科研产出
红外光谱法快速预测不同种类重楼中重楼皂苷含量
《中国中药杂志 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：重楼皂苷是中药重楼主要的有效成分,为了快速评价重楼品质,保证重楼在临床治疗中的疗效,本文采用红外光谱结合偏最小二乘回归法(partial least squares regression,PLSR)对重楼中重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ和重楼皂苷Ⅶ进行定量分析,建立快速评价重楼品质的方法。采集78份不同产区、不同种类重楼样品的红外光谱,用高效液相色谱测定重楼样品中重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ及重楼皂苷Ⅶ的含量,将重楼的红外光谱数据和液相数据进行拟合,快速预测3种重楼皂苷含量。原始红外光谱经多元散射校正(multiplicative signal correction,MSC)、标准正态变量(standard normal variate,SNV)、正交信号校正(orthogonal signal correction,OSC)、一阶求导(first derivative,1st Der)、二阶求导(second derivative,2nd Der)预处理后,运用偏最小二乘回归分析建立重楼皂苷的定量预测模型。重楼皂苷Ⅰ和重楼皂苷Ⅱ的最佳预处理方法为MSC+OSC+2nd Der,重楼皂苷Ⅶ的最佳预处理方法为MSC+SNV+OSC+2nd Der;重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ和重楼皂苷Ⅶ3个指标成分定量校正模型的决定系数(R~2)分别为0.930 8,0.934 8,0.912 3 mg·g~(-1);校正均方根误差(root mean square error of estimation,RMSEE)分别为1.855 0,0.632 3,0.001 6 mg·g~(-1);验证模型的决定系数(R~2)分别为0.948 8,0.963 6,0.780 1 mg·g~(-1);预测均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)分别为1.704 6,1.227 7,0.001 9 mg·g~(-1);定量模型的预测值与真实值比较接近,模型预测效果好,其中重楼皂苷Ⅰ,Ⅱ定量模型效果优于重楼皂苷Ⅶ。该方法无损、快速、准确,可用于重楼中重楼皂苷含量的快速测定。
关键词： 重楼 红外光谱 定量分析 重楼皂苷 偏最小二乘回归
全文链接
请求原文
红外光谱法对牛肝菌种类鉴别及镉含量预测研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：建立红外光谱快速鉴别牛肝菌种类及预测牛肝菌中重金属镉(Cd)含量的方法。采集11种牛肝菌共98个子实体的红外光谱信息,解析牛肝菌的红外光谱,用一阶导数、标准正态变量和多元散射校正对原始光谱进行预处理,通过PLS-DA鉴别牛肝菌种类。采用ICP-AES法测定牛肝菌中有毒重金属Cd含量,分析牛肝菌对Cd的富集规律并与GB 2762—2012规定的食用菌中Cd限量标准比较,评价牛肝菌的食用安全性。以食用菌对重金属Cd的富集机理为切入点,将牛肝菌红外光谱数据和Cd含量数据进行拟合,用PLS模型快速预测牛肝菌的Cd含量。结果显示:(1)牛肝菌红外光谱经过适当的预处理进行PLS-DA,前三个主成分累积贡献率达到79.3%,PLS-DA的三维得分图能明显区分不同种类牛肝菌;(2)不同产地、种类牛肝菌对重金属Cd的富集存在差异,其含量在0.05~23.41mg·kg~(-1) dw之间,除了采自昆明五华区的灰疣柄牛肝菌外,多数样品的Cd含量超过GB2762-2012的限量标准,食用有一定的健康风险;(3)牛肝菌红外光谱数据与Cd含量拟合后进行正交信号校正-小波压缩优化处理,用PLS模型预测牛肝菌的Cd含量;训练集和验证集的R~2分别为0.851 9和0.882 4,RMSEE和RMSEP分别为2.59和2.67,大部分牛肝菌的Cd含量预测值与真实值较接近,表明PLS模型可用于牛肝菌Cd含量快速预测。傅里叶变换红外光谱结合化学计量学能实现牛肝菌种类快速鉴别及Cd含量准确预测,为牛肝菌种类鉴别和质量控制提供快速、有效的方法。
