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二維相關譜技術及其應用 版權信息
- ISBN：9787030719331
- 條形碼：9787030719331 ; 978-7-03-071933-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
二維相關譜技術及其應用 本書特色
全面闡述了二維相關光譜的概念、特點、**發展及其應用。
二維相關譜技術及其應用 內容簡介
本書全面闡述了二維相關光譜的概念、特點、近期新發展及其應用。全書由兩大部分組成：**部分（第1章、第2章）分析了二維相關光譜技術的產生、特點，詳細介紹了近年來二維相關光譜技術發展的新理論和方法；第二部分（第3~6章）重點闡述了二維相關光譜技術在乳制品、食品安全、醫藥學和環境檢測等領域中的應用。 本書可供光譜傳感、過程檢測、監控診斷技術等相關專業的教師、研究生和科研人員參考閱讀。
二維相關譜技術及其應用 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 傳統光譜技術 1
1.2 二維相關光譜技術 1
1.2.1 二維相關光譜的特點 1
1.2.2 二維相關光譜探針的多樣性 2
1.2.3 二維相關光譜外擾的多樣性 3
1.3 二維相關光譜技術的應用 5
參考文獻 5
第2章 二維相關光譜學原理 8
2.1 廣義二維相關光譜理論 8
2.1.1 二維相關光譜理論的提出 9
2.1.2 二維相關光譜的計算 9
2.1.3 二維相關光譜的表示形式 11
2.1.4 二維相關光譜的特性 14
2.1.5 二維相關光譜的優勢 15
2.2 Pareto二維相關分析 16
2.2.1 Pareto二維相關的計算 16
2.2.2 Pareto二維相關的應用 17
2.3 樣品-樣品二維相關分析 17
2.3.1 樣品-樣品二維相關的計算 17
2.3.2 樣品-樣品二維相關分析的應用 18
2.4 雜化二維相關分析 19
2.4.1 雜化二維相關的計算 19
2.4.2 常用的雜化二維相關分析 20
2.4.3 雜化二維相關分析的應用 21
2.5 異譜二維相關分析 23
2.5.1 異譜二維相關的計算 24
2.5.2 異譜二維相關的特點 24
2.5.3 異譜二維相關分析的應用 24
2.6 移動窗口二維相關分析 26
2.6.1 移動窗口二維相關的計算 26
2.6.2 移動窗口二維相關的特點 28
2.6.3 移動窗口二維相關分析的應用 30
2.7 擾動相關移動窗口二維相關分析 30
2.7.1 擾動相關移動窗口二維相關的計算 31
2.7.2 擾動相關移動窗口二維相關的特點 31
2.7.3 擾動相關移動窗口二維相關分析的應用 32
2.8 Double二維相關分析 33
2.8.1 Double二維相關的計算 34
2.8.2 Double二維相關分析的應用 36
2.9 投影二維相關分析 37
2.9.1 投影二維相關的計算 37
2.9.2 投影二維相關的特點 38
2.9.3 投影二維相關分析的應用 39
2.10 2D-CDS 41
2.10.1 2D-CDS的計算 41
2.10.2 2D-CDS的特點 42
2.10.3 2D-CDS的應用 42
2.11 修訂二維相關分析 43
2.11.1 修訂二維相關的計算 44
2.11.2 修訂二維相關的特點 45
2.12 2T2D相關分析 45
2.12.1 2T2D相關的計算 45
2.12.2 2T2D相關的特點 46
2.12.3 2T2D相關分析的應用 46
2.12.4 2T2D相關分析的應用前景 48
參考文獻 48
第3章 二維相關光譜分析技術在乳制品檢測中的應用 54
3.1 二維相關光譜的摻雜牛奶特征信息提取 54
