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2026年, 第38卷, 第2期 刊出日期:2026-07-30
  

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  • 董杨, 董小宇, 黄睿
    光散射学报. 2026, 38(2): 323-330. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602001
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    在数字科技日新月异的当下,传统检验技术在应对复杂案件时难以契合实际检验需求。本研究旨在探究反射变换成像技术(RTI)在法庭科学领域的应用及其效能。通过综合运用文献研究法梳理技术研究与应用现状,结合实验对比法补充验证技术实操效能,剖析RTI技术特性和优势,综述痕迹检验与文件检验的应用场景。研究表明,RTI技术为非接触式检测,兼具微观分辨与宏观大视场优势,能精准提升特征辨识度,并且提供客观检测数据。
  • 李敬業, 雷力
    光散射学报. 2026, 38(2): 331-337. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602002
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    针对金刚石压砧 (Diamond Anvil Cell, DAC) 高温高压实验过程中的压力和温度标定,高压拉曼与荧光光谱的批量数据处理,高压样品腔的拉曼面扫描等综合谱学分析需求,本文基于Python语言开发了一套高压光谱分析应用软件系统——RamanPro。该系统集成了红宝石荧光峰自动识别与压力标定、金刚石拉曼高频边数据提取与压力值换算、面扫拉曼光谱批处理、压力矩阵生成、二维压力分布重构以及基于普朗克热辐射定律与正反斯托克斯拉曼光谱测温等多个模块。RamanPro可实现由原始光谱数据到压力、温度及空间应力分布信息的快速读取,能够有效完成高压拉曼光谱的批量处理,温压标定,以及压力场可视化分析。通过DAC纵深拉曼面扫实验,验证了软件对高压条件下金刚石拉曼高频边识别、压力换算和应力分布分析的应用能力。利用RamanPro,我们研究了不同高压条件下压砧局部加载区域及压砧内部不同深度处的压力分布特征,发现DAC不同深度处压力分布存在明显差异,样品腔附近压力场具有明显空间非均匀性,且压力分布离散程度随深度增加逐渐降低,单点轴向压力呈现浅层较高、中间快速衰减、深部缓慢降低的变化特征。总之,RamanPro是一款处理DAC高温高压实验中的压力标定、测温、面扫数据处理、应力场分析和压砧受力状态评估的有效分析工具。
  • 高治军, 张稳舟, 英宇
    光散射学报. 2026, 38(2): 338-346. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602003
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    提出了一种基于金膜的对称三芯光子晶体光纤传感器,旨在精确测量折射率并评估其传感特性。这款传感器采用了在光子晶体光纤上覆盖金膜的设计,其中光纤包含三种不同直径的空气孔。通过全矢量有限元方法对传感器的性能进行了数值模拟分析。结果显示,通过调节空气孔的直径和金膜的厚度,可以显著影响传感器的表现。当待测物质的折射率(RI)在1.36~1.41范围时,尤其是折射率为1.41时,该传感器表现尤为出色。其最大限制损耗值可达75 dB·cm-1,最高振幅灵敏度为421 RIU-1,最精细的分辨率为6.67×10-6 RIU。此研究不仅为三芯光子晶体光纤的设计提供了新颖的视角,同时也为光纤传感器技术的未来发展和优化打下了坚实的基础。金膜的运用展示了在光纤传感器中应用新材料的可能性,未来或许会探索其他类型的金属或复合材料,以实现更高的性能提升。随着传感器技术的进步,它们在多个领域的应用将更加广泛,为相关产业的技术革新和增长贡献力量。
  • 黄云天, 朱旭, 唐自强, 卢壬熙, 谈亚栋, 周铭昊, 江乐岩, 董瑶, 吴小山
    光散射学报. 2026, 38(2): 347-355. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602004
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    随着激光扫描技术的快速发展,激光扫描仪在环境建模和物体检测方面的应用越来越广泛。激光扫描点云数据虽然能够提供丰富的空间信息,但在实际应用中,数据稀疏、噪声干扰以及环境复杂性等因素,给精确形状重建带来了挑战。本文提出了一种结合插值方法与傅里叶分析的激光幕网形状重建算法,以提高点云数据的精度、稳定性和处理效率。通过对不同插值算法的比较(如IDW插值、Kriging插值、最小二乘法多项式插值等)和傅里叶分析的结合,本文建立的算法不仅可以获得穿越激光幕网的物体的边缘特征,还有效地消除噪声影响,提高检测精度;最终结果在自行研制的系统应用到电站实际中得到肯定。
