微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定烟用丝束中TiO2

刘秀彩，张建平，黄华发，李雪，边照阳，张鼎方，黄惠贞，方钲中，刘泽春

1福建中烟工业公司技术中心，厦门集美滨水路298号361021；2国家烟草质量监督检验中心，郑州市高新技术产业开发区枫杨街2号 450001

宋楠

山东烟草研究院有限公司，信息技术研究中心，山东省济南市高新区龙奥北路1067号 250098

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定烟用丝束中TiO2

刘秀彩1，张建平1，黄华发1，李雪2，边照阳2，张鼎方1，黄惠贞1，方钲中1，刘泽春1

1福建中烟工业公司技术中心，厦门集美滨水路298号361021；2国家烟草质量监督检验中心，郑州市高新技术产业开发区枫杨街2号 450001

建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定烟用丝束中二氧化钛（TiO2）含量的方法，对试样的消解条件及干扰消除方法等进行了探讨，结果表明：(1)在0.2g试样中加入6 mL硝酸、2 mL过氧化氢及1 mL氢氟酸进行程序升温微波消解，可以得到澄清、透明的消解液；(2)采用在线加入钪（45Sc）内标，测定同位素为47Ti，在碰撞池气体流速为1.9～2.1 mL/min条件下，能有效消除基体干扰和基线漂移；(3)Ti的检出限0.0013 μg/mL,重复性RSD≤5%,回收率97.3 %～101.5 %；(4) 采用t检验对所建立方法与行业标准方法（YC/T 169.11-2009）测得结果进行分析，发现无明显差异性。

微波消解；ICP-MS；烟用丝束；二氧化钛

二氧化钛在烟用丝束生产过程中的主要作用是纤维的增白和消光，但其在加工过程浆液中容易团聚，附在纤维表面，在丝束成型后的运行过程中产生摩擦时，使纤维易断裂，进而产生飞花现象[1-3]，因此控制丝束中的二氧化钛含量显得尤其重要。行业标准烟用二醋酸纤维丝束YC/T 26-2008明确规定：二氧化钛含量为0.40%±0.2[4]，该指标是各工业企业入库检验的重要指标之一。行业标准YC/T169.11-2009[5]丝束中二氧化钛含量测定方法须经去油剂、赶乙醚、滴加丙酮明火燃烧、马弗炉高温焙烧灰化等过程，整个实验过程需2.5天才能完成，步骤繁琐，乙醚易挥发造成环境污染，同时需要使用明火，在实验室中埋下不安全隐患。

目前，TiO2含量的测定方法主要有分光光度法[6-7]、滴定法[8-9]、x射线荧光光度法和原子吸收法[10]等，这些方法检出限高，试样处理试剂消耗量大，耗时长，同时显色稳定性以及各种主观因素对测定结果的影响较大。而电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)以其独特的接口技术[11-12]，将等离子体的电离特性和四极杆质谱的分离和快速扫描特性相结合，具有检出限低、线性动态范围广、测量元素多等特点，被广泛地应用于分析检测中，因此，本文采用微波消解-电感耦合等离子质谱法测定丝束中TiO2含量，旨在建立一种灵敏度高、节能环保、结果准确可靠的测定方法。

1 实验部分

1.1 仪器试剂

MARS-6超高压微波消解仪（配EasyPrep消解罐）（美国CEM公司）；NexION 300X电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS，配备自动进样器S10、耐HF十字交叉雾化器和双通道雾室（美国Perkin Elmer公司）；AL204电子分析天平（感量0.0001 g，上海梅特勒托利多仪器有限公司）；BHW-09C控温电加热器（上海博通化学科技有限公司）；Milli-Q超纯水机(Integral 5)；容量瓶（500±0.25） mL、容量瓶（250±0.15）mL、容量瓶（100±0.10）mL（A级、 PMP材质、BRAND）。

100 mg/L Ti标准溶液(1 %硝酸介质、美国Perkin Elmer公司)；调谐溶液：1 μg/L锂、铍、镁、铈、铟、铅、铀混合标准溶液(1 %硝酸介质、美国Perkin Elmer公司)；100 mg/L Sc内标溶液(1 %硝酸介质、美国Perkin Elmer公司)；65%(质量分数)硝酸、30%（质量分数）过氧化氢、40 %（质量分数）氢氟酸（优级纯，德国Merck公司）；超纯水（电阻率≥800 kΩ）。

