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校正模型转移方法、电子设备及存储介质技术

技术编号:36955034 阅读:17 留言:0更新日期:2023-03-22 19:15
本发明专利技术公开了一种校正模型转移方法、电子设备及存储介质,该方法包括获取校正集和加标预测集中各样本分别在L台仪器下的三维荧光数据;选取校正集中K个样本分别在L台仪器下的三维荧光数据,将三维荧光数据沿着仪器维组合成为四维数据,构建四线性成分模型;基于四线性成分模型,利用转移公式将校正集中各样本在某仪器下的三维荧光数据转移到目标仪器;根据转移获得的三维荧光数据构建校正模型,并利用校正模型预测加标预测集中各样本在目标仪器下的定量结果。本发明专利技术通过一次建模即可实现多台仪器三维荧光数据的校正模型转移,能够快速且准确地实现转移;当校正集的样本中引入未知干扰时,通过选择合适的组分数排除干扰后即可获得满意的定量结果。得满意的定量结果。得满意的定量结果。

【技术实现步骤摘要】
校正模型转移方法、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术属于模型转移
,尤其涉及一种多台仪器间三维荧光数据的校正模型转移方法、电子设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]激发

发射矩阵荧光因其快速、灵敏和低成本被广泛应用于食品、环境和药物领域。当目标分析物和基质干扰物在分析系统中共存时,需要使用多维校正方法以获得满意的定量结果。在目标分析物和基质干扰物分离时,采用“数学分离”代替“物理或化学分离”,可以节省大量的人力和物力。为了方便,在实际使用中会使用多台仪器来获取大量的三维荧光数据,由于不同仪器之间的差异,在一种仪器上开发的校正模型通常不适用于另一种仪器的样本预测。但是,为每台仪器都开发一个校正模型非常耗时。因此,迫切需要提出一种在三维荧光数据中进行校正模型转移的方法。
[0003]仪器标准化的方法包括通过数学公式对模型系数、预测值和光谱响应进行标准化。模型系数的标准化可以应用于样本间光谱差异不同的情况,其使用在次仪器上测量的光谱重新计算模型系数,但是没有真正的信息从主仪器传输到次仪器。
[0004]最广泛使用的校正预测值的方法之一是简单的单变量斜率和偏差校正(SBC),当不同仪器中的数据差异小且系统化时,该方法会很好地解决这个问题。光谱响应的标准化是一种广泛使用的策略,采用的方法包括单变量方法,如单波长标准化(SWS)方法,以及多变量方法,如直接标准化(DS)或分段直接标准化(PDS),DS或PDS找到了一个转移矩阵,可以把在次仪器上测量的样本的光谱转换成主仪器相应的光谱,就等同于光谱是在主仪器上测量的。
[0005]最近的研究表明,校正转移已成功应用于许多仪器,包括近红外光谱(NIR)、激发

发射矩阵荧光(EEM)、液相色谱

质谱(LC

MS)、高效液相色谱

二极管阵列检测器(HPLC

DAD)和核磁共振波谱(NMR)。例如,基于相关约束法的近红外校正增强无参数框架(J.Zhang,et.al.Analytica Chimica Acta 1142(2021)169

178.),解决了近红外光谱在不同环境下的光谱不一致问题,提高了校正模型的预测能力;陈等人提出了光谱空间变换(SST)(L.M.L.Z.P.Chen,et.al.The Analyst 136(1)(2011)p.98

106.),它通过对齐在不同仪器上测量的光谱来构建数据矩阵;刘等人提出了基于交替三线性分解(ATLD)算法对多仪器测量的近红外光谱进行标准化的思想(Y.Liu,et.al.Analytica chimica acta 836(2014)18

23.);Malli等人提出了几种在无法测量传输标准且在更改的测量/环境/样品设置中只有很少的参考测量数据可用的设置中进行校正转移的技术(B.Malli,et.al.Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 161(2017)49

60.);Thygesen等人对比了三维荧光光谱的二维校正和三维校正转移方法(J.Thygesen,et.al.Analytica chimica acta 705(1

2)(2011)81

87.),只需4个转移样本的PARAFAC模型可以获得较好的结果,但高度依赖于转移集的选择,并指出三维校正转移方法的性能略优于二维方法;孙等人提出了一种化学计量学辅助校正转移策略(X.D.Sun,
et.al.Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 194(2021).),通过三维荧光技术定量环境样品中的三种农用化学品;Valverde等人提出使用多元校正转移结合偏最小二乘法测定地表水中的四环素(R.S.Valverde,et.al.Analytica Chimica Acta 562(1)(2006)85

93.),以校正固相预浓缩对光化学诱导荧光信号的影响;谷等人通过使用PDS

ATLD方法对LC

MS数据进行建模(H.W.Gu,et.al.Journal of Chromatography A 1407(2015)157

168.),解决了信号不稳定性以保持分辨率的二阶优势,并检测了复杂系统中的多种分析物;陈等人提出了PDS辅助二阶校正方法解决HPLC

DAD系统中信号不稳定性的思路(Y.Chen,et.al.Journal of Chromatography A 1667(2022)462851.);Vaughan等人建议开发校正转移模型(A.A.Vaughan,et.al.Analytical chemistry 84(22)(2012)9848

