CN105277510A - 一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法 - Google Patents
一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105277510A CN105277510A CN201510529556.4A CN201510529556A CN105277510A CN 105277510 A CN105277510 A CN 105277510A CN 201510529556 A CN201510529556 A CN 201510529556A CN 105277510 A CN105277510 A CN 105277510A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- absorption peak
- characteristic absorption
- sample
- testing sample
- spectrum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，包括以下步骤：建立样品标准特征吸收峰指纹库<i>X</i>；获取待测样品二阶导数特征吸收峰：借助太赫兹时域光谱装置采集待测样品太赫兹时域光谱，进而利用菲涅尔公式计算获取待测样品实验吸收频谱图；进一步对待测样品实验吸收频谱进行二阶微分处理，获得待测样品二阶导数吸收频谱图，提取待测样品二阶导数吸收频谱图的特征吸收峰<i>Y</i>；对待测样品进行鉴别：根据已建立的样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库<i>X</i>，对待测样品二阶导数吸收频谱图的特征吸收峰<i>Y</i>进行最佳匹配筛选，进而对待测样品进行鉴别。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙环唑鉴别方法，更具体地涉及一种利用太赫兹时域光谱分析技术、化学理论模拟分析技术、二阶导数太赫兹光谱以及最佳匹配筛选算法对丙环唑鉴别的方法。
背景技术
太赫兹（THz）波是指频率在0.1～10THz范围内的电磁波（1THz=1012Hz）。THz光谱包含着丰富的物理和化学信息，可以对大量有机分子进行THz波光谱响应、动力学特性以及分子构型、构象进行分析研究和种类鉴别；太赫兹辐射的光子能量低，不会对被测物质产生有害电离，可以对物质进行无入侵无损检测；太赫兹辐射对多介电材料和固体材料具有良好的投射性。太赫兹波的一系列独特性能，使得其成为近些年来快速发展起来的无损检测技术。
目前，丙环唑常用的检测方法是色谱分析法，但是色谱分析法样品的前处理，无法实现在线检测,对检测条件要求高。利用光谱进行丙环唑检测成为研究热点。紫外光谱仅与分子中的生色团和助色团有关，很难独立于分子结构解析；拉曼光谱需要考虑荧光和激光至热对分子结构造成的分解和破坏；红外光谱是分子中基团原子间振动跃迁时吸收红外光产生，因此红外光谱可以鉴别不同化学基团的物质，但是结构相似的物质，却很难区分。太赫兹光谱弥补上述光谱的缺陷，由于一般情况下同一类丙环唑分子具有相同的官能团和相似的分子结构，因此将太赫兹光谱技术应用于丙环唑检测成为探索丙环唑光谱检测的新方法。
但是相对紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱，目前有关太赫兹光谱检测应用还处于研究阶段，有效的检测方法和数据处理方法成为太赫兹光谱技术应用于未知物检测领域有待突破的技术。
发明内容
为了解决现有太赫兹丙环唑鉴别数据处理技术上存在的不足，本发明提供一种利用太赫兹时域光谱分析技术、化学理论模拟分析技术、二阶导数太赫兹光谱以及最佳匹配筛选算法进行丙环唑鉴别方法。具体技术方案如下：
一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，包括以下步骤：
（1）建立样品指纹谱库；
（2）获取待测样品二阶导数特征吸收峰；
（3）对待测样品进行鉴别。
进一步的，步骤（1）具体如下：
借助化学理论模拟软件，对丙环唑分子晶体进行理论模拟分析，获取丙环唑的太赫兹理论模拟吸收光谱，提取丙环唑理论模拟吸收光谱的特征吸收峰，建立样品标准特征吸收峰指纹库X；
建立样品标准特征吸收峰指纹库，。
其中为样品标准特征吸收峰指纹库中第i种样品，m为样品标准特征吸收峰指纹库中样品种类数，此时，为样品的特征吸收峰，n为样品特征吸收峰总峰数。
进一步的，步骤（2）具体如下：
(1)将丙环唑药品作为待测样品Y 1 ，和聚乙烯粉末以1:1比例进行混合制备成圆形样本薄片；
(2)借助太赫兹时域光谱装置测量待测样品Y 1 的时域波形，利用菲涅尔公式计算获取待测样品Y 1 实验吸收频谱图，由于参数选取不同获得两组Y 1 实验吸收频谱Y 11 、Y 12 ；
(3)进而利用二阶微分处理模型，对待测样品实验吸收频谱图Y 11 、Y 12 分别进行二阶微分处理，获得待测样品实验吸收频谱图Y 11 、Y 12 二阶导数吸收频谱图，提取二阶导数吸收频谱图的特征吸收峰，建立待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 ；
待测样品特征吸收峰。其中为待测样品的特征吸收峰，为待测样品Y 11 的特征吸收峰总峰数。
待测样品特征吸收峰。其中为待测样品的特征吸收峰，为待测样品Y 12 的特征吸收峰总峰数。
进一步的，步骤（3）具体如下：
