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基于指纹图谱和化学计量学的茶叶种类鉴别和质量评价

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2024年第1期45卷 106-113,146页

作者：张媛婷罗静闫鹏张志国闫立地刘畅秦姝冕大庆师范学院生物工程学院黑龙江大庆163712 大庆师范学院黑龙江省油田应用化学与技术重点实验室黑龙江大庆163712

为建立茶叶高效液相色谱(HPLC)指纹图谱以及茶叶种类鉴别和质量评价化学计量学方法,采用HPLC法测定16批茶叶中没食子酸、可可碱、没食子儿茶素、表没食子儿茶素、咖啡因、表儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯... 详细信息

为建立茶叶高效液相色谱(HPLC)指纹图谱以及茶叶种类鉴别和质量评价化学计量学方法,采用HPLC法测定16批茶叶中没食子酸、可可碱、没食子儿茶素、表没食子儿茶素、咖啡因、表儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯和表儿茶素没食子酸酯9种成分含量,应用相似度、聚类、主成分和判别分析进行质量评价。结果表明:所建立的茶叶HPLC指纹图谱共标定20个色谱峰,指认9个成分。不同种类茶叶中9个成分含量存在差异。化学计量学分析显示,可将16批茶叶样品分为3类。综上,该方法为茶叶种类鉴别和质量评价提供了参考依据。

关键词：茶叶指纹图谱化学计量学种类鉴别质量评价

基于高光谱成像结合分光光度技术的喷墨打印墨水种类鉴别方法

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中国无机分析化学 2024年第6期14卷 826-835页

作者：李硕崔岚付沛中国刑事警察学院刑事科学技术学院沈阳110035

在法庭科学实践中,往往需要通过对文件中字迹墨水的成分分析来精确地判定检材和样本文件的同一性。利用高光谱成像和分光光度技术结合化学计量法,提出了一种对喷墨打印墨水分类的方法。采集14台不同品牌、型号的四色喷墨打印墨水高光谱... 详细信息

在法庭科学实践中,往往需要通过对文件中字迹墨水的成分分析来精确地判定检材和样本文件的同一性。利用高光谱成像和分光光度技术结合化学计量法,提出了一种对喷墨打印墨水分类的方法。采集14台不同品牌、型号的四色喷墨打印墨水高光谱数据和色度值。计算出平均色度值后进行PCA降维处理和K-Means聚类分析,将样品初步分类,之后应用LightGBM、XGBoost和SVM模型共三种分类模型,以1∶4的比例确定测试集和训练集,对聚类分析结果中每一类别的样品进行逐一鉴别。结果表明,LightGBM和XGBoost对四色样品的分类精度都能达到95%以上,SVM的分类精度为100%。提出的方法能够做到无损、准确、快速地将不同品牌乃至型号的喷墨打印墨水进行区分。

关键词：高光谱成像色度值喷墨打印墨水种类鉴别

流过式介质阻挡放电电离质谱法结合随机森林模型鉴别名贵木材种类

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质谱学报 2024年第4期 500-509页

作者：尚宇瀚孟宪双吕悦广马强中国检验检疫科学研究院

本研究开发了电烙铁灼烧-流过式介质阻挡放电电离质谱法快速准确鉴别名贵木材制品的种类，并根据质谱指纹图谱数据，建立了基于随机森林算法的预测模型。结果表明，电烙铁灼烧-流过式介质阻挡放电电离质谱法无需样品前处理、操作简便，... 详细信息

本研究开发了电烙铁灼烧-流过式介质阻挡放电电离质谱法快速准确鉴别名贵木材制品的种类，并根据质谱指纹图谱数据，建立了基于随机森林算法的预测模型。结果表明，电烙铁灼烧-流过式介质阻挡放电电离质谱法无需样品前处理、操作简便，单次分析用时仅为4～5 s，符合快速分析要求。优化后的随机森林模型经过袋外误判率和十折交叉验证误判率分别为4.76%和4.74%，模型分类准确率大于95%。该方法能够准确区分黄檀属、古夷苏木属和紫檀属木材样品，并成功应用于网售名贵木材制品种类的快速鉴别，可为名贵木材制品的真伪鉴别与品质评价提供科学依据与技术参考。