为防止实验器具污染，微波消解罐采用加入10 mL硝酸进行微波消解清洗（常温15 min升温至150℃，保持15 min），其他器具、器皿须在15 %硝酸溶液浸泡48小时后用超纯水清洗干净、置于专门区域晾干后使用。

所有丝束样品（均来自珠海粗纤公司）。

1.2 内标溶液

准确移取25 mL Sc内标储备液(100 mg/L)，用1%硝酸稀释定容至（500±0.25） mL PMP塑料容量瓶。

1.3 标准溶液

标准溶液：准确移取0.50 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0mL、8.0mL、10mL Ti 标准储备液(100 mg/L)，用1%硝酸分别稀释定容至（100±0.10） mL PMP塑料容量瓶，现配现用。

1.4 试样处理

称取0.2 g(精确至0.0001 g)丝束样品于超高压消解罐中，在通风橱内加入6 mL 65%硝酸，2 mL 30%过氧化氢，1 mL 40%氢氟酸，开口静置15分钟后，将消解罐旋紧密封进行程序升温微波消解，消解程序见下表1。

表1 微波消解程序Tab.1 Digestion procedure of microwave

消解完毕，待微波消解仪温度降至室温后，在通风橱内取出消解罐，缓慢旋开盖子后，将消解罐敞口置于控温电加热器，在130 ℃条件下，赶酸 2～3小时至约0.5 mL,将试样溶液转移至250 mL塑料容量瓶，用超纯水清洗消解罐3次，将洗液移入容量瓶并定容至250 mL，摇匀。为避免澄清液中肉眼不可见的固体悬浮物堵塞雾化器，用0.20μm水相滤膜进行过滤后用ICP-MS检测。随样品消解及过滤过程进行不加丝束样品的试剂空白试验。

1.5 ICP-MS工作条件

以1 µg/L调谐溶液（内含铍、镁、铅、铟、铀、铈等元素）对ICP-MS炬的位置、雾化器流速、离子透镜、质量轴和质量分析器等测试条件进行优化，其中灵敏度：Be9.01＞2000 cps，Mg23.95＞ 10000 cps，In114.90 ＞ 40000 cps，U238.05＞ 25000 cps； 背 景：Bkgd 220＜ 0.03 cps， 氧 化物：CeO155.9/Ce139.9＜1%； 双 电 荷：Ce++65.9/Ce139.9＜1%；通过蠕动泵在线加入钪内标溶液，钛测量同位素47，以质荷比强度与Ti浓度关系进行定量（ICP-MS仪器工作条件见表2），通过TiO2=1.6681×Ti计算，得到TiO2含量。

表2 电感耦合等离子体质谱工作参数Tab.2 Parameters for ICP-MS

2 结果与讨论

2.1 样品前处理条件的优化

为了使丝束能消解彻底[13-14]，分别加入不同试剂配比及湿法、微波两种消解方法进行试验，从以下表3结果可以看出：方案A～E均有沉淀析出，说明消解不够完全；方案F～J消解液澄清、透明，说明消解彻底；加氢氟酸的消解效果优于没加氢氟酸，这可能是因为氢氟酸的氟离子可使样品中TiO2分解，同时与Ti4+形成可逐次分解的络合物H2TiF6。根据消解液为澄清、透明，使用的试剂量、引入的干扰离子种类尽可能少、消解时间尽可能短的原则，认为选用方案J较为合理，即在样品中加入6mL硝酸、2mL过氧化氢及1mL氢氟酸进行微波消解。

TiO2+ 6HF = H2TiF6+ 2H2O

表3 不同消解条件下的消解效果Tab.3 Effects of different digestion conditions

2.2 定容体积的确定

为避免因进样浓度太高而在检测系统产生记忆效应，样品消解后进行不同体积定容，并进行相应的背景等效浓度测定，从结果图1中可以看出，随着定容体积的增大，背景等效浓度随之减小，但定容至250mL后趋于稳定，此时的背景等效浓度为0.0002μg/mL，说明在系统内产生记忆效应非常小，可以忽略不计，因此样品消解后定容至250mL。