（1）根据步骤（1）中已建立的样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库X，对于样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库，利用最佳匹配筛选法对待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 进行特征吸收峰归属筛选，筛除无效特征吸收峰，提取有效特征吸收峰；最佳匹配筛选法中为允许误差，初始值取0.1；
（2）然后欧氏距离的均方根，见公式(4)，对样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库和待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 进行特征吸收峰归属相似度测度，取最短的样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库，即为待测样品种类。
(4)
公式中，为指纹谱库中的可被归属的特征吸收峰，为待测样品Y中可归属的特征吸收峰，为归属特征吸收峰峰位总数。
进一步的，所述的太赫兹理论模拟吸收光谱和实验吸收频谱图的频率范围在0.4～2.0THz。
相对于传统方法，本发明有以下优点：
（1）相对传统指纹库建立方法，用理论模拟方法，从分子振动角度获取丙环唑样品分子的理论模拟吸收谱，提取特征吸收峰峰位，作为被测物质的指纹谱库，具有相对唯一性和可靠性。
（2）本发明建立二阶微分处理模型，提取待测样品二阶导数谱的特征吸收峰峰位，应用最佳匹配筛选法对特征吸收峰进行归属筛选。
附图说明
图1为实施例一的丙环唑理论模拟吸收光谱图；
图2为实施例一的丙环唑实验吸收频谱图一；
图3为实施例一的丙环唑二阶导数的特征吸收峰一吸收频谱图；
图4为实施例一的丙环唑实验吸收频谱图二；
图5为实例一的丙环唑二阶导数的特征吸收峰二吸收频谱图；
图6为最佳匹配筛选法流程图。
具体实施方式
通过实例和附图说明对本发明作进一步说明。
本发明的基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，包括以下步骤：
1.建立样品指纹谱库：
借助化学理论模拟软件，对丙环唑分子晶体进行理论模拟分析，获取丙环唑的太赫兹理论模拟吸收光谱，提取丙环唑理论模拟吸收光谱的特征吸收峰，建立样品标准特征吸收峰指纹库X。如图1所示。
建立样品标准特征吸收峰指纹库，。
其中为样品标准特征吸收峰指纹库中第i种样品，m为样品标准特征吸收峰指纹库中样品种类数，此时，为样品的特征吸收峰，n为样品特征吸收峰总峰数。
2.获取待测样品二阶导数特征吸收峰：
(1)将丙环唑药品作为待测样品Y 1 ，和聚乙烯粉末以1:1比例进行混合制备成圆形样本薄片；
(2)借助太赫兹时域光谱装置测量待测样品Y 1 的时域波形，利用菲涅尔公式计算获取待测样品Y 1 实验吸收频谱图，由于参数选取不同获得两组Y 1 实验吸收频谱Y 11 、Y 12 ，如图2、图4；
(3)进而利用二阶微分处理模型，对待测样品实验吸收频谱图Y 11 、Y 12 分别进行二阶微分处理，获得待测样品实验吸收频谱图Y 11 、Y 12 二阶导数吸收频谱图，提取二阶导数吸收频谱图的特征吸收峰，建立待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 ，如图3、5；
待测样品特征吸收峰。其中为待测样品的特征吸收峰，为待测样品Y 11 的特征吸收峰总峰数。
待测样品特征吸收峰。其中为待测样品的特征吸收峰，为待测样品Y 12 的特征吸收峰总峰数。
菲涅耳公式模型表示为：
(1)
(2)
公式中：、分别为待测样品和参考信号振幅的比值和相位差，为样品的厚度，为电磁波在真空中传播的速度；为角频率。
二阶微分处理模型表示为：
(3)
公式中：为待测样品实验吸收频谱的吸收强度，为待测样品实验吸收频谱的频率。
3.对待测样品进行鉴别：
(1)根据步骤1中已建立的样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库X，对于样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库，利用图6中的最佳匹配筛选法对待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 进行特征吸收峰归属筛选，筛除无效特征吸收峰，提取有效特征吸收峰；图6的最佳匹配筛选法中为允许误差，初始值取0.1；
(2)然后欧氏距离的均方根，见公式(4)，对样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库和待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 进行特征吸收峰归属相似度测度，取最短的样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库，即为待测样品种类。
(4)
公式中，为指纹谱库中的可被归属的特征吸收峰，为待测样品Y中可归属的特征吸收峰，为归属特征吸收峰峰位总数。
所述的太赫兹理论模拟吸收光谱和实验吸收频谱图的频率范围在0.4～2.0THz。
实施例1的结果如表1，由于参数选取不同，两组待测样品实验吸收频谱图Y 11 、Y 12 存在很大的差距，现有方法一般很难对待测样品作出检测，利用本发明的方法成功完成了对待测样品的鉴别。
表一。
以上所述及图中所示的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，包括以下步骤：
（1）建立样品指纹谱库；
（2）获取待测样品二阶导数特征吸收峰；
