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基于NIRS技术和PCA-SVM算法快速鉴别国产和进口啤酒花

郭云香 陈龙 李晓瑾 王果平 蒋益萍 辛海量 贾晓光

蔡鹰, 陆晓和, 魏群利. 聚酰胺柱层析法分离回心草总黄酮的研究[J]. 药学实践与服务, 2009, 27(1): 58-60.
引用本文: 郭云香, 陈龙, 李晓瑾, 王果平, 蒋益萍, 辛海量, 贾晓光. 基于NIRS技术和PCA-SVM算法快速鉴别国产和进口啤酒花[J]. 药学实践与服务, 2019, 37(4): 322-331. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.04.008
CAI Ying, LU Xiao-he, WEI Qun-Li. Studies of isolation for total flavonoids in Rhodobryum giganteum by polyamide column adsorption chromatogtaphy[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2009, 27(1): 58-60.
Citation: GUO Yunxiang, CHEN Long, LI Xiaojin, WANG Guoping, JIANG Yiping, XIN Hailiang, JIA Xiaoguang. Rapid identification of domestic and imported hops based on NIRS technology and PCA-SVM algorithm[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2019, 37(4): 322-331. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.04.008

基于NIRS技术和PCA-SVM算法快速鉴别国产和进口啤酒花

doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.04.008
基金项目: 国家自然科学基金(U1603283)

Rapid identification of domestic and imported hops based on NIRS technology and PCA-SVM algorithm

