化学计量学
化学计量学

化学计量学
化学计量学是一门专门研究计量关系和系统设计的科学。
它涉及到多个学科领域,特别是化学、物理、数学和工程学,并且结合这些学科,提出适用于社会经济发展和实际行动的计量学理论和方法。
计量学定义了物体,特别是化学物质,与其他物体之间的大小、性质和其它特性的比较方法,并以此为基础构建计量标准,最终实现计量的精度和准确度。
它的主要目的是给出物质的定量关系,以及物质的作用及其在物理和化学反应过程中的作用,以及物质的形成、合成、分离和测定等相关问题。
另外,化学计量学还研究了一系列综合性问题,例如下列问题:
一、系统化的测量和模拟问题:综合应用测量学、计量学、模拟学等有关科学,对物质的混合、变化、分解、形成等现象进行综合的研究和分析,以期推动科学技术的发展。
二、计量系统的决策和控制:综合收集、分析、整理和计量的相关数据,建立定量分析系统,形成新的知识结构,并运用模拟方法对系统内部关系进行分析,从而研究和控制相关反应过程。
三、计量数据的提取、识别和处理:利用计算机处理技术,计算各种物质的组成、变化、测量和控制,同时利用计量的数据提取、识别和处理技术,对物质的性质和反应进行准确的描述和研究。
化学计量学是一门重要的科学,可以为各种科学技术提供有效的工具不仅可以实现科研,而且可以提供决策支持,增强科技发展的动力。
它可以帮助我们正确认识物质,是一种智慧,不仅可以增加我们
的科学知识,还可以为我们了解世界各个方面提供依据和指导。
化学计量学要点

化学计量学要点化学计量学是研究化学反应过程中化学物质的量关系的分支学科。
它是化学的基础学科之一,是实现定量化学分析的理论基础,也是探索化学反应机理的重要方法。
在各种化学领域中都有广泛的应用,尤其在无机化学和有机化学中,非常重要。
下面是化学计量学要点的介绍。
一、化学方程式化学方程式是表示化学反应的符号式,它用化学元素符号和化学式表示化学反应的参与物和生成物。
方程式的左边表示反应体系中的反应物,右边表示反应物参与反应后生成的化合物,方程式中的化学式一定要使用平衡的反应比。
例如:2H2 + O2 → 2H2O这个方程式表示的是氢气和氧气按化学计量比反应生成水。
二、物质的量计算物质的量是指物质包含的基本化学单元的数量,用化学计量单位mol表示。
化学计量关系表示在化学反应中各参与物的质量与物质的量的数量关系。
根据元素周期表中元素的相对原子质量,可以计算出化合物的相对分子质量。
为求得物质的量,可以用以下公式:物质的量=物质质量÷相对分子质量。
设物质的量为n,化学式为X,则nX表示化学式X中所包含的物质的量。
例如:求10.00g的硫酸铜(II)的物质的量。
首先,根据元素周期表中的相对原子质量,可知Cu和S的相对原子质量分别为63.55和32.06。
而硫酸铜(II)的化学式为CuSO4,其相对分子质量为63.55+32.06+4×16.00=159.62。
所以,这10.00g的硫酸铜(II)的物质量为:n=CuSO4=10.00÷159.62=0.0627mol三、化学反应中的化学计量关系在化学反应中,各个反应物所需要的物质的量与它们的化学计量关系是非常重要的。
化学计量关系包括摩尔比、摩尔酸比和摩尔电子比等。
摩尔比是指各反应物摩尔数之间的比值,而摩尔酸比和摩尔电子比则是指化学反应中酸和电子接受者(或给予者)所需要的摩尔数之间的比例。
例如:在下列反应中,氢气和氧气的化学计量关系如下:2H2 + O2 → 2H2O根据式子中的化学计量关系,可以计算出在反应中需要多少物质,以及产生多少产物。
化学计量学的原理及其应用

化学计量学的原理及其应用化学计量学是研究化学反应中物质的量的关系的学科,包括物质的量、摩尔质量、反应计量比、化学方程式等知识。
