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固体火箭技术 2016年第3期39卷 373-377页

作者：程士超蔺向阳李燕菅桂星南京理工大学化工学院南京210094 山西北方兴安化学工业有限公司太原030008

建立了AOTF近红外光谱仪检测固体推进剂中多固体组分混合的方法,以PVB、MA、Al粉三固体组分在水中的混合为基础,扫描样品得到近红外光谱,经平滑、均值归一化、标准归一化(SNV)、基线校正和一阶、二阶导数预处理后,用偏最小二乘法(PLS)... 详细信息

建立了AOTF近红外光谱仪检测固体推进剂中多固体组分混合的方法,以PVB、MA、Al粉三固体组分在水中的混合为基础,扫描样品得到近红外光谱,经平滑、均值归一化、标准归一化(SNV)、基线校正和一阶、二阶导数预处理后,用偏最小二乘法(PLS)、交互验证建立3种组分的定量校正模型。结果表明,不同预处理方法对结果影响不一,其中使用SNV预处理消除了光谱散射对结果的影响,得到的各组分定量校正模型最优。3种组分中,定量校正模型决定系数均在0.95以上,以MA的模型决定系数最大,为0.991 377,对近红外光谱本身没有特殊吸收的组分Al粉,也得到了很好的定量校正模型,模型决定系数达到0.984 637。3种组分的定量校正模型对未知样品进行预测时,绝对误差均小于1%。因此,可用近红外光谱分析法对多固体组分的混合进行测试。

关键词：近红外光谱固体推进剂组分混合定量校正模型

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近红外光谱法快速检测毛/涤混纺面料中的毛含量

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毛纺科技 2015年第12期43卷 52-56页

作者：刘荣欣江西服装学院江西南昌330201

为提高纺织面料成分的检测速度和分析精度,文章以80个纯羊毛、80个纯涤纶、150个毛/涤混纺样品为研究对象,建立近红外光谱图库,选用均值中心化、Savitzky-Golay导数、Savitzky-Golay平滑、多元散射校正光谱预处理方法,然后结合偏最小二... 详细信息

为提高纺织面料成分的检测速度和分析精度,文章以80个纯羊毛、80个纯涤纶、150个毛/涤混纺样品为研究对象,建立近红外光谱图库,选用均值中心化、Savitzky-Golay导数、Savitzky-Golay平滑、多元散射校正光谱预处理方法,然后结合偏最小二乘法建立PLS定量校正模型。为验证模型的实用性,对50个毛/涤样品进行了预测。检测结果显示:毛含量的预测平均绝对误差(MAE)为1.036 4%,预测标准差(RMSE/SEP)为0.695 4%,该研究为近红外光谱分析快速检测混纺织物纤维含量及纺织应用领域提供了重要依据。

关键词：近红外光谱法毛/涤混纺样品偏最小二乘法定量校正模型

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近红外光谱透射与透反射法测定扶正止痒方提取液中黄柏酮等定量模型的比较分析

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药物分析杂志 2021年第8期41卷 1436-1447页

作者：汪弟魏惠珍吕尚金浩鑫邹瀚霖谢苏梦饶毅江西中医药大学南昌330004 中药固体制剂制造技术国家工程研究中心南昌330006

目的:采用近红外光谱(NIRS)的透射与透反射2种方法,分别建立并比较扶正止痒方提取液中指标成分的定量校正模型,为液体样品采用NIRS测定方法的选择提供参考。方法:利用高效液相色谱(HPLC)法测定提取液中黄柏酮、落新妇苷及3个异构体(新... 详细信息

