氯化钠对葡萄糖水溶液近红外光谱的影响

摘要：

人体内钠盐的含量影响血糖代谢且与糖尿病具有较高的相关性。因此，在进行血糖的近红外光谱无创检测时，不仅要考虑血液中大颗粒及大分子物质对光谱的吸收和散射影响，也应从分子结构层面上分析小分子物质对葡萄糖分子结构及其特征吸收的影响。基于声光可调谐滤波器（AOTF）的高精度近红外光谱采集系统，测量并研究了在水溶液环境下氯化钠（NaCl）对葡萄糖分子结构及其近红外特征吸收的影响。首先，测量含有不同 NaCl 含量的葡萄糖水溶液透射光谱，分别采用纯水和同浓度 NaCl 样本进行背景修正，实验表明，在水溶液环境中 NaCl 会改变水分子和葡萄糖分子特征吸收峰的位置和强度；对不含 NaCl 和含有 NaCl 的糖水样本分别扣除纯水和同浓度 NaCl 样本后进行二维相关光谱分析，同步谱的切线谱显示 NaCl减弱了葡萄糖分子在1400和1520～1700 nm 处的特征吸收。最后，通过偏最小二乘回归模型定量分析NaCl 对葡萄糖预测精度的影响，发现模型的预测均方根误差随 NaCl 含量的增加而增大，并且含 NaCl 的样本与不含 NaCl 的样本对葡萄糖浓度预测值之差的平均值与加入的 NaCl 含量近似为线性关系。结果表明，在水溶液环境下 NaCl 分子会改变葡萄糖分子键状态并影响其特征吸收，从而降低模型的预测精度。若将NaCl 含量作为变量因子，有助于提升血糖的近红外光谱无创检测精度。

关键词：近红外光谱、葡萄糖、氯化钠、偏最小二乘、二维相关光谱

所属期刊栏目：36

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金项目81471698，81401454，60938002;国家863计划项目2012AA022602

在线出版日期：2016-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1706-1711