2.3 Ti同位素的选择

Ti在自然界中有46Ti、47Ti、48Ti、49Ti、50Ti共 5种同位素[15]，在常规分析时推荐的定量离子一般为丰度较高的46Ti、47Ti、48Ti，尤其是48Ti的丰度最大（73.8%），但从表4中可以看出，46Ti、48Ti受等离子气主要成分Ar、样品基体中Ca及大气、消解体系中N、H、O、C等产生的干扰离子或多原子干扰较大，因此本实验选择的测量同位素为47Ti。

图1 不同定容体积对背景等效浓度的影响Fig.1 Effect of different constant volumes on background concentration

表4 Ti同位素相对丰度及干扰离子Tab.4 Ti isotope abundance and interference

2.4 内标元素的确定

在ICP-MS的检测过程中，分析信号的响应值可能发生漂移[16]，因此选取适当的内标，可以校正信号漂移及补偿基体抑制效应， 从而提高测定结果的准确性。由于部分元素天然存在于样品中，使内标元素的选择受到多方面的限制，常用的内标元素主要有9Be、45Sc、59Co、74Ge、89Y、103Rh、115In、169Tm、175Lu、187Re、232Th等，同时考虑到所选内标应不受样品基体和分析物的干扰、与待测元素的电离能和质量数尽量接近，及尽量不受多原子离子和同量异位素的干扰等，综合以上各种因素，本实验采用45Sc作为47Ti测定的内标元素。

2.5 碰撞气体流速的选择

为消除同量异位素重叠、双电荷离子、难溶氧化物离子等产生的谱线干扰[17]，样品在进入质量分析器前，在碰撞池通入反应性弱的超纯He惰性气体，使离子与氦气分子发生大量的碰撞而裂解为非干扰物质。为考察不同He流速对测量结果的影响，本实验采用样品A及加标样品B(在样品A的消解试样中加入与含量相近的标液)，在高纯氦气流速0.5～5.0 mL/min条件下进行检测，并计算样品B与样品A的响应值比值及仪器回收率。实验结果表明（图1、图2），随着He流速的增加，A、B的响应值均有不同程度的降低，但样品B与样品A的响应值比值则从1.71增加到2.09后呈下降趋势，仪器回收率变化趋势与其大体相似。根据仪器回收率能尽可能接近100%且灵敏度达尽可能高的原则，因此认为流速为1.9～2.1mL/min之间是合适的，样品B与样品A的响应值比值为1.98～2.00，仪器回收率为98%～102%。

图2 不同He流速对样品响应值的影响Fig.2 Effect of different He velocity on ICP-MS signal

图3 不同He流速对B/ A响应值比值及仪器回收率的影响Fig.3 Effect of different He velocity on B/A and ICP-MS recovery

2.6 方法验证

2.6.1 工作曲线

分别配制0.5、1、2、4、6、8、10 μg/mL的Ti标准溶液，按上述的ICP-MS条件进行分析（校准空白为1% HNO3），以47Ti响应值与45Sc内标响应值的比值与Ti标液的浓度进行回归分析，得到Ti的工作曲线为：y=0.9133x-0.0234 (r2=0.9999)，由此可见在0.5～10 μg/mL的范围内，Ti的响应值y与浓度x呈较好的线性关系。

2.6.2 方法的检出限及定量

随样品处理过程进行不加样品的试剂空白试验，对试剂空白溶液进行连续测定11次，并计算其标准偏差，以3倍标准偏差除以工作曲线斜率，计算得到方法检出限为0.0013 μg/mL。方法的定量限一般以试剂空白的响应值的10倍标准偏差所对应的浓度来表示，结果为0.0043 μg/mL。

2.6.3 重复性

采用以上所建立的方法，对4个烟用丝束A～D每一样品分别同时消解6个样品并对其TiO2含量进行测定，由结果（表5）可以看出，样品重复性RSD＜5%，说明所建方法的重复性能满足检测要求。

