组成结构, 且主要由蛋白质、 脂质类、 腐殖酸、 多糖类和酚类等有机物组成。 随着培养天数的增加, 与脂质类、 蛋白质和酚类等相关的官能团含量逐渐降低并趋于稳定, 而与腐殖酸和多糖类相关的官能团显著增加直至平稳。 与初始样品相比, 培养20天后样品中DOM组成结构以腐殖酸和多糖类为主, 表明DOM的腐殖化程度有所提高。 此外, 与纤维素分子内氢键缔合的羟基(OH)相比, 纤维素分子间氢键缔合的羟基降解速率相对更快, 而以前者对微生物的降解更为敏感。 废水中DOM以酚羟基C—O的降解速率更快, 随后是芳香族COOH、 糖类C—O和酰胺羰基CO, 而糖类C—O倾向于优先被微生物所利用。 综上所述, 废水中不同的DOM组成结构在有机降解过程中的变化存在一定差异。
规模化猪场 废水 可溶性有机物 组成结构 傅里叶红外光谱 Scale pig farm Wastewater Dissolved organic matter Structural composition Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3517
作者单位
摘要
1 长春理工大学, 吉林 长春 130022
2 吉林省科学技术信息研究所, 吉林 长春 130000
作为二次分析方法, 近红外光谱分析的重现性和可靠性非常依赖于建模过程。 以近红外光谱小麦蛋白质定量分析模型为例, 研究了多变量定标建模过程中异常样本问题, 旨在讨论复杂样本建模中的样本对模型的影响和作用。 以PLSR算法建模中校正方差与验证方差的解释百分比曲线的背离特性作为异常样本存在的判据, 当两个百分比曲线显著偏离时, 则认为样本集中存在异常样本, 并对建模产生了显著影响。 异常样本的识别和处理, 以及影响分析是本文主要的创新性工作, 采用了基于样本删除的子模型遍历统计方法, 能够渐次识别并提取出异常样本。 在剔除异常样本后的模型预测结果中, 以模型的预测残差标准差作为参考距离对异常样本进行了离群程度分级, 可分为显著离群样本, 相对离群样本以及潜在离群样本, 数据集中显著离群样本约占7.8%, 相对离群样本约占15.6%。 异常样本对模型的影响表现在对正常样本的预测残差上, 使预测值偏离理想拟合直线, 分散性增加。 剔除异常样本或以样本权重建模可有效抑制异常样本的影响, 使模型的解释性更偏向于多数样本数据, 降低模型的经验风险误差。
近红外光谱 样本影响 灰色系统 子模型群集学习 Near infrared spectroscopy Outlier analysis Gray system Sub-model population learning 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3523
姜龙 1,2李鱼 1
作者单位
摘要
1 华北电力大学环境研究院, 北京 102206
2 华北电力科学研究院有限责任公司, 北京 100045
选取环境中含量最多的9种多溴联苯醚(PBDEs)及已知具有高/中等生物毒性的14种PBDEs作为目标辨识物, 首先基于振动归属将上述PBDEs红外光谱分为6个谱区, 利用相似度分析评价各谱区对23种同系物的辨识能力并筛选易于辨识的红外谱区, 其次根据各谱区特征建立辨识方法并进行方法评价, 最终通过主成分分析及判别分析法在所研究谱区提取影响高/中等生物毒性PBDEs的红外特征信息并建立生物毒性判别模型。 研究结果表明, 位于961~1 153 cm-1的三角呼吸振动谱区和1 153~1 346 cm-1的C—O伸缩振动谱区对所选PBDEs间光谱相似度最小, 可利用三角呼吸振动谱区内吸收峰的数量分布特征(辨识最小频差为3.19 cm-1, 但不易与多氯联苯醚等结构相似物质间的区分)及C—O伸缩振动谱区的主峰分布及波形特征(辨识最小频差为0.74 cm-1, 与多氯联苯醚等结构相似物质间辨识涉及最小频差为0.67 cm-1)实现对23种PBDEs间的辨识(红外光谱常用最小分辨率为0.5 cm-1); 基于判别分析法所构建的高/中等生物毒性PBDEs判别模型的判别正确度为100%/88.9%, 表明所提取的红外光谱信息可实现对PBDEs生物毒性的准确分类。
多溴联苯醚 红外光谱 相似度分析 辨识 生物毒性 判别分析 Polybrominated diphenyl ethers IR spectrum Similarity analysis Identification Biological toxicity Discriminant analysis 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3530
作者单位
摘要
华东交通大学, 江西 南昌 330013
为了实现对不同品种白菜种子的快速无损鉴别, 应用近红外光谱技术获取白菜种子的光谱反射率, 首先采用变量标准化校正和多元散射校正对原始光谱进行预处理; 其次, 采用主成分分析法(PCA)对光谱数据进行聚类分析, 从定性分析的角度得到三种不同白菜种子的特征差异, 并采用连续投影算法(SPA)选取特征波长; 最后, 分别基于全波段光谱、 PCA分析得到的前3个主成分变量以及SPA算法选取的特征波长, 建立了最小二乘支持向量机(LS-SVM)和偏最小二乘判别(PLS-DA)模型进行白菜种子不同品种的鉴别。 从主成分PC1、 PC2得分图中可以看出, 主成分1和2对不同种类白菜种子具有很好的聚类作用。 基于特征波长建立的PLS-DA和LS-SVM模型的判别结果优于基于主成分变量建立的模型, 其中基于特征波长建立的LS-SVM模型识别效果最优, 建模集和预测集的品种识别率均达到100%。 结果表明, 通过SPA算法选取的6个特征波长变量能够很好的反映光谱信息, 提出的SPA算法结合LS-SVM预测模型能获得满意的分类结果, 为白菜种子品种的识别提供了一种新方法。
近红外光谱 主成分分析 连续投影算法 偏最小二乘鉴别 最小二乘支持向量机 Near infrared spectral Principal component analysis (PCA) Successive projections algorithm (SPA) Partial least squares discriminant analysis (PLS-D Least-squares support vector machine (LS-SVM) 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3536
作者单位
摘要
中国农业科学院农产品加工研究所/农业部农产品加工综合性重点试验室, 北京 100193
研究了牛肉蛋白质二级结构稳定性在-18, -23及-38 ℃不同温度下的变化情况, 明确了肉品工业中不同冷冻温度对肉品品质的作用机制。 利用了傅里叶变换衰减全反射红外光谱(attenuated total reflectance Fourier transfer infrared spectroscopy, ATR-FTIR)技术、 自动去卷积以及曲线拟合等计算方法, 分析了-18, -23及-38 ℃三个温度下, 牛肉肌原纤维蛋白(myofibrillar protein, MP)在冻结—解冻过程中的红外光谱图变化及蛋白质二级结构变性程度。 ATR-FTIR结果显示, 冻结—解冻过程中牛肉MP红外光谱图峰高、 峰面积发生变化, 且峰波数发生红移或者蓝移; 冻结—解冻后牛肉MP红外光谱图中3 500~3 300 cm-1波段的吸收峰强度减弱甚至消失, 说明解冻后牛肉MP中的结合水中O—H基团与氨基酸CO基团形成的分子内和分子间氢键断裂; 冻结会影响牛肉MP二级结构的稳定性, 导致牛肉蛋白质二级结构发生变化, 其中除了无规则卷曲比例上升以外, α-螺旋、 β-折叠、 β-转角含量均下降, 造成有序结构向无序结构转变; 解冻后, 冻结温度为-38 ℃的处理组牛肉β-折叠增加量大于-23和-18 ℃处理组, -38 ℃冻结牛肉MP二级结构的稳定性最好, 解冻后蛋白质复性也最好。 即蛋白质冷冻变性程度随着冻结温度的降低而减轻, 蛋白质二级结构特征保持也越好。 该试验研究基于肉品工业生产实际, 研究结果从微观层面揭示了冻结温度对牛肉蛋白质变性的影响规律及可能的机制, 为冷冻肉冻藏保鲜工艺制定提供了参考。
傅里叶变换衰减全反射红外光谱 牛肉 冻结—解冻 蛋白质二级结构 Attenuated total reflectance Fourier transfer infr Beef Freezing-thawing Protein secondary structure 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3542
作者单位
摘要
1 中国农业大学信息与电气工程学院, 北京 100083
2 中国农业大学食品科学与营养工程学院, 北京 100083
将多种单分类器模型融合, 并用融合后的模型对不同品种干红葡萄酒进行判别分析。 用BRUKER MPA傅里叶变换型近红外光谱仪采集170个干红葡萄酒样品的近红外透射光谱, 选取PLS-DA, SVM, Fisher和AdaBoost作为单分类器建模方法, 分别建立葡萄酒品种判别模型, 通过差异性度量值对单分类器进行筛选, 得到差异性较大的四个单分类器作为基分类器, 其中基分类器对测试集葡萄酒品种判别准确率最高为88.24%, 最低为81.18%。 然后通过加权投票机制对基分类器进行融合, 融合后的模型对测试集葡萄酒品种判别准确率提高至92.94%, 误判样品个数由单分类器最少的9个降为6个。 实验结果表明多分类器融合所建立的模型优于传统近红外光谱定性分析一般采用单分类器模型结果, 提高了葡萄酒品种判别的准确性, 采用基于近红外光谱的多分类融合方法对葡萄酒种类判定具有可行性。
葡萄酒 多分类器融合 差异性度量 近红外 Red-wines Fusion of multiple classifier Diversity measure feature selective (DMFS) Near infrared spectroscopy (NIR) 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3547
作者单位
摘要
1 中国林业科学研究院林业新技术研究所, 北京 100091
2 中国林业科学研究院木材工业研究所, 北京 100091
