[发明专利]一种基于拉曼全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法

权利要求书

1.一种基于拉曼光谱全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将胆固醇和维生素混合物与胆维丁配制成不同质量百分比含量胆维丁的样品；

步骤2，通过拉曼光谱仪测量上述不同含量胆维丁样品的光谱信号，经过预处理后得到拉曼光谱数据；

步骤3，采用多元统计分析方法对处理后的拉曼光谱全谱数据进行分析处理建立定量分析模型；

步骤4，利用定量分析模型对未知含量的被测样品进行胆维丁定量分析。

2.根据权利要求1所述的基于拉曼光谱全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法，其特征在于，所述采用多元统计分析方法对处理后的拉曼光谱全谱数据进行分析处理建立定量分析模型，是指：先将预处理后的样本的光谱数据分成训练样本集和测试样本集，然后分成两个步骤：

第一步，利用训练样本集构建模型，利用训练样本集建立浓度和拉曼光谱的对应模型，包括波段范围选择与建立定量分析模型步骤；

第二步，通过测试样本验证模型，将测试样本代入建立的模型中进行预测和拟合分析，包括波段范围选择与定量分析模型预测步骤。

3.根据权利要求2所述的基于拉曼光谱全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法，其特征在于，所述多元统计分析方法为偏最小二乘法PLS、PCA-LDA、聚类分析中任一种。

4.根据权利要求1所述的基于拉曼光谱全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法，其特征在于，步骤2中：所述预处理包括基线校正、平滑滤波和面积归一化，这三种处理单独执行或按照顺序依次执行。

5.根据权利要求4所述的基于拉曼光谱全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法，其特征在于，所述基线校正，是指对未经处理的原始拉曼光谱数据进行基线校正；

基线校正流程为：设R(v)为原始拉曼信号强度，P(v)为一阶拟合多项式，U(v)为残差，RS(v)为最终得到的拉曼光谱信号强度，误差函数E(w)用均方根误差(RMS)来表示，则：

U(v)＝R(v)-P(v) (1)

误差函数E(w)为

n为光谱信息中数据点个数，v表示拉曼位移，(2)式指计算过程遍历整个光谱，标准差E(w)视为噪声水平的近似值；

将拉曼原始信号赋值给R₀(v)，同时将此次计算记录为第一次迭代，得到P₁(v)；

判断计算结果是否符合条件

R_i(v)<P_i(v)+E(w) (4)

若符合条件则

R_i(v)＝R_i-1(v) (5)

反之，则

R_i(v)＝P_i(v)+E(w) (6)

其中i表示迭代次数，当R_i(v)计算结果符合收敛条件

P_i(v)＝P_i-1(v) (7)

迭代过程终止，最终得到拉曼数据RS(v)：

RS(v)＝P₀(v)-P_i(v) (8)。

6.根据权利要求4所述的基于拉曼光谱全谱分析的无损快速胆维丁含量定量方法，其特征在于，所述平滑滤波，是指对基线校正后的光谱数据进行平滑滤波；

采用SGF滤波法(Savitzky-Golay Filter)，通过对窗口内部的数据做多项式最小二乘拟合，得到窗口中心位置处像素平滑后的值，波长k处经卷积平滑后的平均值为：

式中，h_i为平滑系数，H为归一化因子，其中h_i基于最小二乘法原理通过多项式拟合求得，2ω为窗口宽度，x_k+i为波长k+i处光谱强度。