目的:采用近红外光谱(NIRS)的透射与透反射2种方法,分别建立并比较扶正止痒方提取液中指标成分的定量校正模型,为液体样品采用NIRS测定方法的选择提供参考。方法:利用高效液相色谱(HPLC)法测定提取液中黄柏酮、落新妇苷及3个异构体(新落新妇苷、新异落新妇苷、异落新妇苷)的总量,采用NIRS的透射与透反射2种方法分别采集样品光谱,利用偏最小二乘法(PLS)和交叉验证法(CV)等化学计量学方法,尝试建立指标成分含量与近红外光谱间的定量校正模型。结果:采用透射与透反射建立的黄柏酮定量校正模型的相关系数r分别为0.9484、0.8883,验证集的r分别为0.9407、0.9210,交叉验证均方差(RMSECV)分别为0.0009、0.0013,预测均方差(RMSEP)分别为0.0011、0.0011;落新妇苷及3个异构体(简称落新妇总苷)定量校正模型的r分别为0.9795、0.9372,验证集的r分别为0.9821、0.9669,RMSECV分别为0.0109、0.0188,RMSEP分别为0.0113、0.0204。采用2种方法所建模型的预测值与实测值之间具有良好的线性关系,两者无显著性差异(p>0.05),预测效果良好。结论:采用NIRS的透射与透反射所建指标成分的校正模型均能达到定量要求,但应用透反射所建模型的预测值与实测值的相关性更好,测定误差更小,预测准确度更高,预测值更接近实测值,本文可为液体样品采用NIRS测定方法的选择提供参考。

关键词：近红外光谱透射透反射定量校正模型黄柏酮落新妇总苷

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近红外光谱技术在快速测定连翘提取物中连翘苷含量的应用

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光散射学报 2010年第2期22卷 175-180页

作者：张威王星龚海燕陈志红白雁河南中医学院郑州450008

本文主要对近红外光谱技术在快速测定连翘提取物中连翘苷含量的应用进行了研究。利用近红外漫反射光谱法采集样品的近红外光谱,以HPLC分析值作为参考值,采用偏最小二乘法(PLS)建立连翘苷含量的定量校正模型,并用未知样品对该模型进行验... 详细信息

本文主要对近红外光谱技术在快速测定连翘提取物中连翘苷含量的应用进行了研究。利用近红外漫反射光谱法采集样品的近红外光谱,以HPLC分析值作为参考值,采用偏最小二乘法(PLS)建立连翘苷含量的定量校正模型,并用未知样品对该模型进行验证。所建模型的相关系数(R2)、校正均方差(RM-SEC)和内部交叉验证均方差(RMSECV)分别为0.9745、0.117和0.2392;经外部验证,预测相关系数(r2)和预测均方差(RMSEP)分别为0.9788和0.0776。结果表明该方法操作简便,无污染,结果准确可靠,可用于连翘提取物中连翘苷含量的快速测定。

关键词：近红外光谱技术连翘提取物连翘苷定量校正模型

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机器学习在制药过程分析中的应用基础研究

机器学习在制药过程分析中的应用基础研究

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作者：阎续浙江大学

学位级别：博士

在复杂体系制药过程中,通常需要监测和控制多种关键工艺参数或关键质量属性,以确保生产过程正常运行,保证产品质量。研究如何将过程分析技术(Process Analytical Technology,PAT)应用于复杂体系制药过程监测与控制,具有重要意义。然而,... 详细信息