  • 杨仁翔, 冯洁, 孙蓉, 李欣庭, 程青彪
    光散射学报. 2026, 38(2): 356-362. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602005
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    超构表面作为二维亚波长人工微结构阵列,凭借其光场精准调控能力,在结构色显示、生物传感等领域应用价值显著。深度学习为超构表面建模提供了数据驱动新模式,本文基于FCNN的超构表面结构色预测方法,实现“结构参数-色度值”的非线性映射。实验模型测试集平均MSE损失0.00071、MAE 0.0161,5组典型样本预测相对误差均<4%;推理效率相比FDTD模型提升约104倍,单样本预测耗时37.05 μs,满足实时需求;输出重构验证表明,结构参数的前向预测色度值与原始目标输出MAE<0.01,证实其合理性。
  • 姜红, 周贯旭, 徐雪芳
    光散射学报. 2026, 38(2): 363-368. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602006
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    为建立一种快速识别四种血清型猪球菌的分析方法,利用表面增强拉曼光谱对四种血清型猪链球菌进行检测分析。依据样品拉曼特征峰的不同,结合随机森林算法,对其进行数据降维并建立样本识别模型。同时,利用多个评价指标对模型性能进行评价。实验结果表明,表面增强试剂可以有效提升猪链球的拉曼信号,利用特征提取算法可以有效提升模型性能,建立的识别模型其正确率为93%。表面增强拉曼光谱结合随机森林算法可为猪链球菌的快速识别提供有效的分析方法。
  • 王晓静#, 孙昊冉#, 张慧娟, 张学刚, 赵艳, 王越, 闫胤洲
    光散射学报. 2026, 38(2): 369-381. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602007
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    表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy, SERS)作为一种高灵敏的分子指纹识别技术,在痕量物质检测领域具有重要应用潜力。滤纸因其低成本、柔性结构及良好的环境兼容性,被广泛用于构建纸基SERS衬底。然而,滤纸天然的纤维结构导致表面形貌复杂多样,从而限制了信号的均匀性与检测灵敏度。本文采用碘化钾(KI)与硝酸银(AgNO3)协同修饰策略,通过调控反应溶液组分比例,在滤纸纤维表面原位生成AgI封装层,锚定吸附待检分子于金属纳米结构表面。以罗丹明6G(Rhodamine 6G, R6G)为探针分子开展性能评估,结果表明修饰后衬底的拉曼增强因子相较修饰前提升6.2倍,且荧光淬灭效应显著,有效改善了信号质量并抑制背景干扰。进一步引入数字SERS(digital SERS, dSERS)分析方法,对拉曼信号出现概率进行二元事件统计,构建了具有高重现性的定量分析模型。实验结果表明,经KI/AgNO3协同修饰的滤纸基SERS衬底可在10-7~10-5 mol/L浓度范围内进行定量标定,相关系数(R2)达0.9964,有效克服了传统滤纸基SERS衬底在低浓度检测中面临的热点随机性与信号波动难题,为构建具备定量分析能力的滤纸基SERS衬底提供了可行路径。
  • 关力畅, 龙唐琦, 曾赠, 冯磊, 赵楠, 蒋雪梅
    光散射学报. 2026, 38(2): 382-390. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602008
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    采用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311++G(d, p)和CAM-B3LYP/def2TZVP水平下研究了氟胺酮分子的结构、前线轨道、静电势能、红外光谱、拉曼光谱以及紫外光谱特征。结果表明,氟胺酮分子的最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道均属于alpha + beta型轨道,能量分别为-6.51 eV和-0.86 eV,能级差为5.65 eV。实验与计算红外光谱的线性拟合方程为y=0.9988x+0.3041(R2=0.9997),实验与计算拉曼光谱的线性拟合方程为y=1.0173x-16.092(R2=0.9989),证实了理论计算结果的可靠性。氟胺酮分子表面静电势能的分布区间为-40~32 kcal/mol,存在13个静电势极大值点和5个静电势极小值点。紫外光谱分析表明,氟胺酮分子的紫外吸收主要由第3、8、10、12激发态主导。使用空穴-电子分析法得知,S0→S3跃迁为苯环上的π-π*局域激发;S0→S8跃迁表现为混合激发特征,包括苯环到环己酮环方向上的π-π*电荷转移激发和苯环上的π-π*局域激发;S0→S10跃迁为苯环上的π-π*局域激发;S0→S12跃迁为苯环上的π-π*局域激发和环己酮环上羰基的π-π*局域激发。本研究的理论计算结果,不仅为使用光谱法快速检测氟胺酮物质提供了理论基础,也为研究苯环利啶类新精神活性物质的光谱分析提供了重要参考。
