核磁共振谱自动基线校正方法研究

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核磁共振(NMR)技术作为一种无损的检测手段,极大地改进了溶液中的分子的结构鉴定,已被广泛应用于化学、材料、生物、医学等各领域,并且占据着越来越重要的地位。在绝大多数核磁共振谱的定量分析中,主要误差来源之一是基线失真。为了消除基线失真,研究者从不同方面入手,对谱图进行基线校正,提出了各种基线校正方法。随着对NMR谱研究的深入以及二维甚至多维谱的提出,人工校正方法已无法面对大数据量谱图的挑战,自动基线校正方法的研究显得十分重要。然而现有的自动基线校正方法极少使用谱峰区域的数据,容易导致校正后负区域的出现和峰强度改变。研究一种更准确的自动基线校正技术可以提高谱图的质量,提高NMR分析的准度和精度。本文的主要研究成果有:一、首先对自动基线校正方法的研究背景进行了简要介绍。然后归纳和总结了基线失真的原因。接着对NMR谱的自动基线校正方法的发展过程做了全面的综述。分别介绍了多种全自动方法和半自动方法的基本原理,并分析了每种方法的优缺点。二、提出了基于迭代的核磁共振谱自动基线校正新方法。该方法基于迭代移动平均值算法,改进了峰区域的基线识别,然后使用迭代方法进行基线建模。为了改进峰区域的基线建模结果,该方法结合了两种基线校正方法的优点,在基线识别过程选择了一系列位于峰区域的“基线定位点”,然后和基线点一起参与基线建模。本文首先从理论上表述了该方法,接着用实验进行了验证,实验结果表明该基线校正方法能合理利用谱峰区域的数据改进基线建模结果。该方法适用于NMR谱,即使在基线严重非线性失真的情况下也能得到理想的基线建模结果。
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