CN110865067B - 使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪方法包括：用拉曼光谱仪对对乙酰氨基酚标准物质光谱采集，采集得到n个特征峰光谱峰位；得到每一个特征峰光谱峰位差ΔXn＝Xn‑Yn，计算平均误差ΔX平均＝(ΔX1+ΔX2+ΔX3+…，ΔXn)/n；对每两个连续的测量特征峰光谱峰位做差值计算L(n‑1)n＝Xn‑Xn‑1，得到两个特征峰光谱峰位间隔；对每两个连续的标准光谱峰位做差值计算S(n‑1)n＝Yn‑Yn‑1得到两个标准光谱峰位间隔；计算出平均偏移系数A平均，当ΔX平均≠0，对拉曼光谱测量结果进行修改，Zn修正后＝A平均*Zn+ΔX平均。

Description

使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法
技术领域
本发明涉及使用对乙酰氨基酚标准品对拉曼光谱仪在200～3400波数的快速校准，通过对对乙酰氨基酚的光谱数据采集来实现标定拉曼光谱仪的光谱。
背景技术
拉曼光谱仪是接收拉曼散射光谱的仪器，拉曼散射是组成物质的分子固有特征，因此通过对某种物质的拉曼散射光谱读取可以实现对物质分子结构的分析，对此，光谱仪椎确识别物质光谱中每一个特征峰的能力就显得尤为重要，因此，拉曼光谱仪在使用前对自身的光谱进行快速校准的方法显然十分必要。
目前对拉曼光谱仪的常用光谱校准方法有两种；一是利用单晶硅在520cm-1处的特征峰对拉曼光谱进行校准；另一个是利用低压原子谱线灯的原子发射谱线的绝对波数值为自然基准，对拉曼光谱进行校准。
利用单晶硅在自然界中固定形态的稳定性质，得到的拉曼光谱对拉曼光谱仪进行校准，优点是快速简单，缺点是单晶硅只在520cm-1处有特征峰，无法实现在远离520cm-1处的光谱进行准确的校准，因此在长波数段对拉曼光谱的偏差纠正能力较弱，第二种方法利用了原子谱线的固有频率和固定波长，优点是可以对长光谱的整体进行校准，缺点是需要携带低压原子谱线灯，不利于小型化仪器和便携式仪器的现场快速校准。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，为能够对拉曼光谱仪实现宽波数范围的快速校准，同时为这校准方法提供理论上的数学依据并由此可以推广适用到所有的拉曼光谱仪进行光谱校准。
为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：
本发明的一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其中：包括以下步骤：
本发明的一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其中：包括以下步骤：
(一)、用拉曼光谱仪对对乙酰氨基酚标准物质进行一次光谱采集
(a)采集得到n个特征峰光谱峰位为X1，X2，X3，…，Xn；对于每一个测得的特征峰光谱峰位Xn，存在着对乙酰氨基酚标准物质的标准光谱峰位为Y1，Y2，Y3，…，Yn；
(b)、每一个特征峰光谱峰位与其对应的标准光谱峰位作差，得到每一个特征峰光谱峰位的误差值，Δ差ΔXn＝Xn-Yn，ΔX1、ΔX2、ΔX3，…，ΔXn，并计算出平均误差ΔX平均＝(ΔX1+ΔX2+ΔX3+…，ΔXn)/n；
(c)、对每两个连续的测量特征峰光谱峰位做差值计算，L(n-1)n＝Xn-Xn-1，得到两个特征峰光谱峰位的间隔，记为：L12，L23，…，L(n-1)n；
(d)、对每两个连续的标准光谱峰位做差值计算，S(n-1)n＝Yn-Yn-1得到两个标准光谱峰位的间隔，记为：S12，S23，S34，…，S(n-1)n；
(e)、用两个标准光谱峰位的间隔除以对应的两个特征峰光谱峰位的间隔，A(n-1)n＝S(n-1)n/(L(n-1)n)，得到每一段光谱峰位的偏移系数：A12，A23，A34，…，A(n-1)n，并且计算出平均偏移系数A平均，A平均＝(A12，A23，A34，…，A(n-1)n)/(n-1)；
(二)、用上述拉曼光谱仪对对乙酰氨基酚进行检测，对所得到的结果进行修正
用上述拉曼光谱仪对待测对乙酰氨基酚物质进行一次光谱采集，得到n个特征峰光谱峰位为Z1，Z2，Z3，…，Zn
(f)、当上述ΔX平均＝0时，不对拉曼光谱测量的结果进行修正；
(g)、当上述ΔX平均≠0时，对拉曼光谱测量的采集结果进行修正，其修正公式为：Zn修正后＝A平均*Zn+ΔX平均
其中Zn修正后为修正后的结果，ΔX平均为平均偏移量，A平均为平均偏移系数。
本发明的一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其中：所述对乙酰氨基酚标准物质为国标GBW13654中的对乙酰氨基酚频移标准物质，所述标准光谱峰位为上述标准物质在标准证书上的各特征峰的拉曼频移。
本发明的一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其中：在每次用拉曼光谱仪对待测对乙酰氨基酚物质进行一次光谱采集前，重复步骤(a)至步骤(e)。
综上所述，本发明具有能够在波数200～3400cm-1的宽波数范围内对拉曼光谱进行多参照点、实时、快速有效校准的优点。
附图说明
图1是对乙酰氨基酚的拉曼光谱图，可以看出在200～3400cm-1的宽波数范围内，均有特征峰存在，因此可以作为200～3400cm-1的宽波数范围内对拉曼光谱进行校准的校准物质。