  • 倪超, 程新路
    光散射学报. 2026, 38(2): 391-397. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602009
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    利用高度相关多参考组(MRCI)方法,结合从头算理论(Ab initio),在高精度计算框架下对N2分子B3Σu-- B3Пg跃迁带系的电子态的势能、跃迁偶极矩、振转光谱常数及谱线强度进行了系统的精确计算。所获得的势能曲线与RKR拟合的势能曲线符合很好,获得的跃迁偶极矩是准确可靠的。对N2分子B3Σu-电子态的振转光谱常数随振动量子数v的变化与已有的实验观测数据相符。同时,获得了N2分子B3Σu--B3Пg带系的0-00-10-221个较低振动光谱带在高达5000 K温度的谱线强度,分析了谱线强度随温度的变化特征,如0-0带在温度高达3000 K5000 K时的谱带强度分别为6.78×10-17cm-1/(分子 cm-2)2.82×10-17cm-1/(分子 cm-2)。这些结果对进一步研究N2的电子激发态之间跃迁有重要理论参考价值,在完善氮分子光谱图谱和高温大气建模等方面都具有重要意义。

  • 冯嘉进, 汪达, 曾庆光
    光散射学报. 2026, 38(2): 398-403. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602010
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    普鲁士蓝类似物(PBAs)因其低成本和开放的框架结构而被视为一种极具前景的钠离子电池正极材料。然而,PBAs中的结晶水会产生一系列的副反应,严重影响钠离子电池的电化学性能。本文通过冷凝回流的方式对镍基普鲁士蓝类似物(NiHCF)进行改性,使电解液溶剂碳酸乙烯酯(EC)嵌入其晶格内部并取代其中的结晶水,得到了含有EC的普鲁士蓝类似物NiHCF-EC。改性后的NiHCF-EC展现出优异的循环稳定性,在20 mA·g-1的电流密度下循环100圈后,仍保持56 mAh·g-1的可逆容量,容量保持率达到90.3%。原位红外光谱表征则揭示了NiHCF-EC放电过程中[Na+-DME]的共嵌行为。这项工作为普鲁士蓝类似物的改性和谱学研究提供了参考。
  • 裴琳琳, 岳婷, 陈达
    光散射学报. 2026, 38(2): 404-417. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602011
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    随着锂电池热失控引发的安全风险日益突出,亟需发展一种能够在复杂噪声干扰下实现对特征气体实时、高精度监测的分析方法。本文提出了SSA-VMD-RF混合预测模型。基于实验室自主搭建拉曼光谱锂电池热失控气体监测系统,采集4种锂电池热失控标准气体不同浓度梯度下的拉曼光谱数据,利用VMD分解信号提取多频域特征,经过扁平化处理后输入RF回归模型进行预测,优化模型性能,引入SSA算法同步寻优VMD与RF关键参数,结合五折交叉验证提升模型泛化能力,最终表明,SSA-VMD-RF模型具备良好的鲁棒性和适应性,信噪比高于SVM、XGBoost和PLSR,R2可达98.5%以上。通过4种不同荷电量(SOC)热失控数据的实验验证,该模型能够准确反演锂电池热失控气体浓度变化,为锂电池热失控早期预警与安全评估提供了可靠的技术路径与理论支撑。
  • 曹雪, 蔡华, 张韫宏, 孙久乂, 王彩丽, 李可舒, 赵璇, 陈泽, 张鼎浩, 乔望, 马梦楠, 李翔,
    光散射学报. 2026, 38(2): 418-428. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602012