化学计量学是化学的基础和精髓,它是研究化学反应过程的量的关系的核心。
化学计量学的实际应用非常广泛,它在冶金、环境保护、制药、食品工业、纺织、电子、半导体等领域都有重要的应用。
一、化学计量学的基本原理1.物质的量物质的量是物质所含化学实体的数量。
通常用单位摩尔来表示,一个摩尔是指物质量,该物质的质量等于该物质的相对分子或相对原子质量。
例如,氢气的相对分子质量为2,因此一个摩尔氢气的质量是2克。
2.摩尔质量摩尔质量是一个物质摩尔的质量,通常用g/mol表示。
摩尔质量是一种计算相对分子质量或相对原子质量的常用方式。
例如,相对分子质量为12的碳原子的摩尔质量是12g/mol。
3.反应计量比反应计量比是指化学反应中物质的量之间的比例关系。
反应计量比基于化学方程式,可以确定反应物之间的量比例以及反应产物的生成量。
例如,燃烧4摩尔氢气需要1摩尔氧气,反应产生4摩尔水。
4.化学方程式化学方程式是化学反应以符号形式描述的方式,其中用符号和数字表示反应物和产物的化学式及其数量的恰当关系。
化学方程式可以用于确定反应物的种类和数量,以及反应产物的种类和数量。
二、化学计量学的应用1. 质量分析化学计量学可以用于分析样品的质量。
例如,在制备化合物时,需要确定需要多少药品来制备一定量的化合物。
以及在分析样品时,需要确定反应物的准确量。
2. 异常性质化学计量学可以了解样品的异常性质。
例如,在确定化合物的反应方式时,可以使用化学计量学原理来确定化合物是否具有异常性质。
3. 确定化合物结构使用化学计量学可以推断化合物的结构。
例如,可以使用测定元素的现有数量来推断化合物的结构和成分,以及确定它们之间的比例。
4. 制定方案化学计量学可以制定化学反应的方案。
例如,在制备特定的化合物时,需要制定具体的反应方案和数量,以确保最终产生预期的化合物。
什么是化学计量学

什么是化学计量学
化学计量学是一门新兴的化学分支学科,它结合了数学、统计学、计算机技术等领域的理论和方法,用于优化化学测量过程并从化学测量数据中提取有价值的信息。
化学计量学在解决复杂的化学问题中发挥着重要作用,例如在分析化学、有机化学、物理化学等领域中。
化学计量学在我国高校化学类专业中作为必修课或选修课,旨在培养具备化学计量学基本理论和实践能力的人才。
课程内容涵盖了化学计量学的基本概念、数学方法、计算机技术在化学中的应用等方面。
然而,许多学生在学习过程中认为化学计量学抽象、难懂,难以理解其中的数学概念与化学信息的关联。
此外,化学计量学方法大多需要通过计算机实现,对于仅掌握基本计算机语言但缺乏实践经验的化学类专业学生而言,这也是一个难题。
近年来,化学计量学在各个领域取得了显著的进展。
在分析化学、环境化学、生物化学等领域,化学计量学方法的应用不断拓展。
例如,在食品安全、药物分析、环境监测等方面,化学计量学方法为提高分析效率和准确性提供了有力支持。
此外,化学计量学在化学信息处理、化学数据库构建、化学模型建立等方面也发挥着重要作用。
随着计算机技术的快速发展,化学计量学在未来将继续取得更多突破。
人工智能、大数据等技术将为化学计量学提供新的研究手段和应用场景。
此外,化学计量学也将与其他学科相结合,如量子化学、计算化学等,进一步推动化学科学的进步。
总之,化学计量学是一门具有重要理论和实践价值的学科。
它不仅为化学领域的研究提供了强大的支持,也在其他领域展现出广泛的应用前景。
通过不断深入研究和应用化学计量学,我们可以更好地理解和探索化学世界的奥秘,为人类社会的发展做出贡献。
化学计量学课程

化学计量学课程化学计量学是化学中的一门基础课程,主要研究化学反应中物质的质量关系和化学方程式的应用。
它是化学的基础,也是其他高级化学课程的前提。