（3）对待测样品进行鉴别。
2.如权利要求1所述的基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，其特征在于：步骤（1）具体如下：
借助化学理论模拟软件，对丙环唑分子晶体进行理论模拟分析，获取丙环唑的太赫兹理论模拟吸收光谱，提取丙环唑理论模拟吸收光谱的特征吸收峰，建立样品标准特征吸收峰指纹库X；
建立样品标准特征吸收峰指纹库，；
其中为样品标准特征吸收峰指纹库中第i种样品，m为样品标准特征吸收峰指纹库中样品种类数，此时，为样品的特征吸收峰，n为样品特征吸收峰总峰数。
3.如权利要求1所述的基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，其特征在于：步骤（2）具体如下：
(1)将丙环唑药品作为待测样品Y 1 ，和聚乙烯粉末以1:1比例进行混合制备成圆形样本薄片；
(2)借助太赫兹时域光谱装置测量待测样品Y 1 的时域波形，利用菲涅尔公式计算获取待测样品Y 1 实验吸收频谱图，由于参数选取不同获得两组Y 1 实验吸收频谱Y 11 、Y 12 ；
(3)进而利用二阶微分处理模型，对待测样品实验吸收频谱图Y 11 、Y 12 分别进行二阶微分处理，获得待测样品实验吸收频谱图Y 11 、Y 12 二阶导数吸收频谱图，提取二阶导数吸收频谱图的特征吸收峰，建立待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 ；
待测样品特征吸收峰；
其中为待测样品的特征吸收峰，为待测样品Y 11 的特征吸收峰总峰数；
待测样品特征吸收峰；
其中为待测样品的特征吸收峰，为待测样品Y 12 的特征吸收峰总峰数。
4.如权利要求1所述的基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，其特征在于：步骤（3）具体如下：
（1）根据步骤（1）中已建立的样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库X，对于样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库，利用最佳匹配筛选法对待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 进行特征吸收峰归属筛选，筛除无效特征吸收峰，提取有效特征吸收峰；
（2）然后欧氏距离的均方根，见公式(4)，对样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库和待测样品特征吸收峰库Y 11 、Y 12 进行特征吸收峰归属相似度测度，取最短的样品理论模拟特征吸收峰指纹谱库，即为待测样品种类；
(4)
公式中，为指纹谱库中的可被归属的特征吸收峰，为待测样品Y中可归属的特征吸收峰，为归属特征吸收峰峰位总数。
5.如权利要求1所述的基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法，其特征在于：所述的太赫兹理论模拟吸收光谱和实验吸收频谱图的频率范围在0.4～2.0THz。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510529556.4A CN105277510A (zh) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510529556.4A CN105277510A (zh) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105277510A true CN105277510A (zh) | 2016-01-27 |
Family
ID=55146895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510529556.4A Pending CN105277510A (zh) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105277510A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107727608A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-23 | 深圳市太赫兹系统设备有限公司 | 吲哚美辛的检测方法 |
| CN109884028A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-14 | 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院 | 基于太赫兹拉曼光谱对晶型及无定形药物鉴别与质检方法 |
| CN110618105A (zh) * | 2019-11-01 | 2019-12-27 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法 |
| CN111366556A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-03 | 蓝科微电子(深圳)有限公司 | 一种微生物和生物机体内含物的太赫兹检测方法及系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749297A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-10-24 | 中国计量学院 | 一种基于太赫兹理论模拟光谱的农药鉴别方法 |
