拉曼光谱仪器标准化的算法研究及其在药品快检中的应用

发布时间：2016-11-22 08:46

  本文关键词：化学计量学算法实现的软件开发基础研究，由笔耕文化传播整理发布。

《福建中医药大学》 2015年

拉曼光谱仪器标准化的算法研究及其在药品快检中的应用

陈辉  

【摘要】：近几十年来,拉曼光谱分析技术以其快速、高效、无损、前处理简单的优势备受广大分析者的亲睐。随着科技的进步,拉曼光谱仪器逐步走向现代化和智能化,然而仪器的多样性所导致系统误差的差异,给分析结果的准确判断带来了一定的挑战。本文拟消除拉曼仪器间不同系统误差所导致的光谱差异性来达到仪器标准化的目的,以期为提高光谱一致性,实现不同仪器间光谱数据库共享提供了新途径。本文主要针对以下几个内容做了细致的研究：1)选用美国材料与试验协会推出的几种可用于拉曼位移校正的标准参考物质和大量常见不同种类的市售药品,在3台拉曼仪器上采样,获得光谱数据,为后续的算法研究奠定基础。2)针对不同仪器之间系统误差导致光谱差异性的问题,提出了峰选择优化结合多项式拟合的方法来消除仪器台间差。该方法通过利用几种标准参考物质的拉曼光谱数据拟合出一条位移校正曲线来消除仪器间的位移偏移。实验结果表明,该法能有效地消除仪器间系统误差,显著提高光谱一致性,高效的实现数据库共享。此外、大量的应用实例也验证了该法的有效性和实用性。3)在一些标准参考物质无法获得的情况下,提出了基于移动窗口快速傅里叶交叉相关方法用于消除仪器台间差来达到对位移进行校正。该法无需进行峰选择,直接通过窗口范围内的两峰交叉相关所得的相似度最大值索引来找到峰位移偏移大小且最终形成一条位移校正曲线来消除光谱差异。实验结果表明,该方法能高效的消除仪器间系统误差,校正非线性的位移漂移。此外模式识别的结果也证实了该方法的有效性。4)针对常见的仿制药冒充品牌药或进口药现象,将拉曼光谱技术结合化学计量学方法可以有效地解决此类问题,其中所使用的随机森林分类法,在参数优化后,可以有效的将不同仿制药厂家与品牌药厂家很好的分开,为拉曼光谱技术高效地用于药品快检领域提供了有力支撑。本研究通过对所提的仪器标准化方法前后效果进行了考察,同时与现有方法进行了比较,结果表明所提方法应用结果更显得稳健、高效、准确。这主要得由于如下特点：①将洛伦兹函数有效地用于峰选择优化上,更精确的找出峰位,拟合的位移校正曲线更加可靠；②三阶多项式拟合的位移校正曲线可以校正非线性位移偏移的影响；③交叉相关无需峰选择,而移动窗口策略得到的路径更有代表性;④惩罚最小二乘对移动路径的拟合更能反映实际位移偏移情况。由此可见,对化学计量学方法的有效应用将在拉曼光谱仪器的普及和使用上起着至关重要的作用。

【关键词】：
【学位授予单位】：福建中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R927
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 翁欣欣;陆峰;张中湖;尹利辉;;KPCA-聚类分析法快速鉴别降糖药[J];光谱仪器与分析;2009年Z1期

2 褚小立,袁洪福,陆婉珍;光谱多元校正中的模型传递[J];光谱学与光谱分析;2001年06期

3 乔西娅;戴连奎;吴俭俭;;拉曼光谱特征提取在化学纤维定性鉴别中的应用[J];光谱学与光谱分析;2010年04期

4 杨梁;张敏;鹿颐;何书美;张克勤;;拉曼光谱法研究盐酸林可霉素多晶型[J];药物分析杂志;2010年11期

5 严小红;李春盈;卢俊钢;江英桥;霍秀敏;邵颖;;氟康唑的多晶型及转化研究[J];中国现代应用药学;2012年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张志敏;化学计量学算法实现的软件开发基础研究[D];中南大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 高群;假药光谱法快检中的几种算法研究[D];第二军医大学;2013年

