分析化学中的化学计量学方法研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文分析化学中的化学计量学方法研究姓名：陈宗海申请学位级别：硕士专业：分析化学指导教师：林祥钦2000.5.1中国科学技术大学硕士毕业论文摘要分析化学中的化学计量学方法研究摘要本文分成四个部分，对4种各具特点的分析化学錾竭提出了相应的熬学捧型和算法。1．免疫算法的提出及其应用．首次把免疫算法qA)6f．z．化学领域，并提出了适合于处理分析化学数据的模型和算法。‘首先，把免疫算法用于多组分高效液相色谱(}玎?Lc)信号的解析和定量测定。用小波变换(wT)来确定输入信号(抗原)的组分数及其相应的峰位置，以达到识别抗原的目的

2、；用标准的单组分信号，或由指数修正的高斯公式来模拟具有抗原特性的信号作为抗体。模拟数据和实验数据的处理结果表明，免疫算法具有处理速度快、准确度高和受仪器嗓音影响小等特点，适合于处理多组分重叠HPLC信号。用免疫算法来处理四组分单环芳香化合物的混合样品，得到了满意的定量结果。进而，把免疫算法和遗传算法(OAs)结合起来，提出了免疫遗传算法qA．GA)，用来拟合和解析多组分I-IPLC信号。该算法的原则是用遗传算法来产生和筛选可能存在的抗体，用免疫算法来对遗传算法中的个体进行评价。模拟数据的处理结果表明，免疫遗传算法对不同分离度、蜂宽和强度比的多

3、组分重叠色谱信号均具有很强的拟合和解析能力；而且，处理结果优于单纯的遗传算法。用IA-GA来处理四组分和六组分混合色谱信号时，均得到满意的解析结果。≯⋯、一2，基于小波变换的平滑因子分析及其应用．利用小波变换的强有力的平滑滤噪能力，把小波变换平滑技术和因子分析技术结合起来。提出了基于小波变换平滑因子分析(WBSFA)方法，跃大提高了因子分析方法对低倍噪比数据的处理能力。用基于小波变换平滑主成分分析(WBSI'CA)处理含有大振幅噪音的色谱数据，，提高了主成分分析07CA)结果的信噪比。迭代目标变换因子分析(nTFA)的结果也表明，WBSPCA

4、优予PCA也忧于基于惩罚函数的平滑主成分分析(VPBSVCA)。用基于小波变换的平滑窗口因子分析(WBSWFA)处理低浓度稀士混合样品的二维I-弹LC信号，其解析结果优于普通的窗口因子分析(WFA)和基于惩罚函数的平滑窗口因子分析(VFBSWFA)。一中国科学技术大学硕士毕业论文摘要3．计时电流信号的电流分离．用主成分因子分析(PcA)处理计时电流数据矩阵，通过研究在不同采样时间区间中主因子数和主要特征向量的变化趋势，估计纯法拉第电流的衰减区间。f通过迭代目标变换因子分析0211Fh)来预测在旅加电位初期法拉第电流的变化趋势；并根据充电电流的

5、衰减曲线的特征，用ITTFA来优化电化学池的时间常数，从而计算出在整个采样周期内的充电电流的变化曲线，通过拟合的方法还可以求得电化学池的未补偿电阻和双电层电容等电学参数。同时，积分目标变换得到的法拉第电流数据得到了相应的法拉第电量，用于定量分析，其定量结果良好。}4．快速扫描循环伏安信号的电流分离．根据电化学池的等效电路模型，推导出相应的的数学模型，和数字微分方法相接合，实现了快速扫描伏安数据的充电电流和法拉第电流的分离。／在这部分工作中，采用了两种数字微分方法一傅立叶变换法和小波变换法来研究快扫循环伏安数据。模拟数据和实验数据的处理结果均表

6、明，两种方法均能实现充电电流和法拉第电流的分离，得到的结果与实际数据～致。小波变换微分法的抗噪音能力比傅立叶变换微分法强，因此处理的结果优于傅立叶变换。产～Ⅱ中国科学技术大学硕士毕业论文摘要ResearchofchemometricmethodsinanalyticalchemistryAbstractThisthesisinvolvesfourpartsforinvestigationofproposedchemometricmethodandalgorithmsfortreatmentofchemicalsignalswithdiffer

7、entcharacteristics1ProposalofimmunealgorithmanditsapplicationTheimmunealgorithm(IA)isfirstlyintroducedintothefieldofchemistry，andcorrespondingmathematicalmodelandalgorithmsuitabletotreatanalyticalsignalsareproposedTheproposedalgorithm，IA,isinvestigatedwithmulti·componentove

8、rlappinghighperformanceliquidchromatograms(ItPLC)Atfirst，theIAisappliedtofitfour—c