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2012年 32卷 04期
刊出日期：2012-04-01
光谱学与光谱分析
 
         光谱学与光谱分析
865 精确预言双原子分子Q线系高振转激发态的跃迁谱线
付 佳1，孙卫国2, 3*，李会东3，樊群超2，张 燚1，冯 灏2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0865-06
用多重差分的方法，从双原子分子跃迁谱线的普遍表达式出发，已经建立起了预言双原子分子P线系高激发振转跃迁谱线的解析物理公式。采用同样的方法，充分利用现有实验条件下测定的部分振转跃迁谱线数据，文章建立了预言双原子分子Q线系高激发振转跃迁谱线 的物理公式。使用该公式和一组经过物理筛选的(15条)精确的实验跃迁谱线，研究了IrN分子A1Π— X1Σ+跃迁系统中(4,1),(3,1)跃迁带的Q支发射光谱。结果表明，该公式不仅很好地重复了所有已知的实验光 谱数据，且正确预言了实验没有获得的很多高转动量子态的未知发射谱线，从而提供了一种新的预言高转动量子态的未知跃迁谱线的物理方法 。
2012 Vol. 32 (04): 865-870 [摘要] ( 553 ) PDF (1416 KB)  ( 631 )
871 不同取代基对喹啉电子光谱影响的理论研究
许 良1, 2，刘红婕2，周信达2，蒋晓东2，陈善俊2, 3，陈士娟2, 3，吴卫东2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0871-05
不同取代基团会引起电子光谱发生不同的变化，为获得分子结构与电子光谱之间的关系，采用量子化学计算方法进行了理论分析。使用DFT、CIS分别对基态、激发态进行几何结构优化，再用TDDFT计算优化结果得出电子光谱。结果表明：不同取代基团都改变了碳氮环基态、激发态的几何构型，前线区域轨道能量，π电子共轭系统，这些变化都导致电子光谱发生相应变化。得出不同取代基对电子光谱的影响规律，为电子光谱分析鉴定衍生物提供了理论参考。
2012 Vol. 32 (04): 871-875 [摘要] ( 1693 ) PDF (2486 KB)  ( 580 )
876 激光诱导击穿光谱定量分析中的分析线自动选择方法
杜振辉1，孟繁莉1，李金义1，马艺闻1，孙兰香2，丛智博2，辛 勇2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0876-05
为了实现激光诱导击穿光谱分析中的分析线自动选择，定义了元素发射谱线的相对强度比(RDTIR)、波长偏差(WDDT)两个参数，并据此对检测谱线进行筛选，通过设定合理的阈值，剔除自吸收和干扰严重的谱线。通过对高合金钢(GBW01605)实验数据的分析，分别选定了样品中主要元素铁、铬、镍、锰、铜的分析线，选线结果符合谱线的选取原则。
2012 Vol. 32 (04): 876-880 [摘要] ( 784 ) PDF (1928 KB)  ( 659 )
881 不同物理形态复合肥的激光诱导击穿光谱特性分析
李 军，陆继东*，姚顺春，董美蓉
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0881-05
为深入了解激光诱导击穿光谱技术应用于复合肥成分的检测机制，选用不同物理形态(粉状和颗粒状)的复合肥样品，在不同压力下制得片状样品进行实验，以分析不同物理形态复合肥样品的激光诱导击穿光谱特性。实验分别对比了0，0.5，2，4，6 MPa下粉末和颗粒的N，P，K的等离子体光谱特性。研究结果表明，在压力较小时，两种形态样品的光谱特性存在较大差别，且颗粒状样品的谱线强度明显高于粉末状样品。而随着压力的增加，两者的光谱特性的差别逐渐减小。对于同一形态样品，随着压力的增加，各主要元素的特征谱线强度均呈现先增加后减小的变化趋势。
2012 Vol. 32 (04): 881-885 [摘要] ( 729 ) PDF (2470 KB)  ( 591 )
886 发射光谱研究多针对板电晕放电O活性原子特性
葛 辉1，阎 玲1，宓 东2，朱益民1*，张 路1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0886-04
利用发射光谱技术在大气压下测量了空气中多针对板负直流电晕放电和正电晕流光放电产生的O(3p5P→3s5S02 777.4 nm)活性原子发射光谱。在负电晕放电中，研究了放电功率、电极间距、N2含量和相对湿度等因素对O活性原子产生过程的影响;在正电晕流光放电阶段，研究了O活性原子相对密度在放电反应空间的分布特点。结果表明：O活性原子产量随放电功率的增加而增大，随电极间距增大而减少，随相对湿度和氮气含量的增加，其产量先增大后减少;O活性原子相对密度沿针尖轴向呈先增大后减小的趋势。
2012 Vol. 32 (04): 886-889 [摘要] ( 1724 ) PDF (1696 KB)  ( 587 )
890 等离子体羽中氧原子的光谱强度分布
李雪辰，贾鹏英*，袁 宁, 杨宝柱
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0890-03
大气压等离子体羽放电产生的低温等离子体由于不需要真空装置，可以对复杂材料进行三维处理等，在工业上具有广泛的应用前景。本工作利用等离子体针放电装置在大气压空气中产生了稳定的等离子体羽。通过光谱测量，发现等离子体羽发射谱中存在777.5和844.6 nm的氧原子谱线。这表明在大气压空气放电中产生了具有高化学活性的氧原子。通过光谱学方法研究了氧原子谱线强度的空间分布，发现靠近电极处氧原子谱线强度远大于其他位置。为了对这一现象进行解释，利用光电倍增管对等离子体羽的发光信号进行了空间分辨测量，发现靠近电极处发光信号宽度远大于其他位置的发光信号宽度。这些结果对大气压空气等离子体羽在杀菌消毒等领域的应用具有重要意义。
2012 Vol. 32 (04): 890-892 [摘要] ( 753 ) PDF (1426 KB)  ( 611 )
893 直射太阳光差分吸收光谱反演NO2整层垂直柱浓度
王 杨, 谢品华*, 李 昂, 徐 晋, 曾 议, 司福祺, 吴丰成
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0893-05
在直射太阳光差分吸收光谱技术(DS-DOAS)中，通常采用测量期间较干净大气条件下太阳天顶角最小时的测量谱作为参考谱反演整层垂直柱浓度(VCD)。由于参考谱中依然含有未知的NO2吸收结构，因此得到的是VCD的相对值。该文将大气外层高精度太阳夫琅禾费标准光谱与仪器函数卷积后作为参考谱，避免了参考谱中含有NO2的吸收结构引入的误差。通过研究3月7日用此新方法获得的斜柱浓度(SCD)与通常方法获得的差分斜柱浓度(dSCD)的比较，新方法反演SCD的误差小于1.6×1016 molecules·cm-2;通常方法反演SCD的误差在4.25×1016 molecules·cm-2附近, 采用新方法误差减少了62%以上。最后将DS-DOAS测量的NO2整层VCD与多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)测得的NO2对流层VCD进行了对比，结果表明新方法可以有效的改进通常方法计算VCD的误差。
2012 Vol. 32 (04): 893-897 [摘要] ( 1556 ) PDF (1978 KB)  ( 743 )
898 正庚烷燃烧反应中间自由基的光谱测量
叶 彬1，李 萍1*，张昌华1，王利东1，唐洪昌1，李象远2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0898-04
采用ICCD瞬态光谱探测系统和化学激波管，在点火温度1 408 K，点火压力2.0 atm，燃料摩尔分数1.0%，当量比1.0的条件下，拍摄了正庚烷燃烧过程中不同时刻的瞬态发射光谱，光谱曝光时间6 μs，拍谱范围200～850 nm。确认了在所拍光谱范围内主要是OH，CH和C2自由基的特征辐射光谱，表明小自由基OH，CH和C2是正庚烷燃烧过程中重要的反应中间产物。所拍时间分辨光谱显示，在正庚烷燃烧反应中，OH，CH和C2自由基一出现很快就达到其浓度峰值，但CH和C2自由基随着反应的进行迅速减少至消失，OH自由基持续的时间却长很多。实验结果为了解正庚烷燃烧反应微观过程和验证其燃烧反应机理提供了实验依据。
2012 Vol. 32 (04): 898-901 [摘要] ( 1671 ) PDF (1808 KB)  ( 611 )
902 基于THz光谱技术的1,3-二硝基苯挥发气体检测方法研究
赵 辉1，2，王 高1，2，马铁华1，2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0902-04