在复杂体系制药过程中,通常需要监测和控制多种关键工艺参数或关键质量属性,以确保生产过程正常运行,保证产品质量。研究如何将过程分析技术(Process Analytical Technology,PAT)应用于复杂体系制药过程监测与控制,具有重要意义。然而,目前在选择光谱技术作为PAT工具应用于制药过程监测时,通常使用传统的化学计量学方法并按照其相关流程进行PAT方法开发。作为人工智能领域发展最快的学科之一,机器学习已在不同类型复杂数据处理中取得突破。光谱数据也属于复杂数据,机器学习中的诸多“智能”算法理论上也能改进光谱数据处理流程,提高光谱分析模型性能,但机器学习方法在PAT中的研究和应用较为有限。为此,本研究将机器学习方法与思想,引入复杂体系制药过程分析技术光谱定量分析流程中。借助机器学习中的层次聚类分析(Hierarchical Clustering Analysis,HCA)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)、k近邻(k-Nearest Neighbor,kNN)与即时学习(Just-in-Time Learning,JITL)以及集成学习等方法或思想,从样本选择、光谱自动预处理、光谱特征可视化、模型更新和多模型融合等多个角度,开展了机器学习在复杂体系制药过程分析技术中的应用基础研究。本研究的主要内容及学术成果如下:1.提出了3种基于HCA的建模样本选择或重构方法。以山羊角水解过程为研究对象,以在线拉曼光谱为PAT工具,以所提3种基于HCA的方法从样本库中选择或重构样本,构建新校正集,建立了基于拉曼光谱的氨基酸浓度偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)定量校正模型,用于水解过程监测。样本选择或重构前,为提高模型预测性能,进行了基于实验设计的光谱预处理方法选择和光谱叠加数量优化。样本选择或重构步骤中,优化了HCA参数,考察了聚类数对模型性能的影响,并与经典的样本选择方法进行比较。使用基于HCA的3种样本选择或重构方法,从样本库构建新校正集,有望增加建模样本代表性,减少建模所需样本数并提高模型性能。2.探究了CNN光谱建模方法并挖掘了其光谱自动预处理功能。以实验室规模山羊角水解过程和工业规模三七层析洗脱过程为研究对象,分别以在线拉曼光谱和近红外光谱为PAT工具,设计CNN网络结构,建立多种分析物浓度的CNN定量校正模型。通过比较以原始光谱建立的CNN定量校正模型,和经光谱预处理优化的PLS定量校正模型,评价CNN建模方法的优劣,说明CNN方法可能无需依赖光谱预处理,该方法可望用于改进传统光谱分析流程。本研究进而尝试打开CNN模型的“黑匣子”,发现CNN模型可自动学习到不同的光谱变换方式,用于提取不同光谱特征。这些光谱变换与一些传统的光谱预处理方法具有相似的作用效果,可视为CNN模型的自动光谱预处理方法。CNN建模方法在光谱分析中具有独特优势。3.提出了CNN定量校正模型光谱特征可视化的方法。以三元氨基酸混合体系为研究对象,以拉曼光谱为分析工具,设计并使用2种CNN模型结构,建立3种氨基酸含量的CNN定量校正模型,进而探究CNN定量校正模型的光谱特征可视化方法。基于“类激活映射”理念所提的光谱特征可视化方法,具有一定的应用可行性,有助于增加CNN模型可解释性,理解CNN方法在光谱分析中应用的工作机理。4.探究了基于kNN和JITL的建模策略在模型更新中的应用。以工业规模三七层析洗脱过程为研究对象,以在线近红外光谱为PAT工具,应用基于kNN和JITL的模型更新策略,说明了其在模型建立和更新阶段的应用潜能。建立高效的模型更新策略,有助于降低模型维护成本,并保证模型性能可持续满足制药过程监测需求。5.探究了集成学习方法在多模型融合中的应用。以山羊角水解过程为研究对象,分别以在线拉曼光谱和离线近红外光谱为PAT工具,并分别以PLS和CNN算法为建模方法,以所建模型作为4个个体学习器。通过采用集成学习中的不同结合策略,融合个体学习器,发现集成学习方法具有提高模型预测性能的潜能,为不同PAT工具或建模算法的融合使用提供研究基础。

关键词：机器学习过程分析技术光谱技术定量校正模型卷积神经网络样本选择特征可视化模型更新

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基于近红外光谱的固体推进剂组分快速测试方法研究

基于近红外光谱的固体推进剂组分快速测试方法研究

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作者：程士超南京理工大学

学位级别：硕士

传统的固体推进剂组分测试方法比较滞后,为了达到快速测试的目的,新型的、便携的测试方法亟须建立。本文通过近红外光谱分析技术研究了固体推进剂组分的混合特性,分别对模拟推进剂配方体系中的两固体组分和三固体组分与水之间的混合进... 详细信息