本文将从化学计量学的基本概念、质量关系、化学方程式以及实际应用等方面进行阐述。
化学计量学研究的基本概念是反应物和生成物之间的质量关系。
在化学反应中,反应物的质量与生成物的质量之间存在着一定的比例关系。
这种比例关系可以通过化学方程式来表示。
化学方程式是用化学符号和化学式表示化学反应过程的方程式,它描述了反应物与生成物之间的质量关系和摩尔比。
化学方程式中的化学符号代表了不同元素的原子,而化学式则表示了化合物的分子式。
在化学计量学中,有两个重要的概念,即摩尔和相对分子质量。
摩尔是物质的质量单位,用化学符号“mol”表示,表示一个物质中含有的粒子数。
相对分子质量是指一个分子中所有原子相对原子质量的总和。
通过实验可以确定化合物的相对分子质量,进而计算出化学方程式中各个物质的摩尔比和质量比。
在化学计量学的计算中,常用到的一个基本原理是“摩尔比即化学方程式中各物质的系数比”。
通过这个原理,我们可以根据已知条件计算未知物质的质量或摩尔数。
例如,已知反应方程式和其中一个物质的质量或摩尔数,可以通过计算得到其他物质的质量或摩尔数。
化学计量学的应用非常广泛。
在实际生活中,我们可以通过化学计量学的知识来计算化学反应中物质的质量变化,从而确定反应的完全性和产物的质量。
在工业生产中,化学计量学可以用来计算原料的用量和产品的产量,帮助生产过程的控制和优化。
在环境保护方面,化学计量学可以用来计算化学物质的排放量和污染物的浓度,评估环境质量和制定相应的控制措施。
化学计量学还与其他科学领域有着密切的联系。
在生物学中,化学计量学可以用来计算生物体内各种物质的摩尔比和质量比,研究生物体内的化学反应过程。
在药学中,化学计量学可以用来计算药物的摩尔比和质量比,研究药物的合成和药效。
在环境科学中,化学计量学可以用来计算环境中各种化学物质的浓度和分布规律,研究环境污染和修复。
化学计量学的原理与应用

化学计量学的原理与应用化学是自然科学中最基础的一门科学,它的重要性不言而喻。
化学计量学作为化学的一个重要分支,是研究化学反应中物质的计量关系及其在化学反应中的应用的学科。
在实际生产和科研中,化学计量学应用广泛,它在无机化学、有机化学、生物化学等领域中发挥着重要的作用。
一、化学计量学的基本概念1.化学计量化学计量是指在化学反应中化学物质的相对数量关系。
化学计量通常指的是物质质量或摩尔数之间的关系,比如化学反应方程式中的化学计量比就代表着相应物质之间的比例关系。
2.化学计量分析化学计量分析是基于化学计量原理发展起来的一种重要的分析方法。
其核心思想是通过化学反应中物质质量比例的关系来计算出样品中某种物质的含量。
目前应用最多的是酸碱滴定法和重量法。
3.化学计量定律化学计量定律是指在化学反应中存在着各种计量关系的法则。
化学计量定律包括质量守恒定律、电量守恒定律、比容定律等等。
二、常见化学计量学的应用1.化学反应的平衡计算在化学反应中,各种物质的数量关系不仅仅是一个静态的计量关系,还受到动态因素的影响。
化学反应的平衡计算就是通过计算反应物和生成物在反应平衡时的摩尔比例,来预测反应的产物和反应热等物理化学性质。
2.材料制备和产物分析化学计量学应用于材料制备和产物分析中非常普遍。
例如制备某种金属化合物时,需要根据化学计量学原理确定反应物的摩尔比例,以保证得到纯度较高的产物。
在分析产物时,可以通过分析其质量或净重得到其摩尔数,从而推算出反应物中某种物质的质量或摩尔数。
3.动力学分析化学计量学在动力学分析中也起到了重要作用。
化学反应速率与反应产物的摩尔比例有着密切的关系,通过分析反应速率和产物摩尔数的变化规律,可以研究反应机理、动力学参数和热力学参数等重要参数。
三、化学计量学的前沿研究1.新型量子化学计量学模型量子化学计量学模型建立在量子化学的基础上,利用量子化学理论描述物质微观结构和反应机理的计算模型。
