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顯微高光譜對煙草尼古丁濃度分析實(shí)驗(yàn)

更新時(shí)間:2024-09-16      點(diǎn)擊次數(shù):302

     顯微高光譜對煙草尼古丁濃度分析實(shí)驗(yàn)



煙草中的尼古丁含量通常在1%至3%之間。每100克的煙草中尼古丁的含量大致在1克至3克之間。煙草中尼古丁、葉綠素等物測定,煙草改良中對煙草細(xì)胞,

煙葉及對人體作用的相關(guān)聯(lián)研究,特別煙草各種化學(xué)成份與人體細(xì)胞作用研究中的有效工具

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煙草葉片葉綠體自發(fā)熒光的熒光光譜分別采用405、458、488、514、561、594、633 nm波長激光對煙草葉片組織進(jìn)行高光譜圖譜掃描,

不同激發(fā)波長下葉綠體自發(fā)熒光發(fā)射光譜集中在大于637 nm的波段,峰值均在681 nm處。

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樣品的尼古丁濃度與其反射率呈反比關(guān)系。


在1300-1500 nm波長范圍內(nèi),反射率模式明顯下降,從1400 nm左右開始又緩慢增加。從~1680 nm處觀察到反射模式進(jìn)一步降低。

光譜反射模式在1400 - 1700nm范圍內(nèi)的變化可歸因于O-H振動(dòng)的第一泛音。此外,1500 nm附近的光譜吸收可歸因于N-H振動(dòng)的第一泛音區(qū)域,與總生物堿密切相關(guān)。


根據(jù)煙粉樣品的高光譜掃描結(jié)果,得出的煙粉樣品的平均反射光譜,及煙粉樣品的尼古丁含量范圍。

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通過高光譜掃描衍生的反射光譜,評估了三種多變量算法(PLSR、RF和SVR)對煙草粉末樣品中尼古丁含量的預(yù)測。對PLSR訓(xùn)練數(shù)據(jù)集進(jìn)行五重交叉驗(yàn)證,

以檢查1至15個(gè)PLSR潛在因素/成分在響應(yīng)變量(尼古丁含量)中解釋的方差。最終考慮8個(gè)PLSR分量,方差為96.9%,MSPE值為0.096%。

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在尼古丁含量較高(>3%)時(shí),SVR使模型預(yù)測惡化。這三種模型在測試集和測試集上具有幾乎相同的性能度量值。第四個(gè)圖顯示了原始和PLSR-VIP預(yù)測的尼古丁含量。


              顯示了使用PLSR、RF、SVR和PLSR- VIP模型測量尼古丁與預(yù)測尼古丁含量;

                

             在每個(gè)圖中也給出了檢驗(yàn)R2值和直線方程;


              虛線表示測試集的回歸方程。


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