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    大气细颗粒物(PM2.5)中硫酸盐的快速生成机制是解释华北地区冬季重“霾污染”的关键科学问题,但传统SO2氧化理论难以解释实际观测与模型预测的显著差异。本研究针对过渡金属离子Fe(III)催化机制在真实气溶胶界面中的反应过程,采用气溶胶光镊技术(AOT)结合腔增强拉曼光谱(CERS),在单颗粒尺度原位解析了(NH4)2SO4((NH4)2SO4+NH4HSO4)液滴中Fe(III)催化SO2氧化生成硫酸盐的动力学过程。通过精确调控微液滴的粒径、pH (3~5)、离子强度 (17~35 mol·kg-1)SO2浓度(0.025~1 ppm),发现Fe(III)催化反应速率与SO2浓度呈一级动力学关系,且反应主要发生于气溶胶表面。高离子强度(I=35 mol·kg-1)通过动力学盐效应强化中性SO2分子与Fe(III)的界面反应,pH升高可使催化速率提升3~4个数量级,揭示了Fe(III)在气溶胶表面通过羟基铁络合物介导的高效氧化路径。该研究证实了Fe(III)的界面催化活性,为大气模型中硫酸盐生成机制的重构及PM2.5精准防控提供了关键实验依据。

  • 任晓鸽, 王旭
    光散射学报. 2026, 38(2): 429-437. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602013
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    姜黄作为重要的药食同源原料,其市场掺假行为(如掺入淀粉、近缘物种或工业染料等)不仅扰乱市场秩序,更可能引入重金属污染而威胁消费者健康。传统色谱分析方法操作繁琐、耗时长,难以满足现场快速筛查需求。拉曼光谱技术虽具有快速、无损等优势,但其复杂的光谱特征及细微的谱图差异对分类模型构建提出了挑战。本研究提出一种基于LightGBM机器学习算法的拉曼光谱分析方法,以实现姜黄掺假的高效精准鉴别。通过采集纯正姜黄及常见掺假物(玉米淀粉、麦芽糊精、铬黄)的拉曼光谱数据,对原始光谱进行平滑、基线校正和归一化预处理,有效抑制噪声及荧光背景干扰。将预处理后的全波段光谱数据作为特征输入,构建基于LightGBM的分类模型,并利用其特征重要性评估功能筛选关键光谱特征。与支持向量机(SVM)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等传统方法的对比实验表明,LightGBM模型在姜黄真伪二分类任务中准确率达到97.92%,精确率为78.57%,召回率为91.67%,且具有更快的训练与预测速度。本研究成功将LightGBM算法与拉曼光谱技术相结合,构建了一种高精度、高效率、强鲁棒性的姜黄掺假鉴别模型,充分发挥了LightGBM在处理高维光谱数据、挖掘细微特征及自动筛选关键波段方面的优势,为拉曼光谱在复杂基质快速分析中的应用提供了有效的算法支持,也为食品与中药材质量安全现场检测提供了可行的技术路径。
  • 冯美玲, 李增明, 韩斯琴高娃, 哈斯乌力吉
    光散射学报. 2026, 38(2): 438-444. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602014
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    为了快速分类鉴别含铅矿物药及其炮制品。本文采用拉曼光谱技术结合主成分分析(PCA-支持向量机(SVM)算法,对密陀僧、铅丹、铅粉、不同产地密陀僧及水飞品进行分类鉴别。结果表明,密陀僧、铅丹、铅粉等含铅矿物药因拉曼光谱特征差异显著,可通过肉眼及PCA-SVM模型实现准确鉴别;而不同产地生密陀僧及其水飞品因外形及光谱相似,肉眼难以区分,但PCA-SVM算法仍能实现100%准确率分类。该方法具备快速、准确、无损、便捷、仪器轻便、成本低廉等优势,对于含铅矿物药的分类鉴定及质量监控具有显著的应用价值。

  • 朱婷婷, 易自力, 陈艾佳, 吴昌强, 李文雪,
    光散射学报. 2026, 38(2): 445-453. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602015
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    肾、输尿管、膀胱及前列腺四个部位结石在临床较为常见,其成分差异与病因机制、治疗策略及复发风险密切相关。拉曼光谱技术具有信息量丰富、谱图解析度高以及无损分析等突出优势,使其成为研究复杂生物样本成分的理想工具。本研究针对肾、输尿管、前列腺、膀胱多部位结石样本创新性地构建拉曼光谱、多维度降维算法、及聚类算法体系。结果表明,均匀流形近似与投影-K均值聚类实现了最佳聚类效果(轮廓系数0.65,Calinski-Harabasz指数498.5)且聚类结果与结石成分呈现相关性。成分分析、部位分布及光谱特征显示,结石常见成分的特征峰在各簇共存,但簇间强度差异是聚类分离的关键,反映了结石成分及比例与形成微环境的内在联系。这一研究为实现多部位结石的高效、客观成分差异研究提供了一条全新的技术路径。
  • 王敏, 司民真,
    光散射学报. 2026, 38(2): 454-459. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602016