新型量子化学计量学模型采用机器学习和深度学习等技术,有效提高了预测、解析化学反应机理等方面的精度和计算效率。
化学计量学在化学研究中的应用与发展趋势

化学计量学在化学研究中的应用与发展趋势化学计量学是化学中的一个重要分支,其与化学反应的速率、化学平衡以及化学计算等方面有着密切的联系。
本文将从化学计量学的概念、应用、以及未来的发展趋势等方面进行阐述,以便更好地了解化学计量学在化学研究领域中的地位与作用。
一、化学计量学的概念及基本原理化学计量学是化学中一门专门研究化学反应机理与反应量关系的学科。
其基本原理是利用分子式(比如H2O)及化学反应式(比如2H2+O2→2H2O)来表示化学反应中物质之间的数量关系,从而为计算化学反应的反应量和计算量提供了依据。
化学计量学主要包括化学反应中的质量守恒定律、化学反应中的电荷守恒定律和斯托伊克方程等基本知识,这些都是化学计量学的基础。
二、化学计量学在化学研究中的应用1. 计量分析计量分析是化学计量学的一个应用领域,它主要研究物质的浓度、摩尔量等参数的测定。
其中,常用的分析方法有滴定分析、重量分析、电化学分析和光谱分析等。
这些分析方法大多数都依赖于化学计量学的知识,因此可以说化学计量学在计量分析领域中有着重要的应用价值。
2. 化学反应中的计算化学计量学广泛应用于化学反应中的计算与分析。
例如,在某个化学反应中,需要知道每种化学物质在反应前后所含的摩尔量,以便精确计算反应的化学量和化学反应的途径等。
这些都需要基于化学计量学的基础知识来进行计算。
3. 材料研究化学计量学在材料研究领域中也有着广泛的应用,比如在制备催化剂、晶体、金属材料等方面有着重要的应用。
研究人员通过对化学计量学的知识加以掌握,不仅可以根据需要调节实验条件,还可以精确分析材料的性质与结构等信息,并进一步优化其性能。
三、化学计量学的发展趋势随着化学计量学的进一步发展,更多的研究人员开始关注其在人工智能和数据科学方面的应用。
在数据科学方面,化学计量学可以帮助科研人员通过大规模的数据分析,发现化学领域中经过验证的关系模型或基于新数据集的关系模型,从而定量地描述和预测化学反应的行为和属性。
化学计量学

化学分支学科
01 学科介绍
03 研究对象
目录
02 提出 04 相关任务
目录
05 计量学三要素
07 前景
06 应用
化学计量学又称化学统计学,数学、统计学、计算机科学与化学结合而形成的化学分支学科。研究对象是有 关化学量测的基础理论和方法学。
学科介绍
国际化学计量学学会给化学计量学作出了如下的定义:化学计量学是一门通过统计学或数学方法将对化学体 系的测量值与体系的状态之间建立的学科。
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应用于合成色素
色素是我们生产生活中十分重要的物质,我们多数将它作为非营养物质的食品添加剂,一般我们将色素分为 两类,一种是天然色素,一种是合成色素。天然色素在我们的应用及使用中是较为安全的,主要应用于食品级化 妆产品之中,但是天然的色素存在着容易分解、不易保存和不能拼色的缺点,所以人们着手研究人工合成的色素, 它们避免了天然色素在使用过程中的不足,相比有种种的优势。
研究对象
化学计量学的研究对象是有关化学量测的基础理论和方法学。它所研究的内容包括:统计学和统计方法;分 析信息理论;采样;试验优化与设计;分析校正理论;分析信号检测和分析信号处理;化学模式识别;图像分析; 构效关系研究;人工智能和专家系统;人工神经元络与自适应化学模式识别;库检索等。
相关任务