针对工业生产过程中1,3-二硝基苯挥发气体突发性泄露等情况的发生，设计了一种基于太赫兹(THz)特征光谱吸收技术的检测方法，该方法可通过1,3-二硝基苯在THz波段的特征波长对痕量剧毒有害气体进行检测。系统设计了双气室结构，为THz波提供差分数据，一组为标准空气，另一组为待测样气。由1,3-二硝基苯在THz波段的四个主吸收带0.635，0.912，1.095和1.435 THz可根据对应吸收带吸收系数的比例关系得到对应波长上的吸收幅值，最终反演气体浓度。经过对两种传统检测方法的实验分析和对THz吸收检测方法的仿真研究可知，色谱法检测速度无法实现实时检测，红外吸收法对环境湿度要求很高，需经干燥处理，而THz吸收法对环境湿度要求较低，且具备实时性，更适合于实际应用。
2012 Vol. 32 (04): 902-905 [摘要] ( 1537 ) PDF (1142 KB)  ( 556 )
906 甲硝唑、替硝唑和奥硝唑药品的远红外与太赫兹吸收光谱研究
张振伟，左 剑，张存林
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0906-04
甲硝唑、替硝唑和奥硝唑为5′-硝基咪唑类化合物，常用于抗厌氧菌和抗滴虫治疗。运用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术在室温环境中测量了三种药品在0.9~19.5THz波段的光谱特性，得到其指纹谱。另外，通过探测替硝唑参照品和不同厂家、不同批次替硝唑药片在太赫兹波段的光谱信息，结合相关系数法、阵列相关系数法等信息处理技术对光谱信号进行数据挖掘;最终建立了一种能够快速、有效、系统地鉴定替硝唑片活性成分和稳定性的分析方法。研究结果为此类药品生产和销售质量的规范化和现代化提供了可视化途径。
2012 Vol. 32 (04): 906-909 [摘要] ( 730 ) PDF (1290 KB)  ( 663 )
910 痕量气体激光检测系统波长锁定技术研究
王立明，张玉钧*，何 莹，尤 坤，刘建国，刘文清
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0910-05
利用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)对痕量气体进行检测时，环境温度变化以及激光器控制电路的噪声常常使得激光器输出波长发生漂移，影响了气体浓度测量的准确性。以开放光路的激光吸收光谱氨气检测系统为例，在分析激光器扫描中心波长随电流变化规律的基础上，提出了基于电流控制的自适应锁定扫描中心波长的方法。研究了基于参考校准光谱的光谱数据对准算法，实现了开放大气中氨气浓度的实时监测。结果表明，波长锁定大大提高了痕量气体浓度反演的准确性和稳定性。氨气浓度具有日变化周期：上下班时段浓度上升，中午达到最大值，夜间浓度降低，系统检测限为3.8 mg·m-3·m。
2012 Vol. 32 (04): 910-914 [摘要] ( 1625 ) PDF (2326 KB)  ( 961 )
915 布里渊散射谱参数提取问题的混合优化算法研究与应用
张燕君，张书国，付广伟，李 达，刘 银，毕卫红*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0915-06
提出了一种将Particle Swarm Optimization (PSO)算法和Levenberg-Marquardt(LM)算法按概率混合优化的新算法，将其用于Pseudo-Voigt型布里渊散射谱以提高其拟合度和频移提取精度。新算法以PSO算法为主框架，首先用PSO算法进行全局搜索，在优化一定次数后每次优化随机产生一个概率rand(0,1)，若rand(0,1)小于或等于事先设定的概率P，则把PSO算法得到的最优解作为LM算法的初值进行局部深度搜索，将LM算法得到的最优解替换先前PSO算法的最优解，继续使用PSO算法进行全局搜索;若rand(0,1)大于P则仍然用PSO算法搜索，等待下一次优化产生随机概率rand(0,1)进行判断，交替使用两种算法直至获得理想的全局最优解。仿真分析和实验表明，新算法克服了单一算法的缺点，提高了布里渊散射谱的拟合度和频移提取的精度，充分证明了新算法的实用性和可行性。
2012 Vol. 32 (04): 915-920 [摘要] ( 1749 ) PDF (2483 KB)  ( 685 )
921 利用红外光谱评价文物微环境中有机酸对蚕丝纤维化学结构影响
罗曦芸1, 2，马雯婷1，武敬青1，耿金培3，李晓玉3，李秀勇3，杜一平1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0921-04
研究文物微环境污染因素对文物材料影响是分析文物老化原因和妥善保存文物的重要基础。利用红外光谱(FTIR/ATR)剖析了文物微环境中甲酸、乙酸气体对蚕丝纤维结构影响。结果表明：低浓度甲酸气体能减弱纤维分子内氢键，使酰胺Ⅰ(1 617 cm-1)谱峰减弱、酰胺Ⅱ谱峰(1 515 cm-1)变窄、无规线团构象的酰胺Ⅲ谱峰(1 230 cm-1)增强、纤维结晶度下降;当浓度高于8.1 mg·m-3时, 呈β-折叠构象的肽链段(GlyAla)n特征谱峰(1 000，975 cm-1)增强、纤维结晶度提高。分析认为呈无规线团构象的短肽链发生β-折叠构象转变。乙酸气体对酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ谱峰影响不明显，但能引起无规线团构象增加和纤维结晶度降低，其作用弱于甲酸气体。本研究为进一步分析丝织品保存环境污染物的危害作用提供基础数据。
2012 Vol. 32 (04): 921-924 [摘要] ( 671 ) PDF (1647 KB)  ( 1020 )
925 基于主根横断面近红外光谱的西洋参和人参鉴别研究
王灵灵1，黄亚伟2，戚淑叶1，Jacqueline J SHAN3，Lei LING3，韩东海1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0925-05
为了快速准确进行西洋参和人参的品种鉴别，从主根横断面入手，采集其横断面的近红外光谱，分别从物理结构因素和化学因素方面对光谱进行了分析，选定特定波段进行物理因素主导建模、化学因素主导建模、理化因素综合建模，并对三种建模结果进行比较分析，发现三种模型判别率都在96%以上，都能很好的满足批量原材料快速检测的需求。物理因素模型运算简单，但判别率相对低。化学因素判别率较高，但运算量大。理化因素综合模型判别率最高为100%，无需预处理，运算量小，效果最理想，该结果说明近红外定性判别中物理结构因素有时也发挥重要作用。横断面鉴别法准确、便捷，可实际应用于企业原料药材的质量控制，实现对原料药材的快速筛查。
2012 Vol. 32 (04): 925-929 [摘要] ( 779 ) PDF (1780 KB)  ( 593 )
930 中红外无创血糖测量中光程变化对PLSR模型的影响研究
王动民1，卢启鹏2，丁海泉2，黄富荣1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0930-04
在测量人体皮肤中红外光谱的过程中，皮肤与ATR晶体之间的接触面积很难保持一致，导致倏逝波与人体皮肤的作用光程会产生差异。以光程变化信息与葡萄糖浓度信息之间的相关性为基础，建立了两个分析葡萄糖含量的偏最小二乘回归(PLSR)模型，RMSECV分别为31.3和4.52 mg·dL-1;RMSEP分别为30.3和98.7 mg·dL-1。结果表明，当光程变化信息与葡萄糖浓度信息之间偶然相关时，所建PLSR模型的预测精度与稳健性会受到不同程度的影响，随着二者之间相关性的增强，最优模型对葡萄糖信息的识别能力越来越弱。为提高中红外无创血糖测量分析结果的可靠性，避免获得伪优定标模型提供了实验依据。
2012 Vol. 32 (04): 930-933 [摘要] ( 1271 ) PDF (2024 KB)  ( 575 )
934 血糖检测中建模方法和温度引入的偶然相关研究
赵 博1，曹玉珍1*，刘 蓉2，徐可欣2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0934-05
近红外光谱分析技术应用在血糖检测中，需要借助化学计量学方法建立模型来实现对未知样品的定量分析。在模型建立和验证的过程中通常会引入一定程度的偶然相关，从而影响模型的稳健性。采用随机数模拟光谱数据及参考浓度的研究方式，从建模波长数的选择和交互验证方法两方面考察了不同建模方法在建模的过程中存在偶然相关的概率水平，并给出了最佳的建模波长数以及最优的交互验证方法，以降低引入的偶然相关。此外通过离体实验，研究温度对葡萄糖浓度检测的影响并指导如何在实际血糖检测中降低温度引入的偶然相关。
2012 Vol. 32 (04): 934-938 [摘要] ( 1088 ) PDF (1776 KB)  ( 622 )
