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第一部分 理论方法篇1

第一章 概论2

第一节 现代分析化学面临的机遇与挑战2

第二节 化学计量学的多变量解析思路4

第三节 化学计量学中的软模型和硬模型9

参考文献11

第二章 分析化学中的几个理论思考问题12

第一节 分析化学的信息理论13

第二节 张量校正理论14

第三节 黑、白、灰多组分体系及仪器分析策略16

参考文献18

第三章 白色分析体系的多元校正方法19

第一节 直接校正方法20

一、多元线性回归方法20

二、Kalman滤波法24

三、加权最小二乘回归法27

第二节 间接校正方法29

一、K-矩阵法29

二、P-矩阵法30

三、主成分回归法31

四、偏最小二乘法32

第三节 通用标准加入法35

第四节 广义内标法36

第五节 非线性体系的人工神经网络校正方法41

第六节 病态体系的岭回归法估计方法46

第七节 多元校正的分析化学品质因数和可靠性分析49

参考文献52

第四章 灰色分析体系的多元校正方法54

第一节 矢量校正方法54

一、投影算法和多元校正模型的检验55

二、标准加入迭代目标转换因子分析法56

三、自适应Kalman滤波法58

四、局部曲线拟合法61

第二节 矩阵校正方法63

一、秩消失因子分析法64

二、广义秩消失因子分析法67

三、残差双线性分解法72

四、约束背景双线性分解法74

参考文献79

第五章 黑色分析体系的多元分辨方法81

第一节 基于主成分分析的体系组分数确定方法82

一、误差扰动下的协方差阵特征值变化限制83

二、因子分析的误差理论84

三、主因子数确定的几种方法87

第二节 矩阵分辨方法93

一、自模式曲线分辨法93

二、迭代目标转换因子分析法107

三、渐进因子分析法及其相关方法109

四、窗口因子分析法112

五、直观推导式演进特征投影法114

六、正交投影分辨法131

七、子窗口因子分析法133

八、二维色谱的一阶微分矩阵顺序秩分析方法134

第三节 张量分辨方法140

一、投影旋转因子分析法141

二、广义秩消失因子分析法142

参考文献150

第六章 广义灰色分析体系的多元校正模型152

第一节 近红外光谱与广义灰色分析体系153

第二节 广义灰色分析体系的模型校验方法155

一、模型过拟合与潜变量回归模型155

二、模型复杂度与预测标准的提出157

三、检验集的构造与模型交叉校验158

四、交叉校验的几种方法160

第三节 广义灰色分析体系的常用多元校正方法165

一、主成分与偏最小二乘回归166

二、人工神经网络168

第四节 回归建模中的稳健方法170

一、回归诊断方法171

二、稳健回归方法176

参考文献181

第七章 复杂分析体系多变量数据的模式分析与模式识别186

第一节 概论187

一、模式空间的几种距离与相似性度量187

二、特征抽取方法189

三、常见数据预处理方法190

第二节 多变量数据的模式识别及模式分析191

一、有监督的模式识别方法——判别分析法191

二、无监督的模式识别方法——聚类分析法200

三、基于特征投影的降维显示方法217

四、基于机器学习的分类回归方法227

参考文献239

第八章 模型集群分析及新型化学计量学算法的开发研究241

第一节 现代仪器分析数据的特点及其挑战性241

第二节 一次性建模思路的数据分析方法的缺陷242

第三节 模型集群分析——一种新算法开发的一般框架245

一、有关模型集群分析的几个实例247

二、蒙特卡洛采样与机器学习和化学计量学算法251

三、模型集群分析的主要思路252

第四节 基于模型集群分析的新算法开发253

一、基于蒙特卡洛采样的奇异样本的回归诊断与筛选253

二、子窗口重排分析259

三、边界影响分析263

第五节 关于算法研究的一些展望265

参考文献265

第九章 复杂分析体系的气相色谱-质谱联用仪器数据的定性及结构解析初探267

第一节 气相色谱的保留指数及其定性分析应用267

一、Kovats保留指数270

二、程序升温保留指数271

三、程序升温保留指数标准化271

四、不同色谱条件下程序升温保留指数的相互转换273

第二节 质谱图解析基本原理291

一、主要离子类型及其在质谱解析中的作用291

二、中性丢失297

三、质谱解析的步骤297

第三节 离子裂解基本原理298

一、σ断裂299

二、自由基中心引发的α断裂反应300

三、电荷中心诱导的i裂解303

四、环的裂解304

五、自由基诱导的重排反应307

六、电荷诱导的重排反应309

第四节 质谱特征挖掘与保留指数结合用于化合物结构鉴定310

