Early diagnosis of liver cancer plays a significant role in reducing its high mortality. In this preliminary study, the feasibility of using serum surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) to identify liver cancer was studied. Serum samples were obtained from liver cancer patients and healthy controls. The differences between the SERS spectra of pre-operation and post-operation of liver cancer patients were also analyzed. The general shape and trend of SERS spectra of health control and liver cancer patients were similar. Multivariate analysis, e.g., PLS-SVM, might be useful for the discrimination of serum SERS spectra of pre-operation and post-operation.Early diagnosis of liver cancer plays a significant role in reducing its high mortality. In this preliminary study, the feasibility of using serum surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) to identify liver cancer was studied. Serum samples were obtained from liver cancer patients and healthy controls. The differences between the SERS spectra of pre-operation and post-operation of liver cancer patients were also analyzed. The general shape and trend of SERS spectra of health control and liver cancer patients were similar. Multivariate analysis, e.g., PLS-SVM, might be useful for the discrimination of serum SERS spectra of pre-operation and post-operation.

提出了以纳米色敏传感器捕获挥发气体为中间介质的可见/近红外光谱检测霉菌感染小麦的新方法。 以霉菌感染的小麦为研究对象, 在恒温恒湿条件下储藏不同的时间; 通过纳米化处理过的色敏传感作为中间介质捕获小麦霉变后产生的特征挥发气体, 采用可见/近红外光谱检测分析挥发气体与纳米色敏传感结合前后的可见和近红外区域光谱变化特征, 结合多变量分析模型预测小麦的霉菌菌落数。 以灰绿曲霉和白曲霉为目标菌种, 分别接种至无菌小麦以培养出不同带菌量的小麦样本, 分别储藏3～9 d。 根据前期的预实验, 采用对特征霉变挥发气体敏感的色敏材料(8-(4-硝基苯基)-4,4-二氟硼二吡咯甲烷(NO2BDP)和8-(4-硝基苯基)-4,4-二氟-6-溴硼二吡咯甲烷(NO2BrBDP))组成的纳米传感器捕获特征挥发气体。 采用无皂乳化法合成纳米级微球聚苯乙烯-丙烯酸处理色敏材料, 提高色敏传感器捕获特征挥发气体的能力, 以纳米化前后的NO2BDP和NO2BrBDP四种色敏材料构建传感器阵列。 采集不同带菌量的小麦样本的可见/近红外光谱, 运用多变量分析方法对光谱信息进行变量筛选, 用平板菌落计数法测定菌落总数分别建立灰绿曲霉和白曲霉菌落总数的定量预测模型。 实验结果表明, 以纳米化NO2BDP和NO2BrBDP组成的传感器阵列为中介采集的带菌小麦的特征光谱波段建立的联合区间-无信息变量消除法偏最小二乘模型(Si-UVE-PLS)效果最佳, 此时预测集的交叉验证平方根(RMSECV)为0.444 4 lgcfu, 实测值与预测值的相关系数Rp为0.981 1。 采用2个纳米化和2个非纳米材料组成的色敏传感阵列结合联合区间-遗传算法偏最小二乘模型(Si-GA-PLS)检测白曲霉菌落总数取得最佳检测结果, RMSECV为0.434 9 lgcfu, Rp为0.977 2。 表明通过可见/近红外光谱与纳米色敏传感器技术结合的方法, 能够良好的完成对挥发性气体的定量检测研究, 实现霉变小麦的品质监控。Spectroscopy Technology

交叉验证是用于验证模型性能的一种统计分析方法, 可避免由训练集与测试集重合引起的过拟合。 进行交叉验证时通常使用交叉验证均方根误差（RMSECV）的均值来表征多元素的分析准确度。 但对于激光诱导击穿光谱（LIBS）用于多元素分析的情况, 发现各元素的RMSECV与其在样品中的浓度范围可近似用线性关系表述, 由于不同元素在样品集中的浓度范围差异很大, 不同元素之间的RMSECV差异较大, 实验中C与Cr在样品集中的浓度范围差异为28.11倍, 其RMSECV差异达到8.96倍。 发现RMSECV均值对于个别元素过于灵敏, 在数据优化过程中, 可能导致其不能反映大多数元素的分析准确度变化趋势。 为减小RMSECV均值对不同元素的灵敏度差异, 更全面地表征多元素的分析准确度, 提出了多元素的RMSECV标准化方法, 即将各元素的RMSECV与该元素在样品集中的浓度范围相除, 并引入标准化交叉验证均方根误差（SRMSECV）的概念。 LIBS检测受测量条件波动（如激光脉冲能量、 振动等）等不确定因素的影响, 会引入异常光谱, 并对分析准确度产生负面影响。 为通过滤除异常光谱来提高多元素分析准确度, 利用光谱面积筛选对光谱数据进行预处理, 以同一样品下各张光谱的面积中位数为中心, 选定某一光谱面积区间, 舍弃该区间之外的光谱, 并使用余下光谱用作定量分析。 在此基础上, 通过对0.5 Pa真空环境下的10块Ni基合金中的14种元素成分进行的多谱线内标法定量分析展开实验验证。 标准化后各元素RMSECV的相对标准差（RSD）由68.7%减小至48.9%, 元素间的RMSECV的最大差异由8.96倍降低至3.93倍, 表明SRMSECV均值能够较全面表征多元素的分析准确度, 从而有利于实现定标曲线的全自动优化。 在优化面积筛选跨度下, 各元素定标模型的决定系数（R2）均值与SRMSECV均值都得到一定程度的改善, 证明光谱面积筛选对于提高多元素分析准确度的价值。

