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基于可见近红外光谱的非接触血液种属鉴别的研究

访问量:1238 发布时间:2022-11-25

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  本研究应用了400-1000nm的高光谱相机,可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS13进行相关研究。光谱范围在400-1000nm,波长分辨率优于2.5nm,可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS,波段选择后最高3300Hz(支持多区域波段选择)

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  人与动物血液的非接触式鉴别在医学生物学研究、国家卫生技术监督、海关进出口样品检测等诸多领域都有重大意义,对保障国家安全以及人民的生命安全至关重要。目前采用的方法对血液有所损耗,且为开放式检测,容易对血液样品造成污染,破坏样品,因此亟需非接触快速识别方法。鉴于分子吸收光谱法能够实现准确、快速、稳定、无损测量,在非接触血液种属鉴别的应用中有很好的发展前景。


  但是,血液的非接触检测面临着检测信号微弱,样品池差异等多方面的问题。而且光谱法在检测和分析的过程中容易受到其他很多外界因素的影响,加之血液本身的性质变化对光谱检测产生很多不确定的影响。

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  本论文首次采用光谱法结合化学计量学方法实现了血液种属的非接触式鉴别,并从信息获取,数据处理,校正模型算法和减小环境和自身性质变化的影响等关键环节系统的进行了理论和实验研究来提高模型的预测能力,为光谱法在血液种属的非接触式鉴别的应用中奠定了坚实的基础。

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  本文研究了反射光谱法进行人与动物全血种属鉴别的可行性。本研究所用的血液样品是由动物研究所和天津市人民医院提供的,包括60个血液样品和15个人血样品。其中动物血液样品包括猕猴血液样品29例,大鼠血液样品12例,豚鼠血液样品17例,鸡血液样品1例,猪血液样品1例。首先采用的是侵入式测量的方法,使用反射式光纤使光纤直接接触血液样品采集其反射光谱。采用PLSDA 建立人与对动物血液判别的校正模型。结果表明无论是对模型内种属的血液样品还是对模型外种属的血液样品,其判别效果都非常好。

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  本文首次采用吸收光谱法成功实现了人与动物血液判别。本课题采用真空采血管作为样品池对血液样品进行了非接触测量。同样采用反射光谱结合PLSDA方法,实现了人与动物的非接触血液判别。本章节还研究了两种不同的材质的真空采血管对判别分析的影响。结果表明可以通过广义漫反射率减少真空采血管的材质对可见-近红外漫反射光谱法人与动物血液种属判别的影响。

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