利用近红外光谱结合误差反向传播神经网络(BP)对三种人工林木材(尾叶桉、 马尾松、 南方无性系I-72杨)进行识别, 探讨隐含层神经元个数、 光谱预处理方法、 光谱范围对BP网络模型的影响, 并与SIMCA法所建模型做比较。 结果表明: (1)BP网络结合全波段(780~2 500 nm)近红外光谱数据建模, 识别正确率达到97.78%, 并确定隐含层神经元数为13; (2)全波段光谱建模比短波段(780~1 100 nm)和长波段(1 100~2 500 nm)光谱建模识别效果好, 其识别正确率分别为97.78%, 95.56%和96.67%, 用一阶导数和二阶导数对全波段光谱进行预处理后, BP网络模型识别正确率分别为93.33%和71.11%; 用多元散射校正(MSC)对全波段光谱进行预处理后, BP网络模型识别正确率为98.89%, (3)在三种波段(780~2 500, 780~1 100和1 100~2 500 nm)光谱建模的情况下, BP网络建模识别正确率分别为95.56%, 96.67%和97.78%, SIMCA模型识别正确率分别为76.67%, 81.11%和82.22%, BP网络建模比SIMCA法建模对三种人工林木材的识别正确率高。
BP网络 近红外光谱 分类 尾叶桉、 马尾松、 南方无性系I-72杨 BP network Near infrared spectroscopy SIMCA SIMCA Classification Eucalyptus urophylla Pinus massoniana Populus×euramericana (Dode) Guineir cv. “San Mart 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3552
作者单位
摘要
西北农林科技大学, 陕西 杨凌 712100
化学热处理是实现可再生木质生物能源中纤维素高效利用及半纤维素糖化转换的关键步骤。 通过预处理过程可以快速去除难溶木质素, 实现细胞壁中半纤维素的物理化分离, 使得植物细胞壁中化学成分发生变化, 从而增加木质纤维素的产出量。 以硫酸(H2SO4)、 稀碱(NaOH)及甘油(glycerol)为预处理介质, 采用不同的热处理温度(硫酸(H2SO4)、 稀碱(NaOH)热处理温度为117和135 ℃; 甘油(glycerol)热处理温度为117 ℃)), 对竹材处理前后的主要化学组分进行对比分析, 并通过傅里叶变换红外光谱进一步证实化学热处理前后竹材化学组分的变化, 以获得不同的化学热处理介入下竹材化学成分转换的主要变化规律和机理。 结果表明: 热化学处理后竹材的纤维素产出量明显增加。 纤维素得率及木质素的去除率在不同的处理介质条件下的变化规律为, 稀碱(NaOH)处理效果优于稀酸(H2SO4)和甘油(glycerol); 此外, 在相同介质条件下135 ℃热处理效果比117 ℃热处理效果显著。 对于不同处理条件的半纤维素的降解程度大小变化结果与此相同。 通过红外光谱分析可知, 热处理后纤维素环状C-O-C不对称伸缩振动峰出现峰值分解, 半纤维素的红外吸收特征峰出现明显陡降变化, 木质素苯环特征吸收峰明显减弱, 证明纤维素产出量明显增加, 半纤维素降解趋势明显, 木质素去除效果良好。 傅里叶红外变换光谱分析结果与标准测定结果一致。
化学热处理 竹材 化学成分 傅里叶红外光谱 Thermochemical pretreatment Bamboo Chemical composition Fourier infrared spectrum 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3557
作者单位
摘要
1 表面物理与化学重点实验室, 四川 江油 621908
2 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621900
铀是核工业中一种重要的核燃料, 研究其在水溶液中的浓度和种态信息具有重要意义。 铀(Ⅵ)在水溶液中最稳定的存在形式UO2+2, 其标准Raman散射峰为871 cm-1。 然而利用表面增强拉曼散射(SERS)技术检测铀(Ⅵ)时, 铀(Ⅵ)与SERS基底的直接相互作用, 使得铀(Ⅵ)的Raman峰存在很大程度的偏移, 甚至偏移到710 cm-1。 使用不同的SERS基底, 其偏移程度也不同, 无法反映溶液中铀(Ⅵ)的真实Raman信息, 为解析溶液中铀(Ⅵ)的种态带来了很大困难。 通过抗坏血酸活化银纳米粒子(AgNPs), 在硅衬底上自组装AgNPs阵列, 得到SERS基底。 利用石墨烯介质隔层的化学惰性和完整性, 通过悬空自助转移法在该自组装AgNPs SERS基底表面转移单层石墨烯, 制备了纳米银/石墨烯复合SERS基底。 并表征了该复合SERS基底的形貌, AgNPs粒子紧密连接在一起, 形成纳米链结构, 纳米链均匀地分布于衬底表面, 单层石墨烯紧密覆盖于AgNPs表面, 且石墨烯的亚纳米级厚度没有改变AgNPs的形貌。 将这两类SERS基底用于检测硝酸铀酰, 对于未覆盖石墨烯的AgNPs基底, UO2+2的对称伸缩振动峰为719 cm-1, 基底与UO2+2的相互作用导致谱峰宽化, 并向低波数移动。 而在覆盖了石墨烯的G-AgNPs复合SERS基底表面, UO2+2的对称伸缩振动峰为771 cm-1, 回移了52 cm-1, 这种大幅度的回移表明石墨烯隔层在一定程度上隔绝了UO2+2与AgNPs的相互作用。
表面增强拉曼光谱 石墨烯 铀酰离子 银纳米粒子 Surface-enhanced Raman scattering Graphen uranyl Silver nanoparticles 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3563
作者单位
摘要
上海大学材料科学与工程学院电子信息材料系, 上海 200444
利用非平衡磁控溅射法制得厚度达到2.23 μm的掺铬含氢类金刚石(Cr-DLC)碳膜。 采用Raman光谱和XPS对制得的薄膜进行了结构和热稳定性等表征。 结果表明: 室温时, 薄膜在1 544 cm-1附近的Raman“G”峰归属于石墨结构中C—C键的伸缩振动, 即E2g 模式; 而1 367 cm-1附近的“D”峰归属于sp2碳环的“呼吸”振动模式, 即A1g模式; 计算得到薄膜sp3键的相对含量约为48at.%。 加热至300 ℃, 薄膜的Raman谱图与室温时相似, 表明此温度段薄膜的结构稳定, 未发生明显改变; 至400 ℃时, ID/IG值迅速增大, sp2键含量升高, 表明此时DLC膜发生了明显的结构变化, 开始发生石墨化。 继续升温, 膜中ID/IG比率增加, “G”峰位向高波数方向位移, 表明 sp2/sp3比率逐渐增大, 薄膜石墨化程度加强, sp2键的无序度逐渐降低, 最终导致薄膜的摩擦系数和磨损率等逐渐增大, 热稳定性逐渐降低。 退火600 ℃时, ID/IG值以及sp2键含量达到最大值, DLC薄膜失效。
非平衡磁控溅射 类金刚石碳膜 Raman 光谱 热稳定性 UBMS Diamond-like carbon film Raman spectrum XPS XPS Thermal stability 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3568
作者单位
摘要
浙江大学生物系统工程与食品科学学院, 浙江 杭州 310058
β-胡萝卜素作为一种重要的营养元素, 其在果蔬活体内的测定方法通常必须对样品进行破坏, 并且耗时、 费力。 采用拉曼光谱技术预测活体枇杷果实内β-胡萝卜素含量, 以高效液相色谱法(HPLC)检测值作为参考值, 采用高斯平滑对光谱数据进行预处理, 同时使用多项式拟合(PF)的方法对光谱数据进行背景荧光扣除, 以标准β-胡萝卜素的拉曼图谱为基础, 选取了三个特征频移, 以特征频移和截取的光谱建立了MLR模型、 PLSR模型以及LS-SVM模型, 取得了比较好的预测精度。 其中LS-SVM模型的预测精度最高, 其预测相关系数R2p达到了0.91, 表明通过拉曼光谱对活体枇杷内β-胡萝卜素的含量检测是实际可行的。
β-胡萝卜素 枇杷 拉曼光谱 β- Carotenoids Loquats Raman spectroscopy HPLC HPLC 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3572
司民真 1,2,*张德清 1,2李伦 1,2张川云 1,2
作者单位
摘要
1 楚雄师范学院云南省高校分子光谱重点实验室, 云南 楚雄 675000
2 楚雄师范学院光谱应用技术研究所, 云南 楚雄 675000
提出一种用拉曼光谱原位分析新鲜姜油细胞中姜油主成分的方法。 用徒手切片制备新鲜姜样品, 该样品置于DXR 激光共焦显微拉曼光谱仪下, 用20倍物镜观察到油细胞, 将激光聚焦在该油细胞上, 获得了姜油细胞中姜油的拉曼光谱, 共21条谱峰。 不同油细胞上获得的拉曼光谱非常相似。 获得了姜精油的拉曼光谱, 与姜精油拉曼光谱的37条谱峰比较, 油细胞有19条谱峰与之有对应关系。 为了解释油细胞精油及姜精油的拉曼光谱, 用密度泛函理论计算了姜烯的拉曼光谱。 姜精油拉曼光谱有31条谱峰, 油细胞中有19条谱峰与计算光谱有对应关系。 该研究提供了一种拉曼光谱技术与密度泛函理论计算结合的快速容易的精油质量控制方法。
拉曼光谱 姜油细胞 姜精油 姜烯 密度泛函理论 Raman spectrum Ginger oil cell Essential oils of ginger Zingiberene Density functional theory 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3578
杨世龙 1,2,*姜维娜 1,2印彬 3徐莉 2,3,4[ ... ]曹福亮 2,5
作者单位
摘要
1 南京林业大学化学工程学院, 江苏 南京 210037
2 南京林业大学南方现代林业协同创新中心, 江苏 南京 210037
3 南京林业大学理学院, 江苏 南京 210037
4 南京林业大学现代分析测试中心, 江苏 南京 210037
5 南京林业大学林学院, 江苏 南京 210037
槲皮素为天然黄酮类化合物, 广泛存在于植物的根、 茎、 叶、 花和果实中。 槲皮素作为荧光探针检测氟离子不仅具有较好的选择性和灵敏度, 而且与合成的荧光探针比, 还具有来源广、 环保、 无毒等优点。 实验将不同阴离子(F-, Cl-, Br-, I-, ClO-4, H2PO-4)分别加入到槲皮素的二甲基亚砜(DMSO)溶液中, 考查槲皮素溶液的荧光强度变化。 实验发现当加入氟离子后, 槲皮素在500 nm处的荧光发射峰的强度降低, 发生荧光猝灭, 且其猝灭程度随着氟离子浓度的增大而改变, 即荧光强度随着氟离子浓度的增大而减小, 并呈线性变化。 而其他阴离子的加入对槲皮素和槲皮素-氟离子体系的荧光发射强度影响不大, 说明其他阴离子不影响槲皮素对氟离子的识别, 显示了槲皮素对氟离子具有较好的选择性。 由荧光滴定光谱和荧光滴定曲线得到槲皮素对氟离子的滴定方程为: y=-13.36x+173.4, 线性关系为R2=0.991, 线性范围为1.0×10-6~8.0×10-6 mol·L-1, 最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1, 表明槲皮素对氟离子的识别具有较高的灵敏度。 进一步实验表明槲皮素识别氟离子的机理可能是氟离子的加入破坏了溶液体系的氢键, 改变了槲皮素分子的共轭状态, 发生分子内电荷转移, 促使槲皮素荧光猝灭。 用该法成功检测了样品中微量氟离子, 回收率为100.67%~102.44%, 精确度较好, 测定结果稳定。
