高光譜成像技術(shù)在藥用膠囊鉻含量檢測(cè)的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2024-06-11
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本研究旨在探討高光譜成像技術(shù)在檢測(cè)藥用膠囊中鉻含量的應(yīng)用,通過(guò)高光譜成像系統(tǒng)獲取膠囊的光譜數(shù)據(jù),利用主成分分析(PCA)和偏最小二乘判別分析(PLS-DA)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,以期實(shí)現(xiàn)對(duì)正常膠囊和重金屬鉻超標(biāo)膠囊的快速、準(zhǔn)確區(qū)分。
1. 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
本研究選取了正常藥用膠囊和鉻含量超標(biāo)的藥用膠囊作為研究對(duì)象,所有樣本均密封保存以避免外界因素影響。
1.2 高光譜成像系統(tǒng)
采用廣東賽斯拜克科技有限公司生產(chǎn)的SP130M高光譜成像系統(tǒng)進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)采集,該系統(tǒng)具備400-1000nm的光譜范圍和2.5nm以下的波長(zhǎng)分辨率,能夠提供高達(dá)1200個(gè)光譜通道。
2. 數(shù)據(jù)處理與分析
2.1 主成分分析(PCA)
對(duì)高光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA降維處理,提取前四個(gè)主成分,分析不同膠囊間的光譜差異。
2.2 光譜分析
選擇膠囊的膠囊帽和膠囊體作為感興趣區(qū)域,獲取每個(gè)區(qū)域的光譜響應(yīng)曲線,并通過(guò)PLS算法對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理。
2.3 特征提取與模型構(gòu)建
采用PLS算法提取光譜數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵特征,并通過(guò)交叉驗(yàn)證和誤差分析確定最佳的特征數(shù)量,構(gòu)建判別模型。
3. 結(jié)果
3.1 光譜特征分析
通過(guò)PCA和PLS分析,發(fā)現(xiàn)在特定波長(zhǎng)范圍內(nèi),鉻含量超標(biāo)膠囊與正常膠囊的光譜曲線存在明顯差異。
3.2 判別模型構(gòu)建
選取4個(gè)PLS算子作為輸入特征,構(gòu)建的判別模型在交叉驗(yàn)證和預(yù)測(cè)測(cè)試中均達(dá)到了100%的識(shí)別率和準(zhǔn)確率。
4. 討論
4.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高光譜成像技術(shù)在藥用膠囊鉻含量檢測(cè)中顯示出高效率和高準(zhǔn)確性,相較于傳統(tǒng)方法,大幅降低了檢測(cè)的復(fù)雜性和時(shí)間成本。
4.2 應(yīng)用前景
該技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于藥品質(zhì)量控制和安全監(jiān)管領(lǐng)域,為藥用膠囊的安全使用提供技術(shù)支持。
4.3 進(jìn)一步研究
未來(lái)研究可考慮擴(kuò)展光譜范圍,結(jié)合熒光或紫外波段進(jìn)行更全面的分析,并探索建立鉻含量預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)膠囊鉻含量的定量分析。
5. 結(jié)論
高光譜成像技術(shù)結(jié)合PCA和PLS-DA分析方法,能夠有效區(qū)分正常藥用膠囊和鉻含量超標(biāo)膠囊,為藥品安全監(jiān)管提供了一種新的技術(shù)手段。
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