表5 TiO2测定的重复性（n=6）Tab.5 Precision determination of TiO2（n=6）

2.6.4 样品稳定性试验

将消解后试样，置冰箱0～5℃保存，按照所建立的方法每天测定5次，连续检测3天，考察样品溶液的稳定性，从结果（表6）可以看出：样品消解处理结束完后，尽量在24小时内进行上机测定，否则测试结果将有一定变化。

2.6.5 方法回收率

取A、E样品，分别加入低、中、高标品，采用上述方法进行微波消解前处理，在优化的ICP-MS条件下测定其TiO2含量，根据原含量、加标量和加标后测定值计算其方法回收率。结果表明（表6），回收率在97.3%～101.5%之间，能满足分析要求。

表6 样品稳定性实验Tab.6 Stability test of samples

表7 TiO2的回收率Tab.7 Recovery of TiO2

2.7 与行标方法（YC/T169.11-2009）的结果比较

采用建立的微波消解-ICP-MS法与行业标准方法（YC/T 169.11-2009）测定了A、B、F、G丝束样品中TiO2含量（结果见表7），并对两种方法测得结果进行t检验分析，t=0.0221＜t0.05=2.4469，说明两种方法对同一丝束中Ti的分析结果无明显差异。

表8 微波消解-ICP-MS法与行标方法的比对结果Tab.8 Comparison between results treated by ICP-MS and YC/T169.11

3 结论

通过试验，优化了前处理过程，选择了合适的同位素、ICP-MS碰撞气体流速及采用内标法等有效消除了干扰，建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱测定烟用丝束中二氧化钛的含量，回收率在97.3 %～101.5 %之间，重复性RSD≤5%，检出限为0.0013μg/mL，具有快捷、操作简单、影响因素少、准确度高等特点，能满足对丝束中二氧化钛的有效监控要求。

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制造技术

基于改进LLE算法的山东烟叶香型风格分析研究

宋楠

山东烟草研究院有限公司，信息技术研究中心，山东省济南市高新区龙奥北路1067号 250098

摘 要：为实现烟叶风格的快速鉴别，根据烟叶近红外光谱高维、非线性、冗余的特点，在局部线性嵌入（Locally Linear Embedding, LLE）算法的基础上，提出了一种改进LLE非线性降维算法。采用具有确定香型风格特征的基准参比样品建立了香型风格投影模型和判别模型，并与PCA、LLE降维方法进行了比较。结果表明该方法能够有效的对烟叶香型风格进行快速鉴别，准确率较高。应用该模型对2013年山东6大生态产区200个烟叶样品进行了分析，分析结果与以往专家的感官评吸结果基本一致。

关键词：香型风格；烟叶近红外光谱；LLE算法

引用本文：宋楠.基于改进LLE算法的山东烟叶香型风格分析研究[J].中国烟草学报，2015,21（5）

中国烟草总公司山东省公司科技重大专项和重点资助项目(No.KN223)

作者简介：宋楠，硕士，工程师，主要研究方向：软件工程, Email：songnan@sd-tobacco.com.cn

收稿日期：2014-12-10

烤烟香型风格是目前我国烤烟特色研究的核心组成部分之一。目前通常把烤烟香型分成清香型，中间香型和浓香型三大类，或是进而细分成清香型、清偏中型、中偏清型、中间型、浓香型、浓偏中型和中偏浓型七大类[1]。长期以来烟草企业对于烤烟香型评价一般都是通过评吸人员感官所感知的定性描述，一些学者也采用不同的方法对烟叶香型风格进行了研究并取得了一定的进展。李章海等[2]研究建立了烟叶香型指数，通过采用指数大小的方法量化分析不同生态烟区的烟叶香型风格。毕淑峰等[3]通过构建以化学成分为自变量的判别函数来对不同香型烤烟进行判别分析。杜咏梅等[4]采用方差分析，分析了国内外不同香型风格和感官质量的烤烟主要化学成分的差异及特点。但上述研究都是通过烟草的化学成分来探究烟叶香型风格，难以在较短时间内实现对大批量烟叶的风格评价。

