第30卷，第7期 2010年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
对强费光背景拉曼光谱定量分析的研究
成，黎绍发2
吴正洁"，黄耀熊1*，王
1.暨南大学生物医学工程研究所，广东广州510632
2.华南理工大学计算机科学与工程学院，广东广州510640
Vol. 30,No. 7, pp1798-1801
July，2010
摘要针对拉受光谱定量分析中的难点间题一对具有强荧光背景物质的定量分析，文章分别对具有较强荧光背景的不同浓度下的纯甲醇溶液及不同浓度比例的甲醇和乙醇混合溶液的拉受光谱数据采用新的归一化法结合基线校准技术进行拉受光谱定量分析；同时，对由数据采集时的时空差异所引起的样品数据组间的波动性进行了研究。模拟时空变化来采集定量分析中所需的谱数据，并使用统计学方法评价样品的组间差异，讨论了此方法对样品组间差异的消除效果。研究证明，此方法具有较好的分析精度和消除不同样品组数据的组间差异的能力，对甲醇的定量分析，其相对误差为4.7%，组间数据的相对标准偏差为4.2%。从面
使对具有强荧光背景干扰的溶液进行简单、快速、精确的定量分析成为可能。关键词激光拉曼光谱；强荧光背景；归一化法；基线校准；定量分析
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 10000593(2010)07-179804
量分析的相对误差达到19%，即使结合基线校准技术处理后，其相对误差仍有12%，定量分析精度不能满足分析要求。
激光拉曼光谱具有制样简单、分析快速、无损、以及所检测的样品仅需微量即可满足测量要求等诸多优点的新技术[1-2)。但是，其数据分析理论还不如传统技术完善，相对于气相、液相色谱法的较高精度而言，较大的分析误差率限制了拉曼光谱定量分析的应用。到目前为止，激光拉曼光谱分析技术多用于样品的定性分析[3,4，仍较少应用于定量分析上[5-1]。尤其是对具有强荧光背景物质，如甲醇及其混合溶液的定量分析，更是拉曼光谱定量分析中的难点间题。
归一化法是目前常用的一种拉受光谱数据处理的方法[8-10]，其方法间的差异在于归一化中比值参照对象的不同。Sant'Ana等[]所报道的归一化方法是在检测样品中加人另一种物质，利用这种物质的拉受谱峰作为内标峰。但是，引人另一种物质谱峰作为内标峰的做法局限性较大，须保证引入的物质对检测物质不会发生任何影响，且如检测物质是落液的话，引人的新物质也必须是能落于水的物质。这种归一化方法的适用范围以及实验使利性相对受局限；于航等0采用总拉受收射强度做归一化，这种方法实际上就是将整谱面积作为归一化的参照，是一种传统归一化方法。我们的实验结果表明，基于此归一化法的甲醇溶液拉曼光谱定
收稿日期：2009-09-22，修订日期：2009-12-26
此外，在样品的拉受数据采集过程中，由于数据采集时的时空差异以及仪器差异所引起的样品数据组间的波动性会极大地影响样品拉曼光谱定量分析的准确性和精确性(11.1]。而在拉曼光谱分析中讨论和评价组间差异在国内外相关文献中至今未见有报道。由于实验环境和样品采集时间的差异都可能会导致相同样品的拉曼谱数据产生差别，故目前用于拉曼光诺分析的数据采集都是在同时间同地点进行的。而对于拉曼光谱数据的分析，尤其是定量分析，如果能集合不同时空下大量样品数据，建立一个分析数据库，必能提高定量分析的精度。因此，有必要对如何评价样品数据组间差异以及采用何种数据处理方法能有效消除该差异这两个问题做进一步研究。
本文针对具有强荧光背景的甲醇及其混合落减采用新的归一化方法一取每组物质最高浓度下拉受谱中谱强最高点作为此组所有数据归一化的参照，结合基线校准技术进行拉受光谱定量分析，模拟时空变化采集定量分析中所需的谱数据，使用随机区组方差分析的统计学方法评价样品间的组间差异；并讨论了本文方法对数据组间差异消除的效果，实验结果证明，本文提出的定量分析方法不但简单、快速、其有
基金项目：国家自然科学基金仪器专项项目(30227001)和国家自然科学基金面上项目(30940019)资助
作者简介：吴正洁，女，1982年生，暨南大学生命科学技术学院博士研究生
e-mail; tyxhuang@jnu, edu. cn
*通讯联系人
万方数据
e-mail; wuzhengjiemoon163, com