[发明专利]一种基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种分析化学领域的快速识别检测方法，具体地，是一种基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法。

背景技术

目前，报道的水溶液中葡萄糖的定性分析方法有常规化学分析法、气相色谱－质谱联用法、高效液相色谱－质谱联用法等。美国专利No.4655225公开了一种非侵入性测定体组织中葡萄糖浓度的分光光度方法。其是将一束由一个方向性的光源射出的光线照射到一个选定的机体部位，然后收集从该机体部位散发的由此产生的辐射。所收集的辐射包括波长为1575nm, 1756nm, 2100nm和2270±15nm的至少一个带，这是典型的葡萄糖吸收谱，可用于对葡萄糖进行定性分析。但这些方法所用仪器昂贵，耗时较长，检测成本高，且不方便。

近红外光谱是一种快速分析方法，该方法所用仪器比较常规，检测成本低。近红外辐射与中红外辐射相比难于被水吸收，因而可以用于检测水溶液样品。近红外辐射是一种低能量的电磁波，近红外光谱技术用于检测分析，可避免样品辐射损伤的发生，具有非破坏性的特点，且不需要为制备待测样品而进行特别的操作。随着近红外分析设备的研究与发展，近红外分析技术已经越来越多的用于有机物的分析。目前，近红外光谱技术己广泛应用于农业、食品工业，石油化学等领域。

但因为纯水在近红外的强吸收，葡萄糖特征峰与水吸收峰差别微小，直接从采集的葡萄糖水溶液的近红外光谱图，不容易找出葡萄糖的特征吸收峰，无法进行快速准确识别。故而，将近红外光谱技术应用于检测葡萄糖的水溶液尚未有文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种能快速识别水溶液中葡萄糖的方法，该方法可实现对水溶液中葡萄糖进行快速定性分析，灵敏度较高，响应限达到50mg/L。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，通过对若干不同浓度的葡萄糖水溶液的近红外光谱数据的筛选，找出能够识别水溶液中葡萄糖成分的特征吸收峰波长值；

步骤2，采集未知水溶液样品的近红外光谱数据；

步骤3，将步骤2采集的未知水溶液样品的近红外光谱数据与纯水的标准近红外光谱数据进行相除后，进行平滑和一阶导数处理，得到处理后的近红外光谱图；

步骤4，根据步骤3处理后的谱图对未知水溶液中是否为葡萄糖水溶液进行判断：谱图中若出现步骤1所述的特征吸收峰，说明待测未知水溶液为葡萄糖水溶液；谱图中若未出现步骤1所述的特征吸收峰，说明被测未知水溶液不是葡萄糖水溶液。

上述的基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法，其中，所述的筛选包含以下步骤：

步骤1.1，建立纯水的近红外光谱标准数据；

步骤1.2，将所述不同浓度的葡萄糖近红外光谱数据与步骤1.1的纯水的近红外光谱数据相除，并进行光滑处理，再进行一阶导数处理，对得到的一阶导数谱图进行分析比较，寻找共同点，筛选出葡萄糖的特征吸收峰。

上述的基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法，其中，所述的步骤1还包含对所述葡萄糖特征吸收峰的验证步骤，具体包含：

步骤1.3，分别采集含有葡萄糖和含有其它有机化合物的水溶液的近红外光谱数据，分别与纯水溶液近红外光谱数据相除、平滑和一阶导数处理，得到一阶导数谱图；

步骤1.4，将上述步骤1.3处理得到的含有葡萄糖和含有其它有机化合物的水溶液的一阶导数谱图进行比对，验证步骤1筛选出的特征吸收峰对葡萄糖是否具有特征性。

上述的基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法，其中，所述的葡萄糖特征吸收峰的验证包含如下步骤：

步骤1.5，大量采集一系列含有葡萄糖和不含葡萄糖的未知水溶液的近红外光谱数据，分别与纯水溶液光谱数据相除、平滑和一阶导数处理，得到一系列的一阶导数谱图；

步骤1.6，对步骤1.5所述的一系列未知水溶液的进行液相色谱－质谱联用检测，检测结果作为参考标准；

步骤1.7，用步骤1筛选出的特征吸收峰对步骤1.5得到的所有样品的一阶导数光谱谱图判断是否含有葡萄糖，将判断结果与步骤1.6得到的参考标准作比对，从而验证步骤1筛选出的特征吸收峰对葡萄糖是否具有特征性。

上述两种验证方法，可以任选其一，也可以结合具体情况，联合使用。

上述的基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法，其中，所述的未知水溶液中所包含的水为纯水。

上述的基于近红外光谱技术的葡萄糖水溶液快速识别方法，其中，所述的葡萄糖水溶液中所包含的水为纯水。