高光譜成像技術在藥用膠囊鉻含量檢測的應用
發布時間:2024-06-11
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本研究旨在探討高光譜成像技術在檢測藥用膠囊中鉻含量的應用,通過高光譜成像系統獲取膠囊的光譜數據,利用主成分分析(PCA)和偏最小二乘判別分析(PLS-DA)對數據進行處理和分析,以期實現對正常膠囊和重金屬鉻超標膠囊的快速、準確區分。
1. 材料與方法
1.1 試驗材料
本研究選取了正常藥用膠囊和鉻含量超標的藥用膠囊作為研究對象,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
采用廣東賽斯拜克科技有限公司生產的SP130M高光譜成像系統進行光譜數據采集,該系統具備400-1000nm的光譜范圍和2.5nm以下的波長分辨率,能夠提供高達1200個光譜通道。
2. 數據處理與分析
2.1 主成分分析(PCA)
對高光譜圖像數據進行PCA降維處理,提取前四個主成分,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域,獲取每個區域的光譜響應曲線,并通過PLS算法對光譜數據進行降維處理。
2.3 特征提取與模型構建
采用PLS算法提取光譜數據中的關鍵特征,并通過交叉驗證和誤差分析確定最佳的特征數量,構建判別模型。
3. 結果
3.1 光譜特征分析
通過PCA和PLS分析,發現在特定波長范圍內,鉻含量超標膠囊與正常膠囊的光譜曲線存在明顯差異。
3.2 判別模型構建
選取4個PLS算子作為輸入特征,構建的判別模型在交叉驗證和預測測試中均達到了100%的識別率和準確率。
4. 討論
4.1 技術優勢
高光譜成像技術在藥用膠囊鉻含量檢測中顯示出高效率和高準確性,相較于傳統方法,大幅降低了檢測的復雜性和時間成本。
4.2 應用前景
該技術有望廣泛應用于藥品質量控制和安全監管領域,為藥用膠囊的安全使用提供技術支持。
4.3 進一步研究
未來研究可考慮擴展光譜范圍,結合熒光或紫外波段進行更全面的分析,并探索建立鉻含量預測模型,實現對膠囊鉻含量的定量分析。
5. 結論
高光譜成像技術結合PCA和PLS-DA分析方法,能夠有效區分正常藥用膠囊和鉻含量超標膠囊,為藥品安全監管提供了一種新的技術手段。
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