其任务是研究有关化学测量的理论与方法学,应用数学、统计学与信息理论、计算机科学的方法和手段,科 学地设计化学实验,选择最优的测量方法,最有效地获取体系有用的特征数据,并通过解析测量数据最大限度地 从中提取有关物质的定性、定量、形态、结构等信息。它是一门正在发展的新兴学科,其主要研究内容包括统计 学与统计方法、校正理论、模型估计和参数估计、实验设计和优化方法、分析信号处理、化学模式识别、定量构 效关系、人工智能和专家系统、软件和库检索等。
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化学计量学姓名:***学号: ********* 专业:********评阅人:***1、化学计量学化学计量学是将数学和计算机科学应用于化学的一门新的交叉学科,是化学领域的一个重要分支。
它运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,优化化学测量过程,并从化学测量数据中最大限度地提取有用的化学信息。
化学计量学的研究对象:化学计量学的研究对象是有关化学量测的基础理论和方法学。
其内容涉及到统计学与统计方法、实验设计与优化、分析信号处理、多元校正、化学模式识别、定量构效关系(QSAR)、数据库及专家系统。
在我国的发展已经有20多年的历史,为化学各分支学科特别是分析化学、环境化学、药物化学、有机化学、化学工程等提供了不少解决问题的新思路、新途径和新方法。
化学计量学的任务:其任务是研究有关化学测量的理论与方法学,应用数学、统计学与信息理论、计算机科学的方法和手段,科学地设计化学实验,选择最优的测量方法,最有效地获取体系有用的特征数据,并通过解析测量数据最大限度地从中提取有关物质的定性、定量、形态、结构等信息。
2、化学计量学的方法常用的化学计量学方法有多元线性回归、主成分分析、偏最小二乘法、人工神经网络、遗传算法以及支持向量机算法等。
2.1、多元线性回归在传统二维构效关系研究中,多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)是最为常见的统计方法。
一个分子可以用很多分子参数来表达,但在建立线性回归模型的时候,为了避免过拟合(over-fitting),只能从这些物理化学参数中选择一部分参数来建立回归模型。
一般来讲,化合物的数目和所选取参数的数目比应大于n2(n表示选取的参数个数),也有人提出应大于3~5(样本数目较大时显然不合适),怎样选择合适的参数一直是定量构象关系研究中的一个难题。
而且对于线性回归来讲,当体系噪声较强或干扰严重时,有可能导致所得的模型失真。
2.2、主成分回归主成分回归(Principle Component Regression)方法首先采用主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)方法选取重要的因子,然后采用常规的回归方法建立数学模型,从而实现对原来数据的降维处理。
所谓主成分,它为一新的变量,而该新变量是原来变量ij x的线性组合。
主成分回归的主要步骤包括:①数据的标准化处理;②由数据的协方差矩阵求得本征矢量;③选取主成分实施多元回归分析。
2.3、偏最小二乘法在主成分回归法中,所处理的仅为自变量,而对因变量的信息并未考虑。
事实上,因变量中可能包含非常有用的信息。
偏最小二乘法(Partial Least Square,PLS)在考虑自变量的同时也考虑了因变量的作用,同时通过折衷各自空间内的因子,使模型较好地同时描述自变量和因变量。
PLS的主要优点是:①对自变量之间的相关性要求不苛刻;②当自变量的数目多于样本的数目时,PLS仍可获得有意义的结果;③传统的PCA仅仅考虑自变量的信息,而PLS则同时考虑了自变量和因变量方面的信息,所以更易获得有意义的结果;④算法中由于采用交互检验来选取模型中的最佳主成分数目,所以降低了模型的偶然相关性。