槲皮素 荧光探针 氟离子 阴离子 天然产物 Quercetin Fluorescent sensor Fluorid ions Anions Natural product 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3582
作者单位
摘要
长春大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130012
PbSe量子点(PbSe-QDs)是红外波段的典型纳米材料, 其具有大的玻尔半径、 小的体材料禁带宽度(玻尔半径是46 nm, 体材料禁带宽度是0.28 eV), 因此, 在近红外区域, PbSe-QDs具有强大的尺寸受限效应和较高的量子产出率。 本文对不同尺寸的PbSe量子点的荧光光谱特性进行了研究, 提出了一种通过调节PbSe量子点的量子尺寸匹配气体吸收光谱的方法。 采用配位溶剂的方法制备了尺寸为4.6和6.1 nm的PbSe量子点, 将该PbSe量子点沉积到GaN发光芯片上并经过紫外光照处理和固化后制成了光致发光的近红外光源, 其中4.6 nm的PbSe-QDs的沉积厚度为671.5 μm, 而6.1 nm的PbSe-QDs的沉积厚度为48 μm。 将制成的近红外光源应用到C2H2气体和NH3气体的检测实验中, 实验结果表明, 通过改变PbSe量子点的尺寸可以调节光源光致发光峰的位置, 从而覆盖目标气体在近红外波段的吸收谱线。 4.6 nm的光源发射光谱包含了1 500~1 550 nm之间的C2H2气体的全部的吸收谱; 6.1 nm的光源发射光谱包含了1 900~2 060 nm之间的NH3气体的全部的吸收谱。 这种利用PbSe量子点尺寸的可调性匹配对应气体吸收谱的方法是可行和有效的, 具有广阔的应用前景。
光致发光 PbSe量子点 近红外光源 光谱匹配 Photoluminescence PbSe quantum dots Near-infrared luminescence Spectrum matching 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3588
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 重庆理工大学电子信息与自动化学院, 重庆 400054
利用紫外光谱分析水中有机污染物已成为水质实时在线监测的重要方法之一, 水样组分复杂且不稳定是影响其测量结果的主要因素。 利用主成分分析法(PCA)结合欧氏距离分析水样紫外吸收光谱, 对水样分类, 效果良好。 分别用主成分分析结合偏最小二乘法回归(PCA-PLSR)和直接利用多波长吸光度结合偏最小二乘法回归(MWA-PLSR)建立分析模型, 并对比分析了不同浓度的COD标准液的实验数据。 结果表明, 采用第一、 二主成分作为回归参数的PLSR模型的测量误差在5%以内, 偏差最小。 利用本文方法可同时实现水样分类和水质参数的精确定量。
紫外吸收光谱 水质分析 水样分类 UV absorption spectrum Water quality analysis PCA PCA PLSR PLSR Sample classification 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3592
作者单位
摘要
福州大学生物科学与工程学院, 福建 福州 350116
利用紫外-可见吸收光谱法探究了阴离子的浓度及种类对刚果红在溶液中形成聚集体的影响, 在此基础之上, 进一步研究了阴离子浓度和种类对刚果红与燕麦β-葡聚糖所形成络合物的影响规律。 结果表明: 随着阴离子浓度的增大, 刚果红溶液的峰值吸光度呈逐渐下降趋势, 且最大吸收波长发生蓝移。 刚果红最大吸收波长、 峰值吸光度和499 nm处吸光度与阴离子浓度的对数值之间具有明显的线性相关性。 阴离子对刚果红聚集的影响符合Hofmeister序列的顺序, 说明疏水相互作用是刚果红分子聚集成胶束的重要驱动力。 对于刚果红/β-葡聚糖络合物体系来说, 当阴离子浓度超过第一临界浓度时, 刚果红胶束开始形成并结合在β-葡聚糖上形成络合物, 差谱图在556 nm处产生了络合物的吸收峰; 当阴离子浓度超过第二临界浓度时, 刚果红/β-葡聚糖络合物进一步通过刚果红胶束之间的聚集形成超分子结构, 导致差谱图吸收峰红移至583 nm处, 并因为更大尺寸超分子结构的形成而在光谱图长波方向出现明显的米氏散射效应。 阴离子对上述超分子结构的影响也符合Hofmeister序列的顺序, 说明刚果红/β-葡聚糖络合物主要通过刚果红胶束之间的疏水相互作用聚集成超分子结构。 本研究提示, 离子对刚果红分子本身在溶液中的聚集状态及其与生物大分子的相互作用具有重要的影响。
紫外可见吸收光谱法 阴离子 刚果红 燕麦β-葡聚糖 聚集 UV-Vis spectroscopy Anion Congo red Oat β-glucan Aggregation 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3597
作者单位
摘要
1 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084
2 河北华药环境保护研究所有限公司, 河北 石家庄 050015
近年来, 地表水中时有抗生素检出, 且浓度较高, 因此加强抗生素废水的监管势在必行。 三维荧光技术快速、 简便且灵敏度高, 可以反映有机物组成, 其光谱被称为水质指纹。 选取某典型半合成青霉素制药废水进行水质指纹特性研究。 该废水共有4个主要水纹峰, 分别位于激发波长/发射波长为360/445, 255/445, 275/305和230/300 nm附近。 在一定浓度范围内, 各峰强度与污染物浓度呈现良好的线性关系。 该废水的两个峰275/305和230/300 nm可能源于产品中间体左旋对羟基苯甘氨酸邓钾盐、 产品阿莫西林和水解产物左旋对羟基苯甘氨酸等。 pH对水质指纹有明显影响, 这显示出某些荧光污染物可能具有酸碱基团。 水质指纹能够用于该种抗生素制药废水的监测。
半合成青霉素制药废水 荧光 水质指纹 Semi synthetic penicillin pharmaceutical wastewate Fluorescence Aqueous fingerprint pH pH 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3602
钱伟斌 1,2,3,*张莉 2,3王圣瑞 2,3曹长春 1[ ... ]李文章 2,3,4
作者单位
摘要
1 桂林理工大学环境科学与工程学院, 广西 桂林 541004
2 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012
3 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室, 湖泊生态环境创新基地, 北京 100012
4 三峡大学水利与环境学院, 湖北 宜昌 443002
通过紫外-可见光吸收光谱, 三维荧光光谱和气相色谱质谱联用(GC-MS)方法, 比较研究了不同湖区与不同营养水平五个典型湖泊(洱海、 滇池、 鄱阳湖、 武汉东湖、 太湖)沉积物DON组分特征及其与水体营养水平间关系。 结果表明: ①与东部平原湖区相比, 云贵高原湖泊沉积物DON结构较为稳定, 生物可利用率较低; ②同属云贵高原湖区, 污染较严重的滇池, 其沉积物DON来源和结构组分较复杂, 生物可利用率较高; 而污染程度相对较轻的洱海, 其沉积物DON来源较简单, 结构组分稳定性相对较高, 有利于维持较好的水质; ③东部平原湖区中, 太湖和武汉东湖营养水平接近, 其沉积物DON结构组分相近且相对复杂, 但芳香度较低, 芳香环取代基较少, 对营养盐的固持能力较弱, 对水污染的贡献较大, 而鄱阳湖, 其沉积物DON结构组分相对简单, 但对营养盐的固持能力较强, 对维持良好水质起积极作用; ④P( Ⅲ+Ⅴ, n)/P(Ⅰ+Ⅱ, n)指数(类腐殖质与类蛋白质含量的比值)依次为滇池(33.14)>洱海(21.49)>太湖(15.65)>东湖(8.49)>鄱阳湖(5.21), E4/E6指数(465与665 nm处的吸光度比值)依次为滇池(27.00)>东湖(6.65)>鄱阳湖(5.47)>太湖(3.50)>洱海(2.31), 即P( Ⅲ+Ⅴ, n)/P(Ⅰ+Ⅱ, n)与E4/E6指数对不同营养水平湖泊的区分度较好, 此外, 两种指数与沉积物中多种氮具有较好的相关性, 两者可在一定程度上指示湖泊营养水平。
典型湖泊 溶解性有机氮 沉积物 营养水平 比较研究 Typical lakes Dissolved organic nitrogen Sediment Comparison study 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3608
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学地理与遥感学院, 江苏 南京 210044
2 中国科学院流域地理学重点实验室, 中国科学院南京地理与湖泊研究所, 江苏 南京 210008
近几十年来, 光谱技术在土壤科学中的应用越来越受到重视。 利用土壤反射光谱可以快速获取土壤信息, 了解土壤理化属性, 对土壤铁含量进行估算。 在已有的研究中, 土壤铁的光谱估算多选用表层土壤, 大多进行全铁的估算, 忽略了不同形态的土壤铁, 且估算结果并不十分理想。 为了得到不同形态土壤铁最佳模型的处理方法, 并探讨有机质含量和土壤深度对不同形态土壤铁估算精度的影响, 以江苏省东台市为研究区, 选取20个地点共采集了160份土壤样品, 将每份样品分别研磨至10目和100目, 在室内进行光谱数据采集之后, 在使用八种不同方法进行预处理的同时将每种方法都选取多种参数, 利用偏最小二乘回归法将全反射波段分别与土壤中的全铁、 游离铁、 无定形铁的含量进行建模回归, 并评价模型精度。 结果表明: (1)建立三种不同形态土壤铁的最优模型的处理方式都是将土壤研磨成100目, 采用多元散射矫正法, 全铁的决定系数(R2)只有0.6, 而且模型不够稳定; 游离铁和无定形铁估算结果比较好, R2分别达到了0.77和0.69, 而且误差小, 模型稳定; (2)由于全铁中的硅酸铁很容易受到外界环境的影响, 有机质和土壤深度对全铁的估算精度影响都很大, 对游离铁的估算精度影响最小; 无定形铁由于含量少, 其估算模型也比较容易受到有机质和土壤深度的影响。
