【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物制药，涉及一种生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法。
技术介绍
1、拉曼光谱分析法是基于拉曼散射现象，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法；作为一种新型的分析检测技术，具有无损、快速、实现简单以及可在线分析等特点，被广泛应用于食品、材料、化工、生物等领域。在生物制药细胞培养领域，经常会遇到一台的光谱仪(简称为主机)前期建立的模型，无法适用到另一台光谱仪(简称为从机)上面的情况。一般的，同一品牌的光谱仪之间，因其具有相同的光学系统、物理结构和采集算法，按照厂家特定的校准方法，通过对应的标准品或标准光学校准仪器，即可将从机校准到和主机同一水平上，能够适用主机的模型；若两台设备来自不同的品牌，其对应的光学系统、物理结构和采集算法可能完全不同，得到的光谱数据一般来说也是差异巨大的，因此需要一定的转移算法对从机数据进行处理，才有可能实现模型转移。至于最终模型转移能否实现、哪些因素约束了实现，则需要一种方法作为判断依据。
2、现有常规的跨设备拉曼光谱转移方法，一般的采用标准光学品作为中转媒介，但是生物制药细胞培养领域，其细胞培养体系从低荧光背景逐步过渡到高荧光背景，跨度极大，常规的转移方法虽然也能完成转移，但是转移结果精度较低，很难达到实际应用水平。如cn105004707a公开了一种ccd阵列在线拉曼光谱仪谱图标准化方法，在转移时利用单一光学标准品作为桥接，无法适应生物制药细胞培养这种跨越从低荧光到高荧光的复杂背景情况，获得的转移结果精度较低，
3、综上所述，开发能够有效应用于生物制药细胞培养领域的跨设备拉曼光谱转移方法，并能进行转移后评估，具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足和实际需求，本专利技术提供一种生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，利用全周期样本、全光谱段数据作为桥接，精度更高，更适配生物制药细胞培养领域，并提供一种更适用于该领域的光谱转移后精度判断方法。
2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，所述转移方法包括以下步骤：
4、(1)拉曼位移的校正：
5、采用标准光学品作为基准，分别用主机和从机对其进行检测，获得对应光谱数据；对主机和从机的光谱进行寻峰处理，寻找特征峰的峰值、半峰宽对应的拉曼位移点；
6、令主机的n个特征峰的特征点为j，j＝{(j1,u1),(j2,u2),(j3,u3),…,(jn,un)}，从机的n个特征峰的特征点为p，p＝{(p1,v1),(p2,v2),(p3,v3),…,(pn,vn)}，定义映射f:j→p，使得f(pi)＝ji(i＝1,2,…,n)，将同一特征峰的主、从机拉曼位移点作为锚点一一对应。记p'i＝f(pi)，p’＝{(p'1,v1),(p'2,v2),(p'3,v3),…,(p'n,vn)}，然后对各个对齐后的特征峰特征点p'i与p'i-1(i＝2,…,n)之间的非特征点均按照映射f计算，获得校正后的拉曼位移序列pc，即为从机校正后的对应拉曼图谱，完成从机数据的拉曼位移校正；所述特征点包括峰值点与半峰宽点；
7、(2)拉曼光谱的转移：
8、利用主机和从机同时在同一个采集点位中，采集全周期数据，在主机和从机采集到的全周期数据中，选取n个样本作为训练集，其中从机样本数据经过步骤(1)进行拉曼位移校正，对主机和从机数据在拉曼位移上进行插值处理，使两组数据横坐标一致，得到主机样本数据m＝{mih，i＝1,2,…q；h＝1,2,…n}，从机样本数据s＝{sih，i＝1,2,…q；h＝1,2,…n}，其中i为主机模型下有效拉曼位移范围，h为训练集样本编号，mih和sih分别为主从机每个样本在每个拉曼位移点对应的拉曼强度值；
9、将m和s中的元素每个拉曼位移点所测值逐个进行多项式拟合，得到该拉曼位移点下对应的转移映射gh:s→m，使得gh(si,h)＝mi,h(i＝1,2,…,q)，m每一个拉曼位移点都有一个对应的转移映射，共有q个转移映射，依次采用多项式回归算法，得到转移矩阵f，即：
10、
11、其中，为拉曼位移点1cm-1处的常数项，为一次项系数，为k次项系数，k为多项式回归阶数。其余拉曼位移点计算以此类推。
12、对于任意一个从机样本光谱数据xslaver，按公式(1)计算转移后的光谱数据xconvert；
13、xconvert＝fxslaver 公式(1)
14、本专利技术为了实现在生物制药细胞培养领域，拉曼光谱在两种结构形式不一的不同品牌设备上能够进行模型转移，设计了一种转移方法：利用光标品先进行拉曼位移的校正，然后挑选出相应数量的转移样本，建立转移模型，对从机数据进行转移处理，利用全周期样本、全光谱段数据作为桥接，精度更高，更适配生物制药细胞培养领域。
15、优选地，步骤(1)所述标准光学品包括萘。
16、优选地，步骤(1)所述寻峰处理包括进行进行多项式拟合，获得特征峰的峰值、半峰宽。
17、优选地，步骤(2)所述多项式拟合的方法包括最小二乘法。