2 钱小峰;药用辅料拉曼光谱库构建及其初步应用[D];第二军医大学;2014年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 褚小立,袁洪福,陆婉珍;一种消除在线多通道近红外分析仪各通道光谱差异的方法[J];分析化学;2005年06期

2 田高友;褚小立;袁洪福;陆婉珍;;小波变换-分段直接校正法用于近红外光谱模型传递研究[J];分析化学;2006年07期

3 王菊香;李华;邢志娜;郭恒光;;小波多尺度分段直接校正法用于近红外光谱模型传递的研究[J];分析化学;2011年06期

4 聂聪;谢复炜;赵乐;彭斌;杨俊;张悠金;邵利民;;卷烟辅材参数与有害成分释放量的多元模型的建立、传递和验证[J];分析化学;2011年11期

5 邢志娜;王菊香;申刚;刘洁;叶勇;;近红外光谱分析模型传递简易方法研究[J];分析科学学报;2011年01期

6 褚小立;王艳斌;陆婉珍;;近红外光谱仪国内外现状与展望[J];分析仪器;2007年04期

7 王豪;陈斌;;专利算法在白酒酒精度近红外光谱分析模型转移中的应用[J];光谱仪器与分析;2005年02期

8 褚小立,袁洪福,王艳斌,陆婉珍;近红外稳健分析校正模型的建立(Ⅰ)——样品温度的影响[J];光谱学与光谱分析;2004年06期

9 王艳斌,袁洪福,陆婉珍;一种基于目标因子分析的模型传递方法[J];光谱学与光谱分析;2005年03期

10 熊宇虹;温志渝;梁玉前;陈勤;张波;刘妤;向贤毅;;基于支持向量机的模型传递方法研究[J];光谱学与光谱分析;2007年01期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 陆婉珍;褚小立;;近红外光谱(NIR)和过程分析技术(PAT)[A];国产科学仪器应用、创新和产业化学术研讨会论文集（一）[C];2007年

2 汪婉萍;邵利民;;基于S/B算法的模型传递用于放光路傅立叶变换红外光谱的定量分析[A];第十一届全国计算（机）化学学术会议论文摘要集[C];2011年

3 程鹏;陈致;何林涛;;拉曼光谱技术在公共安全领域中的应用[A];公共安全中的化学问题研究进展（第二卷）[C];2011年

4 武中臣;徐晓轩;杨仁杰;俞钢;张存洲;;互相关分析在近红外光谱模型传递中的应用[A];全国第13届分子光谱学术报告会论文集[C];2004年

5 苗丽文;姬志鹏;梁常宝;奇海涛;;便携式拉曼光谱仪在刑事案件现场检验中的应用[A];公共安全中的化学问题研究进展（第三卷）[C];2013年

6 邹志云;刘燕军;刘兴红;赵丹丹;郭宇晴;郭宁;;一种小型精细化工生产装置综合自动化控制系统的设计[A];中国计量协会冶金分会2014年会暨能源计量与绿色冶金论坛论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 包鑫;稳健回归技术及其在光谱分析中的应用[D];浙江大学;2010年

2 孙通;梨可溶性固形物和酸度的可见/近红外光谱静态和在线检测研究[D];浙江大学;2011年

3 周志茂;氨噻肟酸结晶过程研究[D];北京化工大学;2011年

4 王军;苹果汁中嗜酸耐热菌免疫分离及振动光谱法鉴定[D];西北农林科技大学;2011年

5 樊玉霞;猪肉肉糜品质与安全可见/近红外光谱快速检测方法的实验研究[D];浙江大学;2011年

6 李庆波;近红外光谱分析中若干关键技术的研究[D];天津大学;2003年

7 杨南林;基于近红外光谱的中药过程分析方法研究[D];浙江大学;2003年

8 武子玉;矿物近红外光谱信息提取及应用研究[D];吉林大学;2005年

9 熊宇虹;微型光谱仪信号处理与分析系统的研究[D];重庆大学;2005年

10 李艳红;ABC转运蛋白超家族中致病性SNPs的研究[D];中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王静;近红外光谱分析技术快速鉴别硫酸软骨素来源的建模研究[D];山东大学;2010年