传统的固体推进剂组分测试方法比较滞后,为了达到快速测试的目的,新型的、便携的测试方法亟须建立。本文通过近红外光谱分析技术研究了固体推进剂组分的混合特性,分别对模拟推进剂配方体系中的两固体组分和三固体组分与水之间的混合进行了测试,用两种不同的混合均匀性分析方法对物料的在线检测进行了分析。首先,对模拟推进剂配方体系中的两固体组分含水的样品进行了分析,结果显示PVB、MA和水的混合体系以均值归一化光谱预处理结果为最优,使用偏最小二乘法建立的组分模型以PVB为最好,其决定系数为0.9888；在NC、MA和水的混合体系中,以一阶导数的光谱预处理方式为最优,组分NC和MA模型的决定系数达到了0.9976。其次,研究了模拟推进剂配方体系中的三固体组分含水样品的光谱数据,在PVB、MA、Al粉和水的体系中,以矢量归一化的光谱预处理方式为最优,在使用偏最小二乘法所建立的组分模型中,以组分MA的模型为最好,其决定系数为0.9914；在NC、NG、RDX和水的体系中,以均值归一化的光谱预处理方式为最优,其中组分MA的定量校正模型最好,其模型决定系数为0.9923。最后,使用建立的三固体组分含水的样品定量校正模型对样品在实时混合过程测试的光谱进行预测,各组分含量的CV值和样品总的MBSD值均逐渐减小,随时间也趋于稳定,表明随着时间的增加,样品各组分之间的混合越来越均匀。可以发现,这两种分析方法均可以很好的对样品的混合均匀性进行很好的判断。结果表明,使用近红外光谱分析技术的分析时间相对传统分析方法而言,大大缩短,对固体推进剂组分进行快速定量测试是可行的。

关键词：固体推进剂近红外光谱分析技术组分混合特性定量校正模型实时检测

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玉屏风制剂提取中的近红外校正模型构建方法和检测方法

玉屏风制剂提取中的近红外校正模型构建方法和检测方法

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作者：王洛临李智勇张建军卢泳冯建英陈雪婷李洁环徐文杰 510030 广东省广州市恒福路60号

本发明涉及一种玉屏风制剂提取中的近红外校正模型构建方法和检测方法。包括以下步骤：采集玉屏风制剂提取工艺中的样本，经高效液相色谱检测和干燥失重法检测，以毛蕊异黄酮葡萄糖苷、升麻素苷、5‑O‑甲基维斯阿米醇苷和水溶性固形物为... 详细信息

标准号: CN111521701A

本发明涉及一种玉屏风制剂提取中的近红外校正模型构建方法和检测方法。包括以下步骤：采集玉屏风制剂提取工艺中的样本，经高效液相色谱检测和干燥失重法检测，以毛蕊异黄酮葡萄糖苷、升麻素苷、5‑O‑甲基维斯阿米醇苷和水溶性固形物为质控指标，获得样本中质控指标的含量；经近红外光谱检测采集玉屏风制剂提取工艺中的近红外光谱；将采集到的近红外光谱与质控指标的含量进行关联，采用偏最小二乘法构建玉屏风制剂提取工艺中质控指标的近红外定量校正模型。本发明方法实现玉屏风制剂提取过程中质控指标含量的全程实时质量监控，从而确定提取工艺终点，有利于提高玉屏风制剂提取工艺的质量控制水平，充分保证最终产品批间质量稳定、可靠。

关键词：玉屏风制剂质控近红外光谱采集样本毛蕊异黄酮葡萄糖苷高效液相色谱检测近红外光谱检测定量校正模型偏最小二乘法水溶性固形物质量控制水平干燥失重法工艺终点红外校正模型构建质量监控质量稳定检测构建升麻关联全程保证

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基于近红外建立荞麦掺假快速检测模型

基于近红外建立荞麦掺假快速检测模型

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中国营养学会第十三届全国营养科学大会暨全球华人营养科学家大会

作者：张晶闫超张鑫鄂晶晶郭军内蒙古农业大学

目的荞麦营养丰富且具有保健功能,市场上荞麦价格较高,是小麦的2倍以上,因此很容易被掺入小麦面粉,从而使其特有的营养和保健功能大打折扣,破坏市场秩序,冒犯消费者尊严。近红外广泛用于石油、制药、农业、医学和食品和饲料行业,主要用... 详细信息

