學術干貨 | Origin進階之基線與峰的處理系列之多峰的尋找與分峰


前言

本系列的主要目的是希望大家掌握如下圖所示的技能:

簡單圖解

即:

1、 基線的尋找與確認。

2、 多峰的尋找及分峰擬合。

3、 多峰分離的高級控制。

上期《學術干貨 | Origin進階之基線與峰的處理之基線的確定與扣除》中,已經向大家介紹了一下基線尋找與確定的方法。本期在上期的基礎之上,向大家介紹多峰的處理——尋峰及分峰。

系列二:多峰的處理——尋峰及分峰

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↑利用上期保存的數據,做出基本曲線圖像。

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↑同樣是打開峰分析對話框。

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↑這里要選擇多峰擬合選項。同時,從導航區可以看出要進行分峰操作,需要進行基線確定和峰尋找的操作。

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↑這里同樣是一種確定基線的方法,只不過我們已經知道了基線就是Y=0而已。(復雜基線的確定方法參見上期)

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↑預覽窗口中基線確定后的樣子。

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↑這里是在預覽窗口扣去基線的操作,只是影響觀感,沒有實際用途。可直接跳過,單擊next。

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↑峰尋找是一個十分復雜和重要的過程,這里小編要詳細講解一下。

首先要勾去自動尋峰選項(Enable auto find),以進行手動設定,引導計算機自動尋峰。

然后對于曲線進行一定的平滑設定,這樣利于峰的尋找。一般勾選Smoothing window size的自動(auto)選項即可。

尋峰方法一般選擇圖中的方法,這樣利于發現一些被隱藏到曲線的里峰(hidden peaks,見下文)

對于曲線導數的平滑,按照圖中設定即可。其實小編也不是很懂每一項的實際意義,只是這樣做往往會得到比較好的效果而已。

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↑同樣可以設定尋峰的篩選條件,可以按照高度和數目來設定。因為一般我們對于出峰的數量都會有一定的估計,比如在XPS測試,或者色譜測試中。進行篩選設定往往對于峰的尋找有著極大的好處。設定完成之后點擊find,看一下尋峰的預覽效果↓

↑反正小編已經非常順利地找出來七個峰……其實是經過一定的嘗試和修正(這里是需要一定的嘗試滴)。注意那兩個隱藏的峰!對話框點擊next,就會進行峰的自動擬合↓

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↑顯然擬合效果十分不理想。因為同種紅色曲線解釋各個分離單峰的疊加結果,顯然和原始曲線黑線相去甚遠。這里需要對每個峰的權重進行重新設定。

↑對話框中的weight下拉欄選擇Statistical選項,即根據統計學的方法對于每一單峰的擬合函數進行重新計算和迭代,直到最終的統計學誤差達到最小(即收斂。這里和計算化學中的分子優化過程比較類似,讀者可自行體會)。設定完之后,再點擊最下方的fit,電腦即開始重新計算。

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↑擬合結果預覽窗口,紅線和黑線重疊,效果較為理想。點擊finish,即可參數相應的分峰數據和峰分析報告↓

↑報告中有全面的峰分析數據。

系列二到此結束,還是提醒大家,技能的掌握需要親自動手摸索才行。

這里需要提醒的是,單峰擬合采用的函數是Gaussian函數。那么要采用其他函數進行峰的擬合要怎樣做呢?此外,若我們已知單峰之間的限定關系——比如XPS中同一軌道的不同自旋方向的電子所產生的峰面積之間存在固定的比例關系——我們又該如何通過軟件對每個單峰的已知條件進行限定呢?且看下期——《Origin進階之基線與峰的處理系列(三)》。

本文由材料人編輯部huaxuehexin供稿,材料牛編輯整理。

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