（分析化學(xué)專(zhuān)業(yè)論文）化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在煙草分析化學(xué)中的應(yīng)用研究.pdf

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)預(yù)士學(xué)位論文 化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在煙草分析化學(xué)中的應(yīng)用研究 中文摘要 化學(xué)計(jì)量學(xué)( c h e m o m e t r i c s ) 是2 0 世紀(jì)7 0 年代以后發(fā)展起來(lái)的一種新興化 學(xué)分支學(xué)科，它應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)和選擇最優(yōu)的測(cè) 量程序和實(shí)驗(yàn)方法，并且通過(guò)解釋化學(xué)數(shù)據(jù)而獲得最大限度的化學(xué)信息。本論文 將化學(xué)計(jì)量學(xué)方法引入煙草化學(xué)研究領(lǐng)域，利用偏最小二乘法( p a r t i a l l e a s t s q u a r e s ，p l s ) 技術(shù)對(duì)煙草樣品的常規(guī)成分與近紅外光譜之間的定量模型進(jìn)行了研 究，提出了基于相關(guān)系數(shù)、小波變換以及無(wú)信息變量消除( u n i n f o r m a t i v ev a r i a b l e e l i m i n a t i o n ，u v 目的三種數(shù)據(jù)壓縮和變量篩選方法，提高了p l s 的運(yùn)算速度，改 善了p l s 的定量預(yù)測(cè)精度。 偏最小二乘法( p l s ) 是近年發(fā)展起來(lái)的多元分析方法。本章采用p l s 建立了 近紅外光譜與卷煙樣品常規(guī)成份之問(wèn)的關(guān)系模型，該模型可用于卷煙樣品常規(guī)成 份的定量預(yù)測(cè)。為了進(jìn)一步對(duì)光譜的波長(zhǎng)進(jìn)行了選擇，以消除與建模無(wú)關(guān)的波長(zhǎng)， 提出了基于相關(guān)系數(shù)的波長(zhǎng)選擇方法，結(jié)果表明該方法即可提高p l s 的運(yùn)算速 度，又可得到較高的預(yù)測(cè)精度。 小波變換在分析化學(xué)領(lǐng)域己得到廣泛應(yīng)用，本章將小波變換( w t ) 用于煙草 樣品近紅外光譜( n i r ) 的數(shù)據(jù)壓縮，并結(jié)合偏最小二乘法( p l s ) 對(duì)壓縮后的數(shù)掘進(jìn) 行建模，建立了w t - p l s 方法。與直接采用p l s 相比，w t - p l s 可有效地壓縮原 始譜圖的數(shù)據(jù)，去除譜圖中噪聲和背景的干擾，降低所建模型的隨機(jī)性，從而大 大提高了運(yùn)算速度，并獲得了較高的預(yù)測(cè)精度。 近紅外光譜與多變量校正技術(shù)相結(jié)合是復(fù)雜植物樣品定量分析的良好手段。 本章提出了結(jié)合小波變換數(shù)據(jù)壓縮和無(wú)信息變量消除( u v e ) 變量篩選的一種新 型算法。首先將近紅外光譜經(jīng)過(guò)小波變換進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，然后采用u v e 方法進(jìn) 一步去除與建模不相關(guān)的小波系數(shù)，并最終利用壓縮和篩選后的小波系數(shù)建立校 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 正模型。結(jié)果表明所建立的方法可大量壓縮和去除與建模不相關(guān)的光譜數(shù)據(jù)，與 p l s 和w t - p l s 相比，可進(jìn)一步提高運(yùn)算速度，并進(jìn)一步改善定量預(yù)測(cè)的精度。 采用微波輻射對(duì)煙草( 煙葉或煙絲) 樣品進(jìn)行處理，并采用固相微萃取( s p m e ) 一g c m s 、熱解- g c m s 以及電子顯微鏡技術(shù)研究了微波輻射對(duì)煙葉和煙絲樣品 的物理作用和化學(xué)作用。結(jié)果表明；微波輻射對(duì)煙氣的化學(xué)成分有顯著影響，使 許多化學(xué)成分，特別是低沸點(diǎn)烴類(lèi)化合物的含量明顯降低；微波輻射對(duì)煙葉表面 的物理結(jié)構(gòu)也有較大影響，微波輻射處理后煙葉的表面組織變得疏松，可在一定 程度上改善煙草制品的內(nèi)在質(zhì)量和吸食效果。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 d e v e l o p m e n t a n d a p p l i c a t i o n so f c h e m o m e t r i c a l m e t h o d si nt o b a c c o a n a l y t i c a lc h e m i s t r y a b s t r a c t c h e m o m e t r i c si sn e wb r a n c hd i s c i p l i n eo fc h e m i s t r ys i n c e1 9 7 0 s ，w h i c hh a s b e e nw i d e l yu s e di nc h e m i c a ls t u d i e s i nt h i st h e s i s c h e m o m e t r i c a im e t h o d sr e l a t e dt o b u i l d i n gt h eq u a n t i t a t i v em o d e lo fn e a r - i n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ( n i r ) a n dt h er o u t i n e c o m p o n e n t so f t o b a c c os a m p l e su s i n gt h ep a r t i a ll e a s ts q u a r e ( p l s ) t e c h n i q u ew e r e d e v e l o p e d ，i n c l u d i n gt h ed a t ac o m p r e s s i o na n dv a r i a b l es e l e c t i o nm e t h o d s b a s e do n r e l a t i o n s h i p c o e f f i c i e n t s ，w a v e l e tt r a n s f o r m ( w t ) a n d u n i n f o r m a t i v ev a r i a b l e e l i m i n a t i o n ( u v e ) 。