首页期刊导航|光谱学与光谱分析
期刊信息/Journal information
光谱学与光谱分析
光谱学与光谱分析

高松

月刊

1000-0593

chngpxygpfx@vip.sina.com

010-62181070

100081

北京市海淀区学院南路76号钢铁研究总院

光谱学与光谱分析/Journal Spectroscopy and Spectral AnalysisCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊系中国光学学会会刊，由钢铁研究总院、中国科学院物理研究所、北京大学、清华大学联合承办的学术性刊物。刊登主要内容：激光光谱测量、红外、拉曼、紫外、可见光谱、发射光谱、吸收光谱、X-射线荧光光谱、激光显微光谱、光谱化学分析、国内外光谱化学分析最新进展、开创性研究论文、学科发展前沿和最新进展、综合评述、研究简报、问题讨论、书刊评述。本刊适用于冶金、地质、机械、环境保护、国防、天文、医药、农林、化学化工、进出口商检等各领域的科学研究单位、高等院校、光谱仪器制造厂家、从事光谱学与光谱分析的研究人员、高等院校有关专业教师和研究生、有关专业管理干部。《光谱学与光谱分析》为我国首批自然科学核心期刊，中国科协优秀科技期刊，中国科协择优支持基础性、高科技学术期刊，是中国科技论文、中国科学引文数据库、中物理文摘、中国学术期刊文摘的统计源刊，被国外的SCI，AA，CA，EI，MEDLINE，AJ等文献结构收录。
正式出版
收录年代

    新型酸性磷酸酶"Turn-on"型荧光底物

    李晓佩张勇杰王东东卿光焱...
    1607-1612页
    查看更多>>摘要：酸性磷酸酶(ACP)是前列腺癌、戈谢病、肾病等疾病的重要生物标记物,因此开发灵敏、高选择性的ACP检测方法具有重要的意义.目前,已发展出多种ACP检测方法,包括免疫法、光谱法、色谱法、电化学法等;其中,荧光检测方法因灵敏度高、选择性好、快速、准确等优点备受关注.通过席夫碱反应,利用2-氨基苯硼酸(2-APBA)二聚体和磷酸吡哆醛(PLP)合成了一种新型的ACP"Turn-on"型荧光底物APBA-PLP(ABPL).反应后,PLP的—CHO基团和2-APBA二聚体的—NH2基团的特征峰消失,同时ABPL的—C=N—基团的特征峰出现;此外,1H和1 H—1 H COSY核磁波谱的信号峰与ABPL的结构相对应.以上表征结果证实了 ABPL的成功合成.进一步,将ABPL应用于ACP检测.我们发现向ABPL水溶液中加入ACP后,体系的荧光强度增强,机理为:2-APBA二聚体为聚集诱导发光增强(AIEE)分子,其AIEE特性源于2-APBA二聚体的高度有序堆积;当2-APBA二聚体分子上引入PLP后(即合成ABPL),分子的高度有序堆积结构被破坏;加入ACP后,PLP水解为吡哆醛并从2-APBA二聚体分子上脱落,2-APBA二聚体分子又可重新进行高度有序堆积,表现为体系的荧光增强.在0～5 U·L-1活性范围内,376.5 nm处的相对荧光强度与ACP活性之间呈现出良好的线性关系(R2=0.99).此外,当ACP、果胶酶、木瓜蛋白酶和脂肪酶的活性分别为4、50 000、80 000和10 000 U·L-1时,四种酶对应的相对荧光强度分别为0.2、-0.006、0.03和0.05.该结果表明ABPL对ACP具有高选择性.ABPL分子易合成,对ACP具有线性和高选择性响应,为设计合成可用于ACP检测的新型高效荧光底物提供了新策略.

