27942.復(fù)雜體系拉曼光譜定量分析中的多尺度建模方法

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文復(fù)雜體系拉曼光譜定量分析中的多尺度建復(fù)雜體系拉曼光譜定量分析中的多尺度建模方法模方法DevelopmentofMultiscaleModelingApproachesfRamanQuantitativeAnalysisofComplexSystems學(xué)科專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程研究生：盧帆指導(dǎo)教師：陳達(dá)研究員天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院2014年12月摘要摘要對(duì)復(fù)雜體系中的多組分進(jìn)行快速無(wú)損檢測(cè)，一直是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域所面

2、臨的挑戰(zhàn)之一。在各種檢測(cè)技術(shù)中，拉曼光譜技術(shù)以其特有的高靈敏、高速、無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，成為眾多領(lǐng)域最優(yōu)選的信息源頭科技之一。然而對(duì)復(fù)雜體系的拉曼光譜信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)，其分析結(jié)果不僅取決于待測(cè)組分濃度，還受光譜干擾、非線性效應(yīng)、樣品波動(dòng)性等因素的影響。此外，拉曼光譜信號(hào)還受熒光的巨大干擾，相關(guān)干擾因素的疊加使得拉曼光譜信號(hào)解析難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它光譜技術(shù)，導(dǎo)致了近年來(lái)拉曼光譜定量分析技術(shù)停滯不前。因此，迫切需要發(fā)展新型算法，以準(zhǔn)確提取拉曼光譜中的

3、微弱非線性本征信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜體系多組分的快速無(wú)損檢測(cè)。本文擬發(fā)展多尺度建模新方法，嘗試從復(fù)雜、變動(dòng)的拉曼光譜信號(hào)中準(zhǔn)確提取微量成分信息，進(jìn)而解決拉曼光譜技術(shù)中建模困難的問(wèn)題。為驗(yàn)證算法的有效性，我們將算法應(yīng)用于血清常規(guī)成分分析和玉米光譜模型的傳遞，結(jié)果表明，多尺度建模方法顯著提高了光譜分析精度以及穩(wěn)健性，不僅適用于拉曼光譜數(shù)據(jù)處理，還適用于近紅外數(shù)據(jù)處理，說(shuō)明該方法具備良好的自適應(yīng)性。圍繞復(fù)雜體系光譜數(shù)據(jù)的多尺度建模，論文研究分成

4、以下幾個(gè)部分：1.綜述了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以復(fù)雜體系分析為背景，詳細(xì)闡述了定量分析方法的重要性，并對(duì)拉曼光譜檢測(cè)以及多尺度建模技術(shù)進(jìn)行綜述，提出兩者結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。2.詳細(xì)分析多尺度建模技術(shù)的基本概念與原理，并深入探討拉曼光譜的信號(hào)特征，明確多尺度建模技術(shù)與拉曼光譜信號(hào)之間的契合點(diǎn)，從理論上闡述了多尺度建模的具體流程，明確其在拉曼光譜分析中的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而為后續(xù)應(yīng)用提供理論支撐。3.深入探討多尺度建模對(duì)模型本身的改善作用。使用本實(shí)驗(yàn)室自主搭建的