全文链接
请求原文
砷超标食用牛肝菌的红外光谱快速鉴别
《食品与发酵工业 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：红外光谱结合偏最小二乘判别分析建立快速区分牛肝菌砷含量是否超标的方法。采集美味牛肝菌和绒柄牛肝菌共85份样品的红外光谱信息,对光谱进行平滑、二阶导数和标准正态变量优化处理;采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定牛肝菌中砷含量,根据GB 2762—2012规定的食用菌中砷限量标准评价牛肝菌的食用安全性;将红外光谱数据与牛肝菌的砷含量值进行拟合建立砷超标与未超标样品的分类模型。结果显示:(1)牛肝菌的砷元素含量为0.033~8.301 mg/kg(DW),不同种类、不同产地牛肝菌砷元素含量具有差异;(2)多数牛肝菌样品砷含量超过GB 2762—2012的限量标准,其中采自普洱思茅区的绒柄牛肝菌砷超标较为严重,食用有潜在风险;(3)砷超标与未超标牛肝菌的红外光谱在峰形、峰位上没有明显差异;优化处理后的光谱数据进行偏最小二乘判别分析,其主成分得分散点图能将砷超标样品和未超标样品区分开,分类正确率达到91.76%,能为快速检测食用菌中砷含量是否超标提供新方法。
全文链接
请求原文
基于红外光谱法的云南重楼及其近缘种的亲缘关系研究
《中草药 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：目的傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)结合化学计量学方法分析云南重楼Paris polyphylla var.yunnanensis及其近缘种的亲缘关系,为重楼属药用植物资源的开发利用提供理论依据。方法采集云南重楼、白花重楼Paris polyphylla var.alba、毛重楼Paris mairei、南重楼Paris vietnamensis、五指莲Paris axialis var.axialis共50份样品的红外光谱信息,对光谱数据进行自动基线校正、自动平滑、纵坐标归一化、多元散射校正、二阶求导等预处理,采用主成分分析(principal component analysis,PCA)、偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)及系统聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA)分析光谱数据。结果原始红外光谱中,1 653、1 156、1 082、1 021、925、851、759、572、524 cm~(-1)等为重楼属植物的共有峰,主要归属为黄酮、淀粉和糖苷类成分的吸收峰;毛重楼和五指莲分别在1 535和1 369 cm~(-1)附近有特征吸收峰,可与另外3种重楼属植物相区分。以全波段光谱数据进行PLS-DA和PCA,PLS-DA对重楼属植物分类效果优于PCA,能够准确区分5种野生重楼属植物。系统聚类分析(HCA)及向量夹角余弦相关性分析能够反映5个重楼属植物的亲缘关系,云南重楼与白花重楼和南重楼的亲缘关系较近,与毛重楼和五指莲的关系较远。结论 FTIR结合化学计量学方法,能够快速区分不同种类重楼属植物,明确云南重楼及其近缘种之间的亲缘关系,为重楼属植物亲缘关系研究提供一种快速、有效的方法,同时为重楼种质资源开发和利用提供理论基础。
关键词： 傅里叶变换红外光谱 云南重楼 近缘种 亲缘关系 种质资源主成分分析 偏最小二乘判别分析 系统聚类分析
全文链接
请求原文
