自参考交错子矩阵法估算混合物的化学组分数

发布时间：2021-12-23 14:54

　　确定化学组分数是研究化学或生物体系的第一步。大量先进仪器的应用,实现全面且高效的检测,数据形式也从一维向量演变为二维矩阵。二维矩阵不仅富含化学信息,也包含大量噪声,其自身的复杂性对化学定性定量分析提出挑战。化学组分数的确定,有利于研究杂质或化学动力学过程的中间体,有助于实现自模式曲线分辨法（self-modeling curve resolution,SMCR）不依赖先验性知识分离纯组分信息。常用的化学组分数估算方法对数据尺寸、类型和噪声分布等要求较高,处理不同体系时,难以得到正确结果。本文利用化学信息和噪声的频率差异区分两者,提出多种自参考交错子矩阵法（self-referencing interlaced submatrices,SRISM）,分析双线性二维数据矩阵,估算混合物的化学组分数。首先,对原始矩阵降低采样,得到交错子矩阵,实现对化学信息的完全采样和对噪声的欠采样。然后,对子矩阵进行分解,分别得到化学信息向量和噪声向量。最后,通过计算成对向量的相关系数得到化学组分数。本文主要从以下三个方面展开研究:1.提出一种研究混合物化学组分数的自参考交错子矩阵方法（self-refer... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

同一信号在不同采样频率下的频域谱图

１．２采样定理??１９２８年美国电信工程师Ｎｙｑｕｉｓｔ提出采样定理，１９３３年苏联工程师??Ｋｏｔｅｌｎｉｋｏｖ对采样定理严格论述，１９４８年信息论创始人、美国数学家Ｓｈａｎｎｏｎ??将采样定理作为定理正式引用。采样定理研究模拟／数字信号转换（ａｎａｌｏｇ?ｔｏ??ｄｉｇｉｔａｌ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，?ＡＤＣ）过程中采样频率与信号频谱的关系，指导连续信号的离??散采样，应用于统计学、计算机科学、数学、物理和化学等多个学科［３６］。??采样定理指出离散采样的采样频率，必须不小于真实信号的两倍最大频率／，??ＡＤＣ采样得到的数字信号才能完整地保留原始信号中的信息，实现完全采样［３７］。??对时域信号ｘ（／）进行傅里叶变换，得到频域信号為／），离散信号的频谱是连续信??号频谱在不同频率段的叠加结果。如图Ｍ?ａ和１．１?ｂ所示，在高采样频率／，?（／５??多２／）下，高频信号与低频信号彼此分离，离散采样结果为真实频谱图；在低采??样频率／，?（／，＜￥／）下，高频信号与低频信号重叠，产生混叠效应，离散采样结果??不是真实频谱图。如图１．２所示，对于＿ｙ＝Ｓｉｎ２７ｉ／周期性时域信号，低采样频率／，??（／ｓ＜＾）得到欠采样的离散信号，离散信号的频率要小于真实信号的频率。??ａ?ｂ?ｃ??

时Ｎ／ｍｉｎ?波数?／?ｃｍ＇１??图２．２三组分ＧＣ－ＩＲ模拟数据，（ａ）纯组分色谱图和（ｂ）纯组分光谱图??（黑色虚线：二乙醚，黑色实线：氨，灰色实线：（３－丙内酯）??２．３．２?ＨＰＬＣ－ＤＡＤ?实验数据??将稀土氧化物（９９．９５％）溶解于浓度为ｌ．０ｍｏｌ／Ｌ的盐酸溶液，配制成离子??浓度为】．０００?ｇ／Ｌ的标准溶液。由标准溶液得到六种混合物溶液，见表２．１。为了??便于讨论，依次将六种混合物溶液命名为ＲＥ１，?ＲＥ２，?ＲＥ３，?ＲＥ４，?ＲＥ５和ＲＥ??６。混合物溶液经氨水（Ａ．Ｒ．）调节ｐＨ为３．５，在ＨＰＬＣ－ＤＡＤ联用仪器上进行??分离测定。??ＨＰＬＣ－ＤＡＤ?联用技术包含?ＳｐｅｃｔｒａｓｙｓｔｅｍＦＬ２０００?（Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＵＳＡ）、??ＵＶ－Ｖｉｓ多波长检测器（Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＵＳＡ）和Ｓｐｅｃｔｒａｓｙｓｔｅｍ色谱工作站三部??分。其中，色谱柱为?ＯＤＳ?桂胶柱（１０?ｎｍ，２５０Ｘ５?ｍｍ，?Ｓｈｉｍａｄｚｕ，Ｊａｐａｎ），??柱温为２０°Ｃ，经过浓度为０．０１?ｍｏｌ／Ｌ十二烷基磺酸盐预处理。流动相为两种乳??酸溶液（ａ和ｂ）的混合溶液，ｐＨ分别为（ａ）２．５和（ｂ）４．５，浓度均为０．２５?ｍｏｌ／Ｌ，??

【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂化学体系测量数据的主因子数估计方法的分类及进展[J]. 陆玮,邵利民.  中国科学:化学. 2014(10)



本文编号：3548683