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     红豆杉为历史悠久的Ⅰ级保护植物,具有较高观赏、药用价值。现有对红豆杉的研究多聚焦于紫杉醇,但对其成分中光合作用色素叶黄素却少有研究。叶黄素因其氧化特性对人类大脑及眼睛健康具有重要作用。为研究红豆杉中叶黄素的含量,拓展红豆杉的应用价值,本文对南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)、西藏红豆杉(Taxus wallichiana Zucc)、云南红豆杉(Taxus yunnanensis)、云南榧(Torreya yunnanensis)叶进行拉曼光谱研究。所得的谱图中,1523118711581004 cm-1附近出现较强的拉曼峰,与叶黄素(Lutein)的光谱一致,可知所测红豆杉叶表面和叶肉细胞的主成分中含有叶黄素,且其含量远高于大苞鞘石斛、翼齿六棱菊等其他植物。

  • 黎伯刚
    光散射学报. 2026, 38(2): 460-470. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602017
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    消毒用乙醇是医疗卫生、公共场所消杀及工业清洁领域的重要物资,其质量安全直接关系到使用效果与公众健康。近年来,个别产品中甲醇误掺、替代或污染问题时有发生,而传统气相色谱等检测方法虽然准确度高,但通常存在样品前处理复杂、检测周期较长、难以满足基层监管与现场执法快速筛查需求等不足。针对上述问题,本文开展了面向消毒用乙醇现场质控的甲醇拉曼光谱智能识别与定量方法研究,构建了适用于穿瓶、无开封条件下的快速无损检测技术体系。研究基于拉曼光谱对甲醇与乙醇分子振动特征的响应差异,结合透明包装容器对激发光与散射光传播过程的影响规律,建立了穿瓶检测条件下的光谱采集与质量控制方法。进一步围绕瓶壁干扰、荧光背景、弱特征峰重叠及低浓度甲醇识别困难等问题,开展了光谱预处理、特征波段筛选与智能建模研究,构建了兼顾识别准确性与定量稳定性的机器学习模型,实现了对消毒用乙醇中甲醇的快速判别与含量反演。同时,通过穿瓶测试不同甲醇掺入水平样品的系统验证,评估了方法在复杂现场条件下的鲁棒性、检出能力与泛化性能。本文形成了一套适用于市场监管、产品抽检与基层执法场景的便携式拉曼快速筛查方法,为消毒用乙醇质量安全监管提供了高效、无损、低成本的技术支撑,并为拉曼光谱结合智能算法在现场执法快检中的应用拓展提供了理论依据与方法参考。

  • 雷晓静, 王春润, 张勇, 常明, 徐元媛, 于宏伟
    光散射学报. 2026, 38(2): 471-480. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602018
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    乙基纤维素是一种重要的药用辅料。采用三级中红外光谱组学技术对乙基纤维素的结构及热稳定性进行研究。结果表明,乙基纤维素的红外光谱吸收主要包括νO—H-游离、νO—H-二聚体、νO—H-多聚体、νasCH3、νasCH2、νsCH3、δsCH3、νC—O和νOC2H5等振动模式。随着测定温度的升高,主要官能团对应的红外吸收频率及吸收强度均有一定的改变,乙基纤维素的热稳定性进一步降低。热扰动因素下,分别考察了游离O—H官能团对应的吸收峰、二聚体O—H官能团对应的吸收峰以及CH3/CH2官能团对应的吸收峰对温度的敏感程度,得到上述各个吸收峰变化快慢的顺序。为研究药用辅料乙基纤维素结构及热稳定性研究建立一个方法学,具有重要的应用研究价值。
  • 周睿, 王敏
    光散射学报. 2026, 38(2): 481-491. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602019
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    青头菌和奶浆菌是两种常见的野生食用菌,具有较高的营养保健价值。干制保存可延长其食用周期,但在其保存过程容易发生霉变现象危及食品安全,本研究以傅立叶红外光谱对霉变前后干制青头菌和奶浆菌进行研究。理化与微生物学测定表明,霉变导致两种干制野生菌的菌落总数从10100 cfu/g数量级呈指数增至10 cfu/g数量级,并伴随基质酸化现象,其pH值分别从6.326.04降至5.444.96。进一步通过解析红外光谱的特征峰,鉴定其霉变前后官能团及其主要化学成分差异。霉变干制青头菌特征峰表现为:霉变后在酰胺I/II带有吸收峰改变,吸收峰由1556 cm-1 转移至1595 cm-1,表明C=O伸缩振动减弱,酸度增加;糖苷键COC峰位移15 cm-1;最强峰由3283 cm-1NH/OH)转移至1025 cm-1(多糖特征);双峰(1086 cm-11023 cm-1)强度比(A1086/A1023)由0.983降至0.967;新增1744 cm-1(羰基)和1404 cm-1 (CN)特征峰。