光谱 全铁 游离铁 无定形铁 Spectrum Total iron Free iron Amorphous iron 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3615
作者单位
摘要
解放军理工大学气象海洋学院, 江苏 南京 211101
利用地基红外高光谱辐射数据可以反演得到高时间分辨率的边界层大气温度廓线。 目前的AERIoe最优化反演算法相比于传统的“剥洋葱”算法有较大的改进, 且对初值的依赖程度较低。 但AERIoe算法中正则化算子的选择对反演结果的稳定性和反演时间有重要影响。 目前主要采用经验的方法选择正则化算子, 迭代步数较多, 耗费大量的计算时间。 提出了利用L曲线方法代替经验法选取正则化算子的改进方案, 以提高AERIoe方法的反演速度。 改进后的算法通过绘制解范数和残余范数的二维曲线图, 取其拐点作为最优的正则化参数, 相比于传统的经验法有着更好的理论基础。 采用2011年美国大气辐射测量计划中SGP站点的晴空大气红外辐射数据进行反演实验。 结果表明, 利用该方法得到的反演结果具有很好的稳定性、 收敛性和精度。 相比于经验的方法, 利用L曲线方法获得的正则化算子反演温度廓线时的收敛速度更快, 迭代步数较少, 可以节约大量的计算时间; 在反演精度方面, L曲线方法在边界层中上层的反演精度更高, 1~3 km高度上温度廓线的RMSE值提高了大约0.2 K。
最优估计反演方法 L曲线 正则化算子 高光谱 Optimal inverse methods L-curve Regularization parameter Hyper-spectral 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3620
作者单位
摘要
解放军理工大学气象海洋学院, 江苏 南京 211101
降低红外高光谱观测数据中的噪声水平是提高温湿廓线反演精度和反演稳定性的重要环节。 采用主成分分析法降噪时, 最优主成分个数k的选择一般是根据统计和经验的方法确定。 统计的方法大都是根据累积方差百分比法, 通过人为设定累积贡献率阈值确定最优主成分个数, 使得该方法具有较大的主观性和随意性; 经验的方法则需要实时的等效噪声光谱(NESR)数据做标准化处理将非均匀噪声转化为高斯分布, 而实时的NESR数据在很多情况下不易获取。 针对上述问题, 提出了一种基于改进累积方差百分比的主成分降噪方法, 通过迭代计算选取不同主成分时重构光谱辐射与模拟光谱辐射的偏差来计算累积贡献率阈值, 根据阈值确定最优的主成分个数。 该方法解决了确定累积贡献率阈值主观随意性的问题, 并且不需要实时的NESR数据做标准化处理。 根据物理反演结果分析了数据的标准化对降噪的影响, 结果表明, 标准化对降噪效果的影响很小, 由标准化造成的k值计算误差对降噪效果的影响更大。 利用该方法对2011年4个季度中具有代表性的数据做降噪处理, 反演的温度廓线均方根误差相比于经验公式法在0.32~3 km高度上提高了约0.1 K, 与利用等效噪声光谱标准化后的降噪数据的反演结果精度相当。 在无法获取等效噪声光谱数据情况下, 该方法可以客观合理地对地基红外高光谱数据进行降噪。
高光谱降噪 累积方差百分比 标准化 牛顿非线性迭代 Noise reduction of hyper-spectral PCV method Normalization Newtonian nonlinear iteration retrieval technique 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3625
肖国增 1,2,*吴雪莲 3滕珂 1晁跃辉 1[ ... ]韩烈保 1,2
作者单位
摘要
1 北京林业大学草坪研究所, 北京 100083
2 长江大学园艺园林学院, 湖北 荆州 434025
3 华中农业大学经济管理学院, 湖北 武汉 430070
4 滁州学院地理信息与旅游学院, 安徽 滁州 239000
叶片电解质渗透率是反映植物细胞渗透性的一个重要指标, 对草坪草遭受盐胁迫的研究有重要意义。 针对叶片电解质渗透率传统检测方法, 耗时长, 损伤叶片, 无法大面积监测等弊端, 探讨了用高光谱快速无损检测叶片电解质渗透率的方法。 以匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)为对象, 在温室中水培两周后进行浓度分别为0(对照), 100和200 mmol·L-1的盐处理, 7 d后按间隔7 d取样3次, 共72个样。 每次取样时先测量样品的光谱值, 然后采用电导率法测定叶片电解质渗透率。 分析匍匐翦股颖三种盐处理与光谱反射率之间的关系和差异, 对三种盐处理的光谱反射率计算归一化植被指数和差值植被指数, 采用差分法计算光谱反射率的一阶微分, 同时计算出蓝、 绿和红光的三边参数, 分析叶片电解质渗透率与光谱反射率、 归一化植被指数、 差值植被指数和三边参数的相关性。 利用叶片电解质渗透率和各光谱数据相关程度高的数据, 对校正集采用一元线性回归、 多元线性回归和偏最小二乘回归法构建叶片电解质渗透率反演模型, 用预测集检验反演模型。 结果表明: 盐胁迫与叶片高光谱在450~700 nm波段呈正相关; 叶片电解质渗透率与450~732 nm波段反射率在0.01水平上显著相关; 三边参数中绿边幅值和绿边面积与叶片电解质渗透率显著相关; 采用偏最小二乘回归法建立的反演模型精度最好, 建模和反演预测的决定系数分别达到了0.681和0.758, 均方根误差分别为7.124和7.079。 偏最小二乘法构建的反演模型实现了盐胁迫下匍匐翦股颖叶片电解质渗透率的快速无损检测, 也为采用高光谱实时监测盐胁迫对匍匐翦股颖及其同类植物的伤害提供了依据和理论参考。
高光谱 盐胁迫 草坪草 匍匐翦股颖 电解质渗透率 反演模型 Hyperspectral Salt stress Turfgrass Creeping bentgrass Electrolyte leakage Inversion model 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3630
滕靖 1,2,3何政伟 1,2,3倪忠云 2,4赵印泉 2,4张志 1,2,3
作者单位
摘要
1 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学), 四川 成都 610059
2 地学空间信息技术国土资源部重点实验室, 四川 成都 610059
3 成都理工大学地球科学学院, 四川 成都 610059
4 成都理工大学旅游与城乡规划学院, 四川 成都 610059
为解决传统的土壤地球化学测量方法成本高、 效率低等问题, 研究了利用可见-近红外光谱技术检测土壤重金属含量的简易方法。 研究对西范坪矿区土壤反射光谱进行微分、 连续统去除等六种变换, 利用逐步回归法和皮尔逊相关系数选出对土壤铜含量敏感的特征波段, 组成综合特征变量集, 再应用不同的特征变量选取方法和参数建立估算模型并检验。 结果表明: 不同的光谱变换方法对土壤铜含量信息提取能力不同, 每种光谱变换都对应特定的敏感波谱区间; 基于综合光谱变换信息建立的土壤铜含量反演模型精度优于基于单种光谱变换信息建立的模型; 利用综合光谱变换信息建立土壤铜含量反演模型, 后向剔除法优于前向引入法和逐步回归法, 当Removal取0.20时得到最优回归模型, 其模型决定系数R2和预测模型决定系数R2pre分别达到了0.851和0.830, 建模均方根误差RMSEC和预测均方根误差RMSEP分别为0.349和0.468 mg·kg-1, 能较好地检测土壤铜含量, 同时为其他土壤重金属元素的光谱检测提供了思路。
土壤地球化学 光谱变换 特征变量选取 高光谱反演模型 西范坪矿区 Soil geochemistry Spectral transformation Characteristic variable selection Hyperspectral inversion model Xifanping mining area 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3637
作者单位
摘要
中国农业科学院农产品加工研究所, 农业部农产品加工综合性重点实验室, 北京 100193
粮油品质安全至关人类营养健康与生命安全。 常规检测粮油品质安全方法, 由于操作困难、 破坏性强、 费用高、 试剂污染等缺点, 不能满足快速无损, 高效无污染的要求, 难以与工业4.0接轨。 整合光谱和图像手段的高光谱成像技术, 伴随着化学计量学的发展, 突破了常规检测方法局限性, 是粮油品质安全检测技术的发展趋势。 在大量文献的基础上, 综述了高光谱成像技术原理, 以及在品质方面(组分测定、 发芽检测、 品种分类)和安全方面(真菌检测、 虫害检测)的研究进展, 特别分析了高光谱成像技术检测粮油品质安全的应用光谱范围、 化学计量学方法、 仪器设备和模型准确性, 指出了现阶段在粮油品质安全检测中存在的主要问题, 并对今后的研究方向和重点进行了展望, 以期推动高光谱成像技术在粮油领域的应用发展。
高光谱成像技术 粮油 品质 安全 化学计量学 Hyperspectral Imaging Grain and oils Quality Safety Chemometrics 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3643
作者单位
摘要
1 上海理工大学医疗器械与食品学院, 上海 200093
2 上海交通大学电子信息与电气工程学院, 上海 200240