2 王小梅;近红外漫反射光谱结合多元校正方法定量测定药物有效成分[D];西北大学;2011年

3 徐丁一;我国不同年代玉米单交种及其自交系秸秆纤维品质分析[D];中国农业科学院;2011年

4 王葵葵;酶抑制结合荧光猝灭体系的建立及其在有机磷农药检测中的应用[D];山东大学;2011年

5 胡润文;脐橙品质近红外光谱分析模型传递方法的研究[D];华中农业大学;2011年

6 刘涛;水果表面农药残留快速检测方法及模型研究[D];华东交通大学;2011年

7 徐彦;近红外光谱技术快速检测籼稻主要成分及新陈度的研究[D];中南林业科技大学;2011年

8 向春兰;微量近红外光谱分析技术及其在液态奶中富马酸二甲酯测定中的应用[D];华东理工大学;2012年

9 黄承伟;仪器间的光谱模型传递及谱图标准化[D];浙江大学;2012年

10 刘蓉;近红外光谱分析中模型优化方法的初步研究[D];天津大学;2003年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张莹;潘保芝;;基于主成分分析的SOM神经网络在火山岩岩性识别中的应用[J];测井技术;2009年06期

2 陈慧云;王建华;徐世荣;王琦;;高分子材料纤维素醚类衍生物在缓释制剂辅料中的应用[J];材料导报;2005年07期

3 蒋惠凤;何有世;杨伟雄;;基于偏最小二乘回归的中长期电力负荷预测[J];电力系统及其自动化学报;2007年05期

4 潘忠孝,邵学广,仲红波,刘卫,王洪,张懋森;小波变换用于高效液相色谱的基线校正[J];分析化学;1996年02期

5 田高友,袁洪福,刘慧颖,陆婉珍;小波变换用于近红外光谱性质分析[J];分析化学;2004年09期

6 胡继明,胡军;拉曼光谱在分析化学中的某些应用进展[J];光散射学报;1998年Z1期

7 王柏松,屠荆;黄玉的光谱研究[J];光谱学与光谱分析;2000年01期

8 徐广通,袁洪福,陆婉珍;现代近红外光谱技术及应用进展[J];光谱学与光谱分析;2000年02期

9 孙素琴,周群,郁鉴源,胡鑫尧;分子振动光谱法与中药研究的最新进展[J];光谱学与光谱分析;2000年02期

10 祖恩东,陈大鹏,张鹏翔;翡翠B货的拉曼光谱鉴别[J];光谱学与光谱分析;2003年01期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 邹婷婷;支持向量机回归—近红外光谱法用于药物无损非破坏定量分析的研究[D];吉林大学;2008年

2 张学博;通用性近红外模型的验证和维护[D];中国协和医科大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 李润成;嵌入式邮件接收系统的设计与实现[D];电子科技大学;2010年

2 陈珊;拉曼光谱背景扣除算法及其应用研究[D];中南大学;2011年

3 高俊;近红外光谱分析技术在油品分析中的应用研究[D];南京工业大学;2005年

4 张华秀;近红外光谱法快速检测牛奶中蛋白质与脂肪含量[D];中南大学;2010年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 甘盛;刘华钢;张涛;施晓光;;拉曼光谱在药品鉴定中的应用[J];今日药学;2013年09期

2 苏纪勇;刘燕楠;宋昆;何铄杰;李任植;;电流作用后成骨细胞表面增强的拉曼光谱[J];中国组织工程研究与临床康复;2007年44期

3 蔡培;吴伟卿;戎亮;;拉曼光谱及其在癌症检测中的应用[J];宁波化工;2009年01期

4 吴正洁;王成;林正春;;拉曼光谱对血红蛋白浓度的定量分析[J];暨南大学学报(自然科学与医学版);2013年01期

5 卢明子;郭延军;王瑛;尤国兴;王波;赵莲;周虹;;氧合、碳氧及高铁血红蛋白拉曼光谱的测定[J];中国输血杂志;2013年05期

6 甘盛;刘华钢;张涛;施晓光;;拉曼光谱在药品打假中的应用研究进展[J];中国药事;2013年08期

7 甘盛;刘华钢;张涛;施晓光;吴超权;;拉曼光谱在药品打假中的应用研究进展[J];食品与药品;2013年05期

8 覃宗定;许雪棠;张枝芝;林漫漫;姚辉璐;刘军贤;;基于拉曼光谱的硝酸甘油对活体血液作用的实时分析[J];光学学报;2014年01期

9 吴俊富;郭茂田;罗荣辉;许永建;李明玉;;恶性肿瘤的激光拉曼光谱研究[J];激光杂志;2007年06期

10 陈荣;李永增;冯尚源;黄祖芳;谢树森;;人体组织拉曼光谱研究进展[J];激光与光电子学进展;2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 汪安;任斌;田中群;;线聚焦模式提高拉曼光谱的检测灵敏度[A];中国化学会第27届学术年会第18分会场摘要集[C];2010年