18、第二方面，本专利技术提供一种评价第一方面所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法的光谱转移效果的方法，所述方法包括以下步骤：
19、s1、对比光谱变量标准化处理：
20、将从机数据经过权利要求1-3任一项所述的转移方法获得的转移数据nij与主机数据mij进行变量标准化处理(standard normalized variate,snv)，分别得到和
21、s2、分段分析：
22、将和进行插补处理，在有效拉曼位移范围内离散化，并以相同的拉曼位移点为基准，进行分段分割，划分为n段单元，对于每个单元进行分析；
23、对于任意一个单元i内，两个拉曼位移所在的离散点连成一条直线，该直线斜率为ki，ki-1为单元i前一个单元中直线的斜率，存在如下情况：
24、i、当ki-1＞0；
25、若ki＞ki-1，则赋趋势值si为3；若ki＝ki-1，则赋趋势值si为2；若0＜ki＜ki-1，则赋趋势值si为1；若ki＝0，则赋趋势值si为0；若ki＜0，则赋趋势值si为-3；
26、ii、当ki-1＝0；
27、若ki＞0，则赋趋势值si为3；若ki＝0，则赋趋势值si为0；若ki＜0，则赋趋势值si为-3；
28、iii、当ki-1＜0；
29、若ki＞0，则赋趋势值si为3；若ki＝0，则赋趋势值si为0；若ki-1＜ki＜0，则赋趋势值si为-1；若ki＝ki-1，则赋趋势值si为-2；若ki＜ki-1，则赋趋势值si为-3；
30、在中计算得到趋势值si记为的和中计算得到趋势值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，其特征在于，所述转移方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，其特征在于，步骤(1)所述寻峰处理包括进行多项式拟合，获得特征峰的峰值、半峰宽。
3.根据权利要求1所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，其特征在于，步骤(2)所述多项式拟合的方法包括最小二乘法。
4.一种评价权利要求1-3任一项所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法的光谱转移效果的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
5.一种生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移及评估系统，其特征在于，所述系统包括拉曼位移的校正单元、拉曼光谱的转移单元、对比光谱变量标准化处理单元和分段分析单元；
6.根据权利要求5所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移及评估系统，其特征在于，拉曼位移的校正单元所述寻峰处理包括进行多项式拟合，获得特征峰的峰值、半峰宽。
7.根据权利要求5或6所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移及评估系统，其特征在于，拉曼光谱的转移单元所述
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求5-7任一项所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移及评估系统的步骤。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序/指令，其特征在于，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求5-7任一项所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移及评估系统的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，其特征在于，所述转移方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，其特征在于，步骤(1)所述寻峰处理包括进行多项式拟合，获得特征峰的峰值、半峰宽。
3.根据权利要求1所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法，其特征在于，步骤(2)所述多项式拟合的方法包括最小二乘法。
4.一种评价权利要求1-3任一项所述的生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移方法的光谱转移效果的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
5.一种生物制药领域拉曼光谱跨设备模型转移及评估系统，其特征在于，所述系统包括拉曼位移的校正单元、拉曼光谱的转移单元、对比光谱变量标准化处理单元和分段分析单元；
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛鹏程，宋陶冶，唐思远，王龙刚，
申请(专利权)人：无锡药明生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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