  • 摘要: 目的 利用近红外漫反射光谱(near-infrared reflectance spectroscopy,NIRS)法,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)和支持向量机(support vector machine,SVM)联用算法,建立PCA-SVM的NIR模式识别模型,用于国产和进口啤酒花的快速鉴别。 方法 收集上述不同产地的啤酒花样品,制备成均匀粉末,在4 000~12 500 cm-1光谱区,采集各样品粉末的NIR光谱,选取特征谱段9 000~4 100 cm-1为建模谱段,分别采用不同光谱预处理方法进行预处理并分别进行PCA降维。根据2维主成分平面散点图,优选最佳预处理方法。利用最佳预处理方法处理后的光谱PCA降维数据,建立SVM模式识别模型,SVM模型参数采用网格搜索法、遗传算法(GA)、粒子群优化法(PSO)进行寻优。对比不同主成分数所建PCA-SVM模型的预测准确率,确定最佳的主成分数,最终建立PCA-SVM的NIR快速鉴别模型。 结果 在6500~5400 cm-1谱段,以一阶导数法(first derivative,FD)为最佳光谱预处理方法,PCA提取的光谱前8个主成分为最佳主成分,并经网格搜索法确定最佳SVM内部参数:惩罚因子c=2,核函数参数g=1,建立啤酒花PCA-SVM鉴别模型,该模型五折交叉验证准确率达97.37%,对校正集和测试集样品预测准确率均分别为97.37%和97.44%。 结论 啤酒花NIRS光谱,进行PCA-SVM算法建模,模型预测准确率高、性能佳,可用于啤酒花样品的快速、无损鉴别。
  • [1] AGHAMIRI V,MIRGHAFOURVAND M,MOHAMMAD-ALIZADEH-CHARANDABI S,et al.The effect of Hop[KG3] (Humulus lupulus L.) on early menopausal symptoms and hot flashes:A randomized placebo-controlled trial[J].Complement Ther Clin Pract,2016,23:130-135.
    [2] ZANOLI P,ZAVATTI M.Pharmacognostic and pharmacological profile of Humulus lupulus L.[J].Journal of Ethnopharmacology,2008,116(3):383-396.
    [3] HOYLES R K,ELLIS R W,WELLSBURY J,et al.A multicenter,prospective,randomized,double-blind,placebo-controlled trial of corticosteroids and intravenous cyclophosphamide followed by oral azathioprine for the treatment of pulmonary fibrosis in scleroderma[J].Arthritis Rheum,2006,54(12):3962-3970.
    [4] 王春阳,罗正东,赵丽.中药啤酒花的生药鉴定[J].中医药信息,1997(3):20.
    [5] 张娟.非线性化学指纹图谱在啤酒和啤酒花鉴别及定量分析中应用[D].长沙:中南大学,2014.
    [6] 郭沙沙,王志沛,骆学雷,等.非线性化学指纹图谱在啤酒花鉴别评价中的应用[J].酿酒科技,2013(9):71-74.
    [7] 丁念亚,黎薇,冯昕韡,等.近红外漫反射光谱在中药分类及真伪鉴别中的应用[J].计算机与应用化学,2008,25(4):499-502.
    [8] CHO C H,WOO Y A,KIM H J,et al.Rapid qualitative and quantitative evaluation of deer antler (Cervuselaphus) using near-infrared reflectance spectroscopy[J].Microchemical Journal,2001,68(2):189-195.
    [9] 陈龙,张晓冬,孙杨波,等.基于近红外漫反射光谱和PCA-SVM算法快速鉴别炉甘石[J].中国实验方剂学杂志,2019(4):25-27
    [10] 尼珍,胡昌勤,冯芳.近红外光谱分析中光谱预处理方法的作用及其发展[J].药物分析杂志,2008,28(5):824-829.
    [11] DUBUISSON-JOLLY M P,GUPTA A.Color and texture fusion:application to aerial image segmentation and GIS updating[J].Image and Vision Computing,2000,18(10):823-832.
    [12] KWITT R,MEERWALD P,UHL A.Lightweight detection of additive watermarking in the DWT-domain[J].IEEE Trans Image Process,2011,20(2):474-484.
    [13] VAPNIK V N.The nature of statistical learning theory[M].New York:Springer,1999:988-999.
    [14] 李盼池,许少华.支持向量机在模式识别中的核函数特性分析[J].计算机工程与设计,2005,26(2):302-304.
    [15] 王健峰,张磊,陈国兴,等.基于改进的网格搜索法的SVM参数优化[J].应用科技,2012,39(3):28-31.
    [16] 杨旭,纪玉波,田雪.基于遗传算法的SVM参数选取[J].辽宁石油化工大学学报,2004,24(1):54-58.
    [17] 姚全珠,蔡婕.基于PSO的LS-SVM特征选择与参数优化算法[J].计算机工程与应用,2010,46(1):134-136,229.
    [18] 张晓冬,陈龙,黄必胜,等.基于NIRS和PCA-SVM算法快速鉴别4种含铁矿物药[J].中成药,2018,40(2):404-410.
  • [1] 王燕, 方铭, 宋红卫, 钟超, 徐峰, 周婷.  2021−2023年某院药品不良反应的特点分析 . 药学实践与服务, 2025, 43(4): 200-204. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404041
    [2] 曹金发, 钟玲, 何苗, 田泾.  炎症性肠病合并心房颤动患者的用药分析与监护 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-4. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202403004
    [3] 富子菲, 陈静.  非洲部分地区药品品种供应分析 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-10. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202407040
    [4] 曹奇, 张嘉宝, 王培.  基于无监督自动降维分析与手动圈门联用的骨骼肌髓系细胞多色流式分析方法 . 药学实践与服务, 2025, 43(3): 118-122. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404077
    [5] 张岩, 李炎君, 刘家荟, 邓娇, 原苑, 张敬一.  药物性肝损伤不良反应分析 . 药学实践与服务, 2025, 43(1): 26-29, 40. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404034
    [6] 李惠萍, 陈璐, 张琪金, 黄宝康.  紫苏叶挥发油成分的生物合成、含量测定及生物活性研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-6. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202412058
    [7] 张紫璇, 高苑, 张利, 李佳莉, 徐希科, 祖先鹏.  中药防治急性肺损伤的活性成分及其作用机制研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(): 1-7. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404079
    [8] 周丽城, 欧已铭, 王园.  玉米须黄酮化学成分与药理作用研究进展 . 药学实践与服务, 2025, 43(2): 51-58. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202309037
    [9] 姚小静, 计佩影, 陆峰, 施国荣, 傅翔.  表面增强拉曼光谱法快速测定尿液中曲马多的研究 . 药学实践与服务, 2025, 43(4): 1-5. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401072
    [10] 杨贺英, 罗彩萍, 彭婷, 梁文仪, 沈颂章, 苏娟.  花椒生物碱富集纯化工艺优化及其成分分析 . 药学实践与服务, 2025, 43(2): 75-81. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202404066
    [11] 刘依秦, 王超群, 邱娇娜.  胆宁片预处理在糖尿病患者结肠镜检查前的应用效果分析 . 药学实践与服务, 2024, 42(9): 407-410. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202407037
    [12] 瞿文君, 白若楠, 崔力, 周琰.  基于联合库存的公立医院多院区药品采购模式分析 . 药学实践与服务, 2024, 42(7): 315-318. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401002
    [13] 张晶晶, 索丽娜, 郑兆红.  89例细菌性肝脓肿的临床特征及抗感染治疗分析 . 药学实践与服务, 2024, 42(6): 267-272. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202302039
    [14] 崔晓林, 付晓菲, 杜艳红, 刘娟, 朱茜, 刘子祺.  临床药师参与吉瑞替尼致QTc间期延长的病例分析 . 药学实践与服务, 2024, 42(6): 263-266. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202309050
    [15] 尹小娟, 台力丽, 肖俊峰, 季波.  铜绿假单胞菌合并按蚊伊丽莎白菌肺部感染的病例分析 . 药学实践与服务, 2024, 42(5): 223-226. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202310042
    [16] 毛智毅, 王筱燕, 陈晓颖, 汤逸斐.  度拉糖肽联合二甲双胍对肥胖型2型糖尿病患者机体代谢、体脂成分及血清脂肪因子的影响 . 药学实践与服务, 2024, 42(7): 305-309. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202305032
    [17] 姚瑞阳, 于海征, 李耀盺, 张磊.  丹参FBXL 基因家族的鉴定和表达模式分析 . 药学实践与服务, 2024, 42(11): 461-470. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202407034
    [18] 陈静, 何瑞华, 翁月, 徐熠, 刘静, 黄瑾.  基于网络药理学和分子对接技术探究定清片活性成分治疗白血病的作用机制 . 药学实践与服务, 2024, 42(11): 479-486. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202401073
    [19] 陈方剑, 骆锦前, 王志君, 胡叶帅, 孙煜昕, 宋洪杰.  HPLC-MS/MS同时测定感冒安颗粒中5种黄酮成分的含量 . 药学实践与服务, 2024, 42(9): 402-406. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202403030
    [20] 李丹, 戴贤春, 王芳珍, 陈奕含, 杨萍, 刘继勇.  HPLC-MS/MS测定当归六黄汤中4种不同成分的含量 . 药学实践与服务, 2024, 42(6): 248-252, 266. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202305007
  • 期刊类型引用(7)