2.4、人工神经网络人工神经网络(Artifical Neural Network,ANN)是QSPR和QSAR研究中处理非线性问题的常用方法,其基本原理是受生物大脑的启发,试图模仿人脑神经系统的组成方式与思维过程而构成的信息处理系统,具有非线性、自学习、容错性、联想记忆和可训练性等特点。
理论上已证明,具有一个隐含层的ANN网络即可实现对任意连续函数的逼近,实现任何非线性映射。
ANN 在多元校正、试验条件优化、蛋白质结构预测以及QSPR/QSAR研究中都得到了广泛的应用。
从网络的结构和训练算法来分,其中RBFNN由于其简单的优化过程以及较强的非线性拟合能力,故有着非常广泛的应用。
2.5、遗传算法遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的并行、随机、自适应搜索算法。
遗传算法来源于对自然界进化过程的模拟,可以说是对达尔文进化论公式化的表达。
其主要思想是利用简单的编码技术和繁殖机制来表达复杂的现象,从而解决复杂问题。
它是由复制(replication)、杂交(crossover)、和变异(mutation)三个算子组成。
基于遗传算法的QSPR/QSAR的计算分为下面的步骤:①产生初始种群。
首先随即产生初始的种群,即一组2D-QSAR模型。
产生了初始种群后,就用得分函数来评价每个个体;②选择操作。
当种群中的所有个体被评价后,就可以根据种群中个体的得分结合随机方法来选择被新种群保留的个体,对每个要淘汰的个体,都将用新的个体来替代;③杂交操作。
进行杂交操作时,在种群中选择两个被保留的个体作为母体,然后将这两个母体随机的分为两段,而后在不同的母体中选择一部分组成新的个体;④突变操作。
进行突变操作时,在种群中随机的选择一个个体,然后将个体中地某一个元素随机地改变而得到新的个体。
通过杂交和突变而产生地所有个体均要用得分函数来予以评价,然后根据得分情况对新个体进行选择,产生新种群;⑤部分替换操作。
在经过了若干次突变和杂交操作以后,对于种群中得分最低的部分个体,进行部分替换操作。
部分替换操作可以减少计算陷入局部最小的危险性。
一般来讲,每隔200~300步进行一次部分替换操作就够了;⑥比较操作。
为了将最好的若干个体保存下来,采用”精华”种群来保存它们。
进行完杂交和变异操作后,逐一比较新种群中的个体和精华种群中的个体,如果新种群中存在更好的个体,就把它们拷贝到精华种群中去。
2.6、支持向量机算法数学家Vladimir N. Vapnik等通过三十余年的严格的数学理论研究,提出来的统计学习理论和支持向量机算法已得到国际数据挖掘学术界的重视,并在语音识别、文字识别、药物设计、组合化学、时间序列预测等研究领域得到成功运用。
SVM在生物信息学中得到了广泛的应用,在HIV蛋白酶裂解点预测、蛋白质折叠和高级结构预测,蛋白亚细胞定位、蛋白与蛋白相互作用研究以及疾病辅助诊断等方面。
3、化学计量学的应用3.1 在分析化学中的应用3.1.1、应用于化学定量构效关系化学定量构效关系的研究在理论化学研究中是一个十分重要的目标,它是化学学科的根本性问题,即怎样从物质的化学结构与化学成分来定量预测该物质的化学特性。
在化学定量构效关系的研究中,可以采用图论与数值方法的结果来表征各种化合物分子,并把计算结果和实际量测化合物的化学、生物学、物理特性等结合起来,将含糊的定性描述由明确的定量关系取代,把经验规则逐渐转变为半理论规律。
目前化学定量构效关系的研究把全局最优算法引入分子力学的寻优,以指导最佳先导化合物的寻找,并已广泛应用于实践中。
把误差反向传播多层感知模型用于对位取代的苯酚衍生物的物化性质与生物活性参数的化学定量构效关系研究,其预测均方差为0.036,结果和传统方法相比,有着较为明显的改进。