b yu s i n gt h e s em e t h o d s ，b o t ht h ec o m p u t a t i o ns p e e da n dt h e p r e d i c t i o np r e c i s i o no f t h ep l sm o d e lc a nb ei m p r o v e d p l sw a se m p l o y e df o rb u i l d i n gt h em o d e lo fn e a r - i n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ( n i r ) a n dt h er o u t i n ec o m p o n e n t so ft o b a c c os a m p l e s ，w h i c hc a nb eu s e dt op r e d i c tt h e q u a n t i t a t i v e i n f o r m a t i o no ft h e s er o u t i n e c o m p o n e n t s am e t h o d o fw a v e l e n g t h s e l e c t i o nw a sa l s o d e v e l o p e d f o rn e a r - i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y t om i n i m i z et h e i n t e r f e r e n c eo ft h ei r r e l e v a n ti n f o m a a t i o nf o rm u l t i v a r i a t ec a l i b r a t i o n t h i sp r o c e d u r e c a ni m p r o v eb o t ht h ec a l i b r a t i o ns p e e da n dt h ea c c u r a c yo f t h e p r e d i c t i o n w a v e l e tt r a n s f o r m ( w t ) w a sa p p l i e dt oc o m p r e s st h en e a ri n f r a r e ds p e c t r ao f t o b a c c os a m p l e s ，p l sw a su s e dt ob u i l dt h er e g r e s s i o nm o d e lo nt h ec o m p r e s s e d w a v e l e tc o e f f i c i e n t s c o m p a r e dw i t ht h ep l sa l g o r i t h m ，t h ew t - p l sc a l lc o m p r e s s t h eo r i g i n a ld a t ai n t om u c hl e s sd a t ap o i n t s a n dg e td do ft h ei n t e r r u p to fn o i s ea n d b a c k g r o u n d t h e r e f o r e ，b o t ht h eq u a l i t yo ft h ep l sm o d e la n dt h es p e e do ft h e c o m p u t a t i o nc a n b e i m p r o v e d a sar e s u l t ，h i g h e rp r e d i c t i n gp r e c i s i o n c a l lb e a c h i e v e d 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 a na l g o r i t h mi s p r o p o s e dt oe x t r a c tt h er e l e v a n ti n f o r m a t i o nf r o mn e a r - i n f r a r e d ( n i r ) s p e c t r af o rm u l t i v a r i a t ec a l i b r a t i o no f r o u t i n ec o m p o n e n t si nt o b a c c o s a m p l e s t h ea l g o r i t h mi sac o m b i n a t i o no fw a v e l e tt r a n s f o r m ( w t ) d a t ac o m p r e s s i o na n da p r o c e d u r eo f u n i n f o r m a t i v ev a r i a b l ee l i m i n a t i o n ( t r e e ) a f t e rc o m p r e s s i o no f t h en i r s p e c t r ab yw t t h eu v ea p p r o a c hi s u s e dt oe l i m i n a t et h ei r r e l e v a n tw a v e l e t c o e f f i c i e n t s b yt h er e m a i n i n gw a v e l e tc o e f f i c i e n t s ，ac a l i b r a t i o nm o d e li sb u i l tf i n a l l y f o r p r e d i c t i o n i ti sp r o v e nt h a tt h em o d e lb a s e do i lt h ee x t r a c t e dr e l e v a n tf e a t u r e si s b e t t e rt h a nt h o s eo b t a i n e dw i t hf u l l s p e c t r u md a t a , b e c a u s et h ei r r e l e v a n ti n f o r m a “o n c a nb er e m o v e df r o m s p e c u af o rm u l t i v a r i a t ec a l i b r a t i o n f u r t h e r m o r e ，b o t ht h e p r e d i c t i o np r e c i s i o na n d c a l c u l a t i o n s p e e d c a r lb ei m p r o v e d am e t h o df o ri r r a d i a t i o no ft o b a c c os a m p l e sw i t hm i c r o w a v ew a sp r o p o s e d b y u s i n gt h es p m e ( s o l i d - p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ) 一g c - m s ，p y r