    酸性磷酸酶2-氨基苯硼酸二聚体磷酸吡哆醛荧光

      原文链接:
    • 万方数据

    一种融合叶绿素荧光技术与可见-近红外光谱的番茄幼苗热胁迫无损检测方法

    魏子朝卢苗雷文晔王浩宇...
    1613-1619页
    查看更多>>摘要：全球气温上升导致高温天气频发,番茄作为温度敏感型植物更易发生热胁迫,最终导致产量损失.在植物热胁迫检测中,温度通常被用作标定其受胁迫程度的依据,但由于不同植株个体的耐热性和自身健康状态存在差异,同一温度下的植株可能会产生不同程度热胁迫症状,以温度来标定热胁迫状态可能会导致误判.以番茄幼苗为研究对象,提出了一种融合叶绿素荧光技术与可见-近红外光谱的番茄幼苗热迫胁程度快速分类方法,以提高对番茄热胁迫程度评估的准确性.采集了对照组植株和热胁迫植株的叶绿素荧光参数与可见-近红外光谱数据,以叶绿素荧光参数为热胁迫评价指标,结合k-means++聚类算法评估了番茄幼苗受热胁迫影响的严重程度,通过对标定后样本的叶绿素荧光参数和植物逆境胁迫相关生理量进行分析,验证了标定结果的合理性.以聚类模型输出为依据对光谱数据进行标定,采用3种预处理方法及其组合,结合3种特征波长提取算法对光谱数据进行处理,获得了 6个与样本热胁迫程度相关的特征波段.最后以6个特征波段为输入,热胁迫程度为输出,基于4种机器学习算法构建分类模型,实现了对样本热胁迫程度的分类.结果表明:样本叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,NPQ,Y(NPQ)和Y(NO)与其胁迫状态存在显著的中高度相关,依据以上参数将所有样本标记为无胁迫,轻度热胁迫和重度热胁迫三类.三类样本的叶绿素荧光参数、丙二醛(MDA)含量以及光合色素含量均表现出了组间显著差异,聚类结果合理.基于聚类结果对光谱数据进行标定,根据标定结果提取光谱特征波长,99％以上的冗余特征被消除,进一步筛选获得了6个用建立分类模型的特征波长.在建立的4个模型中,线性判别分析(LDA)模型具有最优性能,其测试集分类准确率为92.45％,F1分数为0.929 1,AUC为0.9780.结果表明,采用叶绿素荧光技术结合可见-近红外光谱技术检测热胁迫是可行的,该研究为热胁迫的快速检测、耐热性快速筛选以及高温灾害预警提供了一种有效方法.

    热胁迫叶绿素荧光k-means++算法可见-近红外光谱分类模型

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    不同浓度氧气对氧化铁促进的非生物腐殖化产物光谱特性的影响

    张颖超毕志涛田雯鑫徐锐...
    1620-1626页
    查看更多>>摘要：腐殖化是有机残体经微生物转化或化学氧化聚合形成腐殖质的固碳过程,产物腐植酸(HA)所具有的活性基团对污染物的环境化学行为有重要影响.天然矿物如含Mn/Fe/Al/Si的氧化物可以促进有机单体小分子物质(如多酚、还原性糖、氨基酸等)氧化聚合成HA.作为天然氧化剂,氧气可与金属氧化物协同促进非生物腐殖化,并提高产物HA质量.不同氧气浓度对金属氧化物促进的非生物腐殖化及有机质基团演化的影响尚不清楚.该研究选择儿茶酚和甘氨酸作为腐殖化前体物,分别代表多酚和蛋白质类物质降解的小分子.采用氧化铁作为腐殖化强化剂.对反应过程中的溶液及提取的HA进行紫外可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析.结果表明,在不同氧气浓度气氛下,有机质芳构化程度(UV254)依次表现为:21％氧气浓度＞40％氧气浓度＞0％氧气浓度.HA产量变化趋势与UV254结果一致,且在21％氧气浓度下,HA产量较40％与0％氧气浓度提升了 25％.XPS光谱分析表明:21％氧气促进了 HA中胺基N向吡咯N的转化,而40％氧气浓度则促进了胺基N向酰胺N的转化,0％氧气浓度下HA仍有胺基N.FTIR分析结果表明:·OH促进芳香类物质环裂形成了 HA中的含氧官能团(C=O,COOH).FTIR与UV-Vis的异质二维谱图分析结果表明,氧气促进了氨基酸转化成HA的C=O基团及酰胺转化成HA的芳基与脂肪族基团.结构方程模型(SEM)分析结果表明:铁离子溶出量是影响HA产率的关键因素,21％浓度的氧气通过促进铁离子的溶出加速了有机质的聚合.此外,Fe2+/Fe3+与HA产率呈负相关,说明氧气通过促进铁离子的转化间接影响了腐殖化反应.氧气浓度影响了腐殖化产物的转化,进而影响了 HA的产量和官能团组成.研究揭示了氧气浓度对腐殖化产物的影响,为腐殖化理论的完善提供参考.