近年来，随着计算机技术的快速发展，近红外光谱分析技术在烟草行业得到广泛的应用[5-6]，该技术具有简单、快速、绿色等优点，可以实现烟叶常规化学成分的快速分析[7]、烟叶部位识别[8]、烟叶产地的识别[9]、卷烟真伪的鉴别[10]等，但用于烟叶香型风格的研究相对较少。

为实现烟叶风格的快速评价，本文针对近红外光谱高维、非线性、冗余的特点，在传统LLE算法的基础上，提出一种改进的LLE非线性降维算法，建立了烟叶香型风格特征的投影分析模型及香型风格判别模型，并对2013年山东烟叶的香型风格进行了分析研究。

1 原理与算法

1.1 LLE算法简介

LLE[11-12]算法一种针对非线性数据的无监督降维方法,其核心思想是能使得样本数据的邻域关系的拓扑结构在经过降维后得到保持。该算法使得每个样本数据的近邻权值在平移、旋转和伸缩变换的范围内保持相对稳定。它已经广泛应用于图像处理、人脸识别、多维数据可视化和生物信息学等领域中[13]。

LLE在保持原有样本数据性质不变的情况下，将高维空间的信号映射到低维空间上，即特征值的二次提取。标准算法流程分三步：

第一步：对高维空间中的每个样本点计算出其k个近邻点。k是一个预先给定值，采用欧氏距离来度量k值。即根据距离大小，选取前k个与样本点最近的点作为其近邻点。

第二步：计算样本点的局部重建权值矩阵。求取逼近误差最小的重构系数，设置如下代价函数：

其中，xij( j=1,2,..., k )为xi的k个近邻点，是表示在重构时其第j个近邻所占的权重，且满足如果xj不是xi的近邻，求取W矩阵时需要构造一个局部协方差矩阵Qi，然后采用拉格朗日乘数法，即可求出局部最优化重建权值矩阵：

第三步：将所有样本点映射到低维空间。尽量保持局部线性结构不变情况下，在低维空间重构数据样本。设置如下代价函数：

其中，yij(j=1,2...,k)是yi的K个近邻点。且n要求满足其中yi是xi的低维空间的重构，I是一个m×m的单位矩阵。

其中，矩阵M可定义为M=(I-W)(I-W)，M是一个n×n的对称的、半正定矩阵。

最终对Y的求解演变为求解矩阵M特征向量。通常取第2～m+1小的特征值所对应的特征向量就构成了低维嵌入坐标Y。（通常第一个特征值几乎接近于零，从而舍去），所以Y作为LLE最优解输出结果。

1.2 改进LLE算法

LLE算法单纯依据欧式距离构造邻域图，忽略了光谱自身的相关性，而且要求较为严格，例如少噪声、流形光滑、数据采样稠密等。本文提出的改进算法是基于保持数据点内在几何性质，缓解利用欧式距离重构过程中对流形结构的扭曲，重新引入测地距离构造邻域距离矩阵实现其相似性度量。改进LLE算法既保持了LLE算法良好的聚类性能，同时提高了在等距低维空间中数据集的紧密型和局部邻域数据的线性特征。变换后的低维映射数据也保持了邻域线性的可分特征，使得分类边界更加清晰。

计算最短路径时，利用Dijkstra算法计算获得所有样品点之间的最短路径。则测地线距离利用新的距离来计算出样本点的K个近邻点，然后再按照原来LLE算法的原理计算其权重和嵌入低维空间中。

这种改进距离可使得处于分布较稀疏区域的样本点间距离缩小, 处于分布较密集区域的样本点间距离增大，一定程度上使样本点整体分布趋于均匀化, 从而降低由因样本点稀疏稠密特征对低维嵌入空间映射的影响。

2 实验部分

2.1 样品制备与实验设计

人工选取全国部分烟叶风格特色鲜明的主产区清香型、中间香型、浓香型（感官评价结果）210个烟叶样品作为基准参比（样品信息见表1），建立基于改进LLE算法的香型风格投影分析模型及香型风格判别模型。从三种香型各产区选取60个烟叶样品作为判别模型的测试集。然后利用上述模型对2013年山东6个地区的200个中部烤烟样品进行分析。

