基于吸收率擇優(yōu)的近紅外波長篩選方法及其應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)代紅外光譜分析技術(shù)(近紅外、中紅外)以其簡便快速、非破壞性和易于實時分析等特點已在農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境、生物醫(yī)學(xué)很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。高信噪比分光波長篩選方法是關(guān)鍵技術(shù)之一,它對于建立高精度分析模型、降低模型復(fù)雜性和設(shè)計小型專用光譜儀器的分光系統(tǒng)等方面具有重要意義。
　　本文針對光譜吸收率過高時噪音大,吸收率過小時信息少的特點,提出基于吸收率擇優(yōu)的分光波長篩選方法—吸收率擇優(yōu)偏最小二乘(AO-PLS)方法。該方法將全譜段的吸收率從小

2、到大按照等步長細分為若干值;選擇任意兩個節(jié)點上的值作為最小、最大吸收率,它們的差為吸收率寬度,從而得到一個吸收率范圍,利用光譜波長與吸收率對應(yīng)關(guān)系,反過來確定上述吸收率對應(yīng)的波長組合;采用移動窗口模式,在每個吸收率范圍對應(yīng)的波長組合上建立PLS定標(biāo)預(yù)測模型;根據(jù)預(yù)測效果優(yōu)選吸收率,從而得到最優(yōu)波長組合,達到光譜降維和信息波段提取的目的。
　　血清膽固醇是高脂血癥的臨床診斷指標(biāo),現(xiàn)有測定方法需要生化試劑和較高的專業(yè)操作技能。利用近紅

3、外(NIR)光譜研究無試劑、快速簡便的血清膽固醇分析方法對于大人群日常血脂檢測具有重要應(yīng)用價值。本文以血清膽固醇的NIR光譜分析為例對提出的AO-PLS方法進行檢驗,并與直接PLS方法、移動窗口PLS(MWPLS)法進行比較。
　　直接PLS方法:經(jīng)過對全譜區(qū)、近紅外短波區(qū)和近紅外長波區(qū)的比較,長波區(qū)效果優(yōu)于全譜與短波區(qū),波段為1100-2498 nm,模型檢驗效果預(yù)測均方根偏差(V-SEP)、預(yù)測相關(guān)系數(shù)(V-RP)和相對預(yù)測均

4、方根偏差(V-RSEP)分別為0.835 mmol L-1,0.677和16.01％。
　　MWPLS方法:最優(yōu)分析波段為1556-1852 nm,最優(yōu)PLS因子數(shù)為14,模型檢驗效果V-SEP、V-RP和V-RSEP分別為0.189 mmol L-1,0.987和3.81%。
　　AO-PLS方法:最優(yōu)分析波段組合為1374-1392∪1544-1852,模型檢驗效果V-SEP、V-RP和V-RSEP分別為0.181 mm