关键词：流过式介质阻挡放电电离质谱随机森林模型名贵木材种类鉴别

基于TSFS结合高阶张量特征提取方法的海水半潜油种类鉴别研究

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光谱学与光谱分析 2023年第1期43卷 62-69页

作者：孔德明崔耀耀仲美玉马勤勇孔令富燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 石家庄学院机电学院河北石家庄050035

半潜油是一种隐藏于海面之下并呈现悬浮状态的溢油,其长期毒害并侵蚀着海洋生态环境。然而,针对半潜油污染到目前还未形成有效地监测手段和处理方式,致使其污染的突发性和危害性更甚于海面溢油。因此,研究有效地半潜油鉴别方法对保护海... 详细信息

半潜油是一种隐藏于海面之下并呈现悬浮状态的溢油,其长期毒害并侵蚀着海洋生态环境。然而,针对半潜油污染到目前还未形成有效地监测手段和处理方式,致使其污染的突发性和危害性更甚于海面溢油。因此,研究有效地半潜油鉴别方法对保护海洋生态环境具有重要意义。三维荧光光谱技术中的总同步荧光光谱(TSFS)在油类污染物检测与鉴别中具有不存在瑞利散射干扰以及冗余数据少的优势,但由于TSFS数据本身不具备三线性结构,使得多维校正分析方法在其应用上受到了一定的限制。基于此,开展基于TSFS结合高阶张量特征提取方法的海水半潜油种类鉴别研究。首先,利用有机分散剂和六种不同种类的油品配制了90个半潜油实验样本;然后,利用FS920荧光光谱仪采集实验样本的TSFS数据,并对该数据进行标准化预处理;最后,通过高阶张量特征提取方法二维线性判别分析(2D-LDA)以及二维主成分分析(2D-PCA)分别建立了半潜油样本的鉴别模型;并将所建模型与常规方法多元曲线分辨率交替最小二乘法(MCR-ALS)结合线性判别分析(LDA)以及多维偏最小二乘判别分析(NPLS-DA)进行了对比。分析结果表明,2D-LDA和2D-PCA所建立的半潜油样本鉴别模型具有可靠的性能,鉴别模型的精确率、灵敏度及特异性分别为100%,100%和100%。并且,2D-LDA和2D-PCA能够直接提取TSFS光谱图像矩阵在空间、统计学以及图形学上的精细光谱特征,为区分半潜油样本带来更为精准的鉴别依据。因此,相较于常规的基于展开或分解数据的方法,高阶张量特征提取方法所建立鉴别模型所得到的预测结果更加精确。该研究为半潜油种类鉴别提供了一种参考。

关键词：半潜油 TSFS 2D-LDA 2D-PCA 种类鉴别

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堆蜡粉蚧寄生蜂种类鉴别

中国生物防治学报 2023年第5期39卷 1001-1014页

作者：董志刚贺彦怀罗叶黄建王竹红福建农林大学植物保护学院福州350002

堆蜡粉蚧Nipaecoccus vastator (Maskell)[=Nipaecoccus viridis (Newstead)]是柑橘等果树和园林观赏植物的重要害虫。本文调查了福建省堆蜡粉蚧的寄生蜂资源;整理了世界上寄生堆蜡粉蚧的寄生蜂种类,包括初寄生蜂的跳小蜂科Encyrtidae 8... 详细信息

堆蜡粉蚧Nipaecoccus vastator (Maskell)[=Nipaecoccus viridis (Newstead)]是柑橘等果树和园林观赏植物的重要害虫。本文调查了福建省堆蜡粉蚧的寄生蜂资源;整理了世界上寄生堆蜡粉蚧的寄生蜂种类,包括初寄生蜂的跳小蜂科Encyrtidae 8属25种,一次重寄生蜂的跳小蜂科4属13种和蚜小蜂科Aphelinidae 1属1种,二次重寄生蜂的姬小蜂科Eulophidae 1属1种和棒小蜂科Signiphoridae 1属1种。分析了寄生蜂的种群及其与蚧寄主的食物链关系,首次明确堆蜡粉蚧的一次和二次重寄生蜂。同时,厘清了我国已知分布的堆蜡粉蚧寄生蜂8种,提出分种检索表,记述了主要寄生蜂种类的形态特征,并附形态特征照片,其中含1中国新记录种,麦长索跳小蜂Anagyrus mirzai Agarwal et Alam。