FTIR结合化学计量学对三七产地鉴别及皂苷含量预测研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：不同产地对中药次生代谢产物有显著影响,产地鉴别有助于中药的科学合理利用;其次,有效成分含量检测是评价中药质量的主要手段。通过傅里叶变换红外光谱结合化学计量学建立快速鉴别三七产地及测定三七中四种主要皂苷的方法,为三七的科学、合理、规范使用以及对三七质量进行快速评价提供依据。采集5个区域12个产地117个三七样本的红外光谱。产地鉴别预处理数据采用离散小波变换除去噪音造成的部分高频信号,偏最小二乘判别对产地判别贡献率大于1的数据进行筛选,kennard-stone算法将117个个体分为70%训练集与30%预测集。训练集数据用于建立支持向量机判别模型,交叉验证法用于筛选支持向量机最优参数,预测集数据对支持向量机判别模型结果进行验证。皂苷含量预测预处理数据采用标准正态变量变换、离散小波变换处理;处理的红外数据设为X变量,三七样品中通过高效液相色谱法测得的四种皂苷总量设为Y变量,采用正交信号校正去除红外光谱中与四种皂苷总量无关的干扰数据。个体数据分为80%训练集与20%预测集,训练集建立偏最小二乘回归模型,预测集数据对偏最小二乘回归模型的预测结果进行验证。结果显示:(1)交叉验证法得到支持向量机判别模型的最优参数为c=2.828 43,g=0.0625,训练集的产地判别最优正确率为91.463 4%;(2)支持向量机判别模型参数设置为最优参数,代入预测集数据,预测集的产地判别正确率为94.285 7%,判别正确率较高;(3)训练集建立偏最小二乘回归模型的相关系数R2=0.941 8,校正均方差RMSEE=4.530 7;(4)代入预测集数据,预测集的相关系数R2=0.962 3,外部检验均方差RMSEP=3.855 9,皂苷预测值与高效液相检测值接近,预测效果良好。傅里叶变换红外光谱结合支持向量机能对三七进行产地鉴别,正交信号校正结合偏最小二乘回归能对三七中四种主要皂苷总量进行准确预测,为三七质量控制提供一种快速简便、无损、高灵敏度的检测方法。
全文链接
请求原文
红外光谱结合化学计量学对不同采收期滇重楼的定性定量分析
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和偏最小二乘回归(PLSR)对不同采收期滇重楼(Paris polyphylla var.yunnanensis)分别进行定性鉴别与定量分析,以期为滇重楼合理采收和鉴别评价提供科学依据。采集46份不同采收期滇重楼样品的红外光谱,对光谱数据进行自动基线校正+纵坐标归一化+自动平滑+小波去噪(WD)预处理后进行PLS-DA分析;采用超高效液相色谱测定样品中重楼皂苷Ⅰ,Ⅱ,Ⅵ,Ⅶ的含量,将液相测定数据与红外光谱数据进行拟合,经自动基线校正+纵坐标归一化+自动平滑+一阶求导+正交信号校正(OSC)优化处理后,建立滇重楼中重楼皂苷Ⅰ,Ⅱ,Ⅵ,Ⅶ的快速预测模型。结果显示,(1)原始红外光谱中主要吸收区域在950~700,1 200~950,1 800~1 500和2 800~3500cm-1附近。(2)PLS-DA得分图可准确区分不同采收期滇重楼样品。(3)液相数据显示重楼总皂苷含量随着年限的增加先成倍增加,再逐渐减少,最后呈现缓慢增加的趋势。(4)重楼总皂苷含量定量模型的预测值与真实值间无显著性差异,表明模型预测效果好。FTIR结合化学计量学可准确区分不同采收期滇重楼并快速预测其皂苷含量,为不同采收期滇重楼的鉴别和皂苷含量预测提供一种新方法,同时为确定滇重楼的最佳采收期提供参考依据。
关键词： 红外光谱 采收期 滇重楼 重楼皂苷 PLS-DA PLSR
全文链接
请求原文
红外光谱结合判别分析对玛咖产地的鉴别
《江苏农业科学 》 2017 北大核心
摘要：采用傅里叶变换红外光谱技术测试6个产地共82株玛咖块根样品的红外光谱;在Omnic 8.0光谱软件中用一阶、二阶导数等方法对光谱进行优化处理;用SPSS 18.5统计分析软件对经优化的光谱数据在950~1 800、1 200~1 800 cm-1范围建立Mahalanobis distance(马氏距离)、Wilks’Lambda、Unexplained variance(未解释方差)、Smallest F ratio(最小F值)及Rao's V判别分析模型。结果显示,各样品的红外光谱非常相似,玛咖块根的主要成分是淀粉多糖、蛋白质、纤维素和脂类物质;以950~1 800 cm-1范围的二阶导数光谱数据为判别指标进行Mahalanobis distance判别分析效果较好,且模型较稳定,回判正确率为100%,平均预测正确率为81.8%,总判别正确率为92.7%。傅里叶变换红外光谱结合判别分析,可以有效鉴别玛咖产地来源,为玛咖的鉴别分类提供可靠依据。
全文链接
请求原文
利用FTIR和化学计量学对牛肝菌亲缘关系的研究