3.1.2、应用于人工神经网络现代生物学研究在不断研究人脑组织后,提出了人工神经网络这一概念。
人工神经网络是十分复杂的网络,它是由大量简单的处理单元连接而成的,可以模拟大脑的行为。
ANN能够对数据模式进行有效地分类与解析,它比较适合处理结果与原因关系不确定的非线性测量数据,许多化学问题都是由于这种不确定性产生的,所以它成功地应用于很多化学领域。
目前已有报道:人工神经网络应用在在药物分子的药效预测、谱图分析以及蛋白质结构的预测。
在分析化学中,遗传算法也被广泛地应用,如发射光谱试验条件选择、多组分分析波长的选择、校正数据的优化、生物大分子的构象分析与核磁共振脉冲波形的选择等。
另外,ANN也使仪器联机和实验室自动化得到一定的促进,并很好地指导或控制生产,使生产质量得到提高与保证。
3.1.3、应用于模式识别法模式识别法是根据化学量测数据矩阵,把样本集按样本的某种性质进行分类及特征选取的方法。
根据量测参量在多维模式空间中的相对位置区分不同的组,线性判别分析法、K-最邻近法及SIMCA法都是模式识别的方法。
模式识别法的研究对决策和过程优化提供很有实用价值的信息,为我国材料化学与石油化工等领域带来了解决研究难题的新思路。
其中Thomas等同时应用K-最邻近法与线性学习机从伏安波中区分重叠伏安响应信号,将K-邻近法用于电位阶伏安波和微分电毛细管曲线的分类,可对有机化合物构效关系进行表征。
SIMCA法在食品鉴定、加入赋形剂的药品近红外光谱识别与环境等方面也有着一定的应用。
3.1.4、应用于多元校正分析法随着多元分析的逐步崛起与不断开发,研究对象及目标变得越来越复杂,这就要求化学分析工作者能够快速给出准确的定量、定性与结构分析的结果。
通过因子设计、正交设计、析因设计、均匀设计等化学实验设计与优化方法能够研究包含多种因素的协同作用与影响,使分析选择性得到了有效地改善,同时还使应用范围大大拓宽。
3.1.5、应用于波谱化学如何利用现存波谱数据库,对复杂分析体系(如红外光谱、质谱、色谱、核磁共振谱的保留时间库和吸收、发射光谱等)作出快速定量、定性分析,这是分析化学家一直努力的目标。
化学专家系统技术与智能数据库,尤其是化学计量学在此提供了新的解析途径。
推广使用了各种滤波、(减)差谱、平滑、变换、卷积技术以及最优化技术,这使得分析面貌焕然一新,提供可不经分离直接地测定相互干扰的共存物种,甚至完全未知的混合物。
南开大学与中国科学院等单位都先后建立了多种波谱的专家系统与数据库。
Kankare等对聚(3-甲基噻吩)在0.1mol/L 高氯酸四丁基铵的乙腈溶剂中所形成的电极薄膜的光谱电化学性质进行了渐进因子分析,十分容易地确定了循环伏安分析中由于电极反应所产生的中间产物在何电位处产生。
3.2 在中药研究中的应用3.2.1化学计量学在中药材鉴别和质量评价方面的应用模式识别方法是化学计量学中的重要方法。
化学模式识别是用现代分离分析检测方法对中药材或药品样本中的有机或无机的药用化学成分进行检测,用化学计量学方法对所得化学数据进行处理,确定可用于样品质量控制的模式,然后进行整体分析、分类和对未知样本进行识别。
此方法综合了中药材或中药制剂内各种化学成分的整体信息,能够更准确、更全面、更科学地对中药材或中药制剂进行质量评价,在对大批量样品进行鉴别分类时,其快速、准确的特点尤为突出。
在中药鉴别和质量控制方面常用有如下的一些模式识别方法。
3.2.1.1主成分分析法所谓主成分分析方法,就是根据在初选的特征量间可能存在的相关性,找到一种空间变换方式,通过对原特征(经标准化后的)变量进行线性组合,形成若干个新的特征矢量,要求它们之间相互正交,并能最大限度地保留原样本集所含的原始信息。