基于皮肤荧光光谱技术的糖基化终产物(AGE)检测方法被广泛用于糖尿病及其并发症的检测评估,然而生物组织体内特异性的吸收、散射特性以及多种荧光成分对于检测会产生干扰。本研究通过分析人体皮肤组织常见荧光成分的三维荧光光谱,确定皮肤组织荧光光谱测量的最佳激发波长组合,搭建集成组织漫反射光谱测量模块的离散三维荧光光谱测量系统,研究基于扩散理论的组织生理参数提取方法以及基于高斯多峰拟合的离散三维荧光光谱分离方法。在此基础上,开展临床社区队列研究,结果表明糖尿病组的黑色素、脱氧血红蛋白相对浓度均值低于正常对照组,而500 nm处约化散射系数高于正常对照组,差异有统计学意义,氧合血红蛋白相对浓度无明显差异。基于高斯多峰拟合,每位受试者共计得到78个荧光特征,剔除差异不明显的特征(p>0.1),最终得到50个荧光特征。汇总有差异的组织生理参数和荧光特征,采用Logistic回归分析建立糖尿病筛查模型,受试者工作特征(ROC)曲线分析结果显示,该方法用于糖尿病识别时,预测训练集ROC曲线下面积为0.793,预测测试集的面积为0.799,而单波长皮肤荧光(Sf₃₆₅)的面积为0.731,结果表明相比单波长荧光,模型具有更好的诊断价值。

研究分析了HPM信号的包络相位等特征, 得知其包络不规整而且相位存在抖动, 故采用高斯多峰模型拟合其包络, 多项式模型拟合其相位, 结合包络与相位的拟合模型获得了HPM信号的脉冲调制模型, 最后在Matlab中利用该重构方法对多个HPM信号进行重构, 均获得了较小残差的重构信号, 检验得知该方法能够对HPM短脉冲雷达发射信号实现准确有效的信号重构。

采用显微拉曼光谱技术研究水盐摩尔比(WSR)为4.0~160.0的硝酸钙溶液中的缔合物种分布情况及物种间的转换关系。研究表明当WSR从160.0降低到4.0时溶液中硝酸根离子的对称伸缩振动频率(v1-NO-3)从1048.3 cm-1蓝移至1052.9 cm-1,半峰高宽(FWHM)从7.6 cm-1增大到15.3 cm-1。采用组分分析方法对v1-NO-3峰分析得出,WSR≥16.3时为第一浓度区域,主要物种为溶剂共享离子对(shared ion pair,SIP),次要物种为接触离子对(contact ion pair,CIP)和自由水合离子(free hydrated ion,Free ion),且WSR=16.3时,SIP和CIP的量相等;当8.4≤WSR＜16.3时为第二浓度区域,主要物种为CIP,复杂离子簇(complex ion cluster,Complex)的量快速增加;当WSR＜8.4时为第三浓度区域,主要物种为Complex,CIP和SIP的量快速下降;WSR<4时,由曲线拟合得出溶液中CIP和SIP均逐渐转换为Complex,Complex的量趋近于1。硝酸钙溶液过饱和度越高,结晶越困难,溶液的结构构型与四水硝酸钙熔融盐结构相似,即推测出过饱和硝酸钙溶液(1≤WSR≤4,没有新相生成)的结构构型是单齿六配位［(H2O)m(HO3)nCa(NO3)Ca(NO3)p(H2O)q］(m+n=p+q=5)。