o l y s i sg c m sa n ds e m ( s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ) t e c h n i q u e s ，t h ep h y s i c a la n dc h e m i c a le f f e c t so ft h e m i c r o w a v ei r r a d i a t i o no nt h et o b a c c os a m p l e sw e r es t u d i e d i tw a ss h o w nt h a tt h e c h e m i c a l c o m p o s i t i o no ft h ec i g a r e t t es m o k ew a ss i g n i f i c a n t l yc h a n g e da f t e rt h e m i c r o w a v ei r r a d i a t i o n ，e s p e c i a l l yt h o s eh y d r o c a r b o n sw i t hl o wb o i l i n gp o i n t n e w c h e m i c a lc o m p o s i t i o nw a sa l s od e t e c t e d o nt h eo t h e rh a n d ，e f f e c t so ft h em i c r o w a v e i r r a d i a t i o no nt h ep h y s i c a ls t r u c t u r eo ft h et o b a c c ol e a f s a m p l ew e r eo b s e r v e db ys e m t e c h n i q u e f r o mt h ep i c t u r e so f t h et o b a c c ol e a f s u r f a c e ，i ti sc l e a rt h a tt h es t r u c t u r eo f t h et i s s u ew a sl o o s e n e dt h a nt h a to ft h ec o m p a r i s o n s a m p l e f u r t h e r m o r e ，i tw a sa l s o i n d i c a t e db yc o m p a r i s o ns m o k i n gt h a tt h es m o k i n g q u a l i t yc a nb es l i g h t l yi m p r o v e d b yt h em i c r o w a v ei r r a d i a t i o n 中國(guó)科學(xué)技術(shù)人學(xué)碩士學(xué)位論文 致謝 本論文是在導(dǎo)師邵學(xué)廣教授的精心指導(dǎo)下完成的。邵老師在科研知識(shí)和技術(shù) 上的指導(dǎo)令我收益非淺。從論文的選題，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，程序的編制到文章的撰寫(xiě)， 都得到邵老師的精心指導(dǎo)幫助。邵老師在科研工作中所具有的敏銳洞察力、敏捷 的思路，使我認(rèn)識(shí)到一個(gè)優(yōu)秀的科研工作者應(yīng)具備的基本素質(zhì)。邵老師對(duì)待科研 工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，孜孜以求的態(tài)度給我留下了深刻的印象。這種勤勉治學(xué)的態(tài)度及 腳踏實(shí)地的敬業(yè)精神永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)。 蘇慶德教授、何友昭教授、吳守國(guó)老師、宛壽康老師、張良老師等在學(xué)習(xí)期 間也給予我很大的幫助，使我收益良多，他們的學(xué)識(shí)和工作態(tài)度讓我欽佩，在此 表示感謝。 感謝本實(shí)驗(yàn)室陳達(dá)、王國(guó)慶、馬超雄等同學(xué)的合作和幫助。 感謝中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的多年培養(yǎng)以及鄭州煙草研究院的大力支持。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章煙草分析化學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的應(yīng)用 1 1 煙草分析化學(xué) 煙草是一種葉用經(jīng)濟(jì)作物，其主要用途是將其時(shí)片加工成各種各樣的煙制品 供人們吸食。同人類(lèi)所有的吸食、飲用品一樣，煙草的品質(zhì)受到人們的廣泛關(guān)注。 煙草及其制品的品質(zhì)主要由其內(nèi)在化學(xué)成分組成及含量所決定。煙草化學(xué)成分的 變化極為復(fù)雜，煙草類(lèi)型不同，化學(xué)成分存在差異。煙草種植的生態(tài)環(huán)境、栽培 措施、煙草成熟后的采收調(diào)制、發(fā)酵加工及陳化過(guò)程等都對(duì)作為卷煙原料的煙葉 的化學(xué)成分產(chǎn)生影響。在煙制品的加工制造過(guò)程中，加工工藝、加香加料等各項(xiàng) 技術(shù)加之煙葉原料的品質(zhì)，決定了煙制品的質(zhì)量。所有上述因素，所形成的化學(xué) 成分及其含量的綜合，通過(guò)人們的吸食過(guò)程煙制品的燃燒過(guò)程，最終決定了 煙氣的化學(xué)構(gòu)成，從而形成了人們對(duì)煙草的吸食需求和質(zhì)量評(píng)價(jià)，也決定了煙草 對(duì)人體健康的影響。 1 1 1 煙葉的主要化學(xué)成分 劃葉中的主要化學(xué)成分和其它高等植物一樣，基本元素也是由碳、氫、氧、 氮四種元素組成。這些元素在煙草中以不同比例、不同方式相互結(jié)合形成多種不 同性質(zhì)的化臺(tái)物。煙葉的化學(xué)成分與煙草類(lèi)型、栽培技術(shù)、調(diào)制方法和加工工藝 有密切關(guān)系。因此，對(duì)煙葉化學(xué)成分的研究，在煙草工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上都有重要的意 義。例如，碳水化合物和含氮化合物在煙葉燃燒時(shí)，它們的熱解產(chǎn)物的反應(yīng)完全 相反，糖呈酸性，含氮化合物呈堿性。因此，判斷煙葉吃味的優(yōu)劣，一般需要將 總糖、總氮和煙堿的含量結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析，它們之間要有適當(dāng)?shù)谋壤?，也就?適度的酸堿平衡關(guān)系【l j 。 1 碳水化合物 碳水化合物是由碳、氫、氧- - o e 元素組成的多羥基醛或多羥基酮。它是煙葉 中主要的類(lèi)化學(xué)成分。