939 玉米近红外光谱在仿生模式识别中的特征提取方法研究
沈立峰1，贾仕强1，郭婷婷2，邬文锦1，严衍禄1，安 冬1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0939-05
近红外光谱特征提取是近红外光谱定性分析的关键步骤，其质量直接影响定性分析结果。采用漫透射方法测量8个玉米品种的近红外光谱，经预处理后，分别采用PCA，ICA，PLS-DA和小波分解四种方法对光谱进行特征提取，并使用仿生模式识别方法建立了8个玉米品种识别模型，最后使用测试集数据进行模型测试。结论如下：使用PLS-DA方法进行特征提取后建立的模型正确识别率优于使用PCA，ICA和小波分解特征提取后建立的模型。
2012 Vol. 32 (04): 939-943 [摘要] ( 1065 ) PDF (1633 KB)  ( 692 )
944 基于TG-FTIR的落叶松木材热失重与热解气相演变规律研究
任学勇1，杜洪双1,2，王文亮1，苟进胜1，常建民1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0944-05
采用热重红外光谱联用分析法考察了落叶松木材在不同升温速率下的热失重特性及气相演变规律，并与其组分模混物的热解特性进行了对比分析。结果表明，落叶松的主要失重区域相对于模混物较宽，落叶松残炭率(18.97%)相对于模混物(29.83%)较低;在低温段，模混物的活化能高于落叶松木材，而在高温段二者差别不大;落叶松木材热解过程经历了水分析出、主成分热分解、后期炭化等阶段，气体析出主要集中在375 ℃左右;落叶松在热解反应过程中，主要气体产物生成量顺序为CO2＞H2O＞CH4＞CO，随着升温速率的增加，上述气体产物的生成量明显增多;模混物与落叶松木材热解生成气体规律基本相似，但模混物中各气体析出强度均相对较高。
2012 Vol. 32 (04): 944-948 [摘要] ( 1016 ) PDF (2037 KB)  ( 557 )
949 氯化钠近红外光谱检测技术研究
陈剑虹，朱凌建，华灯鑫
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0949-04
氯化钠(NaCl)近红外光谱分析在生物医学上有着重要的意义。钠离子(Na+)是人体血液中电解质的主要成分，而电解质有助于维持身体的酸碱平衡。采用近红外光谱技术测量氯化钠浓度，在分析钠离子近红外光谱检测机理的基础上，选定波长建立了NaCl浓度线性回归预测模型，同时为了减小温度对水吸收的扰动，使用选定光谱区建立偏最小二乘(PLS)非线性回归模型。结果表明所建立的非线性校正模型决定系数(R2)=99.82％，交叉验证均方误差(RMSECV)=14.5，剩余预测偏差(RPD)=23.7。完全满足日常生化检测精度要求，该技术可以应用于医院实验室钠离子浓度定量分析。
2012 Vol. 32 (04): 949-952 [摘要] ( 1733 ) PDF (1552 KB)  ( 679 )
953 徐州地区胆结石的溶剂萃取的FTIR研究
尹文萱1，王 敬1，张 楠1，王建怀1，鲍亚星2，孙存杰3，李壮福1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0953-05
胆石病是徐州地区的多发病之一，针对徐州地区临床术中取出的五类胆结石利用系列溶剂萃取，用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别表征萃取前后的成分、结构及形态变化。结果表明：所取的五类徐州地区胆结石分别为胆固醇型、难溶物分别为胆红素盐、蛋白质的胆固醇为主的混合型、棕色色素型和黑色色素型胆结石。蛋白质为胆结石的形成提供沉淀基质，对于胆结石成核具有重要意义;胆结石难溶物中胆固醇和羟基碳酸磷灰石相伴而生，羟基磷灰石与胆固醇存在相互作用，促使其结晶析出，从而加速胆结石的形成。结果可以为胆结石的临床诊断、治疗及预防提供一定的参考。
2012 Vol. 32 (04): 953-957 [摘要] ( 1386 ) PDF (1807 KB)  ( 594 )
958 食用天然辣椒红色素中掺杂苏丹红的红外光谱快速识别
张玮玮1，刘玲玲1，武彦文2，欧阳杰1*，孙素琴3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0958-04
如何快速检测天然色素中是否掺杂合成色素或者工业染料是食品分析检测中的一个难题。天然辣椒红色素因兼具着色和药理功效而被广泛用于食品中，但又因其稳定性较差而被不法商贩掺杂苏丹红来获利。本文利用红外光谱技术的宏观指纹特性，对掺杂于天然辣椒红色素中苏丹红的1 621，1 500和751 cm-1处的强峰，再通过二阶导数图谱分析将谱图信息放大，辅以指纹区684和496 cm-1处的谱峰的佐证，可以快速识别辣椒红中是否添加有苏丹红，检测限量可以达到1％。
2012 Vol. 32 (04): 958-961 [摘要] ( 1216 ) PDF (1608 KB)  ( 667 )
962 基于近红外光谱的孵前种蛋检测
祝志慧1, 2，王巧华1, 2，王树才2，戴明钰2，马美湖1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0962-04
利用近红外漫反射光谱分析技术对种蛋中的无精蛋和受精蛋进行检测。通过不同波段范围、不同主成分因子数和不同光谱预处理方法对种蛋类型检测结果的比较分析，建立了种蛋的定性检测模型。结果表明：选取光谱范围为4 119.20～9 881.46 cm-1，19个主成分因子数，原始光谱经过SNV+一阶导数+Norris微分过滤的预处理方法，利用马氏距离建立种蛋定性检测模型，校正集正确率达到92.50%，验证集正确率达到91.67%。该研究为上孵前无精蛋和受精蛋的无损检测提供了新的途径。
2012 Vol. 32 (04): 962-965 [摘要] ( 1063 ) PDF (1302 KB)  ( 566 )
966 应用ATR红外光谱法识别不同陈酿方式的红葡萄酒
唐剑波1，李景明2*，李军会1, 3，赵龙莲1, 3*，张晔晖1, 3，张录达1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0966-04
以三种不同陈酿方式的96个干红葡萄酒样品为试验对象，用傅里叶变换中红外光谱仪外加衰减全反射(attenuated total reflectance，ATR)附件扫描其光谱，然后分别用定性偏最小二乘法和支持向量机法建立三种不同陈酿方式葡萄酒的判别模型，10次随机划分建模集与预测集后建模，不同模式识别方法所建模型的建模集、预测集的判别准确率均高于90%。结果表明，采用中红外ATR光谱技术结合模式识别方法对不同陈酿方式红葡萄酒进行快速识别是可行的。
2012 Vol. 32 (04): 966-969 [摘要] ( 2525 ) PDF (1136 KB)  ( 664 )
970 近红外光谱结合ELM快速检测固态发酵过程参数pH值
刘国海，江 辉*，肖夏宏，张东娟，梅从立，丁煜函
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0970-04
pH值是固态发酵过程关键参数之一，为此提出基于近红外光谱技术的秸秆蛋白饲料固态发酵过程参数pH值检测方法。利用近红外光谱系统获取140个固态发酵过程产物样本在10 000～4 000 cm-1范围内的近红外光谱数据，通过酸度计测得近红外光谱预测模型的参考测量值;运用ELM算法建立pH值的预测模型，在模型建立过程中由交互验证法确定最佳主成分因子数和ELM网络隐含层节点数。试验结果显示：最佳ELM网络模型的拓扑结构为10-40-1，模型预测集相关系数(Rp)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.961 8和0.104 4。研究结果可为固态发酵过程参数的在线检测提供技术基础。
2012 Vol. 32 (04): 970-973 [摘要] ( 1662 ) PDF (1341 KB)  ( 569 )
974 基于可见/近红外光谱的鹅鸭混合绒定量检测研究
徐惠荣1，宋保国2，万旺军2，周 莹1，应义斌1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0974-04
鹅绒和鸭绒的外观相似但在品质上鹅绒优于鸭绒，各国羽绒毛标准对鹅绒毛中的鸭绒毛含量都有最高限定。传统检测方法为高倍显微镜目测法，该方法劳动强度大，且不适宜大批量样本的分析及现场快速检测。利用可见/近红外光谱结合连续投影算法(SPA)特征波长选择的建模方法对鹅绒中混有鸭绒含量进行了定量检测。在450～930 nm范围内，通过SPA选择的8个特征波长建立多元线性回归模型，取得了较好的预测结果，相关系数为0.983，校正均方根误差(RMSEC)为5.44%，预测均方根误差(RMSEP)为5.75%，有望用于羽绒毛品质的快速检测。
