[发明专利]一种三维光谱数据校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的三维光谱数据快速校正方法，可以快速校正处理三维光谱散射。

背景技术

光谱分析是目前分析化学领域里重要的一种研究方法，在研究堆肥腐熟化特征、水体中水溶性有机物的演变规律、城市生活垃圾填埋场渗滤液污染物迁移转化规律、危险废物处理处置场所的安全特性分析等领域的研究中得到广泛的应用。光谱尤其是三维光谱具有较为丰富的信息，可以根据光强测定物质浓度及物质组成和分子结构特征。然而，入射光在与分子中的电子作用过程中，会发生能量的变化，导致发射光动量和能量的变化，改变了光的频率和波长，发射频率不变的产生瑞利散射，频率变化的产生拉曼散射。其中，瑞利散射的强度要高于拉曼散射，拉曼散射区是不固定的，当激发波长较高时，物质峰会附着在拉曼散射峰上，虽然，可以通过设置小的激发波长来减小拉曼散射的影响，但通常情况下需要研究较大范围的激发光谱，因此，还是需要通过其他方法去除拉曼散射，否则会对分析结果尤其是定量分析产生影响。

传统降低散射影响的方法主要是降低混合物的浓度和扣除空白样，但这种方法效果并不理想。目前，三维光谱矫正的数学模型主要有平行因子分析模型(PARAFAC)(见论文Andersen CM，Bro R.Practical aspects of PARAFAC modeling of fluorescence excitation-emission data.J Chemometrics，2003，17：200-215.及论文Bahram，M.，Bro，R.，Stedmon，C.，Afkhami，A.，2007.Handling of Rayleigh and Ramanscatter for PARAFAC modeling of fluorescence data using interpolation.J.Chemometr.20，99-105.)和三线性模型(TDM)(见论文A L.Xia，H.L.Wu，R.Q.Yu，et al.Alternating penalty trilinear decomposition algorithm for second-order calibration with applicationto interference-free analysis of excitation-emission matrix fluorescence data[J].及论文J.Chemom.，2005，19：65-76.H L Wu，M Shibukawa，K Oguma.An alternating trilinear decomposition algorithm with application to calibration of HPLC-DAD for simultaneous determination of overlapped chlorinated aromatic hydrocarbons.[J]J.Chemom.，2004，76：1-26.)，这些模型可以称之为二阶校正模型，其存在收敛慢、组分的分解效果受组分数影响大的缺陷，组分设置的随意性可能会导致输出光谱偏离实际光谱，因此，需要提出一种不破坏测样本身特征的三维光谱矫正方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种三维光谱数据校正方法，以快速、高效、准确对瑞利散射与拉曼散射进行校正。

为实现上述目的，本发明提供的三维光谱数据校正方法，主要步骤如下：

步骤一：用计算机读取数据；数据来源于荧光分光光度计采集到的三维激发/发射光谱图或者将二维激发光谱转换为三维激发/发射光谱，得到原始数据的三维激发/发射光谱矩阵；

步骤二：8参数法校正三维激发/发射光谱：8参数法中的8个参数分别为：散射区在起始发射波长处的激发波长ex₁，散射区在终止发射波长处的激发波长ex₂，散射区在起始激发波长处的发射波长em₁，散射区在终止激发波长处的发射波长em₂，散射区定义左边界线调整的平移量detl₁，散射区定义左边界线调整的旋转偏量detl₂，散射区定义右边界线调整的平移量detr₁，散射区定义右边界线调整的旋转偏量detr₂，由这8个参数确定散射区边界，然后搜索有效点，最后进行插值，并将插值得到的点集替换原来散射区的数据；

步骤三：输出结果。