随着分析研究的深入,环境样本、中药以及生物样本等复杂多组分体系的定性定量分析成为化学分析中重要的研究课题之一。现代分析仪器的发展在为复杂体系的检测提供有力的分析手段的同时,获得的样本信息越来越全面。如何从这些分析仪器给出数据中快速、有效地提取出有用信息,实现待测组分的精准分析,成为分析化学工作者处理复杂体系分析的一大挑战。化学计量学的发展为复杂体系分析研究提供了较大的便利并取得了理想的结果。本学位论文将几种图像矩方法应用于分析领域中,利用矩方法的旋转、平移、缩放不变性以及多分辨等特性,实现水样、中药以及生物序列等体系中感兴趣组分的分析研究。本学位论文主要包括内容如下:第一章绪论部分。主要介绍了分析化学研究体系现状、分析仪器在复杂体系中的分析研究与应用、化学计量学在复杂体系中的分析研究与应用、图像矩特征。最后对本学位论文研究工作做了简单概括。第二章基于三维荧光光谱,介绍了Zernike矩方法用于水中腐殖酸含量测定的一种有效方法。水环境中腐殖酸含量的多少会影响水的质量,从而对人及动植物带来影响。荧光分光光度计给出的腐殖酸水样三维图谱,由于干扰物质以及瑞丽和拉曼散射等信号的影响,很难得到腐殖酸的纯组分峰,从而给传统定量分析方法带来困难。为了获得腐殖酸的含量信息,本章提出具有多分辨特征的Zernike矩方法提取三维荧光光谱的有效特征信息,之后借助逐步回归建立定量分析模型,以实现腐殖酸含量测定。本研究方法与多维偏最小二乘和交替三线性分解方法进行了对比,结果表明,我们提出的方法建立的模型更可靠、结果更准确,可以实现水中目标组分的定量分析。第三章基于高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD),使用Tchebichef图像矩方法实现了对中成药的质量评估。中药成分复杂而且其原材料易受到外界环境影响,对中成药进行质量分类或判别可以实现中药产品质量监控,避免中药市场混乱。使用HPLC-DAD测定了14个不同批次的蒲地蓝消炎片的三维指纹图谱,采用Tchebichef矩方法对指纹图谱提取特征值,并借助层次聚类实现样本分类。虽然获得的指纹图谱存在噪音干扰以及峰漂移的影响,但由于矩方法多分辨性和不变性的特征,分析结果不受影响。通过与主成分分析得到的结果做对比,进一步说明我们方法分类结果的准确性。因此,本研究表明我们的方法能够为药品的质量监控提供一个快速准确的方法。第四章基于数值化的蛋白质序列,结合Krawtchouk图像矩方法我们提出了一种蛋白质磷酸化位点预测新方法。蛋白质磷酸化是细胞内重要的调节机制,磷酸化位点的有效辨别对生命活动研究有重要意义。本章提出了使用Krawtchouk矩方法对拟南芥蛋白质磷酸化位点进行预测。首先借助氨基酸描述符将蛋白质序列数值化,之后将数值矩阵转换成灰度图后使用Krawtchouk矩提取局部特征信息,最后所得矩值用于LibSVM建立预测模型。本工作中分别采用10-折交叉验证和独立测试集评价所建立的预测模型,并且选取4个已有的预测工具做了对比。结果表明,我们方法所建的模型有较好的准确性和可靠性,可以为蛋白质磷酸化位点实验测定提供较好的参考信息。第五章简单总结了本学位论文研究工作,并针对本实验室的研究和发展简单陈述了自己的观点。