动态表面增强拉曼光谱是在干态与湿态表面增强拉曼光谱(SERS)检测的基础上发展而来的, 不仅具有极好的信号增强, 还具有良好的重复性与稳定性。 提出了一种基于动态SERS与多元分析方法的敌瘟磷快速定量分析方法。 实验中, 首先测量100, 50, 10, 5, 1, 05和01 mg·L-1敌瘟磷动态SERS谱图, 并使用多项式校正方法去除光谱基线漂移。 然后, 处理后的全范围(600~1 800 cm-1)与特征范围(674~713, 890~1 195, 1 341~1 399和1 549~1 612 cm-1)光谱分别利用支持向量机回归(SVR)构建定量模型, 实现对敌瘟磷的定量分析。 同时, 实验还评估了主成分分析(PCA)对定量分析结果的影响。 实验结果表明特征范围光谱所建立的模型预测误差较小, 而数据经过PCA处理后预测误差得到进一步下降。 最优回归模型是由特征范围光谱经PCA处理后所构建的模型(RMSECV=0065 7 mg·L-1), 模型能够准确地预测敌瘟磷溶液浓度。 为了测试实际检测中的效果, 该方法被用来对苹果表面的敌瘟磷残留进行检测, 并通过气相色谱法进行验证。 结果表明该方法对于同一样本多次检测值波动较小, 且检测均值与气相色谱检测值相差较小, 相对误差最大仅为513%。 此外, 动态SERS检测可在2 min内完成, 且后续数据处理也可在数秒内完成, 同时整个过程的试剂消耗仅在2 μL左右。 因此, 所提出的方法在敌瘟磷快速准确检测具有极大优势。

Interpreting the biochemical specificity of spinal cord tissue is the essential requirement for understanding the biochemical mechanisms during spinal-cord-related pathological course. In this work, a longitudinal study was implemented to reveal a precise linkage between the spectral features and the molecular composition in ex vivo mouse spinal cord tissue by microspectral Raman imaging. It was testified that lipid-rich white matter could be distinguished from gray matter not only by the lipid Raman peaks at 1064, 1300, 1445 and 1660 cm-1, but also by protein (1250 and 1328 cm-1) and saccharides (913 and 1137 cm-1) distributions. K-means cluster analysis was further applied to visualize the morphological basis of spinal cord tissue by chemical components and their distribution patterns. Two-dimensional chemical images were then generated to visualize the contrast between two different tissue types by integrating the intensities of the featured Raman bands. All the obtained results illustrated the biochemical characteristics of spinal cord tissue, as well as some specific substance variances between different tissue types, which formed a solid basis for the molecular investigation of spinal cord pathological alterations.

Breast cancer is one of the leading causes of cancer-related deaths in a global scenario. In the present study, biochemical changes exerted upon Pentoxifylline (PTX) treatment had been appraised in human breast cancer cells using Raman spectroscopy. There are no clinically approved methods to monitor such therapeutic responses available. The spectral profiling is suggestive of changes in DNA, protein and lipid contents showing a linear relationship with drug dosage. Further, multivariate analysis using principal-component based linear-discriminant-analysis (PC-LDA) was employed for classifying the control and the PTX treated groups. These findings support the feasibility of Raman spectroscopy as an alternate/adjunct label-free, objective method for monitoring drug-induced modifications against breast cancer cells.

采用微波消解处理样品,以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定了采自云南省不同地点的绒柄牛肝菌菌盖和菌柄中的12种矿物质元素(P,Na,Ca,Cu,Fe,Mg,Zn,As,Cd,Co,Cr,Ni)含量.结果显示:绒柄牛肝菌中P,Ca,Mg,Fe,Zn,Cu的含量较高,其中菌盖中的P,Mg,Zn,Cd较高,而菌柄中的Ca,Co,Ni较高;聚类分析结果显示,采用普洱地区的样品与其他地区的样品差异较大;主成分分析结果显示,前三个主成分的累计贡献率为７７％,其中第一主成分中的P,Ca,Cu,Fe,Mg,As,第二主成分中的Ｎi,Na以及第三主成分中的Ｃd和Zn对区分不同地点的样品贡献较大.结果表明采自不同生境地的食用菌元素含量差异较大.

用60Co-γ射线诱变小麦连麦2号, 对M3代292个穗行进行了主要农艺性状的变异及多元分析。结果表明: 各性状的变异幅度是不同的, 变异系数从大到小依次为: 穗数﹥千粒重﹥穗长﹥小穗数﹥株高﹥行粒重﹥退化小穗数﹥穗粒数﹥穗粒重; 变异率从大到小依次为: 穗数﹥千粒重﹥株高=行粒重﹥穗粒数﹥穗长﹥穗粒重﹥小穗数﹥退化小穗数。穗数、穗长、株高、小穗数、穗粒数、穗粒重与行粒重相关极显著。主成分分析结果表明, 有5个主成分入选, 其累计贡献率为85.49%。当遗传距离为25.38时, 292个穗行分为各具特征的7类, 高产类型应从类群Ⅳ、Ⅴ的27份材料中进行筛选; 矮秆类型应从类Ⅲ的59份材料中选择。

本文采用多变量的误差分析方法给出光学薄膜参数对于椭偏角ψ,反射率R,入射角和吸收薄膜厚度的误差因子公式。由此便可确定出光学参数的测量精度。本文还利用误差因子与薄膜折射率,薄膜厚度和入射角的关系曲线,讨论了最佳测量条件和测量结构的选取。并且指出,在同时确定两个或多个未知参数时,不能只由可测量量随某一个参数变化的灵敏来讨论和确定此参数的测量精度。