物质组分分析方法、系统、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及物质组分分析领域，尤其涉及一种物质组分分析方法、系统、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.通过色谱、光谱、质谱对物质进行组分分析时，不同测试条件下物质组分的测试结果有较大差异。例如，图1为某一浓度的多芳烃在254纳米下的部分光谱图，图2为同样的多芳烃在302纳米下的部分光谱图，图中每段高次峰分别对应一种组分，由于不同组分在不同测试条下保留时间大致相同，因而两图中大致相同时间段内的波形对应于同一组分。基于此可知，图1中4.252～4.685分钟内的图谱数据与图2中4.245～4.528分钟内的图谱数据是同一组分的图谱数据，但该组分在两图中的测试结果完全不同，这是因为不同光照对同一组分的响应是不同的。
3.对此，目前常规的分析方案是，人为从不同谱图中查找每种组分对应的较优的谱峰数据，并根据查找到的谱峰数据进行组分分析，这不但增加了工作量，而且准确性不高。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种物质组分分析方法、系统、电子设备及存储介质，以提高物质组分分析的效率和准确率。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种物质组分分析方法，包括：
6.获取待分析物质的两个谱图；
7.获取所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据；
8.根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定所述两个谱图中的一个作为基准谱图，另一个作为替换谱图；
9.针对所述待分析物质中的每一组分，当该组分在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据时，将该组分在所述基准谱图中对应的谱峰替换为该组分在所述替换谱图中对应的谱峰，并对替换后的谱峰进行调整以使该谱峰的起点和终点分别与对应位置的基线对接；
10.根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果。
11.在本发明一个优选实施例中，所述获取所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，包括：
12.通过积分算法对各所述谱图中的每个谱峰进行处理，得到各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据；
13.根据各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据，确定同一组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰。
14.在本发明一个优选实施例中，所述根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定所述两个谱图中的一个作为基准谱图，另一个作为替换谱图，
包括：
15.当一个谱图中至少一半的谱峰数据优于另一个谱图中对应的谱峰数据时，确定所述一个谱图作为基准谱图，所述另一个谱图作为替换谱图。
16.在本发明一个优选实施例中，所述根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果，包括：
17.通过积分算法对所述替换后的基准谱图进行处理，得到所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据；
18.根据所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据，获取所述待分析物质的组分分析结果。
19.为了实现上述目的，本发明提供一种物质组分分析系统，包括：
20.谱图获取模块，用于获取待分析物质的两个谱图；
21.谱峰数据获取模块，用于获取所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据；
22.谱图确定模块，用于根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定所述两个谱图中的一个作为基准谱图，另一个作为替换谱图；
23.替换模块，用于针对所述待分析物质中的每一组分，当该组分在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据时，将该组分在所述基准谱图中对应的谱峰替换为该组分在所述替换谱图中对应的谱峰，并对替换后的谱峰进行调整以使该谱峰的起点和终点分别与对应位置的基线对接；
24.分析模块，用于根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果。
25.在本发明一个优选实施例中，所述谱峰数据获取模块具体用于：
26.通过积分算法对各所述谱图中的每个谱峰进行处理，得到各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据；
27.根据各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据，确定同一组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰。
28.在本发明一个优选实施例中，所述谱图确定模块具体用于：