图2为是对图1的数据处理过程。
具体实施方式
本发明的一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其中：包括以下步骤：
(一)、用拉曼光谱仪对对乙酰氨基酚标准物质进行一次光谱采集
(a)采集得到n个特征峰光谱峰位为X1，X2，X3，…，Xn；对于每一个测得的特征峰光谱峰位Xn，存在着对乙酰氨基酚标准物质的标准光谱峰位为Y1，Y2，Y3，…，Yn，对乙酰氨基酚标准物质为国标GBW13654中的对乙酰氨基酚频移标准物质，所述标准光谱峰位为上述标准物质在标准证书上的各特征峰的拉曼频移；
(b)、每一个特征峰光谱峰位与其对应的标准光谱峰位作差，得到每一个特征峰光谱峰位的误差值，Δ差ΔXn＝Xn-Yn，ΔX1、ΔX2、ΔX3，…，ΔXn，并计算出平均误差ΔX平均＝(ΔX1+ΔX2+ΔX3+…，ΔXn)/n；
(c)、对每两个连续的测量特征峰光谱峰位做差值计算，L(n-1)n＝Xn-Xn-1，得到两个特征峰光谱峰位的间隔，记为：L12，L23，…，L(n-1)n；
(d)、对每两个连续的标准光谱峰位做差值计算，S(n-1)n＝Yn-Yn-1得到两个标准光谱峰位的间隔，记为：S12，S23，S34，…，S(n-1)n；
(e)、用两个标准光谱峰位的间隔除以对应的两个特征峰光谱峰位的间隔，A(n-1)n＝S(n-1)n/(L(n-1)n)，得到每一段光谱峰位的偏移系数：A12，A23，A34，…，A(n-1)n，并且计算出平均偏移系数A平均，A平均＝(A12，A23，A34，…，A(n-1)n)/(n-1)；
(二)、用上述拉曼光谱仪对对乙酰氨基酚进行检测，对所得到的结果进行修正
用上述拉曼光谱仪对待测对乙酰氨基酚物质进行一次光谱采集，得到n个特征峰光谱峰位为Z1，Z2，Z3，…，Zn
(f)、当上述ΔX平均＝0时，不对拉曼光谱测量的结果进行修正；
(g)、当上述ΔX平均≠0时，对拉曼光谱测量的采集结果进行修正，其修正公式为：Zn修正后＝A平均*Zn+ΔX平均
其中Zn修正后为修正后的结果，ΔX平均为平均偏移量，A平均为平均偏移系数。
在每次用拉曼光谱仪对待测对乙酰氨基酚物质进行一次光谱采集前，重复步骤(a)至步骤(e)。
在以上所述的案例仅仅是本发明专利的优选使用案例，本发明专利并不用于限制上述所呈现的优选案例，对于从事相关领域的不同研究技术人员可以理解，在本发明专利的基础上可以在形式上和细节上对其作各种改变。凡在本发明专利的精神和范围之中，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(一)、用拉曼光谱仪对对乙酰氨基酚标准物质进行一次光谱采集
(a)采集得到n个特征峰光谱峰位为X 1 ，X 2 ，X 3 ，…，X n ；对于每一个测得的特征峰光谱峰位X n ，存在着与其相应的对乙酰氨基酚标准物质的标准光谱峰位为Y 1 ，Y 2 ，Y 3，…，Y n ；
(b)、每一个特征峰光谱峰位与其对应的标准光谱峰位作差，得到每一个特征峰光谱峰位的误差值，误差值ΔX n ＝X n -Y n ，计算出ΔX 1 、ΔX 2 、ΔX 3 ，…，ΔX n ，并计算出平均误差ΔX 平均 ＝(ΔX 1 +ΔX 2 +ΔX 3 +…+ΔX n )/n；
(c)、对每两个连续的测量特征峰光谱峰位做差值计算，L (n-1)n ＝X n —X n-1 ，得到两个特征峰光谱峰位的间隔，记为：L 12 ，L 23 ，…，L (n-1)n ；
(d)、对每两个连续的标准光谱峰位做差值计算，S (n-1)n ＝Y n —Y n-1 得到两个标准光谱峰位的间隔，记为：S 12 ，S 23 ，S 34 ，…，S (n-1)n ；
(e)、用两个标准光谱峰位的间隔除以对应的两个特征峰光谱峰位的间隔，A (n-1)n ＝S(n-1)n /(L (n-1)n )，得到每一段光谱峰位的偏移系数：A 12 ，A 23 ，A 34 ，…，A (n-1)n ，并且计算出平均偏移系数A 平均 ＝(A 12 +A 23+A 34 +…+A (n-1)n )/(n-1)；
(二)、用上述拉曼光谱仪对对乙酰氨基酚进行检测，对所得到的结果进行修正
用上述拉曼光谱仪对待测对乙酰氨基酚物质进行一次光谱采集，得到n个特征峰光谱峰位为Z 1 ，Z 2 ，Z 3 ，…，Z n；
(f)、当上述ΔX 平均 ＝0时，不对拉曼光谱测量的结果进行修正；
(g)、当上述ΔX 平均 ≠0时，对拉曼光谱测量的结果进行修正，其修正公式为：Z n修正后＝A平均 *Z n +ΔX 平均，其中Z n修正后为修正后的结果，ΔX 平均 为平均误差，A 平均 为平均偏移系数。
2.根据权利要求1所述的一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其特征在于：所述对乙酰氨基酚标准物质为国标GBW13654中的对乙酰氨基酚频移标准物质，所述标准光谱峰位为上述标准物质在标准证书上的各特征峰的拉曼频移。
3.根据权利要求2所述的一种使用对乙酰氨基酚快速校准拉曼光谱仪的方法，其特征在于：在每次用拉曼光谱仪对待测对乙酰氨基酚物质进行一次光谱采集前，重复步骤(a)至步骤(e)。
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