《基于差分喇曼技术在抑制荧光中的应用研究》被核心期刊收录

2021-11-26 21:09

摘要:在传统的喇曼光谱(即拉曼光谱,下同)检测过程中,喇曼光谱的有效信号有时会被荧光背景淹没,难以识别。为了准确、有效地分离差分信号和基线偏差,将差分喇曼技术和误差反向传播算法(BP)神经网络相结合,采用作者团队开发的差分喇曼解调和去噪算法,进行了理论和实验验证。对市售的百草枯、补肾丸、机油以及海洛因等荧光较强的物质进行了检测分析。结果表明,可以得到有效的物质喇曼特征谱图。很好地解决了目前行业应用中检测的难题。

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此文已被国内光学核心刊物收录

研究创新点:采用差分喇曼技术与 BP 神经网络技术相结合,与以前的技术对比,不需要使用特殊的设备来改变激励激光器的波长。其次,使用多通道检测,从而在给定的信号积分时间内改善了信噪比。在实际应用中能够准确的将有效的分离差分信号和基线偏差,再运用团队开发的差分喇曼解调和去噪算法,可以得到有效的物质喇曼特征谱图。

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在这篇文章中,我们阐述了一种荧光消除技术——位移差分喇曼光谱(Shift excitationRaman difference spectroscopy,SERDS),这种技术基于在两个有轻微偏移的激发激光中收集两张不同的光谱,然后根据 Kasha's rule:当激发光频率移动时,喇曼光谱的荧光轮廓几乎不发生变化,喇曼特征峰会跟着移动。再结合简智研发团队研发的 BP 神经网络技术可以准确分离差分信号和基线偏差,再运用团队开发的差分喇曼解调和去噪算法,从而有效的抑制荧光和其他干扰,提取出有效的物质喇曼特征谱图。

其 主要优点 是:

首先,与以前的技术对比,不需要使用特殊的设备来改变激励激光器的波长。

其次,使用多通道检测,从而在给定的信号积分时间内改善了信噪比。除了这些特性以外,这种方法对于短寿命的和长寿命的荧光样品同样适用。可以很好的解决目前行业应用中检测时荧光背景强等干扰问题。并且由于目前传统喇曼不能定量,而差分喇曼可以抑制荧光基质等干扰,以后也许也能解决喇曼定量的问题,这个也会是我们后面研究的重要课题之一。

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