构建了高光谱反射、 透射和交互作用成像系统对蓝莓的硬度和弹性模量进行无损检测, 并对比不同成像模式的预测准确率。 反射高光谱图像采用以大津法为核心的算法进行分割, 而透射和交互作用高光谱图像利用基于区域增长的算法进行分割。 对提取平均光谱分别进行标准正态变量变换(SNV)和一阶SG卷积平滑(Der), 并构建相应光谱的最小二乘支持向量机模型。 在全波段模型中, 基于SNV预处理反射光(Reflectance-SNV)模型对蓝莓硬度的预测相关系数(Rp)=0.80, 相对预测误差(RPD)=1.76; 基于SNV预处理透射光(Transmittance-SNV)模型对蓝莓弹性模量的Rp(RPD)=0.78 (1.74)。 随机蛙跳算法(Random Frog)可以有效地减少了建模所需的波段数, 同时还提高了大部分模型的预测准确率。 基于随机蛙跳选择的Der交互作用光(Random Frog-interactance-Der)模型对蓝莓硬度的Rp(RPD)=0.80(1.83), 但该模型建模所需的波段数为140; 基于随机蛙跳算法的SNV透射光(Random Frog-Transmittance-SNV)模型对蓝莓弹性模量的Rp(RPD)=0.82(1.83), 同时该模型建模所需的波段数为20。
力学特性 质地 无损检测 随机蛙跳 波段选择 Mechanical property Texture Non-destructive testing Random Frog Wavelength selection 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3651
王晓乔 1,2,3,*王访 1,2廖桂平 1,2官春云 1,4
作者单位
摘要
1 湖南农业大学/南方粮油作物协同创新中心, 湖南 长沙 410128
2 湖南农业大学理学院, 湖南 长沙 410128
3 湖南科技大学管理学院, 湖南 湘潭 411201
4 湖南农业大学农学院, 湖南 长沙 410128
作物信息科学的重要内容是如何利用作物的信息对其进行无损营养诊断, 光谱分析是一种有效可行的途径。 对于油菜而言, 冠层光谱的特征是描述其营养状况的重要指标。 但由于原始光谱总是受到一些如环境、 气候等外在因素的影响, 其巨大的波动导致难以直接用于油菜生物量的诊断。 然而, 光谱的多重分形特征将保持相对稳定。 为研究油菜冠层光谱与叶绿素含量的关系, 基于多重分形理论, 提出了基于油菜冠层光谱特征的叶绿素定量预测模型和定性识别模型。 以24个移栽种植小区和24个直播种植小区的高油酸油菜苗期样本为试验对象。 首先, 利用流行的多重分形去趋势波动分析提取了6个不同波段范围内光谱的广义Hurst指数和质量指数及其他相关的特征参数, 发现它们都呈现典型的多重分形特性。 但两种不同种植方式下的光谱特征也存在差异。 接着, 通过多重分形特征参数与SPAD值的相关分析发现不同波段的光谱所含的有效信息不同。 以多重分形特征参数建立单变量油菜叶片SPAD值预测模型, 移栽方式、 直播方式及混合样本的预测模型相对均方根误差均小于5%。 最后, 以多重分形特征组合建立识别模型, 以Fisher线性判别法识别移栽和直播两种种植方式的最大约登指数为0.902 5, 对应最敏感波段为350~1 350 nm。 这项有意义的工作为预测油菜叶绿素提供了理论基础和实践方法, 也为寻找敏感波段进行识别诊断提供了有效的途径。
高油酸油菜 光谱 多重分形去趋势波动分析 SPAD值 Fisher线性判别法 High oleic acid rapeseed Spectrum Multifractal detrended fluctuation analysis SPAD values Fisher’s linear discriminant 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3657
刘强 1,2,3唐美华 1
作者单位
摘要
1 武汉大学印刷与包装系, 湖北 武汉 430079
2 武汉大学深圳研究院, 广东 深圳 518000
3 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室, 广东 广州 510640
书法是中国传统文化独有的文字艺术表现形式。 书法作品的展陈喜好, 其实质为色彩组合喜好中的色彩图形喜好问题。 本研究针对现阶段书法作品展陈方式在颜色科学层面缺乏合理依据的问题, 以主客观实验为基础, 就照明光源及纸张色彩对传统书法展陈喜好的影响进行了分析与讨论。 研究首先通过相关色温2 500, 3 500, 4 500, 5 500和6 500 K共五种典型LED照明光源相对光谱功率分布以及白色、 黄白、 浅白、 红色、 橙色共五种典型书法纸张光谱反射率信息的测量, 获取光源及纸张色彩原始信息, 并分别将其转换至CIEXYZ以及CIECAM02颜色空间。 随后, 将光源及纸张色彩属性与基于40名观察者心理物理学实验的1 000组书法展陈喜好数据进行关联性分析, 进而从相关性分析、 多元回归分析以及正态分布分析等多个统计学角度对传统书法作品展陈喜好的影响因素进行讨论。 实验结果显示, 传统书法作品展陈照明喜好与普通场景色彩喜好相比具有显著的特殊性, 其喜好程度与明度对比、 色相对比等色彩属性相关性较低, 而主要受光源因素的影响。 本研究的开展, 将为当前传统书法作品的展陈照明工作提供有效的理论与方法参考, 对于当前博物馆及美术馆的光源设计工作具有一定的指导意义。
光谱功率分布 光谱反射率 书法作品 展陈喜好 Spectral power distribution Spectral reflectance Chinese calligraphy Exhibiting preference 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3664
作者单位
摘要
1 江西农业大学生物光电技术及应用重点实验室, 江西 南昌 330045
2 江西出入境检验检疫局综合技术中心, 江西 南昌 330038
采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对大豆油中的铁(Fe)含量进行定量检测。 实验中用一系列不同Fe浓度的大豆油样品, 采用二通道高精度光谱仪采集其LIBS光谱信号。 根据样品LIBS谱线图, 确定了Fe的两个特征谱线404.58和406.36 nm, 并应用不同的一元回归方法对两个特征谱线分别建立一元指数回归定量分析模型、 一元线性回归定量分析模型和一元二次回归定量分析模型。 研究结果表明, Fe Ⅰ 404.58及Fe Ⅰ 406.36的一元指数、 一元线性及一元二次回归模型的预测平均相对误差分别为29.49%, 8.93%, 8.70%和28.95%, 8.63%, 8.44%。 Fe Ⅰ 406.36建立的回归模型预测结果优于Fe Ⅰ 404.58, 三个回归模型中一元二次回归模型性能最优。 由此可见, LIBS技术检测大豆油中的Fe元素具有一定的可行性, 一元二次回归定量分析模型可以有效提高Fe元素预测浓度的精度。
Fe元素 一元回归方法 定量分析 大豆油 LIBS LIBS Iron element Simple regression method Quantitative analysis Soybean oil 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3671
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 Institution of Chemistry, Karl-Franzens University Graz, Graz A-8010, Austria
3 解放军总医院生化科, 北京 100853
4 毅新兴业(北京)生物科技有限公司, 北京 102206
5 聚光科技(杭州)股份有限公司, 浙江 杭州 310052
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。
采血管 微量元素 ICP-MS ICP-MS Blood collection tube Trace element 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3676
作者单位
摘要
1 同济大学海洋地质国家重点实验室, 上海 200092
2 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
采用高纯HNO3为氧化剂代替传统的氧化剂, 以GeO2为玻璃化试剂, 建立了一种简单、 高效的硫化物熔融玻璃片的前处理方法。 XRF和LA-ICPMS分析结果表明, 相对于粉末压片法, 熔片法制备的样品具有更好的均一性和可靠性。 3种硫化物国家一级标准物质的XRF和LA-ICPMS主次量元素(Si, Al, Fe, Mg, K, Ca, Na, Mn, Cu, Zn)分析测试结果均与推荐值相吻合(Ti缺少推荐值), 测定误差都在允许范围内, XRF三次熔片测试结果的精密度RSD<5.6%; LA-ICPMS 15次测试结果精密度RSD<3%。 表明建立的硫化物熔融玻璃片的前处理方法可较好的应用于XRF和LA-ICPMS分析硫化物中的主次量元素。
硫化物 X射线荧光光谱仪 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪 氧化剂 二氧化锗 X-ray fluorescence spectrometry Laser ablation inductivelycoupled plasma mass spec Oxidant Germanium dioxide 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3683
作者单位
摘要
珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室, 广西师范大学, 广西 桂林 541004
在硫酸介质中, 以硼氢化钠(NaBH4)为还原剂, 可将As(Ⅲ)还原为砷化氢(AsH3)气体使其逸出, 用Ce(SO4)2-H2SO4-KI混合液做吸收液, 在催化剂KI存在下四价铈与AsH3气体反应生成具有共振瑞利散射(RRS)的砷微粒和具有荧光的三价铈, 导致体系在370 nm处的RRS信号和在351 nm处的荧光强度增大。 在选定条件下, As(Ⅲ)浓度分别在0.006~0.76 mg·L-1和0.006~0.28 mg·L-1范围内与RRS增加值ΔI和荧光强度增大值ΔF351呈线性关系, 检出限均为3.0 μg·L-1。 据此可建立新的检测As(Ⅲ)的催化RRS和荧光光谱法。
 砷化氢 催化 共振瑞利散射 荧光 As(Ⅲ) Hydride generation Catalysis RRS Fluorescence 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3689
作者单位
摘要
1 中国地质大学珠宝学院, 湖北 武汉 430074
2 石家庄经济学院宝石与材料工艺学院, 河北 石家庄 050031