对比干制奶浆菌霉变前后的特征峰则呈现:霉变后酰胺II带的吸收峰由1573 cm-1转移至1548 cm-1;酰胺III带吸收峰位移15 cm-1,—CH2弯曲振动位移19 cm-1,多糖特征峰(CC)位移16 cm-1;最强峰由3340 cm-1 转移至2924 cm-1 (CH2);双峰(1081 cm-11021 cm-1)强度比(A1081/A1021)1.022降至1.009;新增2958 cm-1 (CH2对称振动)吸收峰。结果表明,霉变前后的两种干制野生菌部分吸收峰频率位置、吸收峰的相对强度及最强峰位置有所差异。因此,可通过傅立叶红外光谱对两种干制野生菌是否发生霉变进行鉴别。
  • 苏越, 方婷, 刘继富, 杨明星,
    光散射学报. 2026, 38(2): 492-498. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602020
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    拉曼光谱技术因无损、快速、精准的优势,可通过测定特征拉曼谱峰甄别玉石种类,在玉器检测中应用前景广阔。但玉器自身荧光效应易干扰拉曼光谱,掩盖特征峰信号,影响检测准确性。当前针对透闪石玉在不同激发波长下的光谱响应机制研究尚显薄弱,荧光干扰与波长选择的关联性缺乏系统性结论。本研究于室温下采用355 nm、457 nm、532 nm、633 nm、785 nm激光测试透闪石玉拉曼光谱,分析激发波长对其光谱特性的影响。结果表明,不同波长下光谱特征差异显著,633 nm荧光干扰最强,拉曼峰几乎被完全淹没;457 nm荧光干扰最弱,1020 cm-1、670 cm-1、3670 cm-1 等特征峰强度高、辨识度佳。综合来看,457 nm为透闪石玉检测的优选激发波长。本研究尝试建立透闪石玉拉曼检测的波长选择标准,为提升玉器鉴定准确性、推进无损检测标准化及深化玉石矿物学研究提供实验依据,有望为透闪石玉的量化分析、产地溯源等后续实际应用提供技术支撑。
  • 赵美红,
    光散射学报. 2026, 38(2): 499-504. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602021
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    为建立一种快速识别四种血清型猪球菌的分析方法,利用表面增强拉曼光谱对四种血清型猪链球菌进行检测分析。依据样品拉曼特征峰的不同,结合随机森林算法,对其进行数据降维并建立样本识别模型。同时,利用多个评价指标对模型性能进行评价。实验结果表明,表面增强试剂可以有效提升猪链球的拉曼信号,利用特征提取算法可以有效提升模型性能,建立的识别模型其正确率为93%。表面增强拉曼光谱结合随机森林算法可为猪链球菌的快速识别提供有效的分析方法。

  • 甘欣欣
    光散射学报. 2026, 38(2): 505-512. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602022
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    应用显微镜、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射光谱仪(XRD)、显微共聚焦拉曼光谱仪(Raman)、傅立叶变换显微红外光谱仪(FT-IR)、离子色谱仪(IC)对一件广东省博物馆藏河南三门峡出土的春秋窃曲纹青铜簋的表面织物残留、锈蚀产物、表面硬结物进行了分析。青铜簋表面白色点状酥松锈蚀为“酥粉锈”:PbCO3Pb3(CO3)2(OH)2,并且在“酥粉锈”处氯含量高于其他部位。
  • 魏亚丽, 王艳玲, 张雨婷, 蔡莉, 刘艳荣, 马莉
    光散射学报. 2026, 38(2): 513-520. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602023
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    宁夏博物馆藏西夏《上师图》唐卡具有重要的历史、艺术与科学价值,弥足珍贵。本文利用光学显微镜(OM)、X射线荧光光谱(XRF)及拉曼光谱(Raman)等技术,对该画作颜料脱落或濒危区域进行了测试分析。结果表明:画芯织物为棉纤维,平纹组织,局部存在纤维变形、断裂及变色现象。颜料分析显示,画芯及木轴的红色均为朱砂(HgS);木轴金色部分由金(Au)与朱砂(HgS)构成,工艺为先在木轴涂朱砂,再于其上描金;画芯蓝色颜料为蓝铜矿(Cu(CO3)2(OH)2);绿色颜料则为酞菁绿(C32H3Cl15CuN8),调查发现该处为20世纪末修复时因条件所限进行的补绘。此外,地脚木轴装饰、画芯正中上师及两位戴莲花帽僧侣的肤色区域均大面积使用金粉,反映了西夏僧人的尊崇地位,也凸显了此唐卡的珍贵性。本研究结果为《上师图》的保护修复提供了科学依据,也为同时期彩绘文物的材料与工艺研究提供了重要参考。