    腐殖化氧化铁氧气浓度X射线光电子能谱二维相关光谱

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    并联卷积神经网络的近红外光谱定量分析模型

    于水宦克为刘小溪王磊...
    1627-1635页
    查看更多>>摘要：近红外光谱分析已成为工农业生产过程质量监控领域中不可或缺的重要分析手段之一,在食品、农业、医药等定性定量分析领域被广泛应用.预测精度高、运行速度快、泛化能力强的近红外光谱预测模型可用于不同物质的定性定量分析.但由于近红外光谱数据量的激增,传统的近红外光谱建模方法已经出现明显的不足.随着人工智能技术的不断发展,深度学习算法在近红外光谱分析领域得到了广泛应用.提出了一种基于并联卷积神经网络的近红外光谱定量分析模型(PaBATunNet).该模型由1个一维卷积层、1个并联卷积模块(Module)、1个展平层、4个全连接层和1个参数调节器(PR)组成,Module模块包括5个子模块分别对光谱数据进行线性及非线性多维特征提取,并通过Concatenate函数将提取后的光谱特征数据进行拼接,PR模块通过调节优化PaBATunNet模型参数,提高模型预测精度.基于Gard-CAM思想给出了 PaBA-TunNet模型高贡献度特征波长,增加了 PaBATunNet模型的可解释性.以谷物、柴油、啤酒、牛奶四组公开的近红外光谱数据为例,将PaBATunNet模型的预测结果与偏最小二乘(PLS)、主成分回归(PCR)、支持向量机(SVM)和BP神经网络(BP)模型的预测结果进行比较.结果表明,与PLS相比,PaBATunNet模型在谷物、柴油、啤酒、牛奶数据集的预测精度上分别提高了 30.0％、40.7％、43.0％、52.8％;与PCR相比,PaBATunNet 模型的预测精度分别提高了 28.8％、35.9％、40.8％、52.2％;与 SVM 相比,PaBATunNet 模型的预测精度分别提高了 45.5％、37.4％、45.3％、54.7％;与BP相比,PaBATunNet模型的预测精度分别提高了 7.9％、32.4％、90.1％、62.0％.基于并联卷积神经网络的近红外光谱建模方法相比于传统建模方法解决了模型预测精度低、运行时间长、泛化能力差以及可解释性不强等问题,可有效应用于工农业生产中不同物质的定量分析,为建立快速、无损、高精度的近红外光谱定量分析模型提供了科学基础.

    近红外光谱深度学习并联卷积神经网络定量分析预测模型

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    本刊声明

    《光谱学与光谱分析》期刊社
    1635页
      原文链接:
    • 万方数据

    婴幼儿护肤品中违禁激素丙酸氯倍他索的荧光渐变型比色分析

    许春华张惠煊孙毓唐楷臻...
    1636-1639页
    查看更多>>摘要：丙酸氯倍他索(CP)是一种糖皮质激素,可用于治疗湿疹、银屑病等皮肤病.婴幼儿长期频繁使用含CP的护肤品可能会导致严重的健康隐患.CP属化妆品禁添加组分,急需开发一种快速、简单护肤品中违禁激素CP的检测方法.通过橙色发光全无机钙钛矿量子点(CsPbBr1.5I1.5 QDs)和CP之间发生的卤素交换反应,荧光信号发生蓝移,偏移波长与CP浓度之间呈良好的线性关系,实现婴幼儿护肤品中CP含量的快速检测,检出限为0.2 mmol·L-1,检测时间为10 min.开发了用于婴幼儿护肤品中CP检测的荧光比色卡,可快速、准确、简便地用于婴幼儿护肤品中CP含量的检测.

    荧光光谱婴幼儿护肤品丙酸氯倍他索全无机钙钛矿量子点荧光比色分析

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    大口径辅助阳极型辉光放电溅射源的设计与研究

    万真真武佳施宁王永清...
    1640-1647页
    查看更多>>摘要：辉光放电原子发射光谱分析技术可对金属样品表面进行沿深度方向的逐层分析与表征,具有溅射速率快、分析效率高、可大面积溅射的优点.另外,辉光放电等离子体能量较低,材料逐层溅射激发过程中不易引起材料本身组织结构的变化,能够实现沿样品深度方向逐层剥蚀制样.将辉光放电溅射源与扫描电镜、光谱分析检测仪器等联用,可作为金属材料高通量定量表征的有效手段.为了高通量地获取材料表面的成分分布信息,需要对材料表面在多尺寸、大面积溅射条件下进行辉光放电等离子体溅射.因此在传统辉光溅射源的基础上,改进了阳极筒结构,设计了 4种直径为cm级的(15、20、30和40 mm)大口径阳极筒,并对其进行COMSOL数值模拟仿真和实际溅射效果研究.大尺寸溅射面可获得材料表面更为丰富的信息,但在相同溅射条件下,阳极口径增大也带来溅射速率下降、溅射面中心区域离子化率降低、影响溅射均匀性和坑型平整度等问题.为解决这些问题,设计了可应用于大口径直流辉光放电溅射源的辅助阳极结构,通过改变放电空间的电场分布情况调控等离子体分布,增强了阳极中心区域离子化率.详细阐述了辅助阳极结构的设计原理,并对传统阳极和辅助阳极进行了数值模拟仿真研究和实际溅射效果对比实验.结果表明增设辅助阳极对大口径溅射源溅射速率的提升效果明显,对阳极口径30 mm溅射源的溅射速率提升33％～48％,对阳极口径40 mm溅射源的溅射速率提升34％～57％.采用大口径辅助阳极型溅射源对紫铜样品进行了溅射激发,并用光学相干断层扫描仪(OCT)测试了溅射坑形貌,结果表明增设辅助阳极可有效改善溅射均匀性和坑型平整度.