寿山石是我国国石候选石之一, 也是四大图章石之首。 寿山石中黑田为黑色田黄石, 是田黄中的特殊品种, 产于寿山溪两旁的田地中。 母源区坑头占的位置产有黑色坑头石。 本文将黑田与母源区的黑色坑头石(坑头黑)进行对比研究, 采用X射线粉晶衍射(XRD)、 红外吸收光谱(IR)、 激光剥蚀等离子质谱仪(LA-ICP-MS)和扫描电镜(SEM)对它们的矿物成分、 红外吸收峰特征、 颜色成因以及矿物的微区形貌特征进行对比研究。 测试结果显示, 黑田与坑头黑的矿物成分不同, 红外光谱和X射线粉晶衍射分析表明坑头黑以地开石为主; 另外, X射线粉晶衍射分析表明坑头黑中可含有杂质矿物如叶蜡石、 伊利石、 黄铁矿和石英。 而红外光谱和X射线粉晶衍射分析表明黑田的主要成分为地开石或者珍珠陶石; 另外, X射线粉晶衍射分析表明黑田中含有少量的硫磷铝锶矿和镁硫铁矿。 黑田与坑头黑的矿物微形貌也存在差异, 黑田矿物晶粒大小不一致、 片状晶体颗粒边缘圆化, 说明黑田中矿物晶体曾遭受过水岩反应的溶蚀改造作用。 而坑头黑中地开石结晶程度良好, 晶粒呈片状, 边棱尖锐, 晶体颗粒大小较为一致, 说明坑头黑为原生矿。 根据LA-ICP-MS微量化学成分分析测试, 初步认为黑田与坑头黑的黑色皆与Fe元素致色有关, 该结论有待进一步测试研究。
黑田 坑头石 光谱 矿物成分 颜色成因 Black Tianhuang stone Black Kengtou stone Spectra Mineral composition Color genesis 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3693
作者单位
摘要
北京大学地球与空间科学学院, 造山带与构造演化教育部重点实验室, 北京 100871
变质程度高、 碳含量高的无烟煤是生产活性炭的主要煤种。 无烟煤的结构特征在其材料方向开发利用中起着决定性作用, 可以通过化学氧化的方法对煤的结构进行定向优化。 以云南昭通地区天然高碳低灰无烟煤为原料, 采用硝酸/硫酸酸浸氧化法制备了氧化无烟煤。 使用X射线衍射(XRD)、 拉曼光谱(Raman)和衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对产物进行结构和谱学特征研究。 结果表明, 无烟煤具有介于石墨和无定形碳之间的类石墨微晶结构; 相较于烟煤和褐煤, 无烟煤微晶堆叠高度(Lc)、 微晶直径(La)较大, 结构有序度介于低变质煤和石墨之间。 无烟煤的氧化经过两个主要过程, 微晶片层边缘被氧化卷曲破坏引起片层平均直径La减小。 新的CO键在片层边缘生成, 硫酸与硝酸进入片层边缘层间域。 H2SO4和HNO3作为插层剂进入无烟煤微晶碳中, 层间距d(002)由原煤的0.351 nm增长到了0.361 nm。 原有的微晶片层被剥离开, 微晶片层的堆叠层数, 由6下降到4.5, Raman光谱中ID1/IG相较于原煤增大(1.9→2.0), G峰的半峰宽(FWHM)升高(63→68), D2峰的强度提高(10.26→13.78)。 大量新的—C—O—, CO和—NO2键生成, 富氧程度参数大幅提高(0.11→0.42)。 经过混酸处理的氧化无烟煤, 芳香度fa提高, 结构有序度降低, 新增了大量反应活性点, 在无烟煤基多孔炭材料开发等领域具有很大潜力。
无烟煤 酸浸氧化 拉曼光谱 Anthracite Acid leaching and oxidizing XRD XRD Raman spectroscopy ATR-FTIR ATR-FTIR 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3698
作者单位
摘要
1 中国林业科学研究院木材工业研究所, 北京 100091
2 国际竹藤中心竹藤科学与技术重点实验室, 北京 100102
3 上海光源中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204
竹材中纤维素聚集态结构的不同, 将直接影响到竹纤维复合材料性能, 对于竹材纤维素晶胞单元的认识主要基于Meyer-Misch模型, 由于天然纤维素的同质异构体, 在每种植物中存在比例不同, 所以竹材中纤维素应有其特有的晶胞模型。 以毛竹(Phyllostachys edulis (carriere) J. Houz)为研究对象, 通过同步辐射广角X射线散射技术对毛竹纤维素晶胞模型进行研究, 利用单斜晶系晶面间距公式与毛竹纤维素衍射峰, 精确计算晶胞模型。 结果显示, 若以b轴为纤维轴的单斜晶系纤维素单元, 则晶胞参数为: a=8.35 , b=10.38 , c=8.02 , β=84.99°, 该晶胞包含四个葡萄糖基, 由两条反向平行分子链构成。 研究结果可为开发制作高性能竹纤维复合材料等高附加值应用提供理论依据。
竹材 纤维素晶胞 广角X射线散射 Bamboo Crystal structures of cellulose Synchrotron Radiation Wide Angle X-ray Scattering 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3704
作者单位
摘要
景德镇陶瓷大学, 江西 景德镇 333001
釉灰是我国古代独特的传统釉用核心原料, 其中以景德镇生产的釉灰最具代表性和影响力, 正所谓“无灰不成釉”。 它不仅成就了景德镇宋元明清的制瓷盛况, 而且拥有复杂、 严谨且带有一丝“神秘”色彩的制备工艺, 其原料选择、 工艺原理、 釉用机理长期以来一直是中外研究者探究我国古代制瓷“秘诀”的一个重要课题。 实验采集了狼萁草等四种典型柴草和两种石灰石, 分别进行了煅烧实验, 并借助EDXRF和X射线衍射仪(XRD), 对各原料灰化后的化学组成及不同煨烧次数所制得釉灰的化学组成和物相组成进行科学表征和对比研究, 初步剖析了釉灰制备采用独特的三次煨烧工艺的科学意义。 结果表明, 狼萁草化学组成中Fe2O3和MnO含量分别高达1.41%和1.52%, 而P2O5含量则为四者中最低的0.54% , 不仅有利于景德镇传统灰釉呈现 “白中泛青”的效果, 还有利于提高釉层的透明度, 促进景德镇传统釉下青花等彩绘瓷的发色。 灰色石灰石不仅CaO含量低于黝黑色石灰石, 且MgO含量更是高达35.79%, 这正是古代制灰匠偏爱选择黝黑色石灰石的主要原因。 此外, 研究还发现, 随着煨烧次数的增加, 不仅釉灰化学组成中的K2O, P2O5, MnO, Fe2O3的含量均呈明显递增趋势, 且其物相组成中的CaCO3含量呈递增趋势, 而Ca(OH)2含量则刚好相反, 呈下降趋势, 这不仅有利于景德镇瓷器呈现“颜如玉”的外观特质, 也有利于克服配釉过程中釉浆因含一定量的Ca(OH)2而引起的“作浓”现象。 可见, 釉灰制备选用独特的原料及其煨烧工艺, 是景德镇古代灰釉独具特色并得以长期发展的技术保障之一。
狼萁草 石灰石 煨烧 能量色散X射线荧光 釉灰 Langqi grass Lime stone Smoldering EDXRF Lime-ash 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3709
作者单位
摘要
1 兰州文理学院电子信息工程学院, 甘肃 兰州 730000
2 兰州大学物理科学与技术学院, 甘肃 兰州 730000
3 兰州大学化学化工学院, 甘肃 兰州 730000
采用真空升华的方法, 对国产纯度为98%的苝四甲酸二酐(简称PTCDA)粉末, 在其升华点450 ℃进行了提纯。 应用朗伯比尔定律及紫外-可见光分光光度计测试分析, 其纯度可达99.8%; 利用元素分析仪, 对提纯前、 后分子中的C元素和H元素含量进行了对比测定, 结果表明提纯后的PTCDA分子中C和H含量十分接近理论值; 采用核磁共振(NMR)谱, 研究了分子中H元素的归属得出, 处于两种不同化学环境中的H原子数目相等并且它位于芳环上, 其分子中存在酸酐; 对PTCDA分子的化学键的形成讨论后得出, 高纯度PTCDA分子中的C, H, O原子主要以共价键结合; 使用X射线衍射(XRD)仪, 测试分析了这种有机材料的结晶状态及其晶体结构指出, 提纯后的PTCDA多晶粉末存在α-PTCDA及β-PTCDA两种物相, 主要成份为α-PTCDA, 而β-PTCDA约占总成份的五分之一。 其晶胞属于平面单斜晶系底心点阵结构。 同时详细研究了在其升华点沉积在P型单晶Si(100)表面, 由此形成薄膜的晶体状态及其晶粒度的尺寸和能带结构。 高纯度α-PTCDA分子在P—Si单晶表面形成有机层单晶薄膜时, 在其薄膜的分子层平面的上、 下及其两侧, 将由π电子云所覆盖。 由于C, H和O原子最外层价电子轨道的交叠形成离域大π键, 从而产生价电子的共有化运动, 使其能级分裂为能带。 它的价带与第一紧束缚带的能量差为2.2 eV, 使这种有机材料具有半导体导电的性质, 本征载流子浓度为1014 cm-3, 属于弱p型有机半导体材料; 它与P—Si的交界面可形成同型异质结, 对可见光至近红外波段的光有很好地响应。
高纯度PTCDA 元素分析 核磁共振谱 X射线衍射谱 分子结构 High purified PTCDA Element analysis Nuclear magnetic resonance spectrum X-ray diffraction spectrum The molecular structure 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3714
翟洋 1,2肖东 1,2李博 1,2朱日宏 3
作者单位
摘要
1 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京 210042
2 中国科学院天文光学技术重点实验室, 江苏 南京 210042
3 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
偏振干涉成像光谱技术以傅里叶变换光谱学为理论基础, 以一系列起偏/检骗器、 剪切分束器和延时晶体等双折射晶体材料为主要结构, 较之传统光栅式色散型光谱仪具有多通道、 图谱合一、 大光通量、 高信噪比和抗环境振动干扰等一系列优点, 并且结合多普勒光谱学相关原理和技术, 已被广泛应用在各种天文学和天体物理学测试与计量领域如空间遥感、 视向速度、 宇航飞行、 月球探测等。 但是许多前人研究工作中仍然存在两个尚未妥善解决的问题: (1) 视场受限。 普通型偏振干涉成像光谱仪存在远场条纹的弯曲而使系统视场角限制在±2°以内, 严重影响傅里叶变换后的光谱重构精度; (2) 相位热漂移。 晶体的热胀冷缩和双折射率之差随温度变化的特性导致像面干涉条纹发生随机抖动误差, 将严重影响以多普勒频移为原理的视向速度等测量精度。 因此, 首先引入一块半波片构成增强型的Savart剪切分束器实现主动的视场展宽, 可以使增强后的观察视场角达到±10°左右。 这一改进不仅提高了傅里叶光谱变换的算法精度, 同时也大幅增加光通量从而实现对微光光谱进行高信噪比的探测与标定。 另外, 为了消除环境温度造成的相位热漂移误差, 选用偏硼酸钡(α-BBO)和铌酸锂(LiNbO3)两种晶体进行精密组合匹配。 该关键技术利用这两种晶体的双折射率之差随温度变化的相反特性, 从而实现相位热漂移误差补偿。 实验证明, 在实验室环境温度下热相位漂移误差不超过0.02 rad。 通过这些方案改善偏振干涉成像光谱仪的测试精度, 拟实现对天文光梳以及其他大型天文光谱仪器快速而精确的标定与测试。