碳水化合物占調(diào)制后煙葉干物重量的2 5 5 0 ，含量 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 的多少隨煙草的類(lèi)型而異。煙葉中的化合物按性質(zhì)、結(jié)構(gòu)可分為單糖、低聚糖和 高聚糖三類(lèi)?？偺? 又稱(chēng)水溶性糖) 是影響吃味的主要化學(xué)成分之一，其含量的高 低將對(duì)煙質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。 2 含氮化合物 煙草中含氮化合物種類(lèi)大體可分為蛋自質(zhì)、游離氨基酸、生物堿、硝酸鹽以 及煙草中特有的亞硝胺等。煙草中含氮化合物對(duì)煙草的吃味和吸煙者的健康都有 重要影響。 煙草植株從土壤中吸收各種無(wú)機(jī)含氮化合物( 主要是銨鹽和硝酸鹽) ，在煙草 根系或綠葉中，這些物質(zhì)被還原成氨基- n h 2 ，再經(jīng)同化作用而形成各種氨基酸和 蛋白質(zhì)等有機(jī)含氮化合物。 3 煙草生物堿 生物是一類(lèi)存在于植物體內(nèi)堿性的含氮有機(jī)化合物。這類(lèi)化合物大部分含有 氮雜環(huán)，對(duì)人體具有一定的生理作用，并具有弱堿性。煙草生物堿屬于毗啶衍生 物類(lèi)。已鑒定的有2 0 多種，從分子結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要有兩類(lèi)。一類(lèi)是吡啶環(huán)與氫 化吡咯環(huán)相結(jié)合，如煙堿、去甲基煙堿、去氫去甲基煙堿、二烯煙堿、去甲基二 烯煙堿等；另一類(lèi)是吡啶環(huán)與吡啶或氫化吡咯環(huán)相結(jié)合，如異煙堿、新煙堿、甲 基新煙堿、去氫新煙堿、n 甲基去氫新煙堿、2 ，3 - 二吡啶等。 煙草中主要生物堿有煙堿、降煙堿、新煙堿和異煙堿，其中煙堿俗稱(chēng)尼古丁 ( n i c o t i n e ) 在煙葉中占總生物堿含量的9 5 以上。 4 無(wú)機(jī)成分 煙葉中的無(wú)機(jī)成分主要包括水分和礦質(zhì)元素兩大類(lèi)。由于水分在整個(gè)煙葉的 生長(zhǎng)發(fā)育、調(diào)制、流通、加工及消費(fèi)全過(guò)程中都是一個(gè)重要因素，因此煙草中水 分含量比較大。 煙草在生長(zhǎng)過(guò)程中，不斷地從周?chē)h(huán)境中吸收二氧化碳和水分，同時(shí)不斷地 從土壤中吸收礦物質(zhì)，以維持正常的生長(zhǎng)和生理活動(dòng)。這些被吸收的無(wú)機(jī)物就成 為煙葉細(xì)胞的組成部分。在煙葉充分燃燒后，剩余的不能揮發(fā)的殘燼物就是灰分。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)人學(xué)碩士學(xué)位論文 礦質(zhì)元素主要以金屬氧化物、氯化物、難溶性碳酸鹽、硫酸鹽等形式存在于灰分 之中。煙葉中主要有k 、c a 、m g 、c i ，其次為p 、s 、a i 、f e 、m n 、s i 等。 5 其他組分 煙草中的化學(xué)成分，除了上述幾類(lèi)化合物之外，尚有多種其他組分，例如烴、 醇、醛、酮、醚、酚、色素、萜類(lèi)化合物，這些化合物對(duì)于煙葉的質(zhì)量同樣具有 重要作用。 酚類(lèi)是一類(lèi)羥基直接與芳香環(huán)相連接的化合物，包括酚及其衍生物，它是由 煙草體內(nèi)的三大物質(zhì)( 糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)) 之間的代謝形成的一類(lèi)重要物質(zhì)。煙 葉中的酚類(lèi)大多數(shù)與其它物質(zhì)結(jié)合復(fù)雜分子的化合物，如色素、樹(shù)脂等，也有以 單獨(dú)形式存在的各種酚或多酚類(lèi)物質(zhì)。酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)煙葉香氣、吃味、顏色等均有 重要影響。 煙草色素屬于天然色素中的植物色素，它是指在新鮮的煙葉和花中能用肉眼 看到的有色物質(zhì)或本來(lái)無(wú)色經(jīng)化學(xué)變化而顯色的物質(zhì)。 1 1 2 煙草分析化學(xué) 煙草化學(xué)是最近幾十年逐步發(fā)展形成的- f q 基礎(chǔ)學(xué)科。2 0 世紀(jì)5 0 年代以前， 有關(guān)煙草化學(xué)與分析方面的問(wèn)題主要通過(guò)農(nóng)業(yè)化學(xué)、植物生理學(xué)和一般的化學(xué)理 論與方法來(lái)研究解決，還未形成門(mén)獨(dú)立的基礎(chǔ)學(xué)科。直到2 0 世紀(jì)6 0 年代初期， 由于在世界范圍內(nèi)掀起“吸煙與健康”問(wèn)題的論戰(zhàn)，在日寸起時(shí)伏的禁煙浪潮沖擊 下，人們對(duì)煙草本質(zhì)的揭示和煙氣化學(xué)成分的研究，才達(dá)到一個(gè)空前的廣度和深 度。在整個(gè)煙葉生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，都要通過(guò)化學(xué)分析作為理論基礎(chǔ)和技術(shù)依據(jù)。 煙草科學(xué)家和生物、醫(yī)學(xué)等許多關(guān)心人類(lèi)健康的科學(xué)家們，運(yùn)用當(dāng)代最新檢測(cè)技 術(shù)，分析檢測(cè)出煙葉和煙氣中的化學(xué)成分，形成了一門(mén)獨(dú)立的基礎(chǔ)學(xué)科。 據(jù)1 9 8 2 年m f d u b g 等人報(bào)道，煙葉中已鑒定的化學(xué)成分有2 5 4 9 種，煙氣 中有3 8 7 5 種，其中1 1 3 5 種為煙葉和煙氣所共有，單獨(dú)存在于煙葉中的為1 4 1 4 種，煙時(shí)和煙氣中已鑒定的化學(xué)組分總共有5 2 8 9 種。因此，通過(guò)研究煙草分析 化學(xué)，可以對(duì)煙葉的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，保證生產(chǎn)優(yōu)良的產(chǎn)品；同時(shí)隨著人們對(duì)生產(chǎn) 過(guò)程的深入探討，可借助于分析鋇4 定的數(shù)據(jù)，為煙制品生產(chǎn)部門(mén)開(kāi)發(fā)、試制新的 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 煙制品、改進(jìn)煙制品的工藝、改革生產(chǎn)過(guò)程的控制和管理以及提高卷煙安全性提 供重要依據(jù)。 全面地揭示煙草和煙氣的化學(xué)成分是一項(xiàng)浩繁的工作，需要借助現(xiàn)代化的檢 測(cè)手段，特別是色譜、光譜、質(zhì)譜等現(xiàn)代分析技術(shù)。色譜( 包括其聯(lián)用技術(shù)) 分析 與光譜( 特別是近紅外光譜) 分析是煙草化學(xué)中己經(jīng)和正在獲得成功應(yīng)用的現(xiàn)代 分析技術(shù)。借助于這些現(xiàn)代化的分析技術(shù)，煙草化學(xué)家獲彳尋了越來(lái)越多的各種條 件下煙草及其制品中化學(xué)成分的組成與含量的信息。 1 氣相色譜在煙草化學(xué)研究中的應(yīng)用 借助不同色譜技術(shù)的高效分離能力及與各種聯(lián)用的檢測(cè)技術(shù)。有可能對(duì)煙草 這樣的復(fù)雜樣品進(jìn)行分離分析，確定特定狀況下煙草中的化學(xué)成分和含量。色譜 法中的高效液相色譜( h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y , h p l c ) 、氣相色譜 ( g a sc h r o m a t o g r a p h y , g c ) 、毛細(xì)管電色譜( c a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s ，c e ) 和裂解氣 相色譜( p y r o l y s i sg a sc h r o m a t o g r a p h y ，p yg c ) 等在煙草化學(xué)中均有成功的應(yīng)用。 g c 在煙草化學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)有4 0 多年的歷史1 2 1 ，并且至今仍是活躍的研究 領(lǐng)域。在樣品處理技術(shù)、樣品導(dǎo)入系統(tǒng)、二維色譜技術(shù)、檢測(cè)器以及數(shù)據(jù)處理方 法等方面均己開(kāi)展了大量工作。 由于煙草樣品組成的復(fù)雜性，在對(duì)特定的組分進(jìn)行色譜分析之前，常需要進(jìn) 行不同的樣品預(yù)處理。傳統(tǒng)的水蒸汽蒸餾、溶劑萃取、索氏提取等方法，在提取 某類(lèi)目標(biāo)化合物時(shí)也會(huì)有其它類(lèi)型的化合物組被提取，對(duì)目標(biāo)化合物分析產(chǎn)生干 擾。 固相萃取( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 是一種經(jīng)濟(jì)、省時(shí)、潔凈，又具有較好 重復(fù)性的樣品處理技術(shù)，可以用于g c 和h p l c 的樣品預(yù)處理，可用于許多不同 類(lèi)型樣品的分析，如煙草中的糖類(lèi)、植物堿的同時(shí)分析。在溶劑萃取之后，通 過(guò)潔凈的硅酸鎂載體( f l o r i s i l ) 嗍或者與頂空進(jìn)樣結(jié)合的固相微萃取( s o l i dp h a s e m i c r oe x t r a c t i o n ，s p m e ) 裝置【5 j ，可以分析煙草中的脂肪酸和脂肪酯。采用 s p e g c m s 可以測(cè)定卷煙中的煙堿和其它微量的生物堿【6 】。 樣品須導(dǎo)入到色譜柱系統(tǒng)才可以完成其分離、檢測(cè)及定性與定量處理?，F(xiàn)代 g c 中的進(jìn)樣技術(shù)主要有頂空進(jìn)樣技術(shù)和液體樣品進(jìn)樣技術(shù)。 4 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 頂空迸樣技術(shù)是一種特別適合于揮發(fā)性樣品的迸樣技術(shù)，而煙草及其制品中 含有大量的揮發(fā)性成分。已有文獻(xiàn)綜述了早期的頂空技術(shù)及其應(yīng)用 】，報(bào)道了利 用半自動(dòng)、全自動(dòng)的動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)( 吹掃捕集系統(tǒng)) 用于水中揮發(fā)性有機(jī)物的 測(cè)定【”。并通過(guò)測(cè)試頂空氣相成分評(píng)價(jià)不同類(lèi)型的煙草質(zhì)量。 對(duì)于液體樣品，如煙草的溶劑提取物或其它液體樣品，主要有以下幾類(lèi)進(jìn)樣 方法：連續(xù)分流進(jìn)樣、不公流進(jìn)樣 9 1 、柱上進(jìn)樣( o n c o l u m n ) l 0 1 和程序升溫氣化 1 1 1 。 雖然毛細(xì)管柱氣相色譜具有很高的分離效率，但煙草化學(xué)家仍然面臨著某些 組分采用單一色譜柱不能有效分離的困難，例如在一個(gè)g c m s 峰中包含一個(gè)或 多個(gè)的較小含量的次要成分，但這些被包裹著的微量成分則可能對(duì)煙草樣品的芳 香性或品味具有較為顯著的影響。二維色譜可以緩解需要對(duì)單一柱分離時(shí)混合峰 分離的壓力，有文獻(xiàn)比較了3 種不同的毛細(xì)管色譜柱采用柱切換技術(shù)用于煙草香 精油二維色譜的分析結(jié)果舊。 熱導(dǎo)池檢測(cè)器( t h e r m oc o n d u c t i v i t yd e t e c t o lt c d ) 年n 氫火焰離子化檢測(cè)器 ( f l a m ei o n i z a t i o nd e t e c t o r , f i d ) 是2 種較為常用的檢測(cè)器。采用檢測(cè)器的類(lèi)型，取 決于具體的應(yīng)用、試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、樣品的復(fù)雜程度和使用的場(chǎng)合。g c 檢測(cè)器可分 為3 種類(lèi)型：離子化型、傳導(dǎo)性和光譜性。 氮磷檢測(cè)器m i t r o g e na n dp h o s p h o r o u sd e t e c t o r ，n p d ) 是對(duì)含氮和磷的有機(jī)化 合物具有很高響應(yīng)的選擇性檢測(cè)器，可以成功地用于煙草生物堿的檢測(cè)l l ”。載氣 或燃燒氣中正常的雜質(zhì)，如果未經(jīng)氣體洗滌器去除，將會(huì)降低檢測(cè)器的靈敏度和 選擇性。即使在理想狀態(tài)下，n p d 的檢測(cè)結(jié)果也可能不如f i d 檢測(cè)的穩(wěn)定性。 火焰光度檢測(cè)器( f l a m ep h o t o m e t r i cd e t e c t o r ，f p d ) 是對(duì)含磷、含硫的化合物有 高選擇性和高靈敏度的一種色譜檢測(cè)器。n p d 可在香料分析中發(fā)揮重要作用【1 ”。 文獻(xiàn)【l 5 j 綜述了光致電離檢測(cè)器( p h o t o i o n i z a t i o n d e t e c t o r , p i d ) 的原理及應(yīng)用。電子 捕獲檢測(cè)器( e l e c t r o nc a p t u r ed e t e c t o r , e c d ) 只對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)( 如含有鹵有 素、硫、磷、氮、氧的物質(zhì)) 有響應(yīng)，可用于煙草農(nóng)藥殘留的檢測(cè)【m 】。質(zhì)譜檢測(cè) 器( m a s ss p e c t r o m e t r yd e t e c t o lm s d ) ：m s d 是目前重要的g c 檢測(cè)器，主要有離 子阱、四極桿質(zhì)譜，可以工作于總離子流或選擇離子流模式。