29.当一个谱图中至少一半的谱峰数据优于另一个谱图中对应的谱峰数据时，确定所述一个谱图作为基准谱图，所述另一个谱图作为替换谱图。
30.在本发明一个优选实施例中，所述分析模块具体用于：
31.通过积分算法对所述替换后的基准谱图进行处理，得到所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据；
32.根据所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据，获取所述待分析物质的组分分析结果。
33.为了实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述方法的步骤。
34.为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述方法的步骤。
35.通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术具有如下有益效果：
36.本发明通过在获得待分析物质的两个谱图后，根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定一个谱图作为基准谱图，另一个谱图作为替换谱图；而后针对所述待分析物质中的每一组分，当该组分在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据时，将该组分在所述基准谱图中对应的谱峰替换为该组分在所述替换谱图中对应的谱峰，并对替换后的谱峰进行调整以使该谱峰的起点和终点分别与对应位置的基线对接；最后，根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果。可见，替换后的基准谱图集合了各组分在两个谱图中对应的较优谱峰，因而无需人为从两个谱图中进行各组分的较优谱峰选择，从而可以提高物质组分分析的效率和准确率。
附图说明
37.图1为某一浓度的多芳烃在254纳米下的部分光谱图；
38.图2为相同浓度的多芳烃在302纳米下的部分光谱图；
39.图3为本发明实施例1的物质组分分析方法的流程图；
40.图4为根据本发明实施例1得到的新的谱图；
41.图5为本发明实施例2的物质组分分析系统的结构框图；
42.图6为本发明实施例3中电子设备的硬件架构图。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.需要说明的是，在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
45.实施例1
46.本实施例提供一种物质组分分析方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：
47.s1，获取待分析物质的两个谱图。
48.在本实施例中，两个谱图可以是特分析物质在不同测试条件下的色谱、光谱或质谱图。
49.例如，获取的谱图为图1和图2所示的多芳烃在254和302纳米下的光谱图(在图1和图2中省略了部分组分对应的谱峰)。
50.s2，获取所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，过程如下：
51.s21，通过积分算法对各所述谱图中的每个谱峰进行处理，得到各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据。
52.在本实施例中，一个谱峰对应一种组分。谱峰数据可以包括对应谱峰的峰位、谱峰的起点和终点、峰面积、峰高、峰宽、半峰宽等。如图1和图2所示，在谱峰上方标注的数据即
对应其谱峰数据，a表示峰面积，h表示峰高，c是根据谱峰数据(峰面积)得到的组分含量，其中，峰面积是谱峰与下方的基线所形成的封闭区域的面积。
53.s22，根据各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据，确定同一组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰。
54.假设图1中4.352分钟处的谱峰对应的组分为a，图2中4.362分钟处的谱峰对应的组分为a'。根据色谱分离原理，在相同的柱条件下同一物质分离时间是一致的，根据图可知，a，a'组分的半峰宽为0.01分钟，保留时间为4.352/4.362分钟，由于4.352+0.01《＝4.362，4.362-0.01》＝4.352，因而可以判断a，a’是同一组分，该组分在图1中对应4.352分钟处的谱峰、在图2中对应4.362分钟处的谱峰。
55.s3，根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定所述两个谱图中的一个作为基准谱图，另一个作为替换谱图。
56.具体地，当一个谱图中至少一半的谱峰数据优于另一个谱图中对应的谱峰数据时，确定所述一个谱图作为基准谱图，所述另一个谱图作为替换谱图。在本实施例中，峰面积越大，表示响应越强，对应的谱峰数据越优。
57.以图1和图2为例，可以看出，图1中除4.352分钟处对应的峰面积小于图2中4.362分钟处对应的峰面积以外，其余相互对应的谱峰，皆是图1中的峰面积大于图2中的对应峰面积，因而将图1作为基准谱图，图2作为替换谱图。
58.s4，针对所述待分析物质中的每一组分，当该组分在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据时，将该组分在所述基准谱图中对应的谱峰替换为该组分在所述替换谱图中对应的谱峰，并对替换后的谱峰进行调整以使该谱峰的起点和终点分别与对应位置的基线对接。
