近红外光谱

赣南师范学院学士学位论文

用近红外光谱法测定尿液中葡萄糖的含量

教学学院物理与电子信息学院

届别 09 级

专业物理学

学号 0 9 0 8 0 0 0 4 6

姓名曾庆胜

指导教师廖翌博

完成日期 2013 年3月31日

目录

内容摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Key words (1)

引言 (2)

1.近红外光谱技术概述 (2)

1.1近红外光谱技术的基本原理 (2)

1.2溶液中近红外光谱的分析方法 (4)

1.3近红外光谱中偏最小二乘法的定量分析 (4)

第二章近红外光谱法定量分析尿液中葡萄糖含量

1.实验部分 (6)

1.1材料 (9)

1.2图谱采集 (9)

1.3模型的建立 (9)

2.结果与讨论 (6)

2.1近红外光谱 (6)

2.2数学模型的建立与评价 (9)

3.结论 (16)

参考文献 (17)

致谢 (18)

用近红外光谱法测定尿液中的葡萄糖

姓名：曾庆胜

指导老师：廖昱博

内容摘要：近红外光谱技术(NID)是一种高效快速的现代分析技术,它综合运用了计算机技术、光谱技术和化学计量学等多个学科的最新研究成果"。而随着计算机技术和化学计量学的迅速发展,近红外光谱在各领域中的应用研究蓬勃展开"并已逐渐得到大众的普遍接受和官方的认可"。近红外光谱分析技术具有其分析速度快、分析效率高，同时可测量多个样品操作方便等特点，目前已在制药工业、食品工业、石油化工等多个领域获得广泛的应用"。本文在廖昱博老师的指导下研究了近红外光谱法定量分析尿液中葡萄糖含量的研究"，分综述和研究报告两部分组成："综述部分简单概述了近红外光谱技术的原理、分析特点以及与之相结合应用的化学计量学在分析中的应用"：研究报告部分研究利用近红外技术结合偏最小二乘法同时测定尿液中的葡萄糖。

尿液标本是一种容易获得的材料，其组成的变化不仅能反映泌尿生殖系统的病变，而且很多全身性疾病也可引起尿液成分的变化。通过近红外光谱法测定尿糖有利于在大范围人群中进行健康监测。

关键词：尿液中葡萄糖近红外光谱偏最小二乘法

Abstract: near infrared spectroscopy (NID) is a kind of efficient and rapid modern analysis technique, it integrated use of computer technology, spectroscopy and chemical metrology, the latest research achievements of multiple disciplines such as ". And with the computer technology and the rapid development of chemometrics, nir application research in the field of the vigorous "and have come to get the official acceptance and recognition of the general public". The near infrared spectral analysis technology with its fast analysis speed, high efficiency, can measure multiple samples at the same time convenient operation etc., has been in the pharmaceutical industry, food industry, petrochemical and other fields have wide application ". Liao Yubo is presented in this paper under the guidance of the teacher studied the near infrared spectroscopy quantitative analysis research "amounts of glucose in the urine, zong

Urine specimen is a readily available material, its change can not only reflect the urogenital system composed of pathological changes, and many systemic diseases can also cause urinary composition changes. By near infrared

Keywords: near infrared spectrum of glucose in the urine of partial least squares

第一章绪论

1 近红外光谱技术的概述

1.1近红外光谱技术的基本原理

近红外光是介于可见光和中红外光之间的电磁波，它的波长范围是780—2526nm，近红外光谱是由分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时发生的，记录的是含氢基团（X-H)倍频和合频的吸收，不同基团或同一基团在不同的化学环境中产生的光谱在吸收峰位置和强度上都有所不同。由朗伯—比尔定律A lc

ε

=即吸光度与样品吸光物质浓度呈线性关系，是光谱分析的定量依据，近红外光谱的谱峰很宽，共存组分光谱之间重叠干扰严重，采用多元校正方法进行校正。尿液中葡萄糖的吸收峰处于4300cm-1、4400cm-1（C-H）、4700cm-1（O-H）。

由于物质近红外吸收峰的重叠，所以很难由单一波长对其成分含量进行直接测定。一般地讲，近红外光谱分析技术是一种间接测量技术，即通过对己知品质参数样品的光谱和其品质参数的关联建立校正模型，然后通过校正模型和未知品质参数样品的光谱来预测样品。

1.2溶液中近红外光谱的分析方法

透射光谱法就是把待测样品置于作用光与检测器之间，检测器所检测到的分析光是作用光通过样品体与样品分子相互作用后的光，若样品是透明的真溶液，则分析光在样品中经过的路程一定，透射光的强度与样品组分浓度由比耳定律决定。

1.3近红外光谱中偏最小二乘法的定量分析

偏最小二乘法（PLS）是化学计量学中最为常见的一种定量分析技术。设A （n×m）为n个样品在m个波长上的光谱参数矩阵,C(n×L）为n个样品L种成份含量构成的浓度矩阵。PLS法不直接建立每种成份与光谱参数向量的关系(回归)方程,而是考虑A(n×m)与C(n×L）的外部关系和联系二者的内部关系,将A(n×m)和C(n×L）分解为如下形式: