基于可見(jiàn)近紅外光譜的非接觸血液種屬鑒別的研究

本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）

人與動(dòng)物血液的非接觸式鑒別在醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究、國(guó)家衛(wèi)生技術(shù)監(jiān)督、海關(guān)進(jìn)出口樣品檢測(cè)等諸多領(lǐng)域都有重大意義，對(duì)保障國(guó)家安全以及人民的生命安全至關(guān)重要。目前采用的方法對(duì)血液有所損耗，且為開(kāi)放式檢測(cè)，容易對(duì)血液樣品造成污染，破壞樣品，因此亟需非接觸快速識(shí)別方法。鑒于分子吸收光譜法能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定、無(wú)損測(cè)量，在非接觸血液種屬鑒別的應(yīng)用中有很好的發(fā)展前景。但是，血液的非接觸檢測(cè)面臨著檢測(cè)信號(hào)微弱，樣品池差異等多方面的問(wèn)題。而且光譜法在檢測(cè)和分析的過(guò)程中容易受到其他很多外界因素的影響，加之血液本身的性質(zhì)變化對(duì)光譜檢測(cè)產(chǎn)生很多不確定的影響。本論文首次采用光譜法結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法實(shí)現(xiàn)了血液種屬的非接觸式鑒別，并從信息獲取，數(shù)據(jù)處理，校正模型算法和減小環(huán)境和自身性質(zhì)變化的影響等關(guān)鍵環(huán)節(jié)系統(tǒng)的進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究來(lái)提高模型的預(yù)測(cè)能力，為光譜法在血液種屬的非接觸式鑒別的應(yīng)用中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本文研究了反射光譜法進(jìn)行人與動(dòng)物全血種屬鑒別的可行性。本研究所用的血液樣品是由動(dòng)物研究所和天津市人民醫(yī)院提供的，包括60個(gè)血液樣品和15個(gè)人血樣品。其中動(dòng)物血液樣品包括獼猴血液樣品29例，大鼠血液樣品12例，豚鼠血液樣品17例，雞血液樣品1例，豬血液樣品1例。首先采用的是侵入式測(cè)量的方法，使用反射式光纖使光纖直接接觸血液樣品采集其反射光譜。采用PLSDA 建立人與對(duì)動(dòng)物血液判別的校正模型。結(jié)果表明無(wú)論是對(duì)模型內(nèi)種屬的血液樣品還是對(duì)模型外種屬的血液樣品，其判別效果都非常好。本文首次采用吸收光譜法成功實(shí)現(xiàn)了人與動(dòng)物血液判別。本課題采用真空采血管作為樣品池對(duì)血液樣品進(jìn)行了非接觸測(cè)量。同樣采用反射光譜結(jié)合PLSDA方法，實(shí)現(xiàn)了人與動(dòng)物的非接觸血液判別。本章節(jié)還研究了兩種不同的材質(zhì)的真空采血管對(duì)判別分析的影響。結(jié)果表明可以通過(guò)廣義漫反射率減少真空采血管的材質(zhì)對(duì)可見(jiàn)-近紅外漫反射光譜法人與動(dòng)物血液種屬判別的影響。