上述样品在相同实验环境条件下，置于60℃烘箱中干燥4h并研磨成粉，过40目筛，密封1天后进行光谱采集。

表1 基准参比样品信息表Tab.1 Reference sample information

2.2 光谱采集与处理

光谱采集使用Foss DS2500近红外光谱仪，光谱扫描范围为400-2500 nm，光谱分辨率为0.5 nm，扫描次数64次。每个样品称重20g，开机预热4h后，将样品装入5cm直径的样品杯中，用200g压样器自然压平，置于旋转台，温度保持在18℃-22℃，相对湿度55%左右，利用漫反射方式采集样品光谱。为保证扫描结果的准确性，每个样品均重复装样测定3次，计算其平均结果作为最终光谱。

扫描后光谱均采用SNV+1阶导数平滑的预处理，以降低噪声对光谱降维结果的影响。实验数据采用了Matlab软件对PCA、LLE、改进LLE等算法进行了仿真分析。

3 结果与讨论

3.1 香型风格特征投影分析模型结果

图1-3为PCA、LLE和改进LLE算法对基准参比样品的投影图。

图1 PCA算法投影图Fig.1 PCA projection plot

图2 LLE算法投影图Fig.2 LLE projection plot

图3 改进LLE算法投影图Fig.3 Improved LLE projection plot

可以看出，在PCA降维空间中三种香型烟叶样品数据混合现象比较严重，区分的界限不明显，无法实现三种香型风格烟叶的区分。LLE降维空间中虽然在香型分类上比PCA算法要明显很多，但是它的香型投影结果分布不均匀，仍有很多样品不能实现很好的区分。而改进LLE算法在保持了LLE算法优点的情况下，能有效的将原始数据嵌入低维空间中，三种香型烟叶数据分类清晰，特征更加明显，比PCA、LLE降维表现了更好的香型区分性能。

3.2 香型风格判别分析模型结果

选取上述210个三种香型基准参比样品作为训练集，根据PCA、LLE、改进LLE三种方法降维的结果，选取前四个主要成分作为输入指标，建立烟叶香型判别模型。分类器选用KNN，LLE和改进LLE的K值设为15。表2为三种降维方法对60个测试集样品的分类性能对比。

表2 三种降维方法分类性能对比Tab.2 Classi fi cation performance comparison of 3 dimension reduction algorithms

可以看出，本文提出的改进LLE算法的正确识别率明显高于PCA和LLE方法，这也与前面的投影分析结果相符。PCA降维方法的正确识别率最差，这可能因为PCA为线性降维方法，线性降维方法在解决光谱等非线性数据结构时无法展示其内在本质特征有关。

3.3 2013年山东烟叶风格特征投影分析

图4为采用改进LLE算法对山东6产区200个中部烟叶样品投影结果。

图4 山东烟叶样品投影分析图Fig.4 Projection plot of Shandong tobacco samples

可以看出，山东潍坊地区香型风格尤为突出，基本上呈现浓香型的风格。淄博和日照地区部分烟叶香型风格为浓香型，部分为中间香型，总体来看，呈现出中偏浓的香型风格。其他地区的香型风格也均趋于中间香型和浓香型。总的来看，2013年山东烟叶主体呈现浓香型和中间香型风格。

3.4 2013年山东烟叶风格特征判别分析

采用基于改进LLE算法建立的KNN香型判别模型，对2013年山东烟叶样品进行香型判别分析，对各地（市）、县（市）产区香型分析结果如表3、表4所示。

表3 地（市）产区预测结果Tab.3 Prediction results of different tobacco-growing municipallitiess

表4 县（市）产区预测结果Tab.4 Prediction results of different tobacco-growing county areas

分析结果表明，从地（市）产区来看，潍坊烟叶基本上偏向典型浓香型风格，日照和淄博烟叶偏向于中偏浓的香型风格，而其他产区烟叶偏向于中间型香型风格，仅有少量的清香型风格。

而从县（市）产区分析来看，诸城、安丘、昌乐、高密等产区烟叶基本呈现浓香型风格；莒县、临朐、蒙阴、黄岛、五莲、平邑等产区的烟叶部分呈现浓香型风格，部分偏中间香型风格；而费县、沂南、沂水、莒南、苍山大部分呈现中间香型风格特征。