2012 Vol. 32 (04): 974-977 [摘要] ( 736 ) PDF (1594 KB)  ( 579 )
978 基于紫外-可见-近红外光谱技术的蔬菜细胞ATP含量无损检测研究
叶旭君1，Seiichi Oshita2，Yoshio Makino2，钱琼秋3*，何 勇1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0978-04
农产品细胞内的ATP含量水平直接反映细胞的活性，在产后贮藏过程中可作为农产品新鲜度和品质的一种评价指标。采用紫外-可见-近红外分光光度计UV-3600获取菠菜叶片样本的光谱数据，并采用常规物理化学方法和萤火虫荧光素酶生物发光技术制备和测定细胞原生质体悬浮液及其细胞原生质体的ATP含量。利用person相关分析确定关键特征波长，并建立基于298 nm紫外光和730 nm近红外光两个特征波长菠菜叶片光谱反射率的细胞原生质体ATP含量的预测模型。结果分析表明，298 nm紫外光和730 nm近红外光两个特征波长具有预测细胞原生质体ATP含量的潜力(R2=0.802 9和0.901)。提出的基于光谱技术的蔬菜细胞ATP含量检测方法为准确、快速、无损的蔬菜新鲜度评价提供一种新的技术途径。
2012 Vol. 32 (04): 978-981 [摘要] ( 1682 ) PDF (1415 KB)  ( 596 )
982 漫反射近红外光谱法同时测定液体咖啡中的速溶咖啡、植脂末、糖含量
王 冬1, 2, 3, 闵顺耕1*，段 佳1，熊艳梅1，李倩倩1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0982-03
采用傅里叶变换近红外光谱仪结合积分球附件对20个液体咖啡样品以漫反射方式采集近红外光谱，分别针对速溶咖啡、植脂末、糖建立定量校正模型。结果表明，速溶咖啡、植脂末、糖的模型因子数分别为4, 5和4;测定系数(R2)分别为98.97%, 99.94%和99.18%;校正均方根误差(root mean square error of calibration, RMSEC)分别为1.62, 0.42和1.58;交互验证均方根误差(root mean square error of cross validation, RMSECV)分别为2.12, 0.72和2.01;F检验结果表明，三个模型的预测值-化学值之间存在极显著的相关关系。研究表明，近红外光谱法可以快速、准确地对液体咖啡中的三种主要成分同时进行定量测定，可为液体咖啡质量控制以及液体配方食品中具有一定组成的混合物的定量测定提供一定的参考。
2012 Vol. 32 (04): 982-984 [摘要] ( 774 ) PDF (1322 KB)  ( 625 )
985 LiTaO3的高温拉曼光谱研究
刘盛刚，李 俊，敬秋民
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0985-04
利用显微共聚焦拉曼光谱技术研究了LiTaO3晶体在298～948 K温度范围内的拉曼光谱，通过对其高波数拉曼峰的分析，研究了LiTaO3的相变机制。研究发现，除466.7 cm-1峰外，LiTaO3的其余拉曼峰随着温度的升高向低波数方向明显频移;所有拉曼峰的半高宽随着温度的升高逐渐增加，同时拉曼峰的强度逐渐减弱;在933 K附近，LiTaO3的三个拉曼峰的消失，表明LiTaO3发生了从低温铁电相到高温顺电相的相变;与此同时，在该温度附近，359.5，385.0以及466.7 cm-1峰的半高宽存在超线性增加。研究结果表明，LiTaO3从低温铁电相到高温顺电相的相变是一种混合型相变，其相变过程可逆。
2012 Vol. 32 (04): 985-988 [摘要] ( 1804 ) PDF (1676 KB)  ( 617 )
989 激光拉曼光谱法无损鉴别人参及其伪品
万秋娥1, 2，刘汉平1, 2*，张鹤鸣1，刘颂豪1, 2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0989-04
利用激光拉曼光谱技术并结合二阶导数拉曼光谱，对人参及其拟伪品峨参、北沙参、桔梗进行了鉴别。人参及其伪品均在拉曼光谱中出现了1 460，1 130，1 086，942，483 cm-1等拉曼振动峰，根据这些拉曼位移可以判断出在人参及其伪品中都含有糖类物质。北沙参的拉曼谱图中出现了不同于其他三种药材的2 206 cm-1的拉曼特征峰。峨参中出现了1 050和1 869 cm-1相对应的链状酯类化合物的拉曼振动峰。桔梗中出现了1 227, 600, 691 cm-1等明显不同于其他三种药材的拉曼振动峰。利用这些拉曼振动峰的差异可将人参及其伪品进行很好的区分。再利用二阶导数拉曼光谱图对人参及其伪品的鉴别结果进行进一步的补充说明。此鉴别方法与常规的光谱法相比具有更直接、快速，并且具有不破坏样品的原性质的特点。
2012 Vol. 32 (04): 989-992 [摘要] ( 1693 ) PDF (1837 KB)  ( 673 )
993 用于Raman光谱与微纳米结构同步检测的Raman-AFM系统研究
史 斌，章海军，吴 兰，张冬仙*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0993-04
研究和发展了一种将微区拉曼(Raman)光谱检测与原子力显微镜(AFM)微纳米扫描成像相结合的新型Raman-AFM技术。设计了Raman光谱与AFM扫描成像的原位检测探头;研制出相应的Raman-AFM系统;利用该系统，对ZnO纳米颗粒和TiO2纳米薄膜开展了微区Raman光谱与微纳米结构的检测实验。研究表明，所获得的Raman光谱检测结果与理论值良好吻合，同时，AFM扫描检测得到的图像很好地表征了样品的微纳米结构，从而实现了微区Raman光谱与AFM图像的原位及同步检测，验证了这一技术的可行性，为Raman光谱技术与微纳米技术领域的实际应用提供了技术基础。
2012 Vol. 32 (04): 993-996 [摘要] ( 773 ) PDF (1753 KB)  ( 530 )
997 阳离子对硅酸盐玻璃激光拉曼光谱影响的研究
熊 义1，赵虹霞1*，干福熹1,2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-0997-05
运用拉曼光谱技术研究了Na2O(K2O)—CaO(MgO)—SiO2，Na2O(K2O)—Al2O3—SiO2，Na2O(K2O)—B2O3—SiO2，Na2O(K2O)—PbO—SiO2和PbO—BaO—SiO2五个系统的玻璃。结果表明，阳离子对玻璃近程结构的改造会引起拉曼特征的变化。部分样品是根据古玻璃平均成分在实验室烧制的，这项研究对于运用激光拉曼光谱区分不同系统的古代硅酸盐玻璃有重要意义。
2012 Vol. 32 (04): 997-1001 [摘要] ( 758 ) PDF (1681 KB)  ( 599 )
1002 结香纤维素与木素分布的显微激光拉曼光谱研究
张智衡1，马建锋1，许 凤1, 2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1002-05
显微激光拉曼光谱技术可以实现纤维素与木素在木材细胞壁中原位状态分布规律的观察研究。首先采用透射电子显微镜(TEM)研究了结香细胞壁的超微结构。进而采用显微激光拉曼光谱技术对细胞壁各层中纤维素与木素分布特点进行了原位分析测定，拉曼图像及光谱分析结果表明，纤维素与木素在细胞壁各形态区分布不均一，纤维素的分布情况与木素相反。
2012 Vol. 32 (04): 1002-1006 [摘要] ( 1964 ) PDF (1869 KB)  ( 588 )
1007 獐子岛附近海域溶解有机物的荧光特征
周 楠1，2，赵卫红1*，苗 辉1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1007-05
利用平行因子分析(PARAFAC)模型对三维荧光光谱(EEMs)进行解析，研究了獐子岛附近海域不同季节荧光溶解有机物(DOM)荧光的组成特点及分布变化。调查水域在不同季节的DOM荧光组成基本一致，包含类腐殖质荧光组分C1(265/440 nm)，C2(410～450/520～550nm) 和类蛋白荧光组分C3(230, 280/330 nm) ，且三者有很好的相关性，表明它们有着相同的来源或彼此间存在某种关系。各组分在不同季节不同水层的分布有在獐子岛周围海域荧光强度相对较大的共同点。通过对各组分与叶绿素a和盐度变化的关系研究发现，调查海区OM受现场浮游植物和人类生产活动的共同作用。分析结果有效的证明了EEMs与PARAFAC相结合对DOM荧光进行分析鉴别的可行性。
2012 Vol. 32 (04): 1007-1011 [摘要] ( 1130 ) PDF (3224 KB)  ( 516 )