3.1.1 摻雜尿素牛奶二維相關譜特性 54
3.1.2 摻雜三聚氰胺牛奶二維相關譜特性 59
3.1.3 重構二維相關譜，挖掘特征光譜信息 64
3.2 二維相關光譜歐氏距離摻雜牛奶檢測 67
3.2.1 二維相關譜歐氏距離判別摻雜牛奶原理 67
3.2.2 歐氏距離摻雜牛奶的判別 68
3.3 同譜二維相關光譜摻雜牛奶檢測 72
3.3.1 二維近紅外相關譜摻雜牛奶K-OPLS判別 72
3.3.2 二維近紅外相關譜摻雜牛奶N-PLS判別 78
3.3.3 二維中紅外相關譜N-PLS判別 83
3.3.4 二維中紅外相關譜K-OPLS判別 86
3.4 二維相關譜定量分析摻雜牛奶 89
3.4.1 二維近紅外相關譜定量分析牛奶中尿素 89
3.4.2 二維近紅外相關譜定量分析牛奶中三聚氰胺 91
3.5 異譜二維相關光譜摻雜牛奶檢測 93
3.5.1 異譜二維相關譜原理 93
3.5.2 異譜摻雜淀粉牛奶N-PLS判別 94
3.5.3 異譜摻雜三聚氰胺牛奶N-PLS判別 97
3.6 同步-異步二維相關光譜摻雜牛奶檢測 99
3.6.1 同步-異步二維相關譜融合方法 99
3.6.2 同步-異步二維相關譜N-PLS判別 100
3.7 自相關光譜摻雜奶粉檢測 103
3.7.1 自相關譜的獲取 103
3.7.2 摻雜奶粉判別 103
3.8 參數化和參量化二維相關光譜摻雜牛奶檢測 105
3.8.1 二維相關譜的參數化和參量化 106
3.8.2 參數化二維近紅外相關譜LS-SVM判別 108
3.8.3 參數化二維中紅外相關譜LS-SVM判別 112
3.8.4 參量化二維近紅外相關譜摻雜牛奶LS-SVM判別 114
3.8.5 參量化二維中紅外相關譜摻雜牛奶LS-SVM判別 117
3.9 二維相關光譜圖像摻雜牛奶檢測 119
3.9.1 二維相關譜圖像的灰度統計判別 119
3.9.2 二維相關譜圖像不變矩特征摻雜牛奶判別 123
3.9.3 二維相關譜圖像的灰度共生矩陣特征摻雜牛奶判別 126
參考文獻 130
第4章 二維相關光譜分析技術在食品檢測中的應用 134
4.1 食用油檢測 134
4.1.1 二維相關光譜比對法食用油品質檢測 134
4.1.2 同譜二維相關光譜摻假食用油檢測 139
4.1.3 二維相關譜定量分析摻假芝麻油 146
4.1.4 自相關譜摻假食用油檢測 148
4.1.5 融合同步和異步二維相關光譜食用油品質檢測 151
4.1.6 異譜二維相關光譜摻假食用油檢測 159
4.2 酒類檢測 165
4.2.1 摻假酒類二維相關譜特征信息提取 165
4.2.2 基于二維相關譜定量分析摻假白酒 170
4.2.3 二維相關光譜葡萄酒種類檢測 172
4.2.4 二維相關光譜葡萄酒發酵過程檢測 173
4.2.5 基于二維相關光譜白酒品質檢測 173
4.3 肉類檢測 174
4.3.1 二維相關光譜肉類蒸煮過程檢測 174
4.3.2 二維相關光譜肉類冷凍過程檢測 175
4.3.3 二維相關光譜冷凍肉消解過程檢測 176
4.3.4 二維相關光譜肉類質量檢測 177
4.4 蜂蜜檢測 180
4.4.1 二維中紅外相關譜摻假蜂蜜判別 180
4.4.2 二維近紅外相關譜蜂蜜脫水過程檢測 183
4.5 茶葉檢測 185
4.5.1 二維紫外-熒光相關譜紅茶中色素特征信息提取 185
4.5.2 二維拉曼相關譜茶葉中“毒死蜱”特征信息提取 187
4.5.3 二維中紅外相關譜不同品種茶葉鑒別 188
4.6 水果檢測 189
4.6.1 二維相關光譜不同成熟期水果品質檢測 189
4.6.2 二維相關光譜水果儲藏階段品質檢測 190
4.6.3 二維相關光譜病變水果檢測 191
4.6.4 二維相關光譜果汁純度檢測 192
4.7 在食品其他檢測方面的應用 193
4.7.1 建模變量的選擇 193
4.7.2 食品加工過程檢測 195