紅外檢測(cè)器( f t - i r d e t e c t o r ) ：作為檢測(cè)器，它可以給出從色譜柱中流出物的f t - i r 光譜信息，并且 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的f t - i r 譜庫(kù)進(jìn)行定性，也可以與同時(shí)得到的m s 譜圖信息作相關(guān)性分 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 析。 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)除了能夠給出傳統(tǒng)的色譜數(shù)據(jù)積分處理報(bào)告外，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技 術(shù)( 如m s 譜庫(kù)和f t - i r 譜庫(kù)) 的工作站軟件還可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，借助強(qiáng) 大的m s 或f t - i r 的定性能力，可對(duì)未知色譜峰進(jìn)行定性，使不借助標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品 的色譜定性成為可能。根據(jù)美國(guó)分析儀器協(xié)會(huì)( a n a l y t i c a li n s t r u m e n ta s s o c i a t i o n ， a i a ) 所制定的分析數(shù)據(jù)交換協(xié)議，已經(jīng)有多個(gè)分析儀器制造商所采用的色譜和質(zhì) 譜分析數(shù)據(jù)交換協(xié)議( a n a l y t i c a ld a t ai n t e r c h a n g ep r o t o c o l s ，a n d ip r o t o c o l s ) ，采用 n e t c d f 格式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)( 己接納為a s t m 標(biāo)準(zhǔn)) ，較好地實(shí)現(xiàn)了跨儀器平臺(tái)的 g c m s 數(shù)據(jù)共享或交換1 1 7 1 。 2 h p l c 用于煙草和煙氣的成分分析 h p l c 在煙草化學(xué)中的應(yīng)用可以追溯到2 0 世紀(jì)7 0 年代。由于分離、定性、 定量的自動(dòng)化技術(shù)的提高，使得h p l c 較之經(jīng)典的柱色譜、紙色譜、薄層色譜等 具有更高的分離效率和效果。 文獻(xiàn) 1 8 1 綜述了煙氣中的多環(huán)芳烴的h p l c 分離方法，文獻(xiàn) 1 9 】報(bào)道了利用 h p l c 和g p c 進(jìn)行煙氣冷凝物成分分析。在特定煙草組分分析中，h p l c 發(fā)揮了 極其重要的作用。 煙草中含有多種生物堿，稱(chēng)為煙草生物堿( t o b a c c oa l k a l o i d s ) ，已經(jīng)得到鑒定 的就有2 0 余種，包括吡啶與氫化吡啶環(huán)相結(jié)合的化合物( 如煙堿、去甲基煙堿等) 和吡啶環(huán)與吡啶或氫化吡啶環(huán)相結(jié)合的化合物( 如新煙堿、甲基新煙堿等) 。采用 h p l c 技術(shù)，可以測(cè)定煙草【2 。2 2 1 、煙氣、煙葉中致敏物質(zhì)提取物的分析【2 4 】、尼 古丁的對(duì)映體1 2 ”。有大量的文獻(xiàn)報(bào)道了不同樣品類(lèi)型的煙堿及其衍生物的分析。 煙草中的生物堿是潛在的亞硝胺先導(dǎo)物 2 6 1 ，煙草制品中亞硝胺的含量通常在 o 1 1 0 0p p m ，因此需要對(duì)樣品進(jìn)行富集處理。 文獻(xiàn) 2 7 1 報(bào)道了h p l c 用于分析煙葉加工過(guò)程中多胺成分的變化。離子色譜 可以用于來(lái)自煙草中d n a 水解產(chǎn)物的d n a 堿基2 8 1 分析。采用熒光檢測(cè)器，反 相液相色譜可以檢測(cè)煙草中的氨基酸3 2 1 。碳水化合物是煙草中大量存在的一類(lèi)化 合物，是構(gòu)成植物的骨架和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。h p l c 在煙草中糖類(lèi)物質(zhì)的分析中 也得到了廣泛應(yīng)用【3 0 1 。煙氣中酚類(lèi)和甲酚類(lèi)化合物的直接h p l c 測(cè)定【3 1 和對(duì)苯 6 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 二酚與苯磷二酚經(jīng)顯色衍生化反應(yīng)后的檢測(cè)f 3 2 】也有文獻(xiàn)報(bào)道。 此外，利用h p l c 在不同的色譜條件下還可以對(duì)色素【3 3 】，羰基化合物【3 4 ，環(huán) 己烷提取物”1 ，離子型( 無(wú)機(jī)離子和有機(jī)離子) 化合物口q ，添加劑( 如甘草酸口7 1 、 薄荷醇刪、山梨酸酯3 叭、保鮮劑【4 0 】) 等進(jìn)行分離和檢測(cè)。 3 。毛細(xì)管電泳色譜( c e ) 在煙草化學(xué)中的應(yīng)用 c e 是以高壓電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，以毛細(xì)管為分離通道，依據(jù)樣品中各組分間淌 度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離、分析的一類(lèi)技術(shù)，c e 與h p l c 互為補(bǔ)充和 完善。c e 的應(yīng)用范圍廣，除分離生物大分子( 肽、蛋白、d n a 、糖等) 外，還可 用于小分子( 氨基酸、藥物等) 及離子( 無(wú)機(jī)、有機(jī)) ，甚至各種顆粒( 如硅膠顆粒等) 。 近年來(lái)c e 在煙草化學(xué)中的應(yīng)用也日漸增多，d e n g 等 4 1 1 報(bào)道了c e 法分離檢測(cè)煙 草種子中醇溶性蛋白質(zhì)，文獻(xiàn) 4 2 ，4 3 】報(bào)道了c e 用于煙草生物堿的檢測(cè)方法。 4 熱解氣相色譜( p y g c ) 法在煙草化學(xué)中的應(yīng)用 p y g c 是在熱裂解和氣相色譜兩種技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種分析技術(shù)。借 助p y g c 法可以考查一些難揮發(fā)物質(zhì)( 聚合物或分子) 在一定溫度下的熱解行為， 或考查不同組分間( 裂解產(chǎn)物或預(yù)混合體系) 的反應(yīng)情況。 楊葉昆等1 對(duì)煙草中8 種主要非揮發(fā)性有機(jī)酸在不同溫度下的熱裂解行為 進(jìn)行了研究，討論了它們對(duì)煙氣品質(zhì)的影響及p y g c 在煙氣熱解研究中的應(yīng)用。 