9857.),并成功地将一台LC

MS仪器的响应映射到另一台仪器,使它们能够合并来自不同仪器分析的不同样品的数据;Garc
í
a等人提出了PDS辅助多元曲线分辨

交替最小二乘法和展开偏最小二乘法(G.Garc
í
a,et.al.Journal of Chromatography A 1179(2)(2008)106

114.),然后使用残差双线性分解算法解决基质效应,并通过固相萃取确定出水中的八种四环素抗生素;Lindner等人首次研究了高场(600MHz)NMR和台式NMR设备(43和60MHz)之间偏最小二乘回归的校正转移(S.Lindner,et.al.Analytical Chemistry 94(9)(2022)3997

4004.)。
[0006]上述方法大多数只能将校正模型从一台仪器转移到另一台仪器或从不同的情况转移,但在实际应用中可能需要进行两台以上仪器之间的校正模型转移。直接针对高维数据的校正模型转移方法很少,这些方法通常需要将数据转化为矢量。同时,已有的模型转移方法的校正集都只包含目标分析物,没有考虑测定过程中可能混入的干扰。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种校正模型转移方法、电子设备及存储介质,以解决两台以上仪器之间的校正模型转移,以及考虑测定过程中可能混入的干扰物的问题。
[0008]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的:一种校正模型转移方法,所述方法包括以下步骤:
[0009]获取校正集和加标预测集中各样本分别在L台仪器下的三维荧光数据;其中,L≥3;
[0010]选取所述校正集中K个样本分别在L台所述仪器下的三维荧光数据,并根据所述三维荧光数据沿着仪器维组成的四维数据构建四线性成分模型;
[0011]使用四线性分解算法解析所述本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种校正模型转移方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:获取校正集和加标预测集中各样本分别在L台仪器下的三维荧光数据;其中,L≥3;选取所述校正集中K个样本分别在L台所述仪器下的三维荧光数据,并根据所述三维荧光数据沿着仪器维组成的四维数据构建四线性成分模型;使用四线性分解算法解析所述四线性成分模型,利用转移公式将所述校正集中各样本在某仪器下的三维荧光数据转移到目标仪器,所述转移公式的具体表达式为:X
pq
=Adiag(d
(q)
)((Adiagd
(p)
))
+
X
p
(B
T
)
+
)B
T
其中,X
pq
为样本集中各样本在第p台仪器下的三维荧光数据转移给第q台目标仪器后得到的三维荧光数据;A为归一化激发光谱阵;diag()为将矢量构造成对角矩阵的函数,非对角线上的元素全为0;d
(q)
、d
(p)
分别为相对仪器响应强度阵D的第q、p行矢量;X
p
为校正集中各样本在第p台仪器下的三维荧光数据;B为归一化发射光谱阵;根据转移获得的三维荧光数据构建校正模型,并利用所述校正模型预测所述加标预测集中各样本在所述目标仪器下的定量结果。2.根据权利要求1所述的校正模型转移方法,其特征在于,所述获取校正集和加标预测集中各样本分别在L台仪器下的三维荧光数据的具体实现方式为:配制校正集和加标预测集中各样本;利用每台所述仪器分别测定所述校正集和加标预测集中各样本的三维荧光数据,即得到校正集和加标预测集中各样本分别在L台仪器下的三维荧光数据。3.根据权利要求2所述的校正模型转移方法,其特征在于,配制校正集和加标预测集中各样本的具体实现过程为:将盐酸多奈哌齐和盐酸曲唑酮溶解在甲醇中,得到储备溶液;取一定量的储备溶液,并采用甲醇稀释至100ng mL
‑1,得到工作液;取5mL血浆至50mL离心管中,加入10mL乙腈去蛋白;然后将血浆超声处理30min并在4000r min
‑1转速下离心15min;离心后的血浆样品用0.45μm有机尼龙膜过滤,所得上清液于4℃保存;根据均匀设计表设计样本浓度,并利用所述工作液配制所述校正集中的样本,以及利用所述工作液和上清液配制所述加标预测集中的样本;优选地,所述盐酸多奈哌齐的浓度范围为150

990ng mL
‑1,所述盐酸曲唑酮的浓度范围为100

700ng mL
‑1。4.根据权利要求1~3中任一项所述的校正模型转移方法,其特征在于,所述仪器为荧光光谱仪,在测定时荧光光谱仪的参数设置为:激发波长为250

350nm,发射波长为300

550nm,扫描速度为30000nm min
‑1,检测器电压为700V,激发/发射狭缝宽度为5nm/5nm。5.根据权利要求1所述的校正模型转移方法,其特征在于,所述获取校正集和加标预测集中各样本分别在L台仪器下的三维荧光数据的具体实现方式为:利用MATLAB模拟校正集和加标预测集中各样本分别在L台仪器下的三维荧光数据。6.根据权利要求1所述的校正模型转移方法,其特征在于,所述构建四线性成分模型的具体实现过程为:去除所述三维荧光数据的空白背景和散射,并由处理后的三维荧光数据沿着仪器维度
组成四维数据阵;利用核一致诊断法确定所述四线性成分模型的组分数,并增加所述四线性成分模型的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王童吴海龙陈悦
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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