參考文獻 198
第5章 二維相關光譜分析技術在藥學領域中的應用 202
5.1 中藥產地鑒別 202
5.1.1 不同產地茯苓皮 202
5.1.2 不同產地藥用蕈菌 202
5.1.3 不同產地仙鶴草 204
5.1.4 不同產地老鸛草 204
5.1.5 不同產地藿香 205
5.1.6 不同產地沙棘 205
5.2 不同種藥材鑒定 206
5.2.1 不同靈芝 206
5.2.2 不同黨參 207
5.2.3 不同貓須草 207
5.2.4 不同羌活 208
5.2.5 黑豆和牽牛子 208
5.2.6 金銀花和山銀花 209
5.2.7 川芎和當歸 210
5.3 不同栽培方式中藥材鑒別 211
5.3.1 不同栽培金線蓮 211
5.3.2 不同栽培丹參 212
5.3.3 不同栽培重樓根 212
5.4 中藥炮制過程分析 213
5.4.1 附子 213
5.4.2 草烏 214
5.4.3 蔓荊子 216
5.4.4 三七 217
5.4.5 黃芩 219
5.5 真偽藥品鑒定 219
5.5.1 真偽冬蟲夏草 219
5.5.2 真偽沉香 220
5.5.3 真偽圓葉錦香草 221
5.5.4 真偽白芍 222
5.6 保健品鑒別 222
5.6.1 靈芝粉 222
5.6.2 人參和曬洋參 224
5.6.3 螺旋藻 225
5.6.4 蜂膠 226
5.7 藥物的結構和活性表征 226
5.7.1 抗壞血酸藥物結構表征 226
5.7.2 山梔子的活性表征 227
5.7.3 芍藥甘草湯活性表征 228
5.8 其他應用 228
參考文獻 229
第6章 二維相關光譜分析技術在環境領域中的應用 234
6.1 水環境檢測 234
6.1.1 水中污染物特征信息提取 234
6.1.2 水中腐殖酸與PAHs之間相互作用 244
6.1.3 水中PAHs檢測 248
6.1.4 水中農藥檢測 251
6.1.5 海洋環境檢測 254
6.2 土壤環境檢測 256
6.2.1 土壤中PAHs特征信息提取 256
6.2.2 土壤屬性對PAHs熒光特性的影響 262
6.2.3 土壤中PAHs檢測 266
6.2.4 土壤修復檢測 269
6.2.5 土壤理化參數檢測 271
6.2.6 土壤養分檢測 272
6.3 氣體環境檢測 273
6.3.1 氣溶膠檢測 273
6.3.2 同分異構體氣體檢測 274
6.3.3 SO2檢測 275
6.4 環境中離子間相互作用 276
6.4.1 重金屬對DOM構型的影響 276
6.4.2 DOM與金屬離子絡合作用 277
6.4.3 DOM與納米粒子相互作用 282
6.5 堆肥高溫發酵過程檢測 282
參考文獻 284
前言
第1章 緒論 1
1.1 傳統光譜技術 1
1.2 二維相關光譜技術 1
1.2.1 二維相關光譜的特點 1
1.2.2 二維相關光譜探針的多樣性 2
1.2.3 二維相關光譜外擾的多樣性 3
1.3 二維相關光譜技術的應用 5
參考文獻 5
第2章 二維相關光譜學原理 8
2.1 廣義二維相關光譜理論 8
2.1.1 二維相關光譜理論的提出 9
2.1.2 二維相關光譜的計算 9
2.1.3 二維相關光譜的表示形式 11
2.1.4 二維相關光譜的特性 14
2.1.5 二維相關光譜的優勢 15
2.2 Pareto二維相關分析 16
2.2.1 Pareto二維相關的計算 16
2.2.2 Pareto二維相關的應用 17
2.3 樣品-樣品二維相關分析 17
2.3.1 樣品-樣品二維相關的計算 17
2.3.2 樣品-樣品二維相關分析的應用 18
2.4 雜化二維相關分析 19
2.4.1 雜化二維相關的計算 19
2.4.2 常用的雜化二維相關分析 20
2.4.3 雜化二維相關分析的應用 21
2.5 異譜二維相關分析 23
