张根伟， 彭思龙， 郭腾霄， 杨 杰， 杨俊超， 张 旭， 曹树亚*， 黄启斌*

1. 国民核生化灾害防护国家重点实验室， 北京 102205 2. 中国科学院自动化研究所， 北京 100190 3. 中国科学院大学， 北京 100190

引 言

离子迁移谱(ion mobility spectrometry, IMS)技术是基于气相中不同的离子在电场中迁移速率的差异来对化学离子物质进行分离表征的一项分析技术， 是目前最为广泛使用的痕量化学物质检测技术之一。 离子迁移谱检测仪具有常压下检测、 分析灵敏度高、 响应时间短、 成本低等突出优点， 广泛应用于化学战剂、 爆炸物、 毒品和代谢组学等检测领域[1-3]。

离子迁移谱仪采集到的原始信号为微弱电流信号， 微弱信号容易淹没在噪声中而无法检测， 严重影响化学物质种类识别的准确性。 因此， 在进行化学物质种类定性分析之前需对谱图进行重构。 国内学者采用多项式数据平滑、 傅里叶变换和小波分析等方法用于离子迁移谱谱图去噪重构[4-5]。 离子迁移谱特征峰表征了待分析样品的化学组成和含量信息， 进行特征峰提取是信号处理中很基础也至关重要的一个环节。 导数法是当前应用最普遍的一种特征峰提取方法， 按照原理不同可分为一阶、 二阶导数法及其结合方法等[6-7]。 导数法的步骤简单易实现， 对于信噪比好的数据能获得很好的寻峰效果， 但其在应对噪声和背景的干扰、 重叠峰以及峰形畸变等情形时有明显缺陷。

现有的离子迁移谱谱图特征峰提取是在谱图去噪重构后进行， 需采用不同的算法实现。……