《河南农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：采用傅里叶变换红外光谱结合化学计量学对不同种牛肝菌亲缘关系进行研究,为该种群亲缘关系鉴定提供依据,同时为人工栽培牛肝菌奠定理论基础。采集12个种类72份牛肝菌样品的红外光谱,采用二阶导数(2D)、标准正态(SNV)变量和小波压缩(WC)等方法对牛肝菌的原始红外光谱进行优化处理,结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)建立鉴别模型。将PLS-DA得到的前8个主成分数据作为提取数据代入系统聚类分析(HCA),获得亲缘关系树状图。结果显示:12种牛肝菌的原始红外光谱较为相似,共有峰主要归属为蛋白质、多糖、纤维素和氨基酸等物质中OH、C=O、C-O-H、C=O、C-C等官能团的吸收峰。对比不同优化处理的鉴别结果,发现2D+WC预处理方法对不同种类牛肝菌区分效果较好。HCA亲缘关系树状图表明,按照物种层面划分,中华牛肝菌和远东疣柄牛肝菌亲缘关系最近,且2种牛肝菌与圆花孢牛肝菌亲缘关系较近;深褐牛肝菌和美味牛肝菌亲缘关系较近;小美牛肝菌和美柄牛肝菌亲缘关系较近,且2种牛肝菌与栗色牛肝菌亲缘关系较近。傅里叶变换红外光谱法可应用于牛肝菌的亲缘关系分析,能为野生食用菌的亲缘关系研究提供一种新方法。
关键词： 傅里叶变换红外光谱 偏最小二乘判别分析 系统聚类分析 牛肝菌 亲缘关系
全文链接
请求原文
红外光谱结合化学计量学对三七总黄酮含量的快速预测研究
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：中药产地及生长环境的改变会对其次生代谢产物、质量产生整体性影响。近年来,三七产地从道地产地文山扩展到周边县市。为保证三七质量,中国药典以三种皂苷含量为指标对三七进行质量控制,指标较为单一,难以对三七质量进行整体性评价。通过紫外-可见分光光度法测定三七总黄酮含量,傅里叶变换红外光谱结合化学计量学建立三七总黄酮含量快速预测模型;为三七快速及整体性质量控制提供研究基础。采集云南省12个产地96个三七样品的紫外与红外光谱。记录样品紫外光谱268nm处吸光度,结合芦丁标准品线性方程计算样品中总黄酮含量。预处理红外光谱数据采用一阶(1D)、二阶导数(2D)结合SavitskyGolay平滑(7点、9点和11点)处理,Kennard-stone算法将96个个体分为2/3训练集与1/3预测集。训练集数据用于正交信号校正偏最小二乘回归(OSC-PLSR)模型的建立,1/7交叉验证用于筛选最佳主成分数,预测集数据对OSC-PLSR模型预测能力进行验证。结果显示:(1)标准品芦丁在268nm处吸光度与浓度相关系数r=0.999 7,线性浓度范围为5.6~72.0μg·mL~(-1),线性关系良好;(2)道地产区文山州3个产地以及曲靖市罗平、昆明市石林等产地三七总黄酮含量较高,平均含量高于7mg·g-1;(3)相同点数SavitskyGolay平滑之后,二阶导数模型预测能力优于一阶导数,不同处理模型预测能力具有较大差别;(4)预测模型中,2D+SG 7+OSC-PLSR(R2pre=0.976 1,RMSEP=0.325 2)与2D+SG 11+OSC-PLSR(R2pre=0.946 9,RMSEP=0.382 0)模型预测效果较好,RMSEP均小于0.4,预测值与检测值接近。傅里叶变换红外光谱结合OSC-PLSR能够对12个产地三七中总黄酮含量进行快速准确的预测,为三七整体性质量控制提供一种快速、简便、有效的检测方法。
关键词： 紫外-可见分光光度法 傅里叶变换红外光谱 三七 总黄酮 含量预测 质量控制
全文链接
请求原文
三七种植土壤类型及产地的红外光谱鉴别方法研究
《河南农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为建立一种基于傅里叶变换红外光谱技术结合光谱检索的三七种植土壤类型和产地的鉴别方法,以3个产地6种土壤类型种植的102株三七植株主根木质部和韧皮部的红外光谱为指标,利用Omnic 8.0软件中光谱检索功能分别对主根木质部和韧皮部的红外光谱与相应光谱库进行种植土壤类型和产地检索和鉴别。结果表明:基于韧皮部光谱的鉴别效果比木质部的好。利用韧皮部光谱对种植土壤类型和产地进行鉴别时,匹配正确率分别为90.20%和97.06%。表明傅里叶变换红外光谱技术结合光谱检索法可鉴别三七的种植土壤类型和产地。
全文链接
请求原文