  • 曹婧婧
    光散射学报. 2026, 38(2): 521-527. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602024
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    本文采用超景深光学显微分析、便携式X 射线荧光光谱分析、拉曼分析、偏光显微分析等首次对汉南陵出土彩绘陶俑颜料成分进行研究。实验发现薄太后墓陶俑绘制无打底,颜料有单层、双层与三层三种类型,其中亮红色为朱砂,棕红色为铁红,黑色为碳黑,棕黄色为铁黄,绿色为石绿+碳酸钙,粉色为朱砂+白土+铁红或铁红+白土或铁红+碳酸钙,本次研究可为后续对彩绘陶俑的保护与修复提供科学指导意见。
  • 赵心怡, , 丁慧宁, 李泷帆, 张勇, 于宏伟, 常明
    光散射学报. 2026, 38(2): 528-536. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602025
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    探讨了纤维素乙醚分子O—H结构。分别开展了纤维素乙醚分子O—H结构近红外(NIR)光谱组学(包括:一维NIR光谱、原位一维NIR光谱及二维NIR光谱)研究。实验发现,纤维素乙醚分子O—H结构的吸收模式主要包括:多聚体O—H结构伸缩振动模式的一级倍频(ν1-NIR-一维)、多聚体/二聚体O—H结构伸缩振动模式的一级倍频(ν2-NIR-一维)、二聚体O—H结构伸缩振动模式的一级倍频(ν3-NIR-一维)和游离O—H结构伸缩振动模式的一级倍频(ν4-NIR-一维)。室温下,纤维素乙醚分子O—H结构变化快慢顺序存在着一定的差异性,多聚体O—H的吸收峰变化快慢顺序为:6665 cm-1(ν1-B-NIR-二维)>6745 cm-1(ν1-A-NIR-二维)>6605 cm-1(ν1-C-NIR-二维)>6515 cm-1(ν1-D-NIR-二维),多聚体/二聚体O—H的吸收峰变化快慢顺序为:6955 cm-1(ν2-B-NIR-二维)>6885 cm-1(ν2-C-NIR-二维)>6975 cm-1(ν2-A-NIR-二维)>6865 cm-1(ν2-D-NIR-二维),二聚体O—H的吸收峰变化快慢顺序为:7175 cm-1(ν3-A-NIR-二维)>7085 cm-1(ν3-B-NIR-二维)>7025 cm-1(ν3-C-NIR-二维),游离O—H的吸收峰变化快慢顺序为:7235 cm-1(ν4-B-NIR-二维)>7225 cm-1 (ν4-C-NIR-二维)>7265 cm-1(ν4-A-NIR-二维)。NIR光谱组学技术可以快速开展纤维素乙醚分子O—H结构研究。
  • 张东坡
    光散射学报. 2026, 38(2): 537. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602026
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    玫瑰籽油因其卓越的营养价值和护肤功效在高端化妆品与保健品市场备受青睐,价格昂贵,但市场上掺杂掺假现象普遍,传统检测方法如气相色谱-质谱联用(GC-MS)虽准确却耗时费力、成本高昂,难以满足现场快速筛查需求。本研究创新性地提出了一种基于拉曼光谱结合基于双模型协作的拉曼光谱快速检测玫瑰籽油真伪的玫瑰籽油真伪快速无损检测方法。实验采集了纯玫瑰籽油及掺入不同比例常见廉价植物油(如大豆油、葵花籽油)样品的拉曼光谱(激发波长532 nm)。原始光谱经自适应光谱预处理后,利用主成分分析(PCA)进行特征提取降维,构建支持向量机分类模型(SVC)识别纯植物油和掺假玫瑰籽油,然后采用XGBoost回归优化模型预测掺假比例。研究结果表明,拉曼光谱能有效捕捉玫瑰籽油及其掺假物的特征指纹信息,尤其是脂肪酸组成差异的关键谱峰(如C=C伸缩振动、C—H变形振动等区域)。在PCA-SVC及XGBoost回归的双模型协作架构下,对测试集的纯植物油与掺假玫瑰籽油的分类准确率高达98.18%,同时能对掺假比例进行有效量化预测(测试集决定系数R2>0.92,均方根误差RMSE<6.2%)。检测流程中单次光谱采集仅需数十秒,且无需复杂样品前处理。该研究成功验证了拉曼光谱技术结合双模型协作在玫瑰籽油真伪鉴别及掺假定量分析中的高效性与可靠性,为开发便携式现场快速检测设备、保障市场公平与消费者权益、加强油脂质量监管提供了强有力的技术支持,具有显著的实际应用价值和推广前景。
  • 刘艳, 王建秋, 王冬冬, 解道统, 陈晓燕
    光散射学报. 2026, 38(2): 547-561. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602027