2.5.1 異譜二維相關的計算 24
2.5.2 異譜二維相關的特點 24
2.5.3 異譜二維相關分析的應用 24
2.6 移動窗口二維相關分析 26
2.6.1 移動窗口二維相關的計算 26
2.6.2 移動窗口二維相關的特點 28
2.6.3 移動窗口二維相關分析的應用 30
2.7 擾動相關移動窗口二維相關分析 30
2.7.1 擾動相關移動窗口二維相關的計算 31
2.7.2 擾動相關移動窗口二維相關的特點 31
2.7.3 擾動相關移動窗口二維相關分析的應用 32
2.8 Double二維相關分析 33
2.8.1 Double二維相關的計算 34
2.8.2 Double二維相關分析的應用 36
2.9 投影二維相關分析 37
2.9.1 投影二維相關的計算 37
2.9.2 投影二維相關的特點 38
2.9.3 投影二維相關分析的應用 39
2.10 2D-CDS 41
2.10.1 2D-CDS的計算 41
2.10.2 2D-CDS的特點 42
2.10.3 2D-CDS的應用 42
2.11 修訂二維相關分析 43
2.11.1 修訂二維相關的計算 44
2.11.2 修訂二維相關的特點 45
2.12 2T2D相關分析 45
2.12.1 2T2D相關的計算 45
2.12.2 2T2D相關的特點 46
2.12.3 2T2D相關分析的應用 46
2.12.4 2T2D相關分析的應用前景 48
參考文獻 48
第3章 二維相關光譜分析技術在乳制品檢測中的應用 54
3.1 二維相關光譜的摻雜牛奶特征信息提取 54
3.1.1 摻雜尿素牛奶二維相關譜特性 54
3.1.2 摻雜三聚氰胺牛奶二維相關譜特性 59
3.1.3 重構二維相關譜，挖掘特征光譜信息 64
3.2 二維相關光譜歐氏距離摻雜牛奶檢測 67
3.2.1 二維相關譜歐氏距離判別摻雜牛奶原理 67
3.2.2 歐氏距離摻雜牛奶的判別 68
3.3 同譜二維相關光譜摻雜牛奶檢測 72
3.3.1 二維近紅外相關譜摻雜牛奶K-OPLS判別 72
3.3.2 二維近紅外相關譜摻雜牛奶N-PLS判別 78
3.3.3 二維中紅外相關譜N-PLS判別 83
3.3.4 二維中紅外相關譜K-OPLS判別 86
3.4 二維相關譜定量分析摻雜牛奶 89
3.4.1 二維近紅外相關譜定量分析牛奶中尿素 89
3.4.2 二維近紅外相關譜定量分析牛奶中三聚氰胺 91
3.5 異譜二維相關光譜摻雜牛奶檢測 93
3.5.1 異譜二維相關譜原理 93
3.5.2 異譜摻雜淀粉牛奶N-PLS判別 94
3.5.3 異譜摻雜三聚氰胺牛奶N-PLS判別 97
3.6 同步-異步二維相關光譜摻雜牛奶檢測 99
3.6.1 同步-異步二維相關譜融合方法 99
3.6.2 同步-異步二維相關譜N-PLS判別 100
3.7 自相關光譜摻雜奶粉檢測 103
3.7.1 自相關譜的獲取 103
3.7.2 摻雜奶粉判別 103
3.8 參數化和參量化二維相關光譜摻雜牛奶檢測 105
3.8.1 二維相關譜的參數化和參量化 106
3.8.2 參數化二維近紅外相關譜LS-SVM判別 108
3.8.3 參數化二維中紅外相關譜LS-SVM判別 112
3.8.4 參量化二維近紅外相關譜摻雜牛奶LS-SVM判別 114
3.8.5 參量化二維中紅外相關譜摻雜牛奶LS-SVM判別 117
3.9 二維相關光譜圖像摻雜牛奶檢測 119
3.9.1 二維相關譜圖像的灰度統計判別 119
3.9.2 二維相關譜圖像不變矩特征摻雜牛奶判別 123
3.9.3 二維相關譜圖像的灰度共生矩陣特征摻雜牛奶判別 126
參考文獻 130
第4章 二維相關光譜分析技術在食品檢測中的應用 134
4.1 食用油檢測 134
4.1.1 二維相關光譜比對法食用油品質檢測 134
4.1.2 同譜二維相關光譜摻假食用油檢測 139