    1. 冯艳艳. 弥漫性大B细胞淋巴瘤病人胆碱酯酶活力与其抑郁水平及生活质量的相关性研究. 循证护理. 2024(23): 4285-4290 . 百度学术
    2. 张小刚,刘敏. 齐拉西酮对精神分裂症患者心电图QTc、QT间期的影响. 临床医学研究与实践. 2023(10): 35-37 . 百度学术
    3. 王树玲,梁东霞,胡燕芳. 抗精神病药物联合生物反馈治疗首发精神分裂症21例. 中国继续医学教育. 2021(09): 162-165 . 百度学术
    4. 李界兴,刘祥芹. 癫狂梦醒汤对精神分裂症患者症状及血清胆碱酯酶的影响. 现代中西医结合杂志. 2021(12): 1333-1336 . 百度学术
    5. 白晓光,刘翠美. 齐拉西酮联合奥氮平对老年难治性精神分裂症的疗效分析. 系统医学. 2021(09): 11-14 . 百度学术
    6. 张晓琳,张晓彬,刘广胜. 安神定志汤联合齐拉西酮治疗精神分裂症阴性症状临床疗效. 实用中医内科杂志. 2021(08): 113-115 . 百度学术
    7. 刘后春,秦勇,杨海东. 齐拉西酮治疗首发精神分裂症患者的效果和不良反应研究. 中国医药科学. 2021(22): 76-79 . 百度学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-09
  • 修回日期:  2019-05-14

基于NIRS技术和PCA-SVM算法快速鉴别国产和进口啤酒花

doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.04.008
    基金项目:  国家自然科学基金(U1603283)

摘要: 目的 利用近红外漫反射光谱(near-infrared reflectance spectroscopy,NIRS)法,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)和支持向量机(support vector machine,SVM)联用算法,建立PCA-SVM的NIR模式识别模型,用于国产和进口啤酒花的快速鉴别。 方法 收集上述不同产地的啤酒花样品,制备成均匀粉末,在4 000~12 500 cm-1光谱区,采集各样品粉末的NIR光谱,选取特征谱段9 000~4 100 cm-1为建模谱段,分别采用不同光谱预处理方法进行预处理并分别进行PCA降维。根据2维主成分平面散点图,优选最佳预处理方法。利用最佳预处理方法处理后的光谱PCA降维数据,建立SVM模式识别模型,SVM模型参数采用网格搜索法、遗传算法(GA)、粒子群优化法(PSO)进行寻优。对比不同主成分数所建PCA-SVM模型的预测准确率,确定最佳的主成分数,最终建立PCA-SVM的NIR快速鉴别模型。 结果 在6500~5400 cm-1谱段,以一阶导数法(first derivative,FD)为最佳光谱预处理方法,PCA提取的光谱前8个主成分为最佳主成分,并经网格搜索法确定最佳SVM内部参数:惩罚因子c=2,核函数参数g=1,建立啤酒花PCA-SVM鉴别模型,该模型五折交叉验证准确率达97.37%,对校正集和测试集样品预测准确率均分别为97.37%和97.44%。 结论 啤酒花NIRS光谱,进行PCA-SVM算法建模,模型预测准确率高、性能佳,可用于啤酒花样品的快速、无损鉴别。

English Abstract

蔡鹰, 陆晓和, 魏群利. 聚酰胺柱层析法分离回心草总黄酮的研究[J]. 药学实践与服务, 2009, 27(1): 58-60.
引用本文: 郭云香, 陈龙, 李晓瑾, 王果平, 蒋益萍, 辛海量, 贾晓光. 基于NIRS技术和PCA-SVM算法快速鉴别国产和进口啤酒花[J]. 药学实践与服务, 2019, 37(4): 322-331. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.04.008
CAI Ying, LU Xiao-he, WEI Qun-Li. Studies of isolation for total flavonoids in Rhodobryum giganteum by polyamide column adsorption chromatogtaphy[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2009, 27(1): 58-60.
Citation: GUO Yunxiang, CHEN Long, LI Xiaojin, WANG Guoping, JIANG Yiping, XIN Hailiang, JIA Xiaoguang. Rapid identification of domestic and imported hops based on NIRS technology and PCA-SVM algorithm[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2019, 37(4): 322-331. doi: 10.3969/j.issn.1006-0111.2019.04.008
参考文献 (18)

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