1012 基于RBF神经网络的较低浓度下同步荧光光谱的溢油鉴别
刘倩倩1，王春艳1, 2, 3*，史晓凤1，李文东1，栾晓宁1，侯世林1，张金亮2，郑荣儿1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1012-04
针对海面溢油样品的含量难以确定，同时考虑到海水掺杂及风化等问题的影响，提出了在较低非线性浓度范围内采集溢油嫌疑样品的同步荧光光谱，获取其训练样本集，利用主成分分析法(Principal component analysis, PCA)提取其特征光谱，结合径向基函数(Radial basis function, RBF)神经网络对肇事样本和嫌疑样本进行模式识别的方法。通过对相近油源原油样品分类识别研究表明：该方法仅需单次对肇事样本同步光谱测量，再借助数据分析，就可以很好区分相近油源溢油样品，外扰对识别率影响也不大。RBF神经网络算法识别率在92%左右。该结论对海洋环境中溢油的实时检测及油指纹数据信息库的建立有重要意义。
2012 Vol. 32 (04): 1012-1015 [摘要] ( 1034 ) PDF (1706 KB)  ( 595 )
1016 白光LED用Ca7(SiO4)2Cl6∶Eu2+荧光粉的光谱性能研究
刘 冲1，关 丽1,2*，张 浩1，李盼来1，郭庆林1，2，杨志平1,2，傅广生1,2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1016-04
通过高温固相法制备了用于紫外激发白光LED的蓝绿色Ca7(SiO4)2Cl6∶Eu2+荧光粉, 并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明, 合成的样品为单相Ca7(SiO4)2Cl6; 在紫外光激发下, 样品的发射谱包括418和502 nm两个发射峰。分别监测这两个发射峰, 得到了峰值位于290和360 nm处的两个宽带激发谱, 说明Eu2+离子在基质晶格中可能占有两个不同的格位。研究了Eu2+离子浓度对发光强度的影响, 最佳掺杂浓度为0.75 mol%。结果表明该荧光粉是一种较好的蓝绿色发光材料。
2012 Vol. 32 (04): 1016-1019 [摘要] ( 1589 ) PDF (1534 KB)  ( 581 )
1020 多酸-介孔分子筛复合材料的制备、表征及光催化活性
刘 霞1，李彦周2，冯长根2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1020-04
采用浸渍法将具有光催化活性的多金属氧酸盐(polyoxometalate，POM)磷钨酸和硅钨酸负载到介孔分子筛MCM-41，制备了H3PW12O40/MCM-41和H4SiW12O40/MCM-41两种复合材料，以红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附、高分辨透射电镜(HRTEM)等分析手段对所合成的多酸-分子筛复合材料进行了表征，并以农药百草枯的光催化降解考察了复合材料的光催化活性。所合成的复合材料同时保留了母体多酸的Keggin特征结构和载体MCM-41分子筛均匀的六方孔道结构，比表面积超过200 m2·g-1。用于农药百草枯的光催化降解实验表明，两种复合材料均具有较高的光催化活性。在365 nm紫外光辐照下，以H3PW12O40/MCM-41和H4SiW12O40/MCM-41为催化剂催化反应14h后，百草枯(10 mg·L-1)的降解转化率分别达到92.0%和87.6%，反应符合一级化学动力学模型，半衰期分别为3.7和4.6 h。
2012 Vol. 32 (04): 1020-1023 [摘要] ( 1681 ) PDF (1615 KB)  ( 464 )
1024 低强度激光辐照HeLa细胞诱导增殖效应的可见光谱特性
杨洪钦，王瑜华，陈江旭，郑莉琴，谢树森
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1024-04
比较研究了可见波段405, 514, 633和785 nm低强度激光辐照HeLa细胞的促增殖效应。实验采用100和1 000 J·m-2两种有效能量密度的可见光波辐照细胞，照射后24, 48, 72 h采用MTT法检测细胞活性。结果表明，405, 633, 785 nm激光均能促进HeLa细胞增殖，且呈波长和时间依赖性;633 nm激光辐照对细胞促增殖效应最显著;514 nm激光辐照对HeLa细胞促增殖效应较不明显。不同光剂量对细胞增殖效应不同，405, 633, 785 nm激光辐照时能量密度为1 000 J·m-2的辐照组细胞增殖均较100 J·m-2辐照组明显，而514 nm激光辐照时1 000 J·m-2辐照组与100 J·m-2辐照组细胞增殖的差异不明显。
2012 Vol. 32 (04): 1024-1027 [摘要] ( 1190 ) PDF (1335 KB)  ( 502 )
1028 基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法研究
朱炳利1, 3，白永林2*，王 博2，刘百玉2，欧阳娴2，杨文正2，白晓红2，秦君军2，赵军平2，缑永胜2，卢 凯1, 3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1028-04
针对瞬态光谱检测中对CCD线扫描速度要求高的特点，提出一种基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法。该方法通过改变面阵CCD的电荷转移方式，以实现基于面阵CCD的高速线扫描。为了探究此方法的可行性，初步通过改变线阵CCD的电荷转移方式，建立了基于线阵CCD的单点超快探测系统。在发光二极管(light emitting diode, LED)光脉冲探测实验中，系统分别工作在单点超快探测模式和正常模式下。测试结果表明，基于线阵CCD的单点超快探测方法是可行的，单点探测速率可达20 MHz。从而在理论上证明，通过改变CCD电荷转移方式以实现基于面阵CCD的瞬态光谱检测也是切实可行的。
2012 Vol. 32 (04): 1028-1031 [摘要] ( 623 ) PDF (1798 KB)  ( 593 )
1032 时间域混合像元分析在海冰密集度变化研究中的应用
毕海波1,2，李双双3*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1032-06
传统意义混合像元分析方法是对有不同光谱特征的地物进行分解(spectral mixture analysis，SMA)，得到各个组分在该像元内所占的百分数。而将光谱域的混合像元分析延伸至时间域内(temporal mixture analysis，TMA)，提取的表征时间特性的端元用于像元分解所得残差小于8.5%，说明TMA提取南极地区海冰密集度时间变化特性具有可行性。将获取的多年平均端元用于2005年和2010年海冰密集度数据，得到残差分别为(1.4±2.42)%和(1.7±2.87)%，高于多年平均残差精度(1±1.53)%，在一定程度上反映某年海冰密集度数据相对多年平均值的变化。因此，TMA为全球变暖背景下的海冰密集度的时空特性研究提供了新思路。
2012 Vol. 32 (04): 1032-1037 [摘要] ( 1326 ) PDF (2504 KB)  ( 612 )
1038 直接正交信号校正算法在烷烃类多组分气体定量分析中的应用
李玉军1，2，汤晓君2，刘君华2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1038-05
针对烷烃类多组分混合气体中红外光谱存在的基线漂移问题，提出一种直接正交信号校正算法用于光谱数据预处理。实验中采用傅里叶变换红外光谱仪采集了936组混合气体样本的光谱数据，混合气体主要由不同浓度范围的七种组分气体组成。将直接正交信号校正算法与导数算法进行了对比分析，采用偏最小二乘回归方法建立了各组分气体定量分析模型，并对模型参数(主元个数、导数步长及正交分量的个数)进行了遍历优化选取最优分析模型。结果表明直接正交信号校正算法对于中红外光谱基线校正效果最好，直接正交信号校正算法用于烷烃类混合气体中红外光谱基线校正可行，效果良好，具有一定的实用和研究价值。
2012 Vol. 32 (04): 1038-1042 [摘要] ( 1084 ) PDF (1445 KB)  ( 585 )
1043 基于样片厚度精确估计的THz吸收系数谱算法
李 智，张朝晖*，赵小燕，苏海霞，燕 芳
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1043-04