4.1.3 二維相關譜定量分析摻假芝麻油 146
4.1.4 自相關譜摻假食用油檢測 148
4.1.5 融合同步和異步二維相關光譜食用油品質檢測 151
4.1.6 異譜二維相關光譜摻假食用油檢測 159
4.2 酒類檢測 165
4.2.1 摻假酒類二維相關譜特征信息提取 165
4.2.2 基于二維相關譜定量分析摻假白酒 170
4.2.3 二維相關光譜葡萄酒種類檢測 172
4.2.4 二維相關光譜葡萄酒發酵過程檢測 173
4.2.5 基于二維相關光譜白酒品質檢測 173
4.3 肉類檢測 174
4.3.1 二維相關光譜肉類蒸煮過程檢測 174
4.3.2 二維相關光譜肉類冷凍過程檢測 175
4.3.3 二維相關光譜冷凍肉消解過程檢測 176
4.3.4 二維相關光譜肉類質量檢測 177
4.4 蜂蜜檢測 180
4.4.1 二維中紅外相關譜摻假蜂蜜判別 180
4.4.2 二維近紅外相關譜蜂蜜脫水過程檢測 183
4.5 茶葉檢測 185
4.5.1 二維紫外-熒光相關譜紅茶中色素特征信息提取 185
4.5.2 二維拉曼相關譜茶葉中“毒死蜱”特征信息提取 187
4.5.3 二維中紅外相關譜不同品種茶葉鑒別 188
4.6 水果檢測 189
4.6.1 二維相關光譜不同成熟期水果品質檢測 189
4.6.2 二維相關光譜水果儲藏階段品質檢測 190
4.6.3 二維相關光譜病變水果檢測 191
4.6.4 二維相關光譜果汁純度檢測 192
4.7 在食品其他檢測方面的應用 193
4.7.1 建模變量的選擇 193
4.7.2 食品加工過程檢測 195
參考文獻 198
第5章 二維相關光譜分析技術在藥學領域中的應用 202
5.1 中藥產地鑒別 202
5.1.1 不同產地茯苓皮 202
5.1.2 不同產地藥用蕈菌 202
5.1.3 不同產地仙鶴草 204
5.1.4 不同產地老鸛草 204
5.1.5 不同產地藿香 205
5.1.6 不同產地沙棘 205
5.2 不同種藥材鑒定 206
5.2.1 不同靈芝 206
5.2.2 不同黨參 207
5.2.3 不同貓須草 207
5.2.4 不同羌活 208
5.2.5 黑豆和牽牛子 208
5.2.6 金銀花和山銀花 209
5.2.7 川芎和當歸 210
5.3 不同栽培方式中藥材鑒別 211
5.3.1 不同栽培金線蓮 211
5.3.2 不同栽培丹參 212
5.3.3 不同栽培重樓根 212
5.4 中藥炮制過程分析 213
5.4.1 附子 213
5.4.2 草烏 214
5.4.3 蔓荊子 216
5.4.4 三七 217
5.4.5 黃芩 219
5.5 真偽藥品鑒定 219
5.5.1 真偽冬蟲夏草 219
5.5.2 真偽沉香 220
5.5.3 真偽圓葉錦香草 221
5.5.4 真偽白芍 222
5.6 保健品鑒別 222
5.6.1 靈芝粉 222
5.6.2 人參和曬洋參 224
5.6.3 螺旋藻 225
5.6.4 蜂膠 226
5.7 藥物的結構和活性表征 226
5.7.1 抗壞血酸藥物結構表征 226
5.7.2 山梔子的活性表征 227
5.7.3 芍藥甘草湯活性表征 228
5.8 其他應用 228
參考文獻 229
第6章 二維相關光譜分析技術在環境領域中的應用 234
6.1 水環境檢測 234
6.1.1 水中污染物特征信息提取 234
6.1.2 水中腐殖酸與PAHs之間相互作用 244
6.1.3 水中PAHs檢測 248
6.1.4 水中農藥檢測 251
6.1.5 海洋環境檢測 254
6.2 土壤環境檢測 256
6.2.1 土壤中PAHs特征信息提取 256
6.2.2 土壤屬性對PAHs熒光特性的影響 262
6.2.3 土壤中PAHs檢測 266
6.2.4 土壤修復檢測 269
6.2.5 土壤理化參數檢測 271