2 张鹏翔;;新科学和新拉曼光谱[A];第十四届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2007年

3 王红球;张丽;王璐;程广卫;叶光林;张士新;朱鹏;易裕民;;拉曼光谱在安检领域中的应用[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年

4 凌宗成;;行星表面物质研究中的拉曼光谱应用[A];第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C];2013年

5 胡继明;沈爱国;谢微;;拉曼光谱在生物医学分析中的应用[A];中国化学会第十五届全国有机分析及生物分析学术研讨会论文集[C];2009年

6 任斌;刘郑;王翔;庄目德;曾智聪;王喜;田中群;;针尖增强拉曼光谱方法建立及其在纳米间隔体系研究中的应用[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年

7 李开开;曾光;寿晶晶;张韫宏;;聚焦深度对共聚焦拉曼光谱影响的研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年

8 庞然;吴德印;田中群;;水合离子簇的氢键作用和振动拉曼光谱[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年

9 谢黎明;凌曦;方源;张锦;刘忠范;;石墨烯作为共振拉曼光谱测量中的荧光抑制基底[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年

10 刘钰;徐抒平;唐彬;王烨;周吉;郑先亮;徐蔚青;;表面等离子体共振增强拉曼光谱的研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 记者 张建琛;[N];科技日报;2010年

2 黄爱群;[N];中国医药报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 董学锋;拉曼光谱传递与定量分析技术研究及其工业应用[D];浙江大学;2013年

2 贾丽华;共振拉曼光谱方法探测水溶液中生物分子的研究[D];吉林大学;2011年

3 董鹍;纳米银增强基底制备及分子的拉曼光谱解析[D];昆明理工大学;2011年

4 李津蓉;拉曼光谱的数学解析及其在定量分析中的应用[D];浙江大学;2013年

5 胡成旭;乳腺疾病的拉曼光谱检测及研究[D];吉林大学;2013年

6 姜承志;拉曼光谱数据处理与定性分析技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

7 刘峰名;硅的表面刻蚀、光学性能以及硅钴材料制备的激光拉曼光谱研究[D];厦门大学;2001年

8 马艳梅;典型矿物的超高温高压研究[D];吉林大学;2007年

9 刘天元;温度和压强对碳碳共轭分子拉曼光谱的影响[D];吉林大学;2015年

10 康立丽;单个活态细胞的显微激光共焦拉曼光谱扫描技术及应用研究[D];暨南大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 董鹍;拉曼光谱数据库[D];昆明理工大学;2008年

2 杨秋宝;基于拉曼光谱的易燃易爆品检测技术的研究[D];沈阳理工大学;2012年

3 张瑞琦;琥珀的宝石学特征和谱学特征研究[D];中国地质大学(北京);2015年

4 李俊平;拉曼光谱在三种镇痛类药物研究上的应用[D];西南大学;2015年

5 王亚平;冲击压缩下液态硝基甲烷的拉曼光谱研究[D];西南交通大学;2015年

6 陈辉;拉曼光谱仪器标准化的算法研究及其在药品快检中的应用[D];福建中医药大学;2015年

7 徐瑛;拉曼光谱在淀粉结构分析中的应用研究[D];郑州轻工业学院;2015年

8 魏有超;有机薄膜中纳秒激光冲击波的时间分辨拉曼光谱实验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 郭利斌;基于支持向量机算法的癌症组织拉曼光谱数据分析[D];福建师范大学;2015年

10 陈茂文;急性心肌梗塞患者血液与唾液拉曼光谱研究[D];福建师范大学;2015年

  本文关键词：化学计量学算法实现的软件开发基础研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：185416