第32卷，第8期 2012年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.32,No.8,pp2157-2161
August，2012
基于遗传算法的曲线拟合方法用于重叠荧光光谱的定量解析
夏祥华，孙汉文”
河北大学化学与环境科学学院，河北省分析科学重点实验室，河北保定071002
摘要将修正高斯模型为遗传算法的适应性函数用于拟合荧光光谱图，有效地解决了分子荧光光谱法多组分检测过程中荧光光谱相互干扰的间题。考察了不同尿液中内源性荧光物质对加替沙星(GFLXO荧光的干扰。应用拟合荧光光谱图可有效地消除内源性荧光物质的干扰，在优化条件下，GFLX的浓度在0.06～3.5 μg，mL-范用内，与其荧光强度之间具有良好的线性，相关系数为0.9994检出限为0.02g·mL-1，回收率为99.2%～109.4%，相对标准偏差为1.3%~2.7%。结果表明，拟合荧光光谱法无需分离即可实现对
尿液中GFLX准确的定量检测，适用于常规定量检测和药物代谢研究。关键词传算法；修正高斯模型；拟合荧光光谱；加替沙星
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)08-2157-05
尿液中GFLX等抗生素的测定(1o.1)，固相萃取预处理尿液，可降低尿减背景干扰，但是操作程序较为复杂(3，已有多篇文献报道以高效液相色谱分离用于检测尿液中的氟唑诺酮类
荧光分析法由于具有高灵缴度，已经成为痕最分析的重要工具，当复杂样品的不同光谱的峰位接近时，谱带之间可能发生严重的重叠，这对光谱分析处理带来麻烦。近年来，随着计算机科学的发展，化学计量学日益受到重视，为多组分同时测定提供了一个重要的研究手段(1-3")，主成分回归、小波变换、因子分析方法、最小二乘法和神经网络模型等化学计量学方法被广泛应用于定量解析复杂体系。
光谱图、色谱图一般可以用高斯曲线予以描述["，高斯函数可以表达谱图中峰形、峰高和峰位等具有明确物理意义的参数，故用高斯函数系作为基本函数形式对光谱曲线进行拟合的方法是可行的[6]。基于修正的高斯模型(exponentially modifiedgaussian，EMG)已成功对光谱和色谱重叠峰进行人工解析[7.)。本工作以解决尿液中的内源荧光物质干扰尿液中GFLX的定量检测为例，把基于遗传算法优化下EMG拟合算法引入，将离收的光谱信息转换为连续信息，从原始光谱曲线中分离出若干个修正的高斯峰，将每个峰的特征信息组成新的信息矩阵，实现对相互干扰重叠的荧光光谱图的解析，从面建立一种重登叠荧光光谱解析的新方法。尿减中的内源物质对GFLX的分子荧光有较强的干扰。尿液内源物质的荧光光谱结构特征会因个体的不同有较大的变化(，直接用常规的分子荧光方法难以定量检测。尽管荧光光谱法已用于
抗生素(31]，但是，试剂用量大，线性范围较窄，灵敏度低。如何简便有效地校正尿液中内源荧光物质的干扰，建立-一种无需前处理而直接测定尿液中的抗生索的快速分析方法是十分必要的。本方法避免了紫项的分离步骤。以“数学分离”代替“化学分离”，直接、简使、快速，且结果准确、可靠，具有实用价值。
原理与算法
EMG模型 1.1
研究表明[15]，EMG模型即修正的高斯模型，是对高斯模型的一个修正，能有效的描述拖尾现象的谱峰。用于模拟荧光光谱的EMG模型的函数公式如下{")。
exp(
Vt) =Ae
2r
exp(
d
）)/2元
Z = [(t tg)/o,] (og/t), f, = tg 0. 8r
其中：V(t)为一定波长下对应的荧光强度，A为每个子峰的峰面积，，为最强发射波长对应的波长，，为高斯函数的标
准偏差，t为高斯函数波长衰减常数。 1.2遗传算法
遮传算法"使用群体搜索技术，它通过对当前群体施
收稿日期：2012-01-05，修订日期：2012-05-10
基金项目：国家自然科学基金项目（20875020)和河北省自然科学基金项目（B2008000583)资助
作者简介：夏祥华，1978年生，河北大学化学与环境科学学院博士研究生
e-mail, hanwen@hbu edu cn
，通讯联系人
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e-mail:xiaxianghua2006@163,com