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    本研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,深入分析苦荞在不同浸泡时段下主要功能成分(酚酸、黄酮、蛋白质)的结构响应及溶出行为,探究其动态变化的规律。研究设计遵循着“标准品构建→原始谱识别→差谱分析→导数谱增强→定量变化率提取→组合峰整合建模→多变量验证”这样的谱学分析闭环途径,把没食子酸、槲皮素和牛血清白蛋白(BSA)作为代表成分,构建“3主+2辅”组合特征峰模型,用以识别官能团结构和特征峰归属。提取各个组合峰的峰强度(A)和积分面积(S),计算组合峰平均变化率(ΔAmean,ΔSmean),以此量化响应和溶出态势。选用800~1300 cm-1和1600~1800 cm-1两个典型功能区间进行主成分分析(PCA),以此验证浸泡不同时长的样品成分结构的分离行为及结构响应特征。研究结果表明,没食子酸归为持续释放型,60 min的ΔAmean能达到24.30%,ΔSmean为8.64%;槲皮素显示的缔合释放型,60 min的ΔAmean上升到24.46%、ΔSmean一直是负的;BSA是快速释放-构象不变类型,在10 min时实现最大释放量(19.51%),ΔSmean维持于+9%~+15%。PCA三维得分图进一步表明,样品在浸泡过程呈现出“初期剧烈迁移、中期聚集稳定、后期轻微再分布”的时序性空间演变趋势,验证了先前定量特征峰模型所揭示的溶出机制。本研究搭建的组合特征峰平均变化率建模及谱段PCA验证框架,达成了对苦荞复杂成分在饮用进程里动态结构响应、释放模式和谱图迁移路径的多维度、系统化分析,为饮品、药材等多组分体系当中活性成分的谱学追踪提供理论参考与技术保障。
  • 尹德都, 王冬冬, 张一旸, 李紫阳, 刘艳
    光散射学报. 2026, 38(2): 562-576. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602028
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    本研究基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,系统评估了热处理与热水浸泡对决明子主要活性成分(大黄素、槲皮素、没食子酸)分子结构及官能团振动特征的影响。通过标准品特征峰归属、样品原始光谱分析、差谱法与二阶导数光谱技术,结合特征峰峰高与峰面积变化率,量化不同处理方式下的结构响应特征。结果显示,热处理引起羟基(O—H)、羰基(C=O)、芳香共轭体系(C=C)及醚键(C—O)等区域的吸收强度与峰面积显著下降,O—H峰面积下降达36.41%,C=O与C=C区域分别下降31.99%与31.37%,反映了热处理对分子间氢键网络及共轭结构的破坏效应。差谱与二阶导数图谱进一步揭示热处理诱导的官能团自由化及结构重排特征。在此基础上,热水浸泡处理可增强各类官能团的振动响应,表现为C=O与C=C区域的吸收显著增强(峰面积最高分别提升至79.67%、183.3%),峰面积的整体变化率在10分钟时为41.46%,到30分钟时提升到了67.39%,重复进行的浸泡实验呈现出稳定的累积提高态势,水合作用可在一定程度上对热处理所带来的结构扰动起到调节或者缓解的效果,借助上述内容可知,热处理对决明子当中的主要活性成分有着十分突出的结构扰动作用,而热水浸泡可介导一定的官能团响应恢复。本研究显示,FTIR技术可用于监测中药加工过程里活性成分的结构变化,有一定的分子识别效能,可为中药加工工艺机制的可视化评价提供光谱学方面的支持。
  • 谭雅和, 张昊东, 唐堃, 马保东, 巩翌粲, 由博文
    光散射学报. 2026, 38(2): 577-588. https://doi.org/10.13883/j.issn1004-5929.202602029
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    针对塔克拉玛干沙漠长时间序列沙尘气溶胶垂直特征观测数据的空白及被动遥感观测局限性,本研究采用2007~2022年CALIPSO卫星Level 1B与Level 2L数据,开展了沙尘气溶胶时空变化特征研究。结果表明:1)后向散射系数在季节上表现为春季0.00198~0.00207 km-1sr-1最高,夏季0.00182~0.00191 km-1sr-1最低,年际变化呈2007~2012年波动上升、2013~2016年峰值稳定、2017~2022年回落初始的特征;2)消光系数廓线呈现显著的垂直分异特征,春季高值区主要位于0~4 km、夏季则在4~6 km富集,年际变化呈现先上升后持续下降的趋势,2018~2022年4 km高层贡献占比降至8%~12%;3)后向散射系数与消光系数在相同时空条件下呈现分段相关特征,反映了沙尘气溶胶以散射为主的光学特性;4)PM2.5浓度在季节上呈现春冬双峰值、夏季单低谷,与地面观测呈中等相关。本研究可为干旱区沙尘污染评估与气候效应研究提供支撑,后续可整合多源数据优化反演模型。