一、质谱特征结合保留指数用于质谱数据的定性分析312

二、专用数据库的建立320

三、仪器间质谱差异的消除及其在定性顺反异构中的应用321

第五节 质谱解析的量子化学解释初探326

一、EI质谱解析中初始电离位点的确定方法326

二、电喷雾离子源（ESI）质谱解析的量化计算研究340

参考文献350

第二部分 应用篇第十章 中药分析体系的色谱指纹图谱技术及其质量控制356

第一节 概论356

一、中药色谱指纹图谱——中药高通量分析的化学表征357

二、中药色谱指纹图谱在中药现代化研究中的核心地位360

第二节 中药色谱指纹图谱的预处理方法362

一、中药色谱指纹图谱的信息特征363

二、中药色谱指纹图谱的漂移背景扣除365

三、中药色谱指纹图谱的谱峰漂移校准369

第三节 中药色谱指纹图谱整体性与中草药的质量控制384

一、中药色谱指纹图谱的基本特征385

二、中药色谱指纹图谱的相似度量与质量控制386

三、中药色谱指纹图谱的模式识别与质量控制398

第四节 中药色谱指纹图谱的定性定量及不同样本间的比较分析419

一、中药色谱指纹图谱的定性定量分析420

二、中药色谱指纹图谱的比较分析434

第五节 中药色谱指纹图谱用于质量控制的几个实例458

一、含诃子属中药产品的质量控制458

二、硫黄熏制白芷的色谱指纹图谱分析460

三、淫羊藿种属色谱指纹图谱的模式分析462

四、干鲜鱼腥草的色谱指纹图谱分析463

参考文献468

第十一章 近红外光谱应用于广义灰色复杂体系的分析473

第一节 近红外光谱的预处理方法474

一、平滑与微分474

二、多元散射校正与标准正态变换476

三、近红外光谱的小波预处理478

四、正交投影方法479

第二节 近红外光谱整体定性分析与模式识别480

一、近红外光谱的整体性特征480

二、化学模式识别与近红外光谱的整体定性分析481

第三节 近红外光谱的定量分析与多元校正483

一、近红外光谱定量分析的多变量线性校正方法484

二、近红外光谱定量分析的多变量非线性校正方法484

第四节 近红外光谱定量分析建模中的几个问题487

一、奇异样本的去除方法489

二、光谱波长的选择与模型优化494

三、近红外光谱定量分析模型转换方法502

四、近红外光谱分析的模型效验512

第五节 近红外光谱分析一个实例514

参考文献520

第十二章 代谢组学高通量分析及模式识别解析523

第一节 概论523

第二节 代谢组学高通量分析数据的模式分析与识别524

一、主成分分析及偏最小二乘线性判别法524

二、基于判别分析的不相关变量投影分析525

第三节 代谢组学高通量数据的定性定量分析及其生物标记物发现537

一、代谢组学研究的仪器分析技术537

二、代谢组学中GC-MS数据的定性定量分析540

三、代谢组学生物标记物的发现及其在医学诊断中的应用554

第四节 代谢组学方法应用于中药现代化研究初探567

一、基于代谢组分析的中药药代动力学新方法初探568

二、基于代谢组学的中药抗菌作用模式探索572

三、基于血浆代谢谱的2型糖尿病判别模型及药效评价平台的构建578

参考文献581

第十三章 蛋白组学的仪器分析及其生物信息学解析方法588

第一节 蛋白组学高通量分析方法及其数据的信号特征588

一、蛋白组学的凝胶电泳分析方法589

二、蛋白组学的HPLC-MS/MS分析方法591

第二节 蛋白组学高通量LC-MS数据的预处理方法594

一、LC-MS数据预处理方法594

二、LC-MS/MS数据预处理方法597

第三节 蛋白组学高通量分析数据用于蛋白质定性分析604

一、蛋白质序列测定中蛋白质序列库搜索算法604

二、从头测序法与多肽指纹用于多肽序列测定609

三、多肽质谱库搜索用于定性多肽612

第四节 蛋白质库搜索结果评估方法613

一、蛋白质序列库搜索结果评价方法613

二、翻转蛋白质序列库用于估计定性结果618

三、蛋白质定性621

第五节 定量蛋白质组研究方法及蛋白质组新研究策略623

一、蛋白质定量分析方法623

二、蛋白质组研究中的新策略628

参考文献631

第十四章 统计学和应用数学基础知识647

第一节 必要统计学基础知识647

一、随机事件的概率公式647

二、随机变量及其分布649

三、随机变量的数值特征653

第二节 必要应用数学基础知识654

一、矢量及其运算654

二、矩阵及其运算655

三、独立性、正交性和子空间660

四、矢量范数和矩阵范数661

五、张量的概念662

第三节 最优化方法基础662

一、优化理论简介662

二、优化问题的一般形式与基本概念663

三、优化问题的一般求解思路及最速下降算法665

四、拉格朗日乘子法666

参考文献666