-
2015
- 2015-08-26 CN CN201510529556.4A patent/CN105277510A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749297A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-10-24 | 中国计量学院 | 一种基于太赫兹理论模拟光谱的农药鉴别方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李兰玉: "基于THz-TDS技术的农药分子解析与鉴别", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
| 李兰玉等: "百菌清晶体太赫兹光谱理论模拟分析", 《分析化学》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107727608A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-23 | 深圳市太赫兹系统设备有限公司 | 吲哚美辛的检测方法 |
| CN109884028A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-14 | 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院 | 基于太赫兹拉曼光谱对晶型及无定形药物鉴别与质检方法 |
| CN110618105A (zh) * | 2019-11-01 | 2019-12-27 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法 |
| CN111366556A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-03 | 蓝科微电子(深圳)有限公司 | 一种微生物和生物机体内含物的太赫兹检测方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102749297B (zh) | 一种基于太赫兹理论模拟光谱的农药鉴别方法 | |
| CN109557071B (zh) | 一种危险液体混合物的拉曼光谱定性定量识别方法 | |
| CN103364362B (zh) | 一种利用THz-TDS结合化学计量学鉴定中草药的方法 | |
| CN103134765A (zh) | 一种基于太赫兹时域光谱的中药样品真伪初筛方法 | |
| CN105277510A (zh) | 一种基于太赫兹理论模拟光谱库的丙环唑鉴别方法 | |
| CN103822884A (zh) | 一种基于太赫兹时域光谱的茶叶分类鉴别方法 | |
| CN1614391A (zh) | 中草药真伪及质量鉴别的快速无损分析方法 | |
| CN108802000A (zh) | 一种基于拉曼全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法 | |
| CN102175636A (zh) | 一种中草药检测鉴别的系统和方法 | |
| CN108489929B (zh) | 人参、三七和西洋参三种法定基源人参属多糖的鉴别方法 | |
| CN104251839B (zh) | 南疆红枣建模用南疆红枣样品成分的光谱分离检测方法 | |
| CN103674884A (zh) | 基于近红外光谱信息的烟叶风格特征的随机森林分类方法 | |
| CN102778442A (zh) | 一种快速鉴别烟用香液料液种类的方法 | |
| CN103411912A (zh) | 一种利用THz-TDS结合模糊规则专家系统鉴定中草药的方法 | |
| CN103399001B (zh) | 一种基于显微共焦拉曼光谱的原油鉴别方法 | |
| CN105067557A (zh) | 一种基于太赫兹理论模拟光谱库的三唑酮鉴别方法 | |
| CN105738340A (zh) | 基于傅利叶拉曼光谱的薰衣草精油品种的快速检测方法 | |
| CN107132194A (zh) | 一种基于紫外可见光谱及化学模式识别的三七及其伪品鉴别方法 | |
| CN106770003A (zh) | 基于近红外光谱技术的木材识别方法及系统 | |
| CN106568759A (zh) | 一种基于多谱融合的道地药材质量鉴别方法 | |
| CN101629907A (zh) | 一种中国书画印泥鉴定方法 | |
| Ruan et al. | A modified backward elimination approach for the rapid classification of Chinese ceramics using laser-induced breakdown spectroscopy and chemometrics | |
| CN102042967A (zh) | 一种基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法 | |
| CN103512877B (zh) | 一种拉曼光谱物质检测快速样本查找方法 | |
| CN104990883A (zh) | 一种利用光谱仪检测气体浓度的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160127 |