基于支持向量回归机对单组份及多组份物质太赫兹光谱分析
发布时间：2022-01-08 12:14
本论文主要基于支持向量回归机的机器学习方法对单组份牛血蛋白薄膜及多组份环境荷尔蒙双酚衍生物进行了太赫兹（THz）光谱定量与定性分析。首先简要介绍太赫兹科学的发展现状及太赫兹时域光谱技术等相关基础知识。其次对支持向量回归机（SVR）、最大信息系数（MIC）原理及太赫兹光谱预处理方法进行了介绍,并设计开发一款太赫兹光谱特征选择与量化分析软件用于本论文相关实验的数据分析。本论文的核心内容包括:首先,基于支持向量回归机对单组份生物薄膜的物质检测分析。将机器学习方法和太赫兹时域光谱结合来对牛血清白蛋白（BSA）沉积薄膜实现了定量及定性分析。采用支持向量回归机对浓度范围为0.5-35 mg/ml的BSA（21个浓度,147个样本）沉积薄膜建立了目标物浓度与频率关系的基本模型,实现对未知样本浓度的成功预测,其决定系数为R2=0.97932。此外,使用最大信息系数（MIC）方法识别了每个频率与浓度的相关性,理论计算得到太赫兹频段内的三个最大可区分频率（1.198,1.078和0.479 THz）,并确定了这三个特征频率与BSA蛋白的长波长弹性振动模型的基频振动频率相对应。其次,基...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹在电磁波频谱中的位置
han H.L[22]等人选取不同施工现场地点进行了 PM2.5 的太赫兹光 个不同尘埃地点环境中采集 PM2.5 的太赫兹光谱样本，发现 之间有两个不同的吸收带，这是因为 PM2.5 颗粒为不同物质的混向传播人工神经网络的方法对 PM2.5 含量进行量化分析，两种方为 0.9504 和 0.9974，这项研究表明 THz 光谱检测技术可成为分物成份和含量的有效工具。2015 年，Yi wen Sun[23]等人做了克隆抗体 F10 相互作用的无标记量化检测，以太赫兹谱的介电损了反应的抗原最小检测浓度为 15 ug/ml。2016 年，Jiang Y.Y[24不同阶段对小麦做了太赫兹的检测，使用主成分分析（PCA）定部化学结构发生的变化，使用偏最小二乘回归（PLSR）、最小二M）和反向传播神经网络（BPNN）模型，进行了不同发芽时间系数分别是 0.965（图 1-2）、0.986（图 1-3 a）、0.886（图 1-3 b结合机器学习方法可能成为鉴别小麦籽粒萌发时期的一种新方。
图 1-3 小麦籽粒不同发芽时间校准预测结果（a）LS-SVM 模型和（b）BPNN 模型。，2011 年，Emma Pickwell-MacPherson[25]等人用太赫兹脉冲定作用的过程，并得出结论极性液体的太赫兹介电特性由于抗体的算了抗体分子外层水合物的直径，最后表明 THz 介电谱在研究蛋方面特别有用。2014 年，Josette El Haddad[26]等人以三种有机-乳糖一水合物的三元混合物压片为对象，测得光谱吸收曲线的很好的区分不同含量的样品，随后采用偏最小二乘法（PLS）和两种方法建立含量预测模型进行比较，结果表明 ANN 的方法预 年，YAN PENG[27]等人针对癌症组织中不同物质吸收峰相互重化分析的问题，选择三种神经递质[27]（γ-氨基丁酸，L-谷氨酸神经元代谢物（肌醇，肌酸）进行压片，得到了它们的 THz 吸收而后对不同混合物压片使用偏最小二乘法（PLS）建立了定量预
【参考文献】：
期刊论文
[1]葡萄糖溶液的太赫兹光谱观察[J]. 张磊巍,左剑,张存林. 太赫兹科学与电子信息学报. 2015(05)
[2]基于主成分分析和支持向量机的太赫兹光谱冰片鉴别[J]. 李武,胡冰,王明伟. 光谱学与光谱分析. 2014(12)
[3]太赫兹生物医学应用的研究进展[J]. 周俊,刘盛纲. 现代应用物理. 2014(02)
[4]黄曲霉毒素的太赫兹检测研究[J]. 李利龙,吴磊,向洋,柳珑. 光学与光电技术. 2014(01)
[5]太赫兹科学技术在生物医学中的应用研究[J]. 何明霞,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2012(06)
[6]太赫兹技术及其应用[J]. 姚建铨. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2010(06)
[7]胚胎期接触双酚A对雄鼠睾丸内PCNA和p53表达的影响[J]. 解美娜,庄文欣,丁保清,赵惠. 中国组织化学与细胞化学杂志. 2010(05)
[8]太赫兹技术及其应用研究进展[J]. 蔡禾,郭雪娇,和挺,潘锐,熊伟,沈京玲. 中国光学与应用光学. 2010(03)