朱大恒等【45 j 綜述了國(guó)內(nèi)外有關(guān)煙氣成分與煙葉主要化學(xué)成分關(guān)系的研究成 果，結(jié)果表明：煙葉在燃吸過(guò)程中，煙氣有害成分與煙葉化學(xué)成分之間存在密切 關(guān)系，大部分煙氣的有害成分是出煙葉中各種化學(xué)成分經(jīng)高溫裂解反應(yīng)而形成 的，某些煙氣的有害成分是由煙葉中相應(yīng)的有害成分直接進(jìn)入煙氣而形成。由于 p y g c 的特點(diǎn)，它必將在煙氣成分與煙葉或煙氣化學(xué)成分之間關(guān)系的研究中發(fā)揮 更大的作用。 p y g c 可用來(lái)研究雪茄煙不同裂解階段產(chǎn)物、煙堿在熱解期間和燃燒的卷煙 中的最終產(chǎn)物。有文獻(xiàn)報(bào)道用同位素標(biāo)記法輔助p y g c 分析，通過(guò)熱解煙草添 加劑，預(yù)測(cè)它們?cè)诰頍熯^(guò)程中的行為( 4 6 】。用同位素標(biāo)記法結(jié)合p y g c 可幫助闡 明碳水化合物的熱解機(jī)制【4 ”，在同位素氣體存在下通過(guò)研究煙草燃燒期間c o 的 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 形成解釋其反應(yīng)順序j 。 p v g c 可用來(lái)評(píng)價(jià)烤煙總粒相物和煙草的凝聚能【4 9 】，建立陰燃卷煙熱解過(guò) 程的數(shù)學(xué)模型【i 、燃燒和裂解中微粒形成的模型 9 6 1 等。 國(guó)內(nèi)外對(duì)煙支或煙草中化學(xué)成分裂解產(chǎn)物的研究涉及到大量的物質(zhì)，如多酚 類(lèi)化合物、膠質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素、兒茶酚、固醇、糖酯和蔗糖、煙堿和生物堿、 氨基酸和聚氨基酸、某些聚合物、綠原酸和蘆丁、亞硝胺酸、潛香化合物和香味 添加劑、煙草增香劑、農(nóng)藥殘留等，王素方等對(duì)此進(jìn)行了綜述【5 ”。 5 近紅外光譜烈i r ) 技術(shù)在煙草化學(xué)中的應(yīng)用 煙草化學(xué)分析在煙草科研中起著相當(dāng)重要的作用，但常規(guī)的化學(xué)分析方法 費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、操作煩瑣復(fù)雜。n i r 是一種無(wú)損分析技術(shù)，采用透射或漫反射方式 可以直接對(duì)樣品分析，樣品處理簡(jiǎn)單( 無(wú)需處理或僅需研磨成一定大小的顆粒以 保證樣品的均勻性) ，已廣泛用于食品、石油、化工、醫(yī)藥等行業(yè)，因而n i r 也 正在成為煙草化學(xué)成分分析的理想技術(shù)。 n i r 的波長(zhǎng)范圍是7 8 0 2 5 0 0a m ，通常又將這個(gè)范圍劃分為近紅外短波區(qū) ( 7 8 0 11 0 0n m ) 年n 近紅外長(zhǎng)波區(qū)( 11 0 0 2 5 0 0n m ) 。近紅外光譜源于化合物中含氫基 團(tuán)，如c h ，o - - - h ，n - - h ，s - - h 等振動(dòng)光譜的倍頻及合頻吸收，煙草中的總植 物堿、總揮發(fā)堿、總糖、還原糖和總氮等都包含了這些基團(tuán)。n i r 應(yīng)用煙草工業(yè) 的第一篇文獻(xiàn)報(bào)道于1 9 6 8 年，對(duì)煙葉的透光率進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)【5 “。 n i r 分析不是一個(gè)直接測(cè)定方法，而是將未知樣品測(cè)得的光譜通過(guò)訓(xùn)練集樣 品得到的校正模型來(lái)預(yù)測(cè)其組成或性質(zhì)，因此訓(xùn)練集樣品的組成或性質(zhì)的適用 范圍、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及選擇化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的合理性，都將直接影響最終的 分析結(jié)果。n i r 是由無(wú)典型特征的、高度重疊的、寬的低吸收帶組成，直到多變 量校正技術(shù)發(fā)展以前，近紅外光譜本身固有的這些缺點(diǎn)妨礙了該技術(shù)的廣泛應(yīng) 用【5 3 , 5 4 】。早期應(yīng)用逐步多元線(xiàn)性回歸進(jìn)行化學(xué)成分的預(yù)測(cè)，而現(xiàn)在p l s 和主 成分回歸( p c r ) 是n i r 技術(shù)中常用的兩種化學(xué)計(jì)量學(xué)方法 5 6 , 5 7 ，可以基于特征變 量或?qū)θ抗庾V區(qū)域進(jìn)行計(jì)算而不采取預(yù)先的特征選擇，但近來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，有效 的特征選擇，可以極大地改善模型的預(yù)測(cè)能力和減少模型的復(fù)雜性 5 8 , 5 9 , 6 0 】。 對(duì)n i r 數(shù)據(jù)處理通常有基于波長(zhǎng)、傅里葉變換( f t l 系數(shù)和小波變換( w t ) - - - 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 種形式。在煙草化學(xué)中，n i r 技術(shù)早期多限于單一類(lèi)型物質(zhì)的預(yù)測(cè)。 基于波長(zhǎng)的n i r 首次應(yīng)用于煙草成分的測(cè)定是總還原糖的測(cè)定【6 1 1 ，建立了 一個(gè)由9 個(gè)參數(shù)組成的校正模型，模型基于二次導(dǎo)數(shù)光譜，所選擇的波長(zhǎng)點(diǎn)是 1 4 5 8 ，1 4 7 6 ，1 5 1 6 ，1 7 9 0 ，1 9 1 4 ，2 0 2 8 ，和2 1 7 8n l n 。尼古丁一般占煙草中總植物堿的 9 8 以上，早期研究表明【6 2 1 ，對(duì)于二次導(dǎo)數(shù)光譜，預(yù)測(cè)尼古丁含量的較為可靠穩(wěn) 定的波長(zhǎng)點(diǎn)是2 2 5 0 ，2 1 3 0 ，2 4 5 4 ，2 5 7 5 和2 1 4 4n r f l 。對(duì)于總氮的預(yù)測(cè)，n i r 原始光 譜和二次導(dǎo)數(shù)光譜均可得到滿(mǎn)意的結(jié)果【6 ”，由6 8 個(gè)參數(shù)組成的線(xiàn)性校正模型 具有大致相同的預(yù)測(cè)精度。多酚含量的預(yù)測(cè)也可由n i r 的二次導(dǎo)數(shù)光譜數(shù)據(jù)得 n 6 3 1 ，其中綠原酸是主要的多酚物質(zhì)，占總多酚的7 5 。o - - 9 5 。文獻(xiàn)【6 4 】報(bào)道了 基于二次導(dǎo)數(shù)光譜的7 參數(shù)模型用于煙支中焦油含量的測(cè)定。