    辉光放电高通量表征辅助阳极溅射速率溅射坑形貌

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于表面增强拉曼光谱的牛肝菌主成分分析及快速鉴定

    司民真王敏李伦杨永安...
    1648-1654页
    查看更多>>摘要：2021年《中国疾病预防控制中心周报》指出蘑菇中毒是我国最严重的食品安全问题之一,2021年发生蘑菇中毒事件327次,涉及923例患者,其中20例死亡,总死亡率为2.17％,事件中共鉴定出毒蘑菇74种.牛肝菌由于味道鲜美,是人们最喜爱的菌类之一.由于烹调不当或是混入有毒牛肝菌,就会发生牛肝菌中毒事件.如何快速得出牛肝菌的主成分并进行鉴定,成为了一个迫切需要解决的问题.该研究从楚雄市鸿福农贸市场上购买的10个新鲜牛肝菌样品,使用菌盖进行徒手切片,用微波法制备的纳米银溶胶制成银胶装片,置于DXR显微拉曼光谱仪的10倍物镜下,获得10个样品的表面增强拉曼光谱(SERS).通过对SERS的分析发现10个样品中,样品7、8、10主成分相同,样品6、9主成分相同,其余样品主成分各不相同.以样品1为例,主成分有L-苯基丙氨酸(1 583 cm-1环内C—C伸缩振动、1 199 cm-1 NH2摇摆振动)、L-组氨酸(1 572 cm-1 C=C伸缩振动、COO-不对称伸缩、1 229 cm-1面内环变形振动)、异亮氨酸(1 342 cm-1C—H、N—H变形振动、486 cm-1 COOH摇摆振动、353 cm-1骨架振动)、L-天冬氨酸(1 136 cm-1 C—N伸缩振动)、甘氨酸(1 386 cm-1 COO-变形振动、889 cm-1 C—C伸缩振动)、蛋氨酸(681 cm-1 C—S反对称伸缩振动)、吡喃糖化幌物(973 cm-1对称环振动).采用光谱软件OMNIC Specta的建库功能随机挑选10个样品的一条谱线进库,建库后可快速进行光谱匹配度的检索,通过匹配度的高低鉴定待测样品.在10个样品中,除2、10号样品的匹配度小于60％外,其余样品的匹配度都大于60％.样品7、8的匹配度接近且有交叉,说明样品7、8是同一品种,而样品6、9的匹配度接近而交叉项少,说明这两个样品是同一品种或相近品种.DNA检测结果表明样品7、8、10同为白牛肝菌,而样品6、9同为薄瓤假美柄牛肝菌.该实验为牛肝菌的主要成分检测和快速鉴定提供了一种简单可靠的方法.同时,该方法对野生蘑菇的物种鉴定具有很大的应用潜力,在野生菌中毒病例中,迅速确定毒蘑菇种类,从而为抢救病人赢得时间具有重要的意义.为此首次对野生蘑菇子实体进行SERS研究.

    牛肝菌纳米银表面增强拉曼光谱主成分匹配度

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    《光谱学与光谱分析》投稿简则

    1654页
      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    张家窑林场出土玛瑙的谱学特征与加工工艺研究

    于涵杨璐李梓轩丛丽莉...
    1655-1660页
    查看更多>>摘要：张家窑林场出土了四个玛瑙管珠文物,为研究出土玛瑙的特征以及加工工艺,使用激光显微拉曼光谱、超景深显微镜、X射线荧光光谱、X射线探伤等技术观察并分析了张家窑林场辽墓出土的玛瑙串饰,并对其原料来源、加工工艺和保存状况进行了讨论.结果表明,样品的主要组成为α-石英和斜硅石,致色矿物为针铁矿、赤铁矿和六方纤铁矿,样品的拉曼谱带的积分比为4.18,根据函数曲线估算样品的斜硅石相对含量约为20％,斜硅石与α-石英特征峰面积之比(A501/A462)约为0.22～0.3,推测玛瑙为可能为北红玛瑙.X射线探伤结果表明,管珠的加工工艺为对向钻孔,加工工具可能为实心钻具加少量解玉砂,样品表面受沁情况比较严重,对张家窑1号棺棺内土壤进行研究后发现木棺内土壤为中性土,对管珠的影响较小,结合目前对玉器老化的相关研究,推测玛瑙的受沁情况与原料质量以及样品风化有关.

    契丹玛瑙受沁加工工艺

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普