余莲莲 邵利民

(中国科学技术大学化学系，合肥230026)

1 引言

开放光路傅里叶变换红外(OP/FT-IR)光谱是大气测量的有效工具，已广泛用于大气分析和环境监测［1～4］。OP/FT-IR 具有仪器可靠、操作简单、无需采样、在线测量、以及无人值守监测等优点［5～8］。在实际测量中，OP/FT-IR 光谱受到水蒸汽和二氧化碳的振-转光谱以及基线缓慢变化的干扰，严重影响了痕量组分的分析。此外，光谱定性分析主要基于目视检查或光谱库搜索，要求操作者能有效识别目标化合物的特征，这些都给数据解析带来一定的困难。本研究将采用两种化学计量学方法克服上述困难。

目标因子分析(Target factor analysis，TFA)是一种自模因子分析方法，通过分析多个光谱组成的数据矩阵，能够提取出隐藏在单个光谱中的信息。TFA 目前在化学中已广泛应用于色谱［9］，反应力学和动力学［10，11］，光谱分析［12］，医疗和医药研究［13，14］以及食品［15］等领域。

目标波段熵最小化(Band-target entropy minimization，BTEM)方法能够从多组分光谱中重建纯组分光谱，具有无需目标分子的先验信息，也不依赖于统计学检验等优点［16］。BTEM 已应用于各种液相和固相的反应体系［17］，已经成功重建FT-IR［18］，Raman［19］，NMR［20］和MS［21］等复杂光谱，但是对OP/FTIR 光谱的重建目前尚未见报道。

Widjaja 等［22］将BTEM 与其它曲线分解程序(如OPA-ALS，SIMPLISMA，SIMPLISMA-ALS，IPCA)进行了对比，表明BTEM 是可以重建出最接近纯组分参考光谱的方法，但是尚未见将BTEM 与TFA 这两种算法进行比较的报道。因此，本研究将用BTEM 和TFA 两种方法定性分析混合物光谱中NH3，C2H5OH 和O3的光谱信息，并对结果进行比较。结果表明，TFA 基于参考光谱，主要组分的重建效果很好，低信号强度的次要组分中存在干扰会影响重建的效果;BTEM 中，无论是主要组分还是次要组分，都在不依靠参考光谱的前提下进行重建，而重建结果的好坏主要取决于目标函数的选择。……