顯微高光譜對(duì)煙草尼古丁濃度分析實(shí)驗(yàn)

     顯微高光譜對(duì)煙草尼古丁濃度分析實(shí)驗(yàn)

煙草中的尼古丁含量通常在1%至3%之間。每100克的煙草中尼古丁的含量大致在1克至3克之間。煙草中尼古丁、葉綠素等物測(cè)定，煙草改良中對(duì)煙草細(xì)胞，

煙葉及對(duì)人體作用的相關(guān)聯(lián)研究，特別煙草各種化學(xué)成份與人體細(xì)胞作用研究中的有效工具

煙草葉片葉綠體自發(fā)熒光的熒光光譜分別采用405、458、488、514、561、594、633 nm波長(zhǎng)激光對(duì)煙草葉片組織進(jìn)行高光譜圖譜掃描，

不同激發(fā)波長(zhǎng)下葉綠體自發(fā)熒光發(fā)射光譜集中在大于637 nm的波段，峰值均在681 nm處。

樣品的尼古丁濃度與其反射率呈反比關(guān)系。

在1300-1500 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，反射率模式明顯下降，從1400 nm左右開(kāi)始又緩慢增加。從~1680 nm處觀察到反射模式進(jìn)一步降低。

光譜反射模式在1400 - 1700nm范圍內(nèi)的變化可歸因于O-H振動(dòng)的第一泛音。此外，1500 nm附近的光譜吸收可歸因于N-H振動(dòng)的第一泛音區(qū)域，與總生物堿密切相關(guān)。

根據(jù)煙粉樣品的高光譜掃描結(jié)果，得出的煙粉樣品的平均反射光譜，及煙粉樣品的尼古丁含量范圍。

通過(guò)高光譜掃描衍生的反射光譜，評(píng)估了三種多變量算法(PLSR、RF和SVR)對(duì)煙草粉末樣品中尼古丁含量的預(yù)測(cè)。對(duì)PLSR訓(xùn)練數(shù)據(jù)集進(jìn)行五重交叉驗(yàn)證，

以檢查1至15個(gè)PLSR潛在因素/成分在響應(yīng)變量(尼古丁含量)中解釋的方差。最終考慮8個(gè)PLSR分量，方差為96.9%，MSPE值為0.096%。

在尼古丁含量較高(>3%)時(shí)，SVR使模型預(yù)測(cè)惡化。這三種模型在測(cè)試集和測(cè)試集上具有幾乎相同的性能度量值。第四個(gè)圖顯示了原始和PLSR-VIP預(yù)測(cè)的尼古丁含量。

              顯示了使用PLSR、RF、SVR和PLSR- VIP模型測(cè)量尼古丁與預(yù)測(cè)尼古丁含量；

             在每個(gè)圖中也給出了檢驗(yàn)R2值和直線方程；

              虛線表示測(cè)試集的回歸方程。