59.以图1和图2为例，组分a在所述替换谱图(即图2)中对应的谱峰的峰面积为102408，在所述基准谱图(即图1)中对应的谱峰的峰面积50.191，现有技术是人为选择响应更大的图2中的结果，这增加了工作量，同是增加了错误率。
60.在实施例中，对于组分a，由于该组分在所述替换谱图(即图2)中对应的谱峰的峰面积大于该组分在所述基准谱图中(即图1)对应的谱峰的峰面积，也就是说组分a在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据，则利用组分a在图2中的谱峰(即4.245～4.528分钟的谱峰)替换组分a在图1中的谱峰(即4.245～4.528分钟的谱峰)，得到图到图4所示的新的谱图。
61.替换完成后，由于不同谱图中的基线位置可能有差别，因而需要对替换后的谱峰进行调整，以使该谱峰的起点和终点通过向上或向下偏移，以实现与对应位置的基线对接，从而使替换后的谱峰与基准谱图中的基线形成封闭的峰区。
62.s5，根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果。
63.具体地，首先通过积分算法对所述替换后的基准谱图进行处理，得到所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据；而后，根据所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据，获取所述待分析物质的组分分析结果。
64.例如，当替换后的基准谱图如图4所示，对该谱图进行积分后可以得到其每个谱峰对应的谱峰数据(见谱峰上方)。对于组分a对应的谱峰，由原来图1的4.352的保留时间变更为4.362，和图2结果比较误差为0，峰面积变更为103.528，和图2结果比较误差1％，符合目
标预期。而后根据组分a对应的峰面积103.528，通过查表等方式即可得到该组分的组分分析结果，即含量为1.79468。
65.本发明通过在获得待分析物质的两个谱图后，根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定一个谱图作为基准谱图，另一个谱图作为替换谱图；而后针对所述待分析物质中的每一组分，当该组分在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据时，将该组分在所述基准谱图中对应的谱峰替换为该组分在所述替换谱图中对应的谱峰，并对替换后的谱峰进行调整以使该谱峰的起点和终点分别与对应位置的基线对接；最后，根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果。可见，替换后的基准谱图集合了各组分在两个谱图中对应的较优谱峰，因而无需人为从两个谱图中进行各组分的较优谱峰选择，从而可以提高物质组分分析的效率和准确率。
66.实施例2
67.本实施例提供一种物质组分分析系统，如图5所示，该方法包括谱图获取模块11、谱峰数据获取模块12、谱图确定模块13、替换模块14和分析模块15，下面分别对各个模块进行详细描述：
68.谱图获取模块11用于获取待分析物质的两个谱图。
69.在本实施例中，两个谱图可以是特分析物质在不同测试条件下的色谱、光谱或质谱图。
70.例如，获取的谱图为图1和图2所示的多芳烃在254和302纳米下的光谱图(在图1和图2中省略了部分组分对应的谱峰)。
71.谱峰数据获取模块12用于获取所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，过程如下：
72.首先，通过积分算法对各所述谱图中的每个谱峰进行处理，得到各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据。
73.在本实施例中，一个谱峰对应一种组分。谱峰数据可以包括对应谱峰的峰位、谱峰的起点和终点、峰面积、峰高、峰宽、半峰宽等。如图1和图2所示，在谱峰上方标注的数据即对应其谱峰数据，a表示峰面积，h表示峰高，c是根据谱峰数据(峰面积)得到的组分含量，其中，峰面积是谱峰与下方的基线所形成的封闭区域的面积。
74.而后，根据各所述谱图中每个谱峰的谱峰数据，确定同一组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰。
75.假设图1中4.352分钟处的谱峰对应的组分为a，图2中4.362分钟处的谱峰对应的组分为a'。根据色谱分离原理，在相同的柱条件下同一物质分离时间是一致的，根据图可知，a，a'组分的半峰宽为0.01分钟，保留时间为4.352/4.362分钟，由于4.352+0.01《＝4.362，4.362-0.01》＝4.352，因而可以判断a，a’是同一组分，该组分在图1中对应4.352分钟处的谱峰、在图2中对应4.362分钟处的谱峰。
76.谱图确定模块13用于根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定所述两个谱图中的一个作为基准谱图，另一个作为替换谱图。
77.具体地，当一个谱图中至少一半的谱峰数据优于另一个谱图中对应的谱峰数据时，确定所述一个谱图作为基准谱图，所述另一个谱图作为替换谱图。在本实施例中，峰面
积越大，表示响应越强，对应的谱峰数据越优。
78.以图1和图2为例，可以看出，图1中除4.352分钟处对应的峰面积小于图2中4.362分钟处对应的峰面积以外，其余相互对应的谱峰，皆是图1中的峰面积大于图2中的对应峰面积，因而将图1作为基准谱图，图2作为替换谱图。
79.替换模块14用于针对所述待分析物质中的每一组分，当该组分在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据时，将该组分在所述基准谱图中对应的谱峰替换为该组分在所述替换谱图中对应的谱峰，并对替换后的谱峰进行调整以使该谱峰的起点和终点分别与对应位置的基线对接。