6.2.6 土壤養分檢測 272
6.3 氣體環境檢測 273
6.3.1 氣溶膠檢測 273
6.3.2 同分異構體氣體檢測 274
6.3.3 SO2檢測 275
6.4 環境中離子間相互作用 276
6.4.1 重金屬對DOM構型的影響 276
6.4.2 DOM與金屬離子絡合作用 277
6.4.3 DOM與納米粒子相互作用 282
6.5 堆肥高溫發酵過程檢測 282
參考文獻 284
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二維相關譜技術及其應用 節選
第1章緒論 1.1傳統光譜技術 隨著光譜檢測新器件、新數學手段的不斷發展，光譜分析檢測技術和光譜儀器以其特有的高靈敏度、高分辨率、高速度、無損傷、無污染、抗干擾、可遙感等優點廣泛應用于食品、制藥、材料和環境等領域⑴。 在傳統的光譜學分析方法中，光譜圖通常用平面圖形來表征，即通常用波長、波數或頻率等為橫坐標，研究體系相應于此變量變化的光譜學特性，通常用吸光度、透過率、反射率或發光強度等為縱坐標。由于傳統的光譜技術僅能提供研究體系光譜學特性隨單變量的變化情況，因此，傳統的光譜技術無法對研究體系中微弱變化的、覆蓋的、重疊的峰進行特征信息提取，無法表征不同變量下光譜學性質之間的關系，無法對光譜學性質進行有效解析，無法提供研究體系中分子之間的相互作用信息。而對于復雜研究體系，由于與研究體系光譜學性質有關的變化量常常不止一個，當研究體系同時受到多個因素(外擾)影響，且這些因素之間又存在相關性時，傳統的光譜技術就顯得無能為力了[2]。 1.2二維相關光譜技術 二維相關光譜的概念*早來源于核磁共振波譜分析(nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR)領域，并得到廣泛應用。直到1986年，日本化學家Noda對二維NMR技術進行概念性突破，即將核磁實驗中多脈沖技術作為一種對研究體系的外部擾動。在此基礎上，1989年，Noda在對紅外信號時間分辨檢測的基礎上，首次將該技術應用于紅外光譜，提出了二維紅外相關譜的概念[3]。1993年，Noda又對原有的理論進行了改進，打破了外擾波形僅可為正弦波形的局限，將其拓展到能引起光譜信號變化的任何外擾，如：溫度、濃度、pH值等，并且用Hlbert變換代替了原來的Founer變換，縮短了二維相關計算的時間，提出了廣義二維相關光譜理論，自此二維相關光譜技術的應用領域得到了進一步的擴展。近二十年來，Noda多次對二維相關光譜的發展和應用進行綜述。 1.2.1二維相關光譜的特點 在二維相關光譜學分析中，相關圖譜具有X和兩個獨立的變量軸，以及表征研究體系相關譜學性質的因變量z軸，所形成的三維光譜圖。在相關圖譜中這兩個獨立的變量可以相同，也可以不同，常用的變量有波長、波數或頻率、溫度、壓力等。因此，二維相關光譜可以表征研究體系光譜學性質隨兩個變量變化的情況，以及兩個變量之間的相關性。 與傳統的光譜技術相比，二維相關光譜技術將研究體系光譜學信號擴展到第二維上，可提供研究體系中不同組分官能團吸收峰之間的相關信息，可有效地對弱峰、覆蓋峰、偏移峰進行解析，具有較高的光譜分辨率。二維相關光譜體現的是研究體系中各組分相應于“特定外擾”的變化情況，以及這些變化之間相互的聯系。所謂的“特定外擾”指的是根據研究目標有目的地選擇一種方式對光譜進行調制[9]。外擾一研究體系的變化一二維相關光譜是一一對應的。即使是同一種體系，采用不同的“外擾”就會得到不同性質的二維相關圖譜。因此，二維相關光譜技術具有較好的選擇性，可根據研究的目標，選擇合適的“外擾”，以便體現所需的信息。同時，通過同譜或異譜二維相關光譜交叉峰的正負和有無可以分析信息來源，提高了光譜的解釋能力[10]。 