利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)提取物质在太赫兹波段的吸收系数谱是太赫兹应用的一个重要方面。由于样品的吸收系数与其厚度存在着复杂的非线性关系，而厚度又不便于直接准确测量，往往造成吸收系数谱的失真。根据Duvillaret等用于LiNbO3的厚度估计方法，改进了谷氨酰胺(Gln)与组氨酸(His)在0.3～2.6 THz(1 THz=1012 Hz)波段的吸收系数谱的测定和计算。为了说明改进后的吸收系数谱的合理性，设计了一系列实验对比了同种氨基酸在不同浓度下吸收系数的线性符合程度。结果表明，改进后计算出的氨基酸吸收系数与浓度之间存在更好的线性关系，符合Lambert-Beer定律的描述，这为进一步的定量分析奠定了基础。
2012 Vol. 32 (04): 1043-1046 [摘要] ( 831 ) PDF (1502 KB)  ( 607 )
1047 全氟羧酸钕2,2’-联吡啶配合物的合成及其光学特性
佘江波1，李冬冬2，王鹏飞1，朱永刚1，韦 玮3*，彭 波1,3*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1047-04
合成了一系列全氟羧酸钕2,2’-联吡啶配合物：Nd(CF3COO)3·Dipy，Nd(C2F5COO)3·Dipy 和Nd(C3F7COO)3·Dipy，并通过红外光谱、元素分析、热分析、紫外可见近红外吸收光谱和荧光光谱对其进行了表征。配合物的分解温度都高于260 ℃，最大失重温度超过340 ℃，说明它们具有良好的热稳定性。全氟羧酸的碳链长度和钕离子配位结构的差异，引起配合物的吸收跃迁强度的变化。根据紫外可见近红外吸收图谱，计算获得了Judd-Ofelt 参数和受激辐射跃迁特性。配合物的受激发射面积分别为：3.63×10-20，2.36×10-20和1.49×10-20 cm2，可以和文献报道的无机材料媲美，它们将是非常有潜力的液体激光介质。
2012 Vol. 32 (04): 1047-1050 [摘要] ( 1569 ) PDF (1283 KB)  ( 636 )
1051 普洱茶茶褐素类主要组分特征及光谱学性质研究
谭 超1，彭春秀2，高 斌1，龚加顺1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1051-06
利用不同分子截留量的透析袋可有效将茶褐素类物质分离。随分子量增大，茶黄素(TF)、茶红素(TR)、茶褐素(TB)、茶多糖(TPS)含量逐渐增加，分子量大于25 000 Da的样品中TB含量最高。羧基和羟基含量随分子量增大而增加，特别是总羧基含量在分子量大于25 000 Da的样品中增幅最大。AFM显示，不同分子量茶褐素粒子形貌并不均一，单分子呈岛屿状态或颗粒状聚集物结构。当粒子聚集较多时，呈线状链接且有较多分支或形成网状结构。CP-MAS NMR表明，在3 500～25 000 Da的茶褐素属含有多苯环的苯多酚类高聚物，结合多糖、蛋白质残基，富含羧基、羟基、甲基等基团，具有酚类物质特性。其酸未水解物经CP-MAS NMR分析表明为多苯环高聚物，CP-GC/MS共鉴定出16种可能存在的化合物。
2012 Vol. 32 (04): 1051-1056 [摘要] ( 1857 ) PDF (1954 KB)  ( 652 )
1057 表面活性剂辅助固相法合成碘化银纳米线束与光谱表征
刘 颖, 冯金朝, 李金淑
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1057-04
卤化银具有光致变色特性，广泛应用于光致变色玻璃，照相感光乳剂等。作为一种光信息载体，具有记录和保存光信息的功能，它还是一类重要的半导体光催化剂，有着广泛的应用。以AgNO3与KI为原料，在非离子表面活性剂聚乙二醇(PEG-400)存在条件下，进行室温固相反应，合成了碘化银纳米线束。采用XRD，TEM和SEM等测试手段对产物结构和形貌进行表征，结果表明，产物为一维碘化银纳米线束，其直径在80～100 nm之间，长度约为20 μm，长径比＞200。表面活性剂PEG-400在碘化银纳米线束的形成过程中起到了软模板剂的作用，诱导产物纳米晶沿着某一特定方向定向有序生长从而生成纳米线束。该方法消除了水对反应过程的影响，操作简单，成本较低，对碘化银纳米线束的制备技术研究具有重要意义。
2012 Vol. 32 (04): 1057-1060 [摘要] ( 567 ) PDF (1625 KB)  ( 596 )
1061 咖啡酸与乳蛋白结合的光谱特性及结合物抗氧化活性变化
余丹丹1，张 昊1,2*，丁庆波3，郭慧媛1*，吴建平4，张录达1，任发政1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1061-07
利用紫外光谱和荧光光谱技术评价了咖啡酸与乳蛋白(α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白)两者结合的结合常数、结合作用力、结合距离以及能量转移效率，通过二苯代苦味酰基(DPPH)自由基清除率和铁离子还原能力(FRAP)对两者结合导致的抗氧化活性变化进行了测定。结果表明咖啡酸会使乳蛋白发生内源性荧光猝灭。吉布斯自由能变ΔG<0，表明反应是自发进行的。其中咖啡酸与α-酪蛋白之间以静电引力结合(ΔH<0，ΔS>0)，与β-酪蛋白、α-乳白蛋白的结合作用力为氢键(ΔH<0，ΔS<0)，与κ-酪蛋白、β-乳球蛋白是以疏水作用力结合(ΔH>0，ΔS>0)。两者结合距离r0<7 nm，符合非辐射能量转移条件，证明咖啡酸对乳蛋白的荧光猝灭是由于生成不发光的配合物而引起的静态猝灭。此外，两者结合导致咖啡酸的抗氧化能力受到不同程度的抑制。
2012 Vol. 32 (04): 1061-1067 [摘要] ( 1717 ) PDF (2783 KB)  ( 525 )
1068 基于i-motif DNA构型变化和纳米金紫外-可见吸收光谱的pH测定研究
钟坚海1, 2, 3，郭良洽3*，吴金梅3，陈金凤1, 2, 3，陈章捷1, 2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1068-04
利用纳米金对DNA构型的区分效应设计了一种快速灵敏可视化的pH计。对i-motif DNA-纳米金体系的紫外可见吸收光谱变化进行了系统研究，考察了盐浓度、i-motif DNA浓度、四重体形成时间以及DNA序列对pH响应的影响。在既定条件下，纳米金的紫外-可见吸收光谱在pH 5.3～7.0范围内呈现规律性变化，在520 nm处的吸光度逐渐增大，在700 nm处的吸光度逐渐减小，纳米金的颜色逐渐由蓝紫色变化至红色。该pH计具有纳米金无需修饰、可视化、成本低、速度快等特点，有望用于某些pH值发生变化的生命过程的监测。
2012 Vol. 32 (04): 1068-1071 [摘要] ( 1861 ) PDF (1600 KB)  ( 542 )
1072 可调谐半导体激光吸收光谱监测农田气体通量特性研究
田勇志1,2，刘建国1*，张玉钧1，陆亦怀1，何 莹1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1072-05
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高选择性，高灵敏度等特性，非常适合监测农田痕量气体交换过程。采用开放式光程的可调半导体激光吸收光谱和非分散红外光谱技术，在封丘农田进行了一个月监测试验。选择CO2作为目标气体，用两种不同光谱技术选择不同的通量计算方法，分别获取农田排放通量。根据实验条件，提出了TDLAS的通量印痕模型，对比分析了两种技术的空间代表性特性，同时分析了数据误差来源和不同外界因素对通量测量的影响特性。结果发现在相同的气象条件下，仪器架设高度越高，光学路径越长，开放光路的TDLAS通量贡献区就越大。这些结果对通量监测中仪器安装有很好的指导意义。
2012 Vol. 32 (04): 1072-1076 [摘要] ( 682 ) PDF (1714 KB)  ( 556 )
1077 复杂液体光谱法分析的浓度分辨率及浓度分布影响
李 刚1，3，赵 喆1，3，王慧泉1，3，林 凌1，张宝菊2，吴晓荣2*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1077-04
为保证基于光谱技术的复杂溶液检测的可行性，分析多波长建模对浓度分析的精度增益，以及确定合适的组分浓度分布以得到质量高、普适性佳的定量分析模型，从光谱检测仪器噪声、光谱数据多波长建模和被测溶液成分浓度分布影响因素入手，对复杂溶液成分浓度检测精度的影响进行分析。通过对浓度分辨率分析，对已知光谱仪噪声条件下能够实现的溶液成分浓度分辨率进行评估，也为在已知定量分析所需浓度分辨率条件下选择满足测量要求的光谱仪器提供理论依据。基于过采样提高测量精度技术分析，表明多波长建模带来了精度增益，从而提高浓度检测灵敏度。考虑被测成分含量以及非测量成分的含量在所测范围内疏密比和加权欧氏距离，为选择满足浓度分布的有利于提高模型质量、减小预测误差的样本集进行建模提供理论指导。
