[發明專利]一種基于面積法的拉曼光譜即時定量分析方法

有效

• 申請號: 201610092160.2
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105758836B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 劉衛;王中昆;葛磊;姚冰;李東風
• 申請（專利權）人: 安徽芯核防務裝備技術股份有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 陳思聰

1.一種基于面積法的拉曼光譜即時定量分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)取純度為分析純的化學物質作為拉曼光譜檢測的標準樣品，對該標準樣品進行拉曼光譜信號采集、分析，獲得標準樣品的拉曼光譜圖及其特征峰，定位特征峰，計算該標準樣品特征峰的數量、強度和面積；特征峰的數量計算是在標準樣品的拉曼光譜圖中進行的，統計信噪比大于一預定值的特征峰個數，特征峰的強度是根據特征峰的峰高進行統計；特征峰的面積則是以單個峰面積計算，先進行峰位置識別，然后計算每個特征峰的面積值；

2)在標準樣品的拉曼光譜圖中找到二個強度最強的特征峰，并將該二個特征峰的面積值進行相除，得到比值，對該比值進行閾值設定后，作為后面待測樣品定性判斷的依據；

3)對標準樣品進行多次拉曼測試，獲得多組的拉曼光譜，根據每組拉曼光譜中特征峰的位置，結合特征峰數量，對多組的拉曼光譜中同一位置的每個特征峰的峰面積取平均值；

4)根據特征峰數量，將上述步驟3)中得到的所有特征峰的峰面積平均值進行加和，并將此加和值作為標準樣品的特征峰面積的上限值，此上限值對應的標準樣品的濃度默認為100％；同時，取0作為標準樣品的特征峰面積的下限值，此下限值0對應的標準樣品的濃度為10％；

5)將標準樣品的特征峰面積的上限值減去標準樣品的特征峰面積的下限值，然后均分為90個相同等分，每一個等分作為標準樣品的濃度值的1％；

6)用上述標準樣品配制多種不同濃度的樣品，分別進行拉曼光譜檢測，將真實濃度與計算濃度建立編制修正公式，修正真實濃度與計算濃度偏差；

7)將未知濃度的待測樣品進行拉曼光譜檢測，獲得未知濃度的待測樣品的拉曼光譜圖，計算出待測樣品光譜中強度最強的二個特征峰的峰面積值，并進行相除，得到待測樣品比值，與步驟2)中獲得的標準樣品比值進行對比，根據比值范圍判定待測樣品與標準樣品是否屬于同一物質；

8)如判定屬于同一物質，再根據步驟7)中獲得的未知濃度的待測樣品的拉曼光譜圖，計算出未知濃度的待測樣品的所有特征峰的峰面積值，利用未知濃度待測樣品的所有特征峰的峰面積值與步驟5)中對應的標準樣品的每1％濃度的面積值對比，計算出該待測樣品的濃度，若濃度在10％-100％之間，直接顯示濃度大??；若濃度小于10％，則直接顯示濃度值低于10％，最終獲得待測樣品的物質屬性及其濃度。

2.根據權利要求1所述的拉曼光譜即時定量分析方法，其特征在于：所述步驟1)中對特征峰的面積計算的步驟如下：單個特征峰面積計算，首先需要確定峰位置及峰的起始點：即從所得拉曼光譜的峰頂部位置出發，分別向左右兩邊延伸，在峰底部第一次到達最小值作為左邊界L、右邊界R，從左邊界L、右邊界R開始，逐次向外延伸，即L,L-1，L-2…；R,R-1，R-2…,直到遇到新峰邊界或預定值為止，結合高斯分布，確定峰邊界,每次改變邊界，均重新計算峰面積，最后將所計算的峰面積求出平均值，即為峰面積值；

峰面積值計算公式為：

式中，A為峰面積，A_k為每次邊界延伸所計算的峰面積，L為峰左邊界，R為峰右邊界。

3.根據權利要求2所述的拉曼光譜即時定量分析方法，其特征在于：所述峰邊界確定，根據峰位置，通過高斯分布判別峰值區域，這里u為高斯分布平均值，σ為均方差，曲線拐點在x＝u±2σ處，當|x-u|≤3σ時，Y＝0.9974，表明落在此區間外的面積不足0.3％，可認為X在該區間外取值，當|x-u|≤6σ時，Y＝0.9999966，可認為X完全不在該區間外面取值。

4.根據權利要求1或2或3所述的拉曼光譜即時定量分析方法，其特征在于：所述步驟2)中，標準樣品的拉曼光譜圖中二個強度最強的特征峰的峰面積值進行相除，其公式如下：

K＝A₁/A₂

其中K為面積值相除系數，A₁和A₂為標準樣品拉曼檢測后第一和第二個強度最強特征峰的峰面積值。