隨著二維相關光譜技術的發展，應用領域的不斷擴大，會不斷出現新理論和相關算法[11，12]，如在第2章介紹的樣品-樣品二維相關分析、雜化二維相關分析、移動窗口二維相關譜分析、投影二維相關分析、Double二維相關分析、2D-CDS(two-dimensional codistribution spectroscopy)、修訂二維相關分析和2T2D(two-tracetwo-dimensional)相關分析等，這些新的相關分析技術都有自己的特點和優勢[13]。 1.2.2二維相關光譜探針的多樣性 Noda將二維相關技術從狹義拓展到廣義之后，二維相關光譜計算的應用范圍也從*初的二維核磁譜拓展到多種光譜探針領域，包括中紅外光譜、近紅外光譜、拉曼光譜、紫外-可見光譜、熒光光譜、NMR、X射線等，以及上述兩種探針相結合的異譜相關分析。 1.中紅外光譜 中紅外光譜是二維相關光譜技術*廣泛使用的探針[8]，其表征的是研究體系中分子官能團基頻振動信息，能提供聚合物、蛋白質和其他材料結構變化與性能之間的關系，這些是傳統光譜技術無法提供的。Noda統計了從2015年7月1日到2017年5月31日期間國內外發表的302篇二維相關論文中，其中59%采用的是二維中紅外相關譜技術，包括衰減全反射光譜、中紅外反射吸收光譜、漫反射中紅外傅里葉變換光譜、表面增強紅外吸收光譜、光聲光譜、紅外二向色性、顯微紅外光譜等。同時也有將中紅外光譜技術與其他探針相結合異譜二維相關的研究，如近紅外光譜、拉曼光譜、NMR、紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、和頻振動光譜、質譜和色譜等。 2.近紅外光譜 近紅外光譜是二維相關光譜技術常用的探針，其表征的是研究體系中C—H、O—H、N-H等含氫基團的合頻和倍頻信息，能提供研究體系的組成、構象、結晶、分子內和分子間氫鍵之間的相互作用。二維近紅外相關譜技術結合化學計量學也被應用于復雜體系的定性定量分析。同時，近紅外光譜技術經常與中紅外光譜技術探針相結合，通過中紅外光譜指紋信息，對近紅外重疊的、覆蓋的合頻和倍頻信息進行確認。 3.拉曼光譜 拉曼光譜也是研究者在使用二維相關光譜技術時比較歡迎的探針，其表征的是研究體系中分子振動和轉動方面的特征信息。302篇二維相關論文中，其中10%采用的是二維拉曼相關譜技術，包括表面增強拉曼光譜、紫外可見共振拉曼光譜、拉曼顯微成像、拉曼光活性、飛秒受激拉曼光譜、共焦顯微拉曼和空間偏移拉曼光譜等。同時也有將拉曼光譜技術與其他探針相結合異譜二維相關的報道，如：中紅外、質譜、和頻振動等。由于拉曼光譜與中紅外光譜具有互補性，即凡是具有對稱中心的分子或基團，如果有紅外活性，則沒有拉曼活性；反之，如果沒有紅外活性，則拉曼活性比較明顯。因此，異譜二維拉曼-紅外光譜常在研究中被采用。 4.熒光光譜 熒光光譜相對于其他光譜技術，具有較高的靈敏度和選擇性，也被用于聚合物、生物材料、食品和環境等領域的二維相關分析中。在異譜相關應用中，熒光光譜常與紫外-可見吸收光譜相結合來進行分析。 5.其他探針 隨著二維相關光譜技術應用范圍和領域的不斷擴大，其可選擇的探針不僅僅局限于上述光譜探針。X射線和散射探針，包括X射線小角散射(small angle X-ray scattering，SAXS)、廣角X射線衍射(wide angle X-ray scattering，WAXS)、X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)以及異譜相關：XRD-NMR、XRD-質譜、SAXS-紫外可見光譜、SAXS-拉曼光譜，WAXS與紅外光譜等。此外，也有使用質譜、高效液相色譜、電子自旋共振、介質弛豫、熱重分析和差示掃描量熱法等作為探針進行二維相關分析。 1.2.3二維相關光譜外擾的多樣性 當任意外擾作用于樣品體系時，樣品的各種化學組成會發生“獨*的”“選擇性”的變化。二維相關譜反映的是復雜化學體系在特定的外擾作用下的變化，因此外擾一體系變化一二維相關譜圖是一一對應的。