СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ БЛИЗКИХ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ: РОЛЬ ВТОРОЙ ПРОИЗВОДНОЙ И ШУМОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ

Целью данной работы является сравнительный анализ методов повышения спектрального разрешения при детектировании близкорасположенных спектральных линий, в условиях их частичного перекрытия. Основное внимание уделено методу второй производной, который позволяет усиливать контраст между компонентами за счёт акцентирования высокочастотных особенностей сигнала. В рамках численного моделирования в среде MATLAB исследованы два подхода: прямое детектирование суммарного сигнала и анализ его второй производной. Моделирование проводилось для двух идентичных гауссовых сигналов с варьируемым межпиковым расстоянием d, дополненным аддитивным шумом. Результаты показали, что метод второй производной снижает минимальное расстояние визуального разрешения с dпрям​=2.1 до dмод​=1.6, обеспечивая выигрыш в разрешающей способности на 31%. Однако шумовые флуктуации (SNR = 40 дБ) существенно искажают производные сигналы, маскируя провалы между пиками. Сглаживание данных методом скользящих средних частично подавляет шумы, но приводит к уширению пиков на 15%, демонстрируя компромисс между точностью и сохранением формы сигнала

1. Иванкин А.Н, Олиференко Г.Л., Беляков В.А., Вострикова Н.Л. Физико-химические методы анализа. Спектрометрия: учеб. пособие. М.: МГУЛ, 2016. 127 с.

2. Scheubert K., Hufsky F., Böcker S. Computational mass spectrometry for small molecules. // J. Cheminform, 2013. V.5. P.12. doi:10.1186/1758-2946-5-12

3. Ильиных Е.С. Ким Д.Г. Масс-спектрометрия в органической химии: учебное пособие. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2016. 63 с.

4. Абрамова З.И. Исследование белков и нуклеиновых кислот: учебное пособие Казань: КГУ им. В.И.Ульянова-Ленина, 2006. 157 с.

5. БеляцкийВ.Н. Основы методов атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектроскопии: учеб.-метод. пособие. Минск: БГМУ, 2015. 40 с.

6. Дробышев А.И., Савинов, С.С. Аппаратная функция и разрешающая способность цифрового спектрографа. Теория и реальность // Применение анализаторов МАЭС в промышленности: Материалы XIV Международного симпозиума (19–21 августа 2014 г., г. Новосибирск). Издательство СО РАН, 2014. С. 24-29.

7. Пустовойт В.И., Пожар В.Э. Управление характеристиками коллинеарного акустооптического фильтра путем модуляции ультразвука // Радиотехника и электроника, 1998. Т. 43. № 1. С.121-127.

8. Пожар В.Э., Пустовойт В.И. Дифракция света на акустической кусочно-однородной волне со скачкообразным изменением фазы // Успехи современной радиоэлектроники, 2006. № 9. С.47-61.

9. Федерякина А.С., Родионова Р.А. Применение производной спектрофотомерии для количественного определения действующих веществ лекарственного средства «ПАРАКСОФЕН» // Вестник фармации, 2009. Т. 44. №2. С. 31- 42.

10. Nhung N., Aboul-Enein H. Recent Developments and Applications of Derivative Spectrophotometry in Pharmaceutical Analysis. // Current Pharmaceutical Analysis, 2013. V.9. P. 261-277. Doi:10.2174/1573412911309030005

11. Redasani V., Patel P., Marathe D., Chaudhari S., Shirkhedkar A., Surana S. A Review on Derivative UV-Spectrophotometry Analysis of Drugs in Pharmaceutical Formulations and Biological Samples/ Journal of the Chilean Chemical Society, 2018. V.63. P.4126-4134. doi:10.4067/s0717-97072018000304126.