干涉成像光谱 傅里叶变换光谱学 多普勒光谱学 天文光梳 视场展宽 相位热漂移补偿 Interference image spectroscopy Fourier transform spectroscopy Doppler spectroscopy Astronomical comb Field-of-view (FOV) windening Thermal-phase-drift (TPD) compensation 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3720
作者单位
摘要
燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
提出了一种折射率不敏感的级联型单模-少模-单模光纤温度传感器。 在制作传感器的过程中, 设置熔接电流为100 mA, 通过将少模光纤与单模光纤进行无错位熔接, 以激发稳定的传输模式, 形成光纤马赫-曾德尔干涉仪。 由于外界环境的改变会引起少模光纤中不同模式之间相位差的改变, 从而导致干涉条纹的漂移, 因此通过检测干涉条纹的漂移量就可以实现待测参数的检测。 少模光纤可以传输LP01, LP11, LP21, LP02共四种模式的光。 实验中对长度为81.5 mm的传感器光谱进行分析可知, 发生干涉的两个模式主要是LP01模和LP11模。 利用该长度的级联型单模-少模-单模光纤传感器进行折射率和温度传感实验, 结果表明, 随着传感器温度不断的增加, 其传输光谱出现了明显的蓝移现象, 在27.6~93.8 ℃的温度变化范围内, 灵敏度高达-85.9 pm·℃-1, 且具有较好的线性度; 在甘油折射率为1.347 1~1.443 9变化范围内, 其传输光谱没有出现明显的漂移现象, 灵敏度仅为3.697 34 nm·RIU-1, 具有折射率不敏感特性。 因此, 相对于传统的包层模干涉型与多模干涉型光纤传感器, 所提出的基于FMF的传感器更易于实现对传输模式的控制与分析, 且具有结构简单、 易于制备、 灵敏度高等优点, 能够避免温度与折射率同测的交叉敏感问题, 可用于电力系统、 生物医学、 航空航天等领域的温度检测。
少模光纤 温度 折射率 级联 Few mode fiber Temperature Refractive index Cascading 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3726
作者单位
摘要
1 河南师范大学物理与电子工程学院, 河南 新乡 453007
2 红外光电子科学与技术河南省高校重点实验室培育基地, 河南 新乡 453007
在分析不同温度时单模错位光纤干涉光谱对应波长的条件下, 搭建三层BP神经网络模型对温度传感进行研究, 解决了常规光纤测温系统复杂和精度不高的问题。 对建立的网络模型参数进行探讨, 将采集的激光波长与对应的温度数据, 经BP神经网络训练, 对比得到最佳网络结构, 达到在训练完成的网络输入层输入激光波长值时, 便可在输出层得到对应的温度预测值。 结果证明, 实验输出的预测温度值与实际温度值之间表现出明显的相关性, 即预测值能够逼近实测值。 温度校正和预测相关系数分别达到0.999 61和0.979 27, 校正标准误差与预测标准误差分别为0.017 5和0.144 0, 得到预测集的平均相对误差为0.17%, 剩余预测误差RPD可达到5.258 3, RPD大于3.0, 说明定标效果良好, 所建模型可用于实际的检测。 另外, 将该算法用于了带校正的双耦合结构单模错位光纤测温系统中, 结果表明BP神经网络方法能够较好的处理错位光纤测温系统中激光光谱数据和温度之间的非线性关系, 预测温度值与实测温度值之间的相关度为0.996 58, 得到预测温度值与实际温度值之间平均相对误差为0.63%, 从而提高了光纤测温传感器的精度和稳定性, 同时也验证了该算法在光纤传感上的可行性, 也为错位光纤的压力、 曲率等其他物理量传感的精确测量提供了新思路。
错位光纤 干涉激光光谱 BP神经网络 温度传感 Dislocation optical fiber Interference laser spectrum BP neural network Temperature sensor 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3732
作者单位
摘要
Department of Chemistry, University of Fort Hare, Private Bag X1314, Alice 5700, South Africa
NMR DFT method Spin-spin coupling Interatomic distance Shielding tensors 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3737
作者单位
摘要
1 中北大学软件学院, 山西 太原 030051
2 中国科学院国家天文台光学天文重点实验室, 北京 100012
3 中国科学院国家天文台, 北京 100012
从海量恒星光谱中发现稀有光谱是天文学研究的重要课题之一。 与一般光谱相比, 稀有光谱数量较少, 因此, 传统分类方法无法正常工作。 究其原因是这些方法不仅在分类决策时并未对稀有光谱予以更多关注, 而且只关注分类的准确率。 鉴于此, 在总结当前分类方法的基础上, 深入分析互信息与决策树之间的关系, 提出基于互信息的代价缺失决策树。 SDSS DR8中K型、F型、G型以及M型恒星光谱上的比较实验表明, 与传统分类方法相比, 所提方法能够较好地完成稀有光谱识别的任务。
不平衡分类 互信息 稀有光谱 决策树 Unbalanced classification Mutual information Rare spectra Decision tree 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3746
作者单位
摘要
燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
在常温常压下, 利用光电导天线式太赫兹时域光谱仪和自行设计的气室, 在0.1~3.0 THz范围内对甲醇气体进行太赫兹时域光谱测试, 测试结果表明, 甲醇气体在1.0~3.0 THz没有明显的吸收峰, 但是在0.1~1.0 THz波段存在明显的吸收峰。 为了准确测定甲醇气体的浓度, 根据甲醇气体在0.1~1.0 THz范围内的15处不同的位置处的特征吸收峰强度和甲醇气体浓度的关系, 对十五组不同浓度的甲醇气体进行检测, 获得了在特征吸收峰处的差异曲线。 基于误差反向传播(BP)神经网络的函数逼近特点, 并利用遗传算法(GA)收敛速度较快, 不宜陷入局部极值的优点, 采用GA优化BP神经网络的初始的权值和阈值, 构建了以预测甲醇浓度为目的的数学模型。 结果表明, 该网络模型适用于体积浓度范围为0.028 3~0.424 6 m3·L-1的甲醇的浓度预测, 两组样本的平均相对标准误差为1.7%, 平均回收率为98%, 神经网络误差精度10-1, 实测值与期望值的相关系数为0.996 77, 基本达到理想预测结果。 本成果不仅获得了甲醇气体在太赫兹频段的实验数据, 而且发现太赫兹时域光谱法和GA-BP神经网络相结合的方法能有效地检测甲醇气体的体积浓度, 为检测甲醇气体浓度提供新的方法。
光谱学: 太赫兹时域光谱: 遗传算法: 误差反向传播神经 Spectroscopy Terahertz time-domain spectroscopy Genetic algorithm BP neural network Methanol 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3752
王光华 1,2赵惠琼 1,2邓荣斌 1段瑜 1,2[ ... ]姬荣斌 2
作者单位
摘要
1 云南北方奥雷德光电科技股份有限公司, 云南 昆明 650223
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
采用了高反射率金属Al和电化学性能稳定的金属Mo, 在硅基底上制备了多层结构的 Al/Mo/MoO3阳极, 并研究了不同MoO3厚度下多层阳极的反射率。 在此基础上, 通过发光层共掺杂制备了顶部发光OLED器件, 并对器件发光机制进行了系统研究和分析。 实验结果表明: 采用发光层共掺杂制备的顶部发光OLED器件的色坐标, 随电流密度或电压的增加而发生漂移; OLED器件色坐标漂移的原因是三基色发光强度随电流密度的增加, 逐渐偏离了形成白光(0.33, 0.33)所需三基色强度比例值, 导致了OLED器件的色坐标发生了漂移, 其机制是发光层中主-客之间能量转移和陷阱共同作用的结果。 进一步研究发现, 在不同电压下, 红光发光强度随驱动电压(或电流密度)增大而线性地减小。
有机电致发光器件 色坐标漂移 能量转移 陷阱 White organic light-emitting diode Color-shift Energy transfer Carrier trapping 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3758
作者单位
摘要
1 Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
2 Beijing Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Beijing 100026, China
Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) Plant-pathogenic fungi Identification Cluster analysis Canonical vitiate analysis 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3764
