基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法技术

本发明专利技术涉及一种基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，包括：采集待检测的枸杞子制备枸杞子提取液；获取所述枸杞子提取液的三维荧光光谱数据；基于构建的PCA

【技术实现步骤摘要】
基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法


[0001]本专利技术是关于一种基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，涉及中药材鉴别


技术介绍

[0002]枸杞子为茄科植物宁夏枸杞Lycium barbarum L.的干燥成熟果实，具有滋补肝肾、益精明目的功效。现代药理学研究表明，枸杞子具有保护肝脏、降血糖、降血脂、免疫调节、抗疲劳、抗肿瘤、保护生殖系统和保护视功能等多种药理作用。同时，作为药食两用中药材，枸杞子亦具有较高的营养价值。随着人民生活水平的提高和保健意识的增强，近年来枸杞子需求量不断增加，带动了枸杞子生产的持续扩张，导致出现产能过剩的情况，产生库存结余。枸杞子在储藏过程中经常出现走油、变色等情况，相关研究表明随着储存时间的延长，枸杞子活性成分如枸杞多糖、黄酮类成分、类胡萝卜素含量呈下降趋势，严重影响药材的品质。库存结余亦导致市场上出现陈年药材流入冒充当季枸杞子的现象，严重损害消费者的利益。
[0003]目前，不同储藏年份枸杞子的鉴别常用方法是通过传统经验鉴别，依据枸杞子的颜色、气味和触感等感观特征来进行区分，这种方法受主观因素影响较大，强烈依赖于操作人员的经验，在生产应用过程中对鉴别人的专业技术水平有较高要求。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，能够快速且准确鉴别不同储藏年份枸杞子。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案：一种基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，包括：
[0006]采集待检测的枸杞子制备枸杞子提取液；
[0007]获取所述枸杞子提取液的三维荧光光谱数据；
[0008]基于构建的PCA
‑
LDA分类模型对所述枸杞子提取液的三维荧光光谱数据进行判断，进而识别所述待检测的枸杞子的储藏年份。
[0009]进一步地，待检测的枸杞子提取液通过枸杞子样本粉末制备而成，包括：
[0010]称取枸杞子粉末75mg，置于10mL离心管中，加入60％乙醇溶液6mL，超声提取5min；
[0011]提取完毕后25℃下4000r/min离心10min：
[0012]离心后取上清液经0.45μm微孔滤膜过滤，滤液用60％乙醇稀释5倍。
[0013]进一步地，采用荧光分光光度计对所述枸杞子提取液进行三维荧光光谱扫描，获得所述枸杞子提取液的三维荧光光谱数据。
[0014]进一步地，设置荧光分光光度计激发波长范围为200～500nm，发射波长范围设置为220～650nm，波长间隔均为5nm，狭缝宽度为5nm，电压为650V，扫描速度为30000nm
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min
‑1，所有样本均使用同一规格的石英比色皿进行扫描。
[0015]进一步地，PCA
‑
LDA分类模型的构建过程，包括：
[0016]采集不同年份的枸杞子制备枸杞子提取液；
[0017]获取各年份的枸杞子提取液的三维荧光光谱数据；
[0018]对三维荧光光谱数据进行预处理；
[0019]利用主成分分析结合线性判别分析构建不同储藏年份枸杞子的PCA
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LDA分类模型。
[0020]进一步地，对三维荧光光谱数据进行预处理，包括：
[0021]将各个样本所得荧光数阵沿样本维进行排列，构建激发
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发射
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样本的三维数据阵列；
[0022]扣除背景，得到扣除背景的三维荧光数据；
[0023]将三维数阵经过重组得到二维数据矩阵；
[0024]基于获得的二维数据矩阵进行数据集的划分，将数据集划分为训练集、测试集和预测集。