80.以图1和图2为例，组分a在所述替换谱图(即图2)中对应的谱峰的峰面积为102408，在所述基准谱图(即图1)中对应的谱峰的峰面积50.191，现有技术是人为选择响应更大的图2中的结果，这增加了工作量，同是增加了错误率。
81.在实施例中，对于组分a，由于该组分在所述替换谱图(即图2)中对应的谱峰的峰面积大于该组分在所述基准谱图中(即图1)对应的谱峰的峰面积，也就是说组分a在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据，则利用组分a在图2中的谱峰(即4.245～4.528分钟的谱峰)替换组分a在图1中的谱峰(即4.245～4.528分钟的谱峰)，得到图到图3所示的新的谱图。
82.替换完成后，由于不同谱图中的基线位置可能有差别，因而需要对替换后的谱峰进行调整，以使该谱峰的起点和终点通过向上或向下偏移，以实现与对应位置的基线对接，从而使替换后的谱峰与基准谱图中的基线形成封闭的峰区。
83.分析模块15用于根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果。
84.具体地，首先通过积分算法对所述替换后的基准谱图进行处理，得到所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据；而后，根据所述替换后的基准谱图中每个谱峰的谱峰数据，获取所述待分析物质的组分分析结果。
85.例如，当替换后的基准谱图如图3所示，对该谱图进行积分后可以得到其每个谱峰对应的谱峰数据(见谱峰上方)。对于组分a对应的谱峰，由原来图1的4.352的保留时间变更为4.362，和图2结果比较误差为0，峰面积变更为103.528，和图2结果比较误差1％，符合目标预期。而后根据组分a对应的峰面积103.528，通过查表等方式即可得到该组分的组分分析结果，即含量为1.79468。
86.本发明通过在获得待分析物质的两个谱图后，根据所述待分析物质中各组分在所述两个谱图中分别对应的谱峰数据，确定一个谱图作为基准谱图，另一个谱图作为替换谱图；而后针对所述待分析物质中的每一组分，当该组分在所述替换谱图中对应的谱峰数据优于该组分在所述基准谱图中对应的谱峰数据时，将该组分在所述基准谱图中对应的谱峰替换为该组分在所述替换谱图中对应的谱峰，并对替换后的谱峰进行调整以使该谱峰的起点和终点分别与对应位置的基线对接；最后，根据替换后的基准谱图，获取所述待分析物质的组分分析结果。可见，替换后的基准谱图集合了各组分在两个谱图中对应的较优谱峰，因而无需人为从两个谱图中进行各组分的较优谱峰选择，从而可以提高物质组分分析的效率和准确率。
87.实施例3
88.本实施例提供一种电子设备，电子设备可以通过计算设备的形式表现(例如可以
为服务器设备)，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中处理器执行计算机程序时可以实现实施例1提供的物质组分分析方法。
89.图6示出了本实施例的硬件结构示意图，如图6所示，电子设备9具体包括：
90.至少一个处理器91、至少一个存储器92以及用于连接不同系统组件(包括处理器91和存储器92)的总线93，其中：
91.总线93包括数据总线、地址总线和控制总线。
92.存储器92包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)921和/或高速缓存存储器922，还可以进一步包括只读存储器(rom)923。
93.存储器92还包括具有一组(至少一个)程序模块924的程序/实用工具925，这样的程序模块924包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
94.处理器91通过运行存储在存储器92中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例1提供的物质组分分析方法。
95.电子设备9进一步可以与一个或多个外部设备94(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口95进行。并且，电子设备9还可以通过网络适配器96与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器96通过总线93与电子设备9的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备9使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
96.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
97.实施例4
98.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现实施例1的物质组分分析方法的步骤。
99.其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
100.在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1的物质组分分析方法的步骤。
101.其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
102.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明。