关键词：堆蜡粉蚧寄生蜂种类鉴别

17种分类算法在牛肝菌种类鉴别研究中的应用

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光谱学与光谱分析 2019年第2期39卷 448-453页

作者：张钰李杰庆李涛刘鸿高王元忠云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201 云南省农业科学院药用植物研究所云南昆明650200 玉溪师范学院资源环境学院云南玉溪653100

由于部分毒菌与野生食用菌形态和生物学特征相似,农民仅凭经验采集,难免将两者混淆,从而导致严重的食品安全事故。云南省作为国内野生食用菌产量最高、出口量最大的省份,野生食用菌产业发展为云南农村经济发展做出了突出贡献,对不同种... 详细信息

由于部分毒菌与野生食用菌形态和生物学特征相似,农民仅凭经验采集,难免将两者混淆,从而导致严重的食品安全事故。云南省作为国内野生食用菌产量最高、出口量最大的省份,野生食用菌产业发展为云南农村经济发展做出了突出贡献,对不同种类野生食用菌进行快速鉴别,有利于野生食用菌产业的健康发展;分析食用菌亲缘关系,对食用菌育种工作具有积极作用。七种牛肝菌样品,采自云南及周边七个产地,利用FTIR光谱仪分别采集菌柄和菌盖红外指纹图谱,基于低级与中级数据融合策略,将预处理后的菌柄和菌盖FTIR光谱数据进行融合,结合Decision Trees,Discriminant Analysis,Logistic Regression Classifiers,Support Vector Machines,Nearest Neighbor Classifiers和Ensemble Classifiers中的17种算法,分别建立菌柄、菌盖、低级数据融合和中级数据融合模型,每个分类模型连续进行10次运算,通过比较训练集分类正确率平均值,确定牛肝菌种类鉴别最佳分类算法。中级数据融合数据集进行系统聚类分析(HCA),对推测不同种类牛肝菌样品的亲缘关系进行鉴定。结果显示:(1)菌柄、菌盖和低级数据融合模型最佳分类算法均为Linear Discriminant,训练集分类正确率分别为92.8%,96.4%和97.6%。中级数据融合模型最佳分类算法为Subspace Discriminant,训练集分类正确率为100%;(2)菌柄、菌盖、低级数据融合和中级数据融合最佳分类模型,全部样品分类正确率平均值分别为93.61%,95.54%,96.99%和99.88%,中级数据融合模型优于其他三种模型,表明中级数据模型可以将相似度较高的样品区分开,且减少了产地对种类鉴别的影响;(3)中级数据融合模型数据集进行HCA,华丽牛肝菌和美味牛肝菌聚类距离最小,表明这两种牛肝菌化学信息较相似,亲缘关系较近;(4)华丽牛肝菌与皱盖疣柄牛肝菌聚类临界值距离最大,表明样品化学信息差异较大,亲缘关系较远。综上表明,基于中级融合策略将不同部位FTIR光谱数据融合,结合Subspace Discriminant与HCA,可以准确鉴别不同种类牛肝菌和快速推测样品亲缘关系,可作为野生食用菌种类鉴别与亲缘关系推测的一种新方法。

关键词：牛肝菌 FTIR 种类鉴别不同部位数据融合

基于支持向量机对云南常见野生食用牛肝菌中红外光谱的种类鉴别

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食品科学 2021年第8期42卷 248-256页

作者：胡翼然李杰庆刘鸿高范茂攀王元忠云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201 云南省农业科学院药用植物研究所云南昆明650200

利用傅里叶变换中红外光谱鉴别云南野生牛肝菌种类,明确不同数据挖掘方法对模型分类性能的影响,为云南省食用菌的鉴别和质量控制提供参考依据。扫描云南8种827个常见野生牛肝菌样本的中红外光谱,分析光谱特征,结合支持向量机建立判别模... 详细信息

利用傅里叶变换中红外光谱鉴别云南野生牛肝菌种类,明确不同数据挖掘方法对模型分类性能的影响,为云南省食用菌的鉴别和质量控制提供参考依据。扫描云南8种827个常见野生牛肝菌样本的中红外光谱,分析光谱特征,结合支持向量机建立判别模型,并利用预处理、提取特征变量及两者组合等方法挖掘光谱信息,比较各模型分类性能,找出野生牛肝菌种类鉴别的最优方法。结果表明:原始数据存在大量噪音和干扰信息,降低模型分类性能;不同数据挖掘方法均能不同程度去除非有效信息,提高模型分类性能;预处理组合特征变量挖掘光谱信息能力最强,对模型分类性能提高最大。预处理组合特征变量对模型信息挖掘能力最强,结合支持向量机建立判别模型,模型拟合好,分类精度高,适用范围广,实现了8种野生牛肝菌的准确、快速鉴别,可以为野生牛肝菌种类鉴别提供参考。

