[发明专利]一种多光源拉曼光谱分析方法及其应用有效
申请号: | 202010753412.8 | 申请日: | 2020-07-30 |
公开(公告)号: | CN111948191B | 公开(公告)日: | 2022-10-18 |
发明(设计)人: | 方威;许志涛;李贺军;何嘉臻;郭远军 | 申请(专利权)人: | 季华实验室 |
主分类号: | G01N21/65 | 分类号: | G01N21/65 |
代理公司: | 佛山市海融科创知识产权代理事务所(普通合伙) 44377 | 代理人: | 陈志超;黄家豪 |
地址: | 528200 广东省佛山市*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 光源 光谱分析 方法 及其 应用 | ||
本发明公开一种多光源拉曼光谱分析方法及其应用,所述多光源拉曼光谱分析方法,包括以下步骤:标准样品拉曼光谱采集;建立数据库;成分分析。本发明通过将可见光、近红外光、远红外激光结合得到多激光拉曼光谱分析方法,再结合主成分分析法等数据分析处理方式,从而获得一种不受待测物浓度、多成分、检测条件及环境影响,灵敏度、分辨率、时效性高的拉曼分析方法。
技术领域
本发明涉及光谱检测技术领域,主要涉及一种多光源拉曼光谱分析方法及其应用。
背景技术
白酒素有“产香考发酵,提香靠蒸馏,摘出好酒靠摘酒工”的说法,由此可见量质摘酒工作的重要性。量质摘酒,就是把酒头摘出后,边摘边尝,准确分级。通过一闻、二看、三品,将援救分出特优、优、优一级、优二级四个等级。对于所摘酒酒度高低,主要凭经验去观察。因此,现有的人工摘酒技术效率较低,不利于工业化生产,同时受摘酒人主观影响较大,为适应白酒生产的智能自动化发展趋势,需要研发出智能摘酒工艺判定方法。
拉曼光谱能直接快速提供大量详细的目标分子的化学基团信息,较之其他光学分析手段,如吸收、荧光、弹性散射分析等其他方法都更有优势,其优异的检测特性体现在:(1)拉曼光谱振动峰相对尖锐,半峰宽较窄,光谱分辨率高。并且拉曼光谱谱域宽,即使是高通量、多组分的复杂体系也可实现一次性分析检测,非常适合于分子定性分析。(2)拉曼分析可进行实时、原位、无损、免分离分析,快捷简便。且受益于激光光斑在微米级可调,还可实现在线微区检测,已被应用于多数工业生产催化、考古、地质勘探及生物、医学、药学等高精密分析领域中。(3)在拉曼分析中,水溶剂和玻璃基底自身信号极弱。另外,生物体系中蛋白类物质的背景荧光无法忽略,但拉曼分析却可通过更换其他波长的激发激光及信号处理等方式(傅立叶变换拉曼光谱)实现对目标物分子信息的有效采集。即拉曼检测在生物体系和其他水相反应体系的分析应用中较红外光谱和其他光谱分析具有更多优势。
拉曼光谱技术以光子作为探针,进行无损检测,获取物质内部分子结构的信息,在微量多组分检测过程中会成为有力的检测手段。
拉曼光谱是由光照射到目标物质上发生非弹性散射现象所产生,而此时固定波长的光所引起的非弹性散射,与材料的化学基团及浓度相关,也由此可以借拉曼光谱对目标样品进行定性定量分析。但是除了拉曼光谱分析自身的劣势外,拉曼光谱单激发光源的多组分拉曼光谱中,也具有不可避免的干扰。这些干扰源于单光源光谱中极易发生的振动峰重叠现象,因为同种类型的化学基团的拉曼位移接近,必然会出现高浓度成分的信号掩盖低浓度成分信号,进而干扰成分定性分析。
除了利用数学统计法、数模分析法等方式将光谱的细微变化提取统计出来之外,单光源拉曼光谱分析是无法简单直接地分析多组分目标样品的。而有效利用共振拉曼原理,使用多光源错位激发不同类型的目标成分并采集样品信号,将多光谱信号对比分析,等效于在不同的条件下选择性加强或弱化某一特殊类型成分的信号,以此从不同角度提取成分性质及浓度信息,可有效提高拉曼光谱分析的准确性及实用性。
然后,再借助数学统计方法整理分析数据,以主成分分析法为参考,进一步分析目标样品中的微量多组分成分,以此判定目标样品质量及品级等。首先构建样品成分的标准拉曼光谱数据库,再对比计算相同测试参数下不同样品中的信号强度及比率,并根据样品中成分变化引起光谱起伏作判定依据,分析目标样品中的主成分、微量成分含量,由此可用于鉴别样品的质量信息。
申请号:CN201810586689.9-一种拉曼光谱-主成分分析快速鉴别白酒真伪的方法。提供一种拉曼光谱-主成分分析快速鉴别白酒真伪的方法,所述方法包括训练集和测试集两个部分。采集真白酒和假白酒的拉曼光谱数据分为训练集和测试集;将采集样品的拉曼光谱原始数据用一个矩阵表示,矩阵的每一列则代表某一波数处训练集中各白酒样品的拉曼散射强度;采用主成分分析法提取出在训练集数据上的多个主成分数据;进行归一化处理后做线性回归,将所得数据导入,得出该测试集中白酒样品的真假酒预测值Z;该发明利用主成分分析法将白酒真假酒的差别计算出来,由此可通过光谱差异判别白酒品质和真假。
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