生物饲料添加剂的太赫兹时域光谱研究

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1、中图分类号：O43单位代码：11414学号：2013216017题目生物饲料添加剂的太赫兹时域光谱研究学科专业物理学研究方向应用光学硕士生仇大剑指导教师王芳副教授入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月，！＇ｉ硕士学位论文独创性声明郑重声明：本硕士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体

2、，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。作者签名：＾日期：训ｍ＇导师签名：１ｔ日期：２０１６，＾１ｉ硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论

3、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。，保密期限年本学位论文属于保密范围，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书一署名单位面同意，且须以中国石油大学（北京）为第。丨：仇人日期作者签名：Ｗ、＃、２签：Ｘ日：＞＾导师名期ｌ〇（＞卞ｌ－－Ｉ摘要摘要本文运用太赫兹时域光谱技术研究了菌制剂和维生素两种生物饲料添加剂的光谱特性，通过对光谱数据进行分析去了解生物饲料添加剂的组成、结构等机理问题，并结合统计分析的方法建立处理问题的物理模型和

4、手段。从而探讨引入了一种识别鉴定生物饲料添加剂的无损检测手段。其主要内容包括：1、首先，利用透射式太赫兹光谱系统对地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌三种菌制剂样品进行了测量，通过分析太赫兹时域光谱数据得到样品的频域光谱、折射率谱和吸收系数，并发现每种芽孢杆菌都具有微小的吸收峰，但是不明显，此外，每种菌制剂具有不同的光谱特性，这是由于菌制剂组成十分复杂，其组成是一个个活体，结构包括细胞壁、细胞膜、细胞核等，就大分子而言包括蛋白质、脂类、糖类这些，在分子水平上，每种分子的种类和含量均不相同，不同大分子的整体构型和构像决定的

5、集体振动模式不同，这些振动模式的叠加导致每种样品特定的太赫兹光谱。2、利用透射式太赫兹光谱系统对维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12五种维生素样品进行了测量。结果表明，维生素A与维生素B2具有明显的特征吸收峰，可以作为识别样品的指纹谱，其它三种维生素没有特征吸收峰。理论上维生素结构上属于单质大分子，对太赫兹波的吸收都应该产生特征吸收峰，例如食品、药品中的维生素的太赫兹测试中发现大部分维生素具有吸【1】收峰。但是，生物饲料添加剂中的维生素并不是很纯，因而，出现不具备太赫兹特征吸收峰的可能性很大。但是与菌制

6、剂一样，不同种类的维生素在时间延迟、吸收强度和折射率大小都不同，通过在分子水平的分析发现这些差异与不同维生素的分子结构不同有关，导致太赫兹与物质作用后发生光波的散射和吸收程度不同。3、对不同比例的三种菌制剂和五种维生素进行混合并进行太赫兹时域光谱测试，得到不同生物饲料添加剂混合物的光谱随混合比例变化的规律。4、为实现不同生物饲料添加剂的鉴别，本文建立了聚类分析(clusteranalysis)模型与偏最小二乘回归分析(PartialLeastSquareRegressionanalysis)模型。通过这两种统计模型建立得到样

7、品太赫兹光谱数据与所属种类的关系，从而实现未知种类样品的识别和鉴定。关键词：太赫兹时域光谱；生物饲料添加剂；聚类分析；偏最小二乘回归分析-II-ABSTRACTResearchonFeedAdditivesBasedonTerahertzTime-domainSpectroscopyABSTRACTThespectralcharacteristicsoftwokindsofbiologicalfeedadditiveswhicharerespectivelyprobioticsandvitaminswerestudiedby

8、terahertztime-domainspectroscopy(THz-TDs)technologyinthispaper.Basedontheanalysisofspectraldata,somemechanismswererevealedaboutcompositionandstru