目的荞麦营养丰富且具有保健功能,市场上荞麦价格较高,是小麦的2倍以上,因此很容易被掺入小麦面粉,从而使其特有的营养和保健功能大打折扣,破坏市场秩序,冒犯消费者尊严。近红外广泛用于石油、制药、农业、医学和食品和饲料行业,主要用于营养和化学成分的快速检测,近年也逐渐开始用于一些食品,如牛奶、果汁、油脂掺假、造假的鉴别。荞面中掺假小麦面的现象尚未引起足够的重视,目前尚无可靠的、健全的定性和定量鉴别荞麦中小麦粉掺假的报道,更未见利用

关键词：定量校正模型红外光谱检测模型

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现代近红外光谱技术在石油产品分析中的应用

现代近红外光谱技术在石油产品分析中的应用

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作者：陆婉珍袁洪福徐广通刘伟陈英石油化工科学研究院

现代近红外光谱技术是稳定、可靠的分析仪器和功能强大的化学计量学软件的有机结合。获奖者在成功研制CCD近红外光谱仪器及光谱化学计量学分析软件的基础上,将研制的仪器及软件用于石油产品分析,如汽油辛烷值、柴油的组成及性质、航煤... 详细信息

现代近红外光谱技术是稳定、可靠的分析仪器和功能强大的化学计量学软件的有机结合。获奖者在成功研制CCD近红外光谱仪器及光谱化学计量学分析软件的基础上,将研制的仪器及软件用于石油产品分析,如汽油辛烷值、柴油的组成及性质、航煤的冰点等,形成近红外光谱的成套分析技术,取得了良好的应用效果。应用结果表明,近红外光谱分析具有高效、快速、重现性好、分析成本低、不破坏样品、无任

关键词：红外光谱技术石油产品分析定量校正模型

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法布里干涉近红外光谱仪定量测定大豆、玉米主要成分

法布里干涉近红外光谱仪定量测定大豆、玉米主要成分

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全国第四届近红外光谱学术会议

作者：王冬闵顺耕朱业伟中国农业大学理学院北京100193 北京农业信息技术研究中心北京100097 北京农产品质量检测与农田环境监测技术研究中心北京100097 中国农业大学理学院北京100193

基于法布里干涉原理的近红外光谱仪是一种基于微机电制造技术的近红外光谱仪,具有高性能、重量轻、体积小、无移动部件等特点,非常适用于现场、在线分析。本研究采用Axsun近红外光谱仪采集了40个大豆样品、46个玉米样品的近红外光谱,采... 详细信息

基于法布里干涉原理的近红外光谱仪是一种基于微机电制造技术的近红外光谱仪,具有高性能、重量轻、体积小、无移动部件等特点,非常适用于现场、在线分析。本研究采用Axsun近红外光谱仪采集了40个大豆样品、46个玉米样品的近红外光谱,采用PLS方法分别建立了大豆粗蛋白质、脂肪含量的定量校正模型和玉米粗蛋白质、脂肪、淀粉含量的定量校正模型.结果表明,大豆粗蛋白质、脂肪定量校正模型的模型维数分别为6、5,决定系数(R2)分别为97.94％、93.66％,交互验证均方根误差(RMSECV)分别为0.49、0.44,相对预测性能(RPD)分别为5.18、3.15;玉米粗蛋白质、脂肪和淀粉含量的定量校正模型的模型维数分别为4、4和6,决定系数(R2)分别为90.15％、95.22％和87.81％,交互验证均方根误差(RMSECV)分别为0.37、0.15和0.72,相对预测性能(RPD)分别为2.57、3.57和2.42.F检验表明,上述校正模型的预测值与化学值具有极显著的相关关系。研究结果表明,Axsun便携型近红外光谱仪可以用于大豆、玉米主要成分定量现场快速测定。

关键词：便携型近红外光谱仪法布里-珀罗干涉仪定量校正模型化学成分大豆玉米

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