作者单位
摘要
山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
由于北京城市中心区冬季供暖、 汽车尾气、 工业生产等因素的影响, 以及冬季植被覆盖减少导致地表热惯量降低, 致使北京市冬季地表热场与其他季节差异明显。 冬季城市热场分布直接影响冬季大气颗粒物等污染物的扩散速度, 因此, 研究热场分布对了解城市热场在大气颗粒物污染中的贡献具有重要的意义。 首先利用MODTRAN大气辐射传输模型计算大气透过率、 大气上行辐射与大气下行辐射三个关键参数, 通过构建查找表解算热红外波段辐射传输方程。 使用数据模拟的手段评价了该方法的精度, 结果表明, 当比辐射率和水汽分别在±0.005和±0.6的误差范围内波动时, 温度反演的误差分别小于0.348和2.117 K, 表明该方法可达到较高的反演精度。 选择长时间序列Landsat TM、 ETM+数据, 进行地表温度反演, 得到1985年—2015年北京市的地表温度。 基于反演的地表温度分析了北京市热场的时空分布。 结果表明, 北京冬季热场分布在空间上可分为四个层次: 北京市二环内温度较高、 二环到五环内低温环状特征明显、 外围郊区温度高以及北京西部的山区温度最低; 随着近30年来北京市的快速发展, 热场分布在长时间序列中发生了明显的改变: 随着北京城市的不断扩张, 环状低温区域也不断扩大, 从三环扩展到六环; 城市二环以内热岛效应随时间推移而增强, 且分布范围扩大。
北京 冬季 热场分布 地表温度 Beijing Winter Thermal field distribution LST Landsat Landsat 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3772
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所科技考古中心, 上海 201800
2 复旦大学, 上海 200433
以蛇纹石这一中国传统的玉材为对象, 旨在通过微量元素含量分析来探索古代蛇纹石玉器原料的可能来源。 采用无损的外束质子激发X射线荧光技术(PIXE)对来自中国几个典型矿区的蛇纹石样品主量元素和微量元素进行了分析。 同时也采用有损的电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES)对这些蛇纹石样品的微量元素含量进行了比较分析。 结果表明, 两种分析方法所获取的蛇纹石微量元素含量趋势具有一致性, 说明PIXE无损分析技术可以应用于蛇纹石的微量元素分析研究。 讨论了蛇纹石的微量元素含量与地质成因之间的关系, 这些蛇纹石的微量元素含量存在明显的差异, 这种差异可以用来区分不同地质成因的蛇纹石。 Ⅰ型地质成因的蛇纹石中微量元素中Ni含量较低, 且几乎不含Cr和Co, 而Ⅱ型地质成因的蛇纹石中则含有较高微量元素的Cr, Co和Ni。 采用PIXE技术分析了来自浙江、 江苏、 河南、 安徽和湖北等省出土的新石器时代至战国时期(4585 BC—221 BC)14个遗址或墓葬出土的18件蛇纹石玉器的化学成分, 通过与两种地质成因类型蛇纹石的微量元素比较分析, 初步推测了这些蛇纹石玉器原料的可能来源。 以蛇纹石微量元素含量与地质成因类型之间的关系来探索古代蛇纹石玉器玉料可能的来源是一种有益的尝试。
中国古代蛇纹石玉器 微量元素 地质成因 玉料来源 PIXE PIXE Chinese ancient serpentine artifact Trace element Formation mechanism Original source 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3780
作者单位
摘要
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
2 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心, 北京 100081
异烟肼(Isoniazid, INH)是最常用的一线抗结核药物之一。 据报道, 人体内高浓度的异烟肼可导致癫痫, 肝功能衰竭, 甚至死亡。 因此, 研究异烟肼对人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)的结构和活性的潜在结合影响有利于评估其毒性和副作用。 在模拟生理条件下, 利用多种荧光光谱和分子对接技术研究INH与HSA和CAT之间的相互作用。 所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。 结果表明, INH-HSA和INH-CAT体系的猝灭常数(Ksv)随着温度的升高而降低, 表明INH对HSA及CAT的荧光猝灭机理为静态猝灭。 利用紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱、 和圆二色(CD)光谱法研究了INH对HSA和CAT构象的影响。 结果发现, INH可改变色氨酸残基的微环境并降低HSA和CAT中α-螺旋结构, 导致蛋白质结构发生伸展, 进而可能影响其生理功能。 分子对接结果表明, INH与HSA的结合位点位于HSA的site Ⅰ, ⅡA子域。 INH可以进入CAT中β-折叠的桶状空腔, 从而抑制CAT的活性。 Hill系数结果表明, INH与左氧氟沙星(LVFX, 一种安全有效的二线抗结核药物, 与其他抗结核药物联合使用可以提高抗结核疗效)之间存在药物协同性, 促进INH与HSA的相互作用。 另外, CD光谱测定表明INH与LVFX的协同作用改变HSA的二级结构, 使α-螺旋结构降低约7.9%。 该研究探讨了INH与HSA和CAT之间的结合作用和毒性机制, 为INH的安全使用提供重要依据。
异烟肼 人血清白蛋白 过氧化氢酶 多光谱法 分子对接 Isoniazid Human serum albumin Catalase Multi-spectroscopic techniques Molecular modeling 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3789
齐齐 1,2,3王育乔 1,2孙岳明 1,2
作者单位
摘要
1 东南大学化学化工学院, 江苏 南京 211189
2 江苏省光电功能材料工程实验室, 江苏 南京 211189
3 北京计算科学研究中心, 北京 100084
利用B3LYP/6-31G(d)方法优化了一系列N取代1, 8-萘酰亚胺类物质的结构, 利用含时密度泛函TD-B3LYP/6-31+G(d)方法及C-PCM模式, 计算了它们在气相及二氯甲烷溶剂中的吸收和发射光谱。 利用计算得出的前线轨道电子云分布及其对应的能级对它们的取代基对电子吸收光谱的影响进行了讨论。 结果表明: 此种方法计算出的二氯甲烷溶剂中的1, 8-萘酰亚胺的吸收光谱与实验光谱比较吻和。 取代CO基团的CN基团及其成环在吸收光谱和发射光谱中发挥了重要的作用。 酰亚胺结构上的改性即CN基团的引入及在萘环上取代基一方面引入了结构上的不对称性, 导致了衍生物的偶极矩的增大; 同时结构上的改性扩展了萘酰亚胺共轭结构。 4位取代NO2衍生物从基态到第一激发态的Mulliken原子电荷比5位多一些, 这意味着5位取代NO2衍生物提供了较多的电子。 对N(Ph)2 和N(Me)2衍生物而言, 他们4位取代衍生物提供了更多的电荷。 前线轨道电子云表明: OCNCN基团改性扩展和N(Me)2, N(Ph)2和NO2取代基拓展了这类分子的π—π*跃迁范围, 从而使得前线轨道能级差降低, 它们的吸收和发射光谱也发生了一定程度的红移。 对给体取代基而言, 它们的4位是电子传输态; 对受体取代基NO2而言, 它们的5位是电荷传输态。 当NO2基团与CO基团在同一侧及当N(Me)2和N(Ph)2与在CN在同一侧时, 此类化合物具有较好的传导特性。 从化合物1到4, 吸收光谱红移了139 nm。 电荷传输越明显, 吸收光谱红移的就越多。 OCNCO的结构改性及其电荷传输机理为今后的萘酰亚胺类物质的分子设计提供了设计理论依据。
8-萘酰亚胺 前线轨道 吸收光谱 发射光谱 密度泛函 1 1 8-naphthalimide derivatives Frontier orbitals Absorption spectra Emission spectra Density function theory 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3796
何成栋 1,2,*万晓霞 1黄新国 1,2,3陈华培 4[ ... ]赵德方 1
作者单位
摘要
1 武汉大学印刷与包装系, 湖北 武汉 430079
2 湖南工业大学包装与材料工程学院, 湖南 株洲 412007
3 时代出版传媒股份有限公司, 安徽 合肥 230071
4 常德金鹏印务有限公司, 湖南 常德 415000
基础色样的反射光谱数据质量是影响计算机配色结果的重要因素之一。 目前评价配色反射光谱数据质量的方法有反射光谱检测法和K/S检测法, 但这两种方法需检测每种基础色样和各个波长的反射率与K/S值, 检测过程过于复杂, 故不适用于光谱数据质量的快速直观检测。 本文使用45°/0°和d/8°几何条件的分光光度计测量以铜版纸和银卡纸为基材的胶印油墨基础色样反射光谱数据, 基于光谱检测法优化获取基础色样反射光谱数据的几何条件, 提出了一种明度色度对比检测法; 并对比分析了反射光谱检测法, K/S检测法和明度色度对比检测法。 结果表明, 45°/0°和d/8°几何条件均可用于铜版纸基础色样反射光谱数据的测量, 但45°/0°几何条件不符合银卡纸基础色样反射光谱数据的测量要求; 而对于d/8°分光光度计, 在包含镜面反射时, 银卡纸为基材的透明白反射率小于各基色墨反射率, 且青墨与品红墨反射率分别在浓度为60%开始出现异常交叉, 从而导致高浓度区域光谱质量较差; 而在明度色度对比检测图中, 青墨与品红墨样条与参考铜版纸基础数据偏离更加明显。 故须选择大于或等于各基色墨反射率的透明白, 基础色样中需约束青墨与品红墨的最大浓度; 以漫反射特性较好的铜版纸作为配色基材时, 明度色度对比检测法检测效果较现有两种检测法更为直观。
计算机配色 基础色样 光谱数据 质量评价 几何条件 Computer color matching Basic color samples Spectral reflectance data Quality evaluation Geometries 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3805