关键词：野生牛肝菌种类鉴别数据挖掘傅里叶变换中红外光谱支持向量机

DNA芯片技术用于贝母的基因分型和种类鉴别(英文)

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药学学报 2003年第3期38卷 185-190页

作者：蔡佩欣胡学善黄文秀陈士林方宏勋肖培根杨梦苏香港城市大学基因组科技应用研究中心香港理工大学应用生物学与化学技术系

目的　通过对贝母几个种遗传多态性的研究来开发在分子水平上用于鉴别贝母基因型及不同种类的DNA芯片技术。方法　用PCR扩增法和DNA直接测序法确定核苷酸多态性 ,用DNA芯片进行基因检测。结果　首先提取来自多种贝母根茎的基因组DNA ,对... 详细信息

目的　通过对贝母几个种遗传多态性的研究来开发在分子水平上用于鉴别贝母基因型及不同种类的DNA芯片技术。方法　用PCR扩增法和DNA直接测序法确定核苷酸多态性 ,用DNA芯片进行基因检测。结果　首先提取来自多种贝母根茎的基因组DNA ,对 2 6SrDNA基因D2与D3区的多态性片段进行扩增和测序 ,然后将不同种属多态性片段的特异性寡核苷探针点置于经多聚赖氨酸处理包被的芯片。用来自不同种贝母的荧光素标记的PCR产物与DNA芯片进行杂交 ,可在芯片特定位置检测到不同种贝母的荧光信号。结论　本研究显示DNA芯片技术可为植物种属的验证与质量控制提供一种快速。

关键词： DNA芯片基因型检测贝母种类鉴别

傅里叶变换红外光谱和紫外光谱数据融合对牛肝菌种类的鉴别

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食品科学 2018年第20期39卷 302-307页

作者：姚森刘鸿高李涛李杰庆王元忠云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201 云南省农业科学院农产品加工研究所云南昆明650221 玉溪师范学院资源环境学院云南玉溪653100 云南省省级中药原料质量监测技术服务中心云南昆明650200

采集5种共272份牛肝菌样品的傅里叶变换红外光谱和紫外光谱,结合多光谱信息融合策略,建立牛肝菌种类快速鉴别的方法。多元散射校正(multiplicative signal correction,MSC)及二阶导数(second derivative,2D)等预处理方法对原始光谱进行... 详细信息

采集5种共272份牛肝菌样品的傅里叶变换红外光谱和紫外光谱,结合多光谱信息融合策略,建立牛肝菌种类快速鉴别的方法。多元散射校正(multiplicative signal correction,MSC)及二阶导数(second derivative,2D)等预处理方法对原始光谱进行优化,比较优化处理对区分不同种类牛肝菌影响;利用优化处理后的光谱数据及融合数据建立偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)模型和支持向量机(support vector machine,SVM)判别模型。结果显示:1)经过2D和MSC预处理后,不同种类牛肝菌的PLS-DA鉴别效果优于未优化模型,表明2D+MSC预处理优化了光谱信息并提高了分类准确度;2)基于傅里叶变换红外光谱、紫外光谱、低级融合和中级融合数据分别建立PLS-DA模型,预测正确率为86.87%、66.67%、78.89%和95.56%;建立SVM判别模型,预测正确率分别为88.89%、74.44%、91.11%和100.00%,表明中级融合技术对不同种类牛肝菌鉴别效果显著,优于其他技术;3)中级融合技术在PLS-DA模型和SVM判别模型中对样品的预测正确率分别为95.56%和100.00%,表明SVM判别模型对牛肝菌种类区分效果优于PLS-DA模型。采用中级融合技术建立SVM判别模型,快速鉴别牛肝菌种类,为牛肝菌种类鉴别和质量控制提供可靠、稳定的方法。

关键词：数据融合牛肝菌种类鉴别紫外光谱傅里叶变换红外光谱