化学计量学方法研究及在中药等复杂体系分析中的应用

摘要

现代分析仪器与检测技术提供了大量而又丰富的量测信息，分析科学的目的在于发掘化学数据的外在表征与物质内在组成之间的相互关系。高维数据解析方法的发展使人们对复杂化学体系分析能力有了很大的提高，使得传统分析化学难以处理的化学问题的解决成为可能。本论文从当前化学学科发展现状出发，从色谱和光谱分析技术入手，通过建立能有效利用色谱和光谱提供的信息的化学计量学方法，从而实现对中药等复杂体系的定性定量分析。论文主要涉及四个方面：中药指纹图谱相似度计算方法的研究、化学计量学方法用于反应过程的研究、多维化学计量学优化方法用于重叠峰分辨的研究以及中药联用色谱数据分辨。 1．中药指纹图谱相似度计算方法的研究(第三章．第四章)：首次提出了一种基于模糊数学和信息学的新方法用于指纹图谱的相似度比较。相对熵是一种用来比较两种概率分布差异的很好的方法，这种方法通常被用在模式识别等领域。在此基础上，相对熵歧异值被用来衡量分布差异。在本文中，歧异值的特点被用来计算色谱中药指纹图谱之间的相似度。 偏最小二乘也作为一种新的方法应用于指纹图谱的相似度比较计算中。偏最小二乘方法通过从中药色谱或光谱数据中提取大量信息来预测出一个响应值。本文中以偏最小二乘方法为基础来计算中药色谱指纹图谱的相似度。 相比较于传统的相似度计算方法，上述两种方法得到的结果更加明确可靠，并且计算量少于其他方法。 2．化学计量学方法用于反应过程的研究(第五章)：利用固定窗口因子分析-直观推导式演进特征投影法(FSMWEFA-HELP)，解析反应过程中测得的实时动力学光谱数据矩阵，来确定反应过程中反应物和中间体的数目及其浓度的变化和纯物质的光谱曲线，并与多元曲线分辨．交替最小二乘(MCR-ALS)方法进行了比较，为酶催化反应机理的推断提供了十分重要的信息。 3．多维化学计量学优化方法用于重叠峰分辨的研究(第六章)：将交替最小二乘技术应用于平行因子分析中，通过在光谱和色谱分辨中增加一些限制性条件来优化平行因子分析结果。并通过一个实际的HPLC-DAD数据分辨过程来说明该方法的应用情况。 4．中药联用色谱数据分辨(第七章-第八章)：多元曲线分辨．交替最小二乘和固定窗口因子分析．直观推导演进投影法被用来将中药色谱．光谱二维数据中重叠峰的部分解析为纯组分色谱曲线和纯组分光谱曲线。在本文中，这两种方法都被用来解析复方蛤青注射液色谱一光谱数据中重叠现象非常严重的一部分组分簇。通过对这两种方法的比较，提出了一种改进的扣除数量级固定窗口因子分析新方法。 谱峰漂移校正技术结合平行因子分析方法被应用于中药色谱重叠峰信号分辨。谱峰漂移校正技术的使用，使得数据的三线性得以加强，更适合于平行因子分析方法的分辨。本文将通过以中药延胡索的色谱数据的分辨为例，来验证谱峰漂移校正技术结合平行因子分析方法。

目录

文摘

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第一部分绪论

第一章中药现代化发展进程及化学计量学在中药分析中的应用

1.1引言

1.2中药现代化发展及化学计量学在中药分析中的应用

参考文献

第二章多元曲线分辨在化学领域中的应用和研究进展

2.1引言

2.2 MCR的发展概况

2.3多元曲线分辨的进展和应用

2.4本研究工作的主要内容及解决的问题

参考文献

第二部分化学计量学方法在中药分析中的应用

第三章相对熵方法用于中药指纹图谱相似度计算的研究

3.1理论部分

3.2结果与讨论

3.3结论

参考文献

第四章偏最小二乘方法在中药指纹图谱相似度研究中的应用研究

4.1理论部分

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4结论

参考文献

第五章化学计量学方法用于蛤青注射液色谱数据中重叠峰的分辨

5.1理论部分

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4结论

参考文献

第六章谱峰漂移校正技术结合三维平行因子分析方法用于分辨中药重叠高效液相色谱信号

6.1理论部分

6.2实验部分

6.3结果与讨论

6.4结论

参考文献

第三部分化学计量学方法在复杂体系分析中的应用

第七章直观推导式演进特征投影法对酶催化反应的过程分析

7.1理论部分

7.2实验部分

7.3结果与讨论

7.4结论

参考文献

第八章平行因子分析用于高效液相色谱重叠峰的分辨和定量分析

8.1理论部分

8.2实验部分

8.3结果和讨论

8.4结论

参考文献

附录：作者攻读博士学位期间论文发表情况

作者攻读博士学位期间获奖情况

致谢