Алгоритм идентификации веществ по набору спектров вторичного излучения
Авторы: Васильев Н.С., Морозов А.Н.
Опубликовано в выпуске: #8(20)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-8-1109
Раздел: Фундаментальные науки | Рубрика: Физика
Предложено для увеличения селективности и надежности химического экспресс-анализа веществ одновременно использовать несколько спектров схожей или различной физической природы, расширить применение метода наименьших квадратов для многодиапазонной методики, для выравнивания вкладов от всех используемых спектров в целевой функции нормировать их либо на величину измеренного спектра, либо на величину эталонного спектра. На основе целевых функций невязки измеренных спектров с эталонными получен классификатор, позволяющий проводить экспресс-анализ веществ. Приведена методика использования для статического фурье-спектрометра видимого и ближнего ультрафиолетового диапазонов для регистрации веществ. Проанализирована эффективность классификаторов путем построения ROC-кривых и выбран оптимальный алгоритм. Полученные результаты могут быть применены для увеличения надежности работы приборов экспресс-анализаторов, а также мобильных лабораторий и комплексов химического мониторинга окружающей среды.
Литература
[1] Amme M., Renker B., Schmid B., Feth M.P., Bertagnolli H., Dobelin W. Raman Microspectrometric Identification of Corrosion products Formed on uo2 Nuclear Fuel During Leaching Experiments. Journal of Nuclear Materials, 306(2-3): 202-212, 2002
[2] Clark R.J.H., Curri M.L. The Identification by Raman Microscopy and x-ray Diffraction of Iron-Oxide Pigments and of the Red Pigments found on Italian Pottery Fragments. Journal of Molecular Structure, 440(1-3): 105-111, 1998
[3] Hwang J., Choi N., Park A., Park J., Chung J.H., Baek S., Cho S.G., Baek S., Choo J. Fast and Sensitive Recognition of Various Explosive compounds using Raman Spectroscopy and Principal Component Analysis. Journal of Molecular Structure, 1039: 130-136, 2013
[4] Lipatov E.I., Avdeev S.M., Tarasenko V.F. Photoluminescence and Optical Transmission of Diamond and its Imitators. Journal of Luminescence, 130(11): 2106 - 2112, 2010
[5] Mendoza Cuevas A., Perez Gravie H. Portable Energy Dispersive x-ray Fluorescence and x-ray Diffraction and Radiography System for Archaeometry. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 633(1): 72 - 78, 2011
[6] Kusch P., Obst V., Schroeder-Obst D., Fink W., Knupp G. and Steinhaus J. Application of Pyrolysis - Gas Chromatography/Mass Spectrometry for the Identification of Polymeric Materials in Failure Analysis in the Automotive Industry. Engineering Failure Analysis, 2013, issn: 1350-6307, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.engfailanal 2012.12.005
[7] Ferarya S., Augera J., Toucheb A. Trace Identification Of Plant Substances by Combining Gas Chromatography-mass Spectrometry and Direct Deposition Gas Chromatography-Fourier Transform Infrared Spectrometry. Talanta, 43(3): 349-357, 1996
[8] Muhammad A. H., Guenther S., Stefan M., Guenther K.B. Identification of Amino Acids by Material Enhanced Laser Desorption/Ionisation Mass Spectrometry (Meldi-ms) in Positive- and Negative-ion Mode. International Journal of Mass Spectrometry, 279(1): 15-24, 2009
[9] Cai Sheng Wua, Zhi Xin Jiaa, Bao Ming Ningc, Jin Lan Zhanga, Song Wub. Separation and Identification Of Moxifloxacin Impuritiesin Drug Substance by High-Performance Liquid Chromatography Coupledwith Ultraviolet Detection and Fourier Transform Ion Cyclotron Resonancemass Spectrometry. Chinese Chemical Letters, 23(10): 1185-1188, 2012
[10] Gorchakovskii S.N., Ivlev O.A., Kochikov I.V., Maznichko A.A., Morozov A.N., Palatov Yu.A., Svetlichnyi S.I., Tabalin S.E. Compact Fourier Spectrometer for Remote Analysis of gaseous Media. Journal of Optical Technology (A Translation of Opticheskii Zhurnal), 65(6): 510-512, 1998
[11] Бойко А.Ю., Григорьев А.А., Дворук С.К., Корниенко В.Н., Кочиков И.В., Лельков М.В., Мацюк Г.В., Морозов А.Н., Павлов А.Ю.,Светличный С.И., Табалин С.Е., Шишкин Г.В., Шлыгин П.Е. Проблема идентификации и определения концентраций загрязняющих веществ с помощью фурье-спектрорадиометра. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, (1): 26, 2004
[12] Кочиков И.В., Морозов А.Н., Светличный С.И., Фуфурин И.Л. Распознавание веществ в открытой атмосфере по единичной интерферограмме фурье-спектрорадиометра. Оптика и спектроскопия, 106(5): 743-749, 2009
[13] Kochikov I.V., Morozov A.N., Svetlichnyi S.I., Fufurin I.L. Substance Recognition in the Open Atmosphere from a single Fourier Transform Spectroradiometer Interferogram. Optics and Spectroscopy (English translation of Optika i Spektroskopiya), 106(5): 666-671, 2009
[14] Бойко А.Ю., Голяк И. С., Голяк И.С., Дворук С.К., Доровских А.М., Еса-ков А.А., Корниенко В.Н., Косенко Д.В., Кочиков И.В., Морозов А.Н., Светличный С.И., Табалин С.Е. Статический фурье-спектрометр видимого и ближнего ультрафиолетового диапазонов спектра. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, (3): 10-28, 2009
[15] Глаголев К.В., Голяк И.С., Голяк И.С., Есаков А. А., Корниенко В.Н., Кочиков И.В., Морозов А.Н., Светличный С.И., Табалин С.Е. Методика получения и обработки спектральной информации с помощью статического фурье-спектрометра. Оптика и спектроскопия, 110(3): 486-492, 2011
[16] Tan N.C., Fisher W.G., Rosenblatt K.P., Garner H.R. Application of Multiple Statistical Tests to Enhance Mass Spectrometrybased Biomarker Discovery. BMC Bioinformatics, 10, 2009