用于中药分析的近红外光谱多元校正方法学研究

摘要

近红外光谱分析是一种间接测量技术,需要借助各种计算方法进行分析.而中药是个复杂混合物体系,因此针对中药近红外光谱分析问题,研究光谱预处理、波长筛选、定性和定量分析等方面的计算分析方法是一个发展方向.本文主要研究工作如下:提出一种基于近红外光谱与化学组分之间相关信息量分析的光谱波段选择方法.中药近红外光谱原始谱图十分复杂,采用全波段数据计算量大,而且冗余信息的影响会造成模型精度的降低.相关信息量分析的光谱波段选择方法应用于三七渗漉提取液中人参皂苷含量分析和黄连大孔吸附树脂纯化洗脱物中生物碱含量分析表明,该方法不仅增强了模型的性能,而且大大提高了计算效率.提出应用基于误差反向传播算法的多层前馈神经网络(BP-ANN)与特征提取相结合的校正方法,建立用近红外漫反射光谱快速无损测定发酵虫草中精氨酸、甘氨酸和总氨基酸含量的新方法.通过波长范围的选择、预处理方法的比较和人工神经网络的参数优化,得到了用于分析虫草中氨基酸含量的近红外光谱模型,并在含量预测中取得较好的成效.通过与用PLS方法建立的定量校正模型的比较表明,这是一种有效实用的非线性校正方法,为近红外光谱快速测定中药组分含量提供了一条新途径.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节近红外光谱分析技术

1.1近红外光谱发展简史

1.2近红外光谱分析技术的特点

1.3近红外光谱分析在药物分析中的应用

第二节多元校正技术

2.1化学计量学的发展历程

2.2化学计量学主要研究内容

2.3多元校正技术在近红外光谱分析中的应用

2.4小结

第三节本文研究工作与内容安排

3.1本文研究的主要思路与方法

3.2章节安排

参考文献

第二章近红外光谱分析中的多元校正方法

第一节近红外光谱分析方法

1.1定性分析

1.2定量分析

第二节近红外光谱的预处理

2.1预处理的常用方法

2.2光谱的优化选择

第三节校正模型的建立方法

3.1常用分析方法

3.2小结

参考文献

第三章基于相关分析的波段选择方法

第一节原理与方法

1.1引言

1.2基本原理

1.3实现步骤

第二节结果与讨论

2.1黄连洗脱液中生物碱含量分析

2.2三七渗漉提取液人参皂苷含量分析

2.3小结

参考文献

第四章非线性模型的校正方法

第一节原理和方法

1.1人工神经网络的发展简史

1.2网络的结构

1.3算法步骤

第二节特征提取

2.1主成分分析

2.2相关主成分分析

2.3变量聚类

第三节实验部分

3.1实验设备与试剂

3.2近红外光谱采集

3.3氨基酸的样品分析

第四节结果与讨论

4.1方法探索

4.2建模波段选择

4.3光谱预处理

4.4光谱信息特征提取

4.5网络结构的调整

4.6模型的预测性能

4.7小结

参考文献

第五章总结和展望

致谢

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