[发明专利]一种基于面积法的拉曼光谱即时定量分析方法

权利要求书

1.一种基于面积法的拉曼光谱即时定量分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)取纯度为分析纯的化学物质作为拉曼光谱检测的标准样品，对该标准样品进行拉曼光谱信号采集、分析，获得标准样品的拉曼光谱图及其特征峰，定位特征峰，计算该标准样品特征峰的数量、强度和面积；特征峰的数量计算是在标准样品的拉曼光谱图中进行的，统计信噪比大于一预定值的特征峰个数，特征峰的强度是根据特征峰的峰高进行统计；特征峰的面积则是以单个峰面积计算，先进行峰位置识别，然后计算每个特征峰的面积值；

2)在标准样品的拉曼光谱图中找到二个强度最强的特征峰，并将该二个特征峰的面积值进行相除，得到比值，对该比值进行阈值设定后，作为后面待测样品定性判断的依据；

3)对标准样品进行多次拉曼测试，获得多组的拉曼光谱，根据每组拉曼光谱中特征峰的位置，结合特征峰数量，对多组的拉曼光谱中同一位置的每个特征峰的峰面积取平均值；

4)根据特征峰数量，将上述步骤3)中得到的所有特征峰的峰面积平均值进行加和，并将此加和值作为标准样品的特征峰面积的上限值，此上限值对应的标准样品的浓度默认为100％；同时，取0作为标准样品的特征峰面积的下限值，此下限值0对应的标准样品的浓度为10％；

5)将标准样品的特征峰面积的上限值减去标准样品的特征峰面积的下限值，然后均分为90个相同等分，每一个等分作为标准样品的浓度值的1％；

6)用上述标准样品配制多种不同浓度的样品，分别进行拉曼光谱检测，将真实浓度与计算浓度建立编制修正公式，修正真实浓度与计算浓度偏差；

7)将未知浓度的待测样品进行拉曼光谱检测，获得未知浓度的待测样品的拉曼光谱图，计算出待测样品光谱中强度最强的二个特征峰的峰面积值，并进行相除，得到待测样品比值，与步骤2)中获得的标准样品比值进行对比，根据比值范围判定待测样品与标准样品是否属于同一物质；

8)如判定属于同一物质，再根据步骤7)中获得的未知浓度的待测样品的拉曼光谱图，计算出未知浓度的待测样品的所有特征峰的峰面积值，利用未知浓度待测样品的所有特征峰的峰面积值与步骤5)中对应的标准样品的每1％浓度的面积值对比，计算出该待测样品的浓度，若浓度在10％-100％之间，直接显示浓度大小；若浓度小于10％，则直接显示浓度值低于10％，最终获得待测样品的物质属性及其浓度。

2.根据权利要求1所述的拉曼光谱即时定量分析方法，其特征在于：所述步骤1)中对特征峰的面积计算的步骤如下：单个特征峰面积计算，首先需要确定峰位置及峰的起始点：即从所得拉曼光谱的峰顶部位置出发，分别向左右两边延伸，在峰底部第一次到达最小值作为左边界L、右边界R，从左边界L、右边界R开始，逐次向外延伸，即L,L-1，L-2…；R,R-1，R-2…,直到遇到新峰边界或预定值为止，结合高斯分布，确定峰边界,每次改变边界，均重新计算峰面积，最后将所计算的峰面积求出平均值，即为峰面积值；

峰面积值计算公式为：

式中，A为峰面积，A_k为每次边界延伸所计算的峰面积，L为峰左边界，R为峰右边界。

3.根据权利要求2所述的拉曼光谱即时定量分析方法，其特征在于：所述峰边界确定，根据峰位置，通过高斯分布判别峰值区域，这里u为高斯分布平均值，σ为均方差，曲线拐点在x＝u±2σ处，当|x-u|≤3σ时，Y＝0.9974，表明落在此区间外的面积不足0.3％，可认为X在该区间外取值，当|x-u|≤6σ时，Y＝0.9999966，可认为X完全不在该区间外面取值。

4.根据权利要求1或2或3所述的拉曼光谱即时定量分析方法，其特征在于：所述步骤2)中，标准样品的拉曼光谱图中二个强度最强的特征峰的峰面积值进行相除，其公式如下：

K＝A₁/A₂

其中K为面积值相除系数，A₁和A₂为标准样品拉曼检测后第一和第二个强度最强特征峰的峰面积值。