2012 Vol. 32 (04): 1077-1080 [摘要] ( 1505 ) PDF (1169 KB)  ( 548 )
1081 北极海冰的光谱特征分析
柯长青1，谢红接2，雷瑞波3，李 群3，孙 波3
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1081-04
北极海冰对全球气候变化有着举足轻重的作用，它的快速变化及其影响是国内外关注的焦点。采用ASD FieldSpec 3便携式地物光谱仪，在2010年中国第4次北极科学考察的长期冰站观测期间对不同类型的海冰进行了野外光谱测量，系统分析了光谱特征。结果表明积雪覆盖海冰的光谱反射率最高，裸露海冰其次，表层消融的海冰(有融池)最低。厚雪、薄雪、湿雪、雪晶的光谱曲线峰谷特征明显，基本都随波长的增加反射率降低。天然海冰、白冰、蓝冰的反射率随波长的变化基本一致，反射率居于中等，灰冰的反射率远低于天然海冰、白冰和蓝冰。分析北极海冰的波谱特性，探索北极海冰的定量遥感研究，进而分析其对全球变暖的响应，具有重要的科学意义。
2012 Vol. 32 (04): 1081-1084 [摘要] ( 1632 ) PDF (1106 KB)  ( 947 )
1085 最大熵法在风廓线雷达谱分析中的应用研究
胡明宝1,2，郑国光1,3，张培昌1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1085-05
为了解现代谱分析技术在风廓线雷达中应用的可行性，通过采用实测的和模拟的风廓线雷达回波信号，对比研究了FFT法与最大熵法的谱分析效果。结果表明：(1)当回波信号比较强时，两者都可以得到较好的谱分析效果;但是当回波信号较弱时，最大熵法分析效果优于FFT法，最大熵法对地杂波具有较好的抑制能力。(2)最大熵谱比较光滑，表明最大熵法对随机白噪声也有一定的抑制作用。(3)最大熵法的递推阶数对谱分析结果有一定影响，最终预测误差准则确定的递推阶数一般偏小，采用15阶的递推阶数进行最大熵法分析取得了较好结果。由于风廓线雷达回波通常都较弱，因此研究结果可望用于改善信号处理效果。
2012 Vol. 32 (04): 1085-1089 [摘要] ( 640 ) PDF (2528 KB)  ( 523 )
1090 CdS量子点的酿酒酵母仿生合成及光谱表征
黄淮青，何明欣，王文星，刘金玲，密丛丛，徐淑坤*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1090-04
以酿酒酵母为载体，常温下利用仿生法成功合成了CdS量子点。荧光发射光谱、紫外吸收光谱以及荧光显微镜照片证明，该方法合成的CdS量子点的荧光发射峰位置在443 nm，在紫外灯下能发蓝绿色荧光。透射电子显微镜(TEM)表征结果表明，该仿生法合成的CdS量子点为六方纤锌矿结构。以荧光发射和紫外吸收光谱为性能指标，考察了酿酒酵母生长时期、Cd2+的反应浓度以及反应时间等条件对合成CdS量子点的影响。当酿酒酵母处于生长稳定期初期时，与浓度为0.5 mmol·L-1 的Cd2+共培养24 h后所合成的CdS量子点荧光最强。实验中观察到，换液培养可有效提高酿酒酵母合成CdS量子点的产量。
2012 Vol. 32 (04): 1090-1093 [摘要] ( 1055 ) PDF (1741 KB)  ( 608 )
1094 化学水浴法和磁控溅射法制备硫化镉薄膜的性能研究
王胜利1，王学进1*，王文忠2，梁春军3，王 志2，祁 铮1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1094-04
以氯化铵、氯化镉、氢氧化钾和硫脲为反应物采用化学水浴法制备了硫化镉薄膜，为了作对比研究，采用射频磁控溅射以硫化镉为靶材，氩气为溅射气体，制备了硫化镉薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见光光谱仪分别表征了硫化镉薄膜的结构、形貌和光学吸收特性。结果表明，采用以上两种方法制备的硫化镉均具有(002)择优取向，溅射法制备的硫化镉薄膜较致密，薄膜表面较光滑，平均晶粒尺寸在20～30 nm;水浴法制备的硫化镉薄膜颗粒尺寸较小，缺陷较多。除了在短波段溅射所得硫化镉薄膜的透过率略差于水浴法所得硫化镉薄膜之外，溅射法制备的硫化镉薄膜的性能整体上优于水浴法制备的薄膜。两种方法制备的硫化镉薄膜的能隙在2.3～2.5 eV。
2012 Vol. 32 (04): 1094-1097 [摘要] ( 1694 ) PDF (1385 KB)  ( 599 )
1098 ICP-AES测定高浓度基体下杂质元素的偏最小二乘法研究
王衍鹏，龚 琦*，喻盛容，刘幽燕
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1098-05
建立了ICP-AES测定高浓度基体中微量杂质元素的偏最小二乘方法(PLS)。研究表明，PLS能有效校正高浓度基体干扰引起的测量误差，比多元光谱拟合法(MSF)能承受的基体浓度更高。当基体与杂质的含量比为1 000∶1～20 000∶1时，该方法的加标回收率在95%～105%之间。对于干扰效应与基体浓度呈非线性相关的体系，普通PLS的预测准确度不高，但使用基于样品浓度矩阵变换的偏最小二乘法(LIN-PPLS)，则明显改善了预测的准确度。分别用MSF、普通PLS和LIN-PPLS对水系沉积物国家标准物质GBW07312中的Co，Pb和Ga进行测定，结果表明，LIN-PPLS的预测准确度优于普通PLS，而普通PLS的预测准确度优于MSF。
2012 Vol. 32 (04): 1098-1102 [摘要] ( 1123 ) PDF (1128 KB)  ( 543 )
1103 微波密闭消解ICP-AES法测定普氏原羚生境地不同草地类型牧草中几种微量元素
周立业1, 2，辛国省3，蒲秀瑛4
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1103-03
采用微波密闭消解电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES) 在夏(六月中旬)、秋(九月中旬)、冬(十二月中旬)对青海湖东普氏原羚生境地中不同草地类型混合牧草进行Cu，Fe，Mn，Zn，Mo五种微量元素的测定，采用HNO3-H2O2酸溶体系进行消解, 结果表明：该方法检出限值在0.002～0.008 μg·g-1之间，相对标准偏差在0.13%～4.29%之间;通过添加标准回收实验，回收率在94.00%～101.30%。与传统方法相比，该方法具有良好的准确度和精密度，为普氏原羚生境状况的研究提供科学依据。
2012 Vol. 32 (04): 1103-1105 [摘要] ( 1148 ) PDF (942 KB)  ( 542 )
1106 微波消解顺序注射冷蒸汽原子荧光光谱法测定沉积物中的痕量汞
王 彬1,4，郑成斌2，王俊伟3，冯 丽1，李绍波1，但德忠1，冷 庚1*
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1106-05
提出采用密闭微波消解结合顺序注射冷蒸汽原子荧光光谱法快速测定沉积物中痕量汞的新方法。利用10%HCl-50%HNO3-40%H2O和30%HCl-20%HNO3-50% H2O两种消解体系在140 ℃条件下消解5 min，沉积物样品消解完全，且样品消解过程中痕量汞无损失。优化条件下，线性范围0.02～30 ng·mL-1，检出限为0.5 ng·g-1，RSD为3.7%(n=10)。标准参考物质GSD-2, GSD-9及GSD-10的测定值与推荐值吻合，实际样品加标回收率(91.2±4.3)%～(96.5±4.6)%。本法试剂用量少，快速准确，灵敏度高，线性范围宽，适合沉积物中的痕量汞的测定，有很好的实用价值。
2012 Vol. 32 (04): 1106-1110 [摘要] ( 1519 ) PDF (1626 KB)  ( 526 )
1111 天然矿物合成“中国紫”过程中的变温XRD分析
陈 茜1，秦 颍1*，李小莉2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1111-03
以天然矿物为原料，结合中国紫的分子式及多数考古样品的分析结果进行配料(如或多或少都含有铅)，对配制并加工好的试样进行热重-差热及变温XRD分析，以探讨古代烧制中国紫颜料时的原料选用及烧制条件等问题，为揭示诸如中国紫产生在中国的原因等问题提供依据。结果表明利用毒重石(BaCO3)配料，能够较容易地烧制出中国紫，这意味着中国紫的出现可能与这种独特的含钡矿物资源有关。
2012 Vol. 32 (04): 1111-1113 [摘要] ( 567 ) PDF (1557 KB)  ( 554 )
1114 氮掺杂碳载钴催化剂制备及其TG-FTIR和XRD光谱分析
