基于THz-TDS的固體農(nóng)藥混合定量分析及其分類.pdf

1、太赫茲波在電磁波譜中處于微波與遠(yuǎn)紅外之間,頻率為0.1到10THz(1THz=1012Hz)。太赫茲波的能量很低,不會對人和被檢對象造成傷害,能夠?qū)σ兹家妆镔|(zhì)進(jìn)行檢測;此外,太赫茲波具有指紋性,這是由于很多化學(xué)物質(zhì)的分子內(nèi)基團(tuán)振動和分子間作用力(范德瓦爾斯力、氫鍵等)落在太赫茲頻段內(nèi),所以很多物質(zhì)的太赫茲光譜有明顯的特征性?；谔掌澆ǖ囊陨咸匦?其在化學(xué)物質(zhì)檢測與鑒別方面有廣闊的應(yīng)用前景,相關(guān)學(xué)者在這方面也做了很多研究。在太赫茲光譜

2、的定量分析方面,國內(nèi)外研究較少涉及,也很少對光譜建模區(qū)間的選擇進(jìn)行討論和分析。為獲得最優(yōu)的回歸模型、提高定量分析精度,區(qū)間選擇具有重要的意義。
　　本文以太赫茲時域光譜(THz-TDS)為基礎(chǔ),結(jié)合化學(xué)計量學(xué)理論,在農(nóng)藥光譜定量分析和分類方面做了一些研究工作。本文主要的工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)本文首先闡述了課題的背景、研究意義和目的;再者,介紹了傳統(tǒng)的物質(zhì)鑒別方法和太赫茲技術(shù)的優(yōu)勢和特性。然后,重點(diǎn)介紹了國內(nèi)外太赫茲技

3、術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　(2)重點(diǎn)介紹了THz-TDS的結(jié)構(gòu)、工作原理以及重要參數(shù)。然后,本文描述了基于菲涅爾公式的農(nóng)藥樣品光學(xué)參數(shù)提取模型,該模型將時域光譜轉(zhuǎn)化為頻域吸收系數(shù)譜和折射率譜。
　　(3)在定量分析方面,利用偏最小二乘法(PLS)對橙子和氨基磺酸銨的混合物作了定量分析,取得了較好的分析效果。此外,引入?yún)^(qū)間偏最小二乘(iPLS)、反向區(qū)間偏最小二乘(biPLS)和移動窗口偏最小二乘(mwPLS)對兩組農(nóng)藥混合物(噻菌

4、靈和除草醚)的太赫茲光譜進(jìn)行建模分析。PLS模型建立在整個光譜區(qū)間上,其它三種方法則在整個光譜上進(jìn)行區(qū)間選擇。此外,本文還討論和分析了模型區(qū)間寬度對于建模效果的影響。定量分析中,混合樣品的農(nóng)藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低達(dá)到了1.11％。
　　(4)在農(nóng)藥分類方面,利用小波包直接對四種殺菌劑的太赫茲時域光譜進(jìn)行分解,提取時域光譜各頻段的能量譜;將能量譜作為特征向量,利用聚類分析法實現(xiàn)了殺菌劑的分類,分類準(zhǔn)確率達(dá)到了100%。
　　論文最后對