鉴于烟叶生长因素多方面的考虑和大量样品统计结果中的误差影响，此次分析预测结果整体上合理可靠。与以往专家对山东地区烟叶感官评吸结果基本相符。

4 结论

本文在传统LLE算法的基础上，根据烟叶近红外光谱的特点提出了一种改进的LLE降维算法，该算法可以降低因样本点稀疏稠密特征对低维嵌入空间映射的影响。对三种不同香型风格的基准参比烟叶样品建立了投影分析模型和判别分析模型，并与PCA、LLE降维方法进行了性能对比，实验表明该方法具有更高的分类识别率，较好的解决了烟叶香型风格的识别问题。

应用该模型对2013年山东产区烟叶的香型风格进行了投影和判别分析，分析结果与以往组织专家对山东地区烟叶感官评吸结果基本一致。该方法可以减少评吸专业人员感官评吸的工作量，实现对大批量烟叶风格的快速鉴别，同时对其它的农产品的产区、风格等特征分析也具有一定的参考价值。

参考文献

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Abstract:In order to quickly identify aroma type, an improved Locally Linear Embedding (LLE) dimension reduction algorithm was proposed in line with high-dimension, nonlinear, redundant features of near infrared spectra.A certain aroma type was rendered as benchmark sample A projection model and a discrimination model were established by rendering certain aroma type as control sample and PCA and LLE dimension reduction methods were used as comparison.Results showed that improved LLE effectively discriminated aroma type of tobacco with higher accuracy.The models were further proved effective when applied to identify 200 tobacco samples from six major tobacco-growing areas of Shandong province and showed well consistency with previous sensory evaluation results.

Keywords:aroma type; near infrared spectrum of tobacco; locally linear embedding (LLE) algorithm

Citation:SONG Nan.Analysis of aroma type of leaf tobacco in Shandong based on improved LLE algorithm [J].Acta Tabacaria Sinica,2015,21(5)

Determination of TiO2in cellulose acetate tow by microwave digestion-ICP-MS

LIU Xiucai1, ZHANG Jianping1, HUANG Huafa1,LI Xue2,BIAN Zhaoyang2, ZHANG Dingfang1,HUANG Huizhen1, FANG Zhengzhong1, LIU Zechun1
1 Technology Center, China Tobacco Fujian Industrial Co., Ltd., Xiamen 361021, Fujian, China；2 China National Tobacco Quality Supervision & Test Center, Zhengzhou 450001,China

A method for determining TiO2in cellulose acetate tow by using microwave digestion-ICP-MS was proposed, and digestion conditions and interference elimination methods were investigated.Results showed that: (1) clear and transparent test solution could be gained by adding 6 mL HNO3, 2 mL H2O2and 1 mL HF in 0.2 g sample with temperature programmed microwave digestion; (2) Isotopes47Ti was determined by adding internal standard45Sc online, and when collision gas fl ow at 1.9 ～ 2.1 mL/min, matrix interference and baseline drift could be effectively eliminated.;(3) The LOD for Ti was 0.0013 μg/mL with RSD ≤ 5 % and the recovery was in the range of 97.3%～101.5%; (4) Test results were basically consistent with those by the method of YC/T 169.11-2009.

microwave digestion；ICP-MS；cellulose acetate tow；titanium dioxide

Analysis of aroma type of leaf tobacco in Shandong based on improved LLE algorithm

SONG Nan
Information Technology Research Center, Shandong Tobacco Research Institute Co., Ltd, Jinan 250098, China

刘秀彩，张建平，黄华发,等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定烟用丝束中TiO2[J].中国烟草学报，2015,21（5）

刘秀彩（1972—），本科，高级工程师，主要从事烟气和卷烟辅助材料的分析研究，Tel：0592-3170717，Email: lxc10486@fjtic.cn

刘泽春（1976—），硕士，高级工程师，主要从事烟草化学研究，Tel：0592-3170727，Email:liuzechun@fjtic.cn

2014-10-28