[0025]进一步地，利用主成分分析结合线性判别分析构建不同储藏年份枸杞子的PCA
‑
LDA分类模型，包括：
[0026]对样本数据进行主成分分析，固定最佳主成分数；
[0027]采用训练集建立不同储藏年份枸杞子PCA
‑
LDA分类模型，并采用测试集验证模型；
[0028]采用独立的预测集对所得PCA
‑
LDA分类模型进行测试。
[0029]进一步地，采用十折交叉验证法来确定输入的主成分数，根据交叉验证的准确分类率结果选择最佳主成分数。
[0030]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下特点：本专利技术提出的基于三维荧光光谱结合模式识别技术鉴别不同储藏年份枸杞子，采集枸杞子提取液的三维荧光光谱数据，分析不同储藏年份样品的三维荧光光谱特征，利用主成分分析结合线性判别分析(PCA
‑
LDA)构建不同储藏年份枸杞子的分类模型，基于三维荧光光谱数据建立PCA
‑
LDA模型可以快速而准确的鉴定不同储藏年份枸杞子样品。综上，本专利技术可以广泛应用于枸杞子储藏年份鉴别中。
附图说明
[0031]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0032]图1为本专利技术实施例的不同比例乙醇水溶液的枸杞子提取液三维荧光等高线图，其中：A为水提取液；B为20％乙醇提取液；C为40％乙醇提取液；D为60％乙醇提取液；E为80％乙醇提取液。
[0033]图2为本专利技术实施例的不同提取时间的枸杞子提取液在Ex 350nm/Em 430nm处的荧光峰强度变化。
[0034]图3为本专利技术实施例的不同储藏年份枸杞子提取液的平均三维荧光图，其中，A为当季；B为储藏1年；C为储藏2年；D为储藏3年。
[0035]图4为本专利技术实施例的不同储藏年份枸杞子提取液的平均三维荧光等高线图，其
中，A为当季；B为储藏1年；C为储藏2年；D为储藏3年。
[0036]图5为本专利技术实施例的不同储藏年份枸杞子提取液的平均三维荧光光谱特征峰强度变化。
[0037]图6为本专利技术实施例的不同储藏年份枸杞子三维荧光光谱PCA得分散点图，其中，A为PC1和PC2；B为PC2和PC3；C为PC3和PC4；D为PC4和PC5。
[0038]图7为本专利技术实施例的基于PCA
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LDA模型前两个典型变量得分的二维散点图。
具体实施方式
[0039]应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，其特征在于，包括：采集待检测的枸杞子制备枸杞子提取液；获取所述枸杞子提取液的三维荧光光谱数据；基于构建的PCA
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LDA分类模型对所述枸杞子提取液的三维荧光光谱数据进行判断，进而识别所述待检测的枸杞子的储藏年份。2.根据权利要求1所述的基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，其特征在于，待检测的枸杞子提取液通过枸杞子样本粉末制备而成，包括：称取枸杞子粉末75mg，置于10mL离心管中，加入60％乙醇溶液6mL，超声提取5min；提取完毕后25℃下4000r/min离心10min：离心后取上清液经0.45μm微孔滤膜过滤，滤液用60％乙醇稀释5倍。3.根据权利要求1所述的基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，其特征在于，采用荧光分光光度计对所述枸杞子提取液进行三维荧光光谱扫描，获得所述枸杞子提取液的三维荧光光谱数据。4.根据权利要求3所述的基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，其特征在于，设置荧光分光光度计激发波长范围为200～500nm，发射波长范围设置为220～650nm，波长间隔均为5nm，狭缝宽度为5nm，电压为650V，扫描速度为30000nm
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‑1，所有样本均使用同一规格的石英比色皿进行扫描。5.根据权利要求3所述的基于三维荧光光谱的枸杞子储藏年份鉴别方法，其特征在于，PCA
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【专利技术属性】
技术研发人员：张小波，杨健，王慧，郭兰萍，
申请(专利权)人：中国中医科学院中药研究所，
类型：发明
国别省市：