杨 伟1，陈胜洲2*，邹汉波2，林维明1, 2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1114-04
以三聚氰胺甲醛树脂预聚体为氮源、碳源，以乙酸钴为金属前驱体，制备氮掺杂碳载钴氧还原电催化剂。利用傅里叶变换红外光谱与热重联用(thermogravimetry-fourier transform infrared spectroscopy, TG-FTIR)、X射线衍射光谱分析(X-ray diffraction spectra, XRD)等研究了催化剂的制备过程和结构，采用旋转圆盘电极测试(rotating disc electrode, RDE)考察了制备过程中不同炭化温度对催化剂氧还原催化活性的影响。结果显示，在惰性气氛中，随炭化温度升高，样品中部分有机基团以CO，CO2，HCHO，NH3，NO2等形态随保护气流失，催化剂结构出现明显变化，形成典型的面心立方结构。旋转圆盘电极测试结果表明，所制备的催化剂都具有较好的电催化活性，氮掺杂碳载钴催化剂的氧还原起始电位在0.5 V(vs. SCE)左右，炭化温度为700 ℃时制备的催化剂具有最高电催化氧还原活性。
2012 Vol. 32 (04): 1114-1117 [摘要] ( 1689 ) PDF (1511 KB)  ( 512 )
1118 XRD和FTIR对沸石合成机制的光谱学解析
范春辉，马宏瑞，花 莉
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1118-05
以粉煤灰为原料，采用优化的水热晶化一步法合成沸石。比较晶化反应过程沸石产物CEC值及化学成分的变化，推断固液体系中物质转换及元素迁移方式和途径。借助XRD，SEM，FTIR等表征反应过程沸石的晶型变化及成核特性，提出可能存在的沸石生成机制。合成产物主要为NaP1型沸石，反应24 h后CEC值最大为135 mmol/100 g。12 h后，产物中初步发现NaP1沸石相特征峰和亚晶结构，48 h后出现羟基方钠石的特征弱峰。沸石生成过程涉及到固液体系间的物质流动：碱熔融作用将粉煤灰组分侵蚀进入液相体系，为沸石形成提供了原料组分，而固相体系为沸石生长提供骨架结构，液相体系和固相体系分别为晶化反应的“源”和“汇”，这是液相转化机制和固相转化机制的客观反映。
2012 Vol. 32 (04): 1118-1122 [摘要] ( 1017 ) PDF (1967 KB)  ( 547 )
1123 内标法在土壤重金属镍元素X荧光分析中的应用研究
章 炜1,2，张玉钧1*，陈 东1，刘 晶1，王春龙1，张 荣1，赵南京1，刘文清1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1123-04
利用能量色散型XRF重金属实验平台，在实验室自然大气环境下获取土壤的X射线荧光，通过X射线荧光光谱法定量分析了国家标准土壤样品中元素Ni的含量。实验研究了土壤中Ni元素的X荧光特征分析谱线，采用加入内标法测定了Ni元素定标曲线，并依据实验结果分析了内标元素选取方法。实验结果表明，对土壤样品进行内标法分析时，可选取基体中适宜元素作为内标元素;使用Pb的Lα线，Cu和Fe的Kα线作内标线时相对标准偏差(RSD)分别为6.24%，5.24%和5.22%，说明选择合适基体主量元素的特征谱线作为内标线，可有效提高测量结果的准确性。
2012 Vol. 32 (04): 1123-1126 [摘要] ( 1521 ) PDF (1541 KB)  ( 680 )
1127 Czerny-Turner正交型光栅单色仪的波长校准
寇婕婷1,2，巴音贺希格1*，唐玉国1，齐向东1，于宏柱1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1127-05
研究了Czerny-Turner正交型光栅单色仪的波长校准技术。结合单色仪的结构参数和特点，提出以符合光栅方程的正弦曲线作为仪器出射波长的校准方程，基于最小二乘法原理给出校准方程的拟合残差表达式，由于校准方程的非线性，应用二维Nelder-Mead单纯形法求解拟合残差的待定系数，建立了波长与光栅转角的精确表达式，并通过实验验证了该算法的准确性。结果表明，经过校准的单色仪波长定位精度小于0.1 nm，比设计要求提高一个数量级。该方法在Czerny-Turner正交型光栅单色仪的波长校准过程中，应用简单，容易实现，只需稍加修改步进电机的控制程序，即可完成对仪器出射波长的快速实时校准，实用性强。
2012 Vol. 32 (04): 1127-1131 [摘要] ( 492 ) PDF (2021 KB)  ( 532 )
1132 凸面光栅成像光谱仪图像数据实时压缩技术
刘仰川1,2，巴音贺希格1，崔继承1，唐玉国1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1132-05
凸面光栅成像光谱仪图像数据量巨大，给数据的传输和存储带来了压力，因此要对图像数据进行实时压缩。首先根据成像原理对图像数据的特点进行了分析，得出去除空间相关性和谱间相关性的压缩途径;然后，进行了压缩算法分析，提出了在谱间进行一阶线性预测、谱内进行JPEG2000压缩的三维压缩方案;最后，设计了基于FPGA+ADV212的实时压缩系统，其中FPGA用于逻辑控制和预测算法实现，ADV212用于JPEG2000压缩。分析结果表明：该系统具备无损和有损压缩能力，能够实现图像数据实时压缩。
2012 Vol. 32 (04): 1132-1136 [摘要] ( 420 ) PDF (2178 KB)  ( 652 )
1137 探测器横纹误差对大孔径静态干涉成像光谱仪影响的建模与修正
相里斌1, 吕群波1*, 袁 艳2, 黄 旻1, 周锦松1, 张桂峰1
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1137-05
大孔径静态干涉成像光谱技术在航天遥感应用中，由于探测器横纹误差影响，使获得的干涉数据无法反演光谱数据，需要对横纹误差进行修正。通过对干涉成像机理的分析，给出探测器横纹误差影响下的干涉成像模型，提出横纹误差影响下干涉数据修正方法。最后利用仪器获取的数据，对提出的修正方法进行验证，由处理结果可以看出，本文所提的修正方法可以很好的修正横纹误差对光谱的影响，提高反演光谱的精度。
2012 Vol. 32 (04): 1137-1141 [摘要] ( 1054 ) PDF (2981 KB)  ( 593 )
1142 基于椭偏光谱仪的石英晶体1 310 nm处双折射率的精密测量
韩培高，郝殿中，宋连科，苏富芳，史 萌，吕廷芬，吴福全，李国华
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1142-03
为了对石英晶体在通讯波段1 310 nm处的双折射率进行精密测量，基于椭偏光谱仪对P和S两方向上偏振光相位差的精密测量原理，在透射模式下，通过对琼斯矩阵的分析，设计了一种精密测量晶体双折射率的方法，并在室温(22 ℃)下对通讯波段1 310 nm处石英晶体的双折射率进行了精密测量，测量结果和对误差的分析显示，此方法给出的双折射率测量值的精度高达10-6量级，为目前可查阅的最高精度，对于提高石英晶体相位延迟器件的设计精度具有重要的意义。
2012 Vol. 32 (04): 1142-1144 [摘要] ( 828 ) PDF (1065 KB)  ( 580 )
1145 嫦娥一号干涉成像光谱仪(IIM)2C级数据信息提取
王 翔1，2，陈建平1，2*，李剑锋1，2，史 蕊1，2，伍 曌1，2
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2012)04-1145-06
通过分析Chang’E-1卫星所获取的高光谱数据的太阳高度角因素，选取了太阳高度角较高的IIM 2C数据进行光谱定标。采用邻域平均法及邻域加权均值法对原始数据进行了杂点、条带修复。由于干涉成像光谱仪CCD阵列增益畸变以及它的自身问题使得干涉影像存在横向响应不均一性，提出采用基于子空间最大特征值法进行校正，结果影像亮度统计其强度表现均一，符合自然图像特征，并采用自编程序进行几何校正。运用国际上较为成熟的经验线性法对Chang’E-1 IIM 2C数据进行绝对定标;与此同时，为了修正线性定标的偏置系数及降低数据噪声，首次采用自适应小波变换法对辐射定标后数据进行后处理，确定了IIM 2C数据可用波段。通过对比国际标准定标点数据，制订了嫦娥IIM2C数据分析方案，完成了第一幅完整的Chang’E-1 IIM 2C月球正面反射率影像。
2012 Vol. 32 (04): 1145-1150 [摘要] ( 919 ) PDF (2383 KB)  ( 564 )

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