在采用二維相關光譜技術研究樣品時，外擾的選擇至關重要，不同的外擾方式，會得到不同的二維相關光譜圖。如果需要研究樣品體系在某種條件下發生的變化，就可以選擇這種變化作為外擾手段，比如要研究土壤理化參數(含水率、粒徑大小、有機質含量)對多環芳烴(PAHs)熒光特性的影響，就可以選擇這些參數為外擾構建二維熒光相關譜，此時二維熒光相關譜表征的就是PAHs熒光特性隨土壤理化參數變化的特征信息，這個正是研究所需要的。基于二維相關光譜的這一特點，可根據研究目標來選擇特定的外擾，產生相對應的二維相關光譜。 1.溫度外擾 溫度是目前二維相關分析中采用*廣的外擾方式[11]，即通過采集研究體系隨溫度變化的一維動態光譜，通過對動態光譜進行相關分析。溫度外擾的二維相關光譜廣泛研究了蛋白質的結構變化、氫鍵相互作用、聚合物在熔融結晶過程中的結構變化、相變溫度等。國內清華大學孫素琴團隊采用溫度為外擾，建立了中藥的相關譜指紋庫，對各類中藥材進行鑒定[14，15]。 2.時間外擾 時間，作為*容易實現的外擾方式，也被廣泛地應用于二維相關分析中[8]，特別是在研究體系的化學反應動力學過程，如熱氧化、分解、水解、氧化還原過程和電化學反應；物理反應動力學過程，如蒸汽吸附過程、等溫結晶過程、吸附過程、轉化過程、等溫退火等；以及生物反應和生物學過程。 3.濃度外擾 濃度，也是二維相關分析中常采用的外擾方式[8]。根據研究目標，通過改變混合體系各組分濃度的變化，可實現復雜體系中微弱的、被覆蓋的、重疊的特征峰有效解析。以濃度為外擾的二維相關光譜表征的是研究體系隨該組分濃度變化的特征信息，這些變化的特征信息所對應的波長或波數區間，正是化學計量學建模所需要的變量，因此，濃度外擾的二維相關譜技術常用于定性定量分析建模波段的選擇[16-21]。 4.激發波長外擾 在二維熒光相關分析中，選擇激發波長為外擾，可對研究體系中重疊的熒光峰進行有效解析。激發波長外擾下的二維熒光相關譜結合化學計量學也被用于環境污染物的檢測分析中[22，23]。 5.偏振角外擾 以偏振角為外擾的二維熒光相關譜，可對研究體系中不同偏振度組分進行區分[24]，其原理是偏振度大的物質對角度變化敏感，出現強的相關峰，而偏振度小的物質則出現弱峰。以偏振角度為外擾方式不僅較好地克服了以加熱溫度或時間為外擾時，試驗周期長不易操作、重現性差等缺點，而且外擾附件簡單，容易實現，便于在線操作，不破壞樣品，無需前處理[25]。 6.PH外擾 PH外擾的二維相關光譜可用來研究體系中酸堿程度對組分狀態和結構變化的影響。陸峰等[26]通過pH二維表面增強拉曼相關譜對止咳平喘中藥中是否添加茶堿、咖啡因或可可堿進行了鑒別。Chae等[27]人報道了表面固定化聚谷氨酸對pH依賴性，表現出側鏈羧酸的質子化。Zhou等[28]研究了在不同的pH條件下，通過絡合和離子交換從活性污泥中去除細胞外生物高聚物的方法。Cao等[29]人報道了脫氨基和脫羧膠原纖維在不同酸堿度下與鋁或鋯無機鹽的結合行為。 7.其他形式的外擾 除了上述提到的*常用的外擾之外，電壓、磁場、壓力、空間分布等也被應用于研究體系的二維相關分析研究。電壓外擾的二維相關譜能提供研究體系隨電壓變化結構組成和分子間相互作用的變化等信息。磁場是研究各種水熱合成金屬-有機雜化材料常采用的外擾方式，這類研究通常同時使用熱擾動來探測系統的氫鍵相互作用。機械擾動常被用于聚合物材料拉伸變形的二維相關分析[7]。 1.3二維相關光譜技術的應用 正是由于二維相關光譜技術的上述特點、探針的多樣性和外擾選擇的多樣性，自廣義二維相關光譜理論提出后，二維相關光譜技術已被廣泛地應用于物理、化學、食品、材料、環境、生物和醫學等各個領域[3，30]。本書主要就二維相關光譜在食品、醫藥和環境領域的應用進行詳細介紹。
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