煙草樣品中的鉀等 無(wú)機(jī)離子本身沒(méi)有近紅外吸收，但其與一些有機(jī)基團(tuán)結(jié)合組成的有機(jī)鹽或其它 類(lèi)型的化合物的含量與近紅外吸收之間具有一定的相關(guān)性因而有可能通過(guò)近 紅外光譜數(shù)據(jù)的分析，測(cè)定或預(yù)測(cè)其含量1 6 ”。 借助快速傅里葉變換( f f t ) 可以將n i r 光譜轉(zhuǎn)換為傅里葉變換( f t ) 系數(shù)也可 以基于f t 系數(shù)對(duì)樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且可以減少多重共線(xiàn)性、校正顆粒大小 不規(guī)則帶來(lái)的影響。可以由f t 系數(shù)預(yù)測(cè)特定組分的含量、計(jì)算n i r 的二次導(dǎo)數(shù) 光譜、縮短模建時(shí)間( 相當(dāng)于基于波長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間的2 妒5 1 。 已有將小波變換( w t ) 應(yīng)用n i r 數(shù)據(jù)處理的文獻(xiàn)報(bào)道，借助w t 可同時(shí)完成 n i r 數(shù)據(jù)的壓縮、平滑、濾噪、求導(dǎo) 6 6 - 6 9 j 。 目前借助p l s 、p c r 等多元校正技術(shù)，n i r 技術(shù)可以同時(shí)測(cè)定煙草中的多種 組分的含量，應(yīng)用于煙草化學(xué)成分、焦油和煙氣的單一或多組分的同時(shí)測(cè)定 7 0 - 7 2 1 。 1 2 化學(xué)計(jì)量學(xué)及其在煙草化學(xué)研究中的應(yīng)用 化學(xué)計(jì)量學(xué)( c h e m o m e t r i c s ) 是7 0 年代以后發(fā)展起來(lái)的一種新興化學(xué)分支學(xué) 科，它應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)和選擇最優(yōu)的測(cè)量程序和 實(shí)驗(yàn)方法，并且通過(guò)解釋化學(xué)數(shù)據(jù)而獲得最大限度的化學(xué)信息。8 0 年代以來(lái)， 化學(xué)計(jì)量學(xué)已在許多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，例如化學(xué)化工過(guò)程的過(guò)程分析與過(guò) 程控制、考古科學(xué)中的出土文物鑒別、農(nóng)林牧業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量分析與質(zhì)量控制等等。 近幾年，化學(xué)計(jì)量學(xué)用于中草藥的成分分析與質(zhì)量控制、農(nóng)業(yè)植物樣品的成 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 分分析等研究工作也相繼出現(xiàn)。這些研究突破了傳統(tǒng)成分分析的概念與方法，基 于混合體系的化學(xué)測(cè)量信號(hào)與待測(cè)成分或質(zhì)量參數(shù)的建模進(jìn)行成分分析或質(zhì)量 控制，解決了傳統(tǒng)方法無(wú)法解決的疑難問(wèn)題。但在煙草行業(yè)中，化學(xué)計(jì)量學(xué)的研 究工作剛剛起步，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外均沒(méi)有系統(tǒng)的研究工作。 化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在煙草化學(xué)中的研究開(kāi)始于2 0 世紀(jì)8 0 年代，我國(guó)的煙草行 業(yè)在2 0 世紀(jì)9 0 年代前后才開(kāi)始有所報(bào)道。在煙草化學(xué)研究中常用的化學(xué)計(jì)量學(xué) 方法可以總結(jié)如下。 1 2 1 聚類(lèi)分析 聚類(lèi)分析的基本原理是多維空間中同類(lèi)對(duì)象之間的“距離”小而不同類(lèi)的對(duì) 象之間的“距離”大。盡管與許多其它化學(xué)計(jì)量學(xué)方法相比聚類(lèi)分析的理論上還 不盡完善，但在許多實(shí)際問(wèn)題中己發(fā)揮了重要作用。在聚類(lèi)分析中，“距離”的 概念有不同的定義，如明氏( m i n k o w s k i ) 距離、曼哈頓( m a n h a t t a n ) 距離、馬氏 ( m a h a l a n o b i s ) 距離等。將對(duì)象按照一定的級(jí)別進(jìn)行分級(jí)聚類(lèi)是聚類(lèi)分析的一種常 用方法，分析對(duì)象根據(jù)它們之間的距離或相似性聚集到一起。最常用的聚集過(guò)程 是將每個(gè)對(duì)象逐步聚集到一起，開(kāi)始時(shí)每個(gè)對(duì)象作為一類(lèi)，隨著聚集的進(jìn)展逐步 形成更大的對(duì)象群體。 目前聚類(lèi)分析是煙草行業(yè)中應(yīng)用較多的一類(lèi)化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，研究工作主要 集中在區(qū)域劃分【7 3 _ 7 ”、病蟲(chóng)害分析渺8 6 埽口品種資源分析1 8 7 - 8 9 1 等等。這些研究為種 植區(qū)劃、品種布局和引種提供了參考依據(jù)，為選種、育種提供了理論依據(jù)，對(duì)系 統(tǒng)認(rèn)識(shí)烤煙的品種資源具有重要意義，有利于在病蟲(chóng)害防治中采取針對(duì)性措施。 n i r 中定性的含義與i r 進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定不同，主要是判斷所分析的樣品是否 適合所建立的校正模型，或確定樣品的類(lèi)別，嚴(yán)格地講是一種歸類(lèi)判別或分類(lèi)， 目前常用的方法是p c a 結(jié)合馬氏距離的方法。農(nóng)副產(chǎn)品及食品的分析是n i r 最 大的應(yīng)用領(lǐng)域，除了可以對(duì)煙草中的總植物堿、總氮、總糖、總還原糖、無(wú)機(jī)離 子等進(jìn)行建模預(yù)測(cè)外，n i r 還可用于煙草的分類(lèi)刪。此外，蔡昆爭(zhēng)等砷1 1 采用平 均聚類(lèi)法、模糊聚類(lèi)法、主成分分析法對(duì)廣東不同地區(qū)土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行聚類(lèi)分 析，此種作法對(duì)煙草種植栽培具有一定的借鑒意義。王鑫等i 吲對(duì)龍巖煙區(qū)植煙土 壤的養(yǎng)分進(jìn)行了聚類(lèi)分析。l i ug 等【9 3 1 用聚類(lèi)分析找出煙草酸性成份與煙葉顏色 1 0 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 的關(guān)系。p e r a lf e m a n d e zj l 【9 4 1 用聚類(lèi)分析法討論、比較了煙草樣品無(wú)機(jī)