[9]双酚A及其下游产品市场发展趋势[J]. 吴良义,周建民. 精细与专用化学品. 2009(15)
[10]双酚A对机体的影响及其作用机制[J]. 杨丹,李丹丹,刘姗姗,严云勤. 现代预防医学. 2008(17)
博士论文
[1]太赫兹时域光谱技术在转基因物质检测上的识别方法研究[D]. 刘建军.西安电子科技大学 2015
[2]基于太赫兹时域光谱的生物分子检测技术研究[D]. 张同军.浙江大学 2007
硕士论文
[1]太赫兹时域光谱用于混合物定性和定量分析[D]. 丁志龙.电子科技大学 2015
本文编号：3576539
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹在电磁波频谱中的位置
han H.L[22]等人选取不同施工现场地点进行了 PM2.5 的太赫兹光 个不同尘埃地点环境中采集 PM2.5 的太赫兹光谱样本，发现 之间有两个不同的吸收带，这是因为 PM2.5 颗粒为不同物质的混向传播人工神经网络的方法对 PM2.5 含量进行量化分析，两种方为 0.9504 和 0.9974，这项研究表明 THz 光谱检测技术可成为分物成份和含量的有效工具。2015 年，Yi wen Sun[23]等人做了克隆抗体 F10 相互作用的无标记量化检测，以太赫兹谱的介电损了反应的抗原最小检测浓度为 15 ug/ml。2016 年，Jiang Y.Y[24不同阶段对小麦做了太赫兹的检测，使用主成分分析（PCA）定部化学结构发生的变化，使用偏最小二乘回归（PLSR）、最小二M）和反向传播神经网络（BPNN）模型，进行了不同发芽时间系数分别是 0.965（图 1-2）、0.986（图 1-3 a）、0.886（图 1-3 b结合机器学习方法可能成为鉴别小麦籽粒萌发时期的一种新方。
图 1-3 小麦籽粒不同发芽时间校准预测结果（a）LS-SVM 模型和（b）BPNN 模型。，2011 年，Emma Pickwell-MacPherson[25]等人用太赫兹脉冲定作用的过程，并得出结论极性液体的太赫兹介电特性由于抗体的算了抗体分子外层水合物的直径，最后表明 THz 介电谱在研究蛋方面特别有用。2014 年，Josette El Haddad[26]等人以三种有机-乳糖一水合物的三元混合物压片为对象，测得光谱吸收曲线的很好的区分不同含量的样品，随后采用偏最小二乘法（PLS）和两种方法建立含量预测模型进行比较，结果表明 ANN 的方法预 年，YAN PENG[27]等人针对癌症组织中不同物质吸收峰相互重化分析的问题，选择三种神经递质[27]（γ-氨基丁酸，L-谷氨酸神经元代谢物（肌醇，肌酸）进行压片，得到了它们的 THz 吸收而后对不同混合物压片使用偏最小二乘法（PLS）建立了定量预
【参考文献】：
期刊论文
[1]葡萄糖溶液的太赫兹光谱观察[J]. 张磊巍,左剑,张存林. 太赫兹科学与电子信息学报. 2015(05)
[2]基于主成分分析和支持向量机的太赫兹光谱冰片鉴别[J]. 李武,胡冰,王明伟. 光谱学与光谱分析. 2014(12)
[3]太赫兹生物医学应用的研究进展[J]. 周俊,刘盛纲. 现代应用物理. 2014(02)
[4]黄曲霉毒素的太赫兹检测研究[J]. 李利龙,吴磊,向洋,柳珑. 光学与光电技术. 2014(01)
[5]太赫兹科学技术在生物医学中的应用研究[J]. 何明霞,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2012(06)
[6]太赫兹技术及其应用[J]. 姚建铨. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2010(06)
[7]胚胎期接触双酚A对雄鼠睾丸内PCNA和p53表达的影响[J]. 解美娜,庄文欣,丁保清,赵惠. 中国组织化学与细胞化学杂志. 2010(05)
[8]太赫兹技术及其应用研究进展[J]. 蔡禾,郭雪娇,和挺,潘锐,熊伟,沈京玲. 中国光学与应用光学. 2010(03)
[9]双酚A及其下游产品市场发展趋势[J]. 吴良义,周建民. 精细与专用化学品. 2009(15)
[10]双酚A对机体的影响及其作用机制[J]. 杨丹,李丹丹,刘姗姗,严云勤. 现代预防医学. 2008(17)
博士论文
[1]太赫兹时域光谱技术在转基因物质检测上的识别方法研究[D]. 刘建军.西安电子科技大学 2015
[2]基于太赫兹时域光谱的生物分子检测技术研究[D]. 张同军.浙江大学 2007
硕士论文
[1]太赫兹时域光谱用于混合物定性和定量分析[D]. 丁志龙.电子科技大学 2015
本文编号：3576539
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