温度干扰下的葡萄糖水溶液近红外光谱修正方法与比较

摘要：

水的近红外吸收光谱受温度影响较大,采用近红外光谱法对水溶液样本进行成分测量时,温度的影响不能忽视.特别对于葡萄糖这种弱吸收成分,温度的微小变化会对其测量精度造成较大影响.实验发现葡萄糖水溶液在30℃附近时,温度每变化1摄氏度,在1160 nm处溶液的吸光度变异系数约0.3447％,这个变化约相当于500～600 mg·dL-1葡萄糖浓度引起的溶液吸光度变化量.将近年来发展的几种化学计量学方法用于温度扰动下葡萄糖水溶液的光谱修正,以提高葡萄糖测量精度,具体包括广义最小二乘加权法(GLSW)和外部参数正交化方法(EPO).对不同温度的葡萄糖水溶液样品在900～1350 nm的光谱进行采集,测试了两种方法对温度变化后光谱的修正效果,考察了修正后光谱的葡萄糖预测误差,并与传统的考虑温度变量的多变量回归方法—偏最小二乘(PLS)回归法进行了比较.结果表明,GLSW和EPO方法对不同温度下的溶液光谱有好的校正效果,不同温度下溶液光谱的变异系数得到显著改善,同时两种方法在模型复杂性、温度修正效果等方面都优于传统方法.研究可推广到其他水份含量较大的样品测试场合,也对人体组织中的葡萄糖测量有借鉴价值.

关键词：近红外光谱法(NIRspectroscopy)、外部参数正交化(EPO)、广义最小二乘加权(GLSW)、葡萄糖测量、温度修正

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分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家863计划高技术研究发展计划项目2012YQ090194

在线出版日期：2017-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3391-3398