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首页傅里叶变换红外光谱技术在牡丹花品种鉴别的应用
"本文探讨了利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术和主成分分析(PCA)鉴别不同品种牡丹花的研究。通过分析牡丹花的红外光谱,发现其主要包含蛋白质、酚类、脂类、苷类、多糖及黄酮类化合物的振动吸收带。采用一阶导数光谱在1800~700 cm-1区域的差异,利用Matlab 2010进行PCA和相关分析,得出96%的分类正确率,证明了这种方法在牡丹花品种鉴别中的有效性。" 文章详细介绍了在IT领域中,特别是生物光谱分析与数据分析技术的应用。傅里叶变换红外光谱(FTIR)是一种广泛使用的非破坏性检测技术,能够提供物质的化学信息,尤其在生物学和化学领域中,用于识别和分析化合物的结构。在本研究中,研究人员使用FTIR对不同品种的牡丹花进行了光谱分析,发现尽管整体光谱相似,但在特定波段存在差异。 主成分分析(PCA)是一种统计方法,通过降维处理高维数据,提取数据的主要成分,以便于数据可视化和分类。在牡丹花品种鉴别中,PCA被用来分析一阶导数光谱数据,结果显示PCA分类正确率高达96%,这表明PCA能够有效地区分不同品种的牡丹花。 此外,研究还结合了相关分析,进一步验证了PCA的结果。相关分析用于探究变量之间的关联性,有助于理解光谱差异与品种之间的关系。PCA和相关分析结果的一致性,强调了这种方法在植物分类和鉴定中的潜力。 本文展示了如何利用IT技术,尤其是FTIR光谱和PCA分析,对植物进行无损、快速且准确的品种鉴别。这种方法不仅对牡丹花的品种鉴别提供了新的科学依据,也为其他类似生物物种的分类和鉴定提供了借鉴。同时,这也体现了信息技术在生命科学研究中的重要作用,尤其是在生物标记物的识别和大数据分析方面。
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第
41
卷
中
国
激
光
光学前沿———光电技术
2014
年
7
月
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专
刊
不同品种牡丹花的傅里叶变换红外光谱研究
赵帅群
刘
刚
欧全宏
赵兴祥
任
静
徐
娟
郝建明
(云南师范大学物理与电子信息学院,云南 昆明
650500
)
摘要
基于形貌特征的常规鉴别牡丹花品 种方 法主 观 性强 且缺 乏 化学 信息,运 用 傅里 叶变 换 红外 光谱 (
FTIR
)技
术结合主成分分析(
PCA
)来鉴别不同品种的牡 丹花。各 牡 丹花 品种 的 红外 光谱 整 体上 比较 相 似,主 要 由蛋 白质、
酚类、脂类、苷类、多糖及黄酮类化合物的振动吸收带组成。牡丹花一阶导数光谱在
1800
~
700cm
-1
区域有较 大差
异,选取该范围内的一阶导数数据,运用
Matlab2010
编程实现主 成分 分析与 相关 分析,主 成 分分 析的 分 类正 确率
达到
96%
,相关分析与主成分分析结果相一致。结果表明,此方法可以作为牡丹花品种鉴别的一种可行性手段。
关键词
光谱学;傅里叶变换红外光谱;牡丹花;主成分分析;品种鉴别
中图分类号
O657.3
文献标识码
A
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:
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140.3070
;
300.6300
;
300.6340
;
300.6360
收稿日期:
20131020
;收到修改稿日期:
20131108
基金项目:国家自然科学基金(
30960179
)
作者简介:赵帅群(
1988
—),女,硕士研究生,主要从事生物光谱学方面研究。
Email
:
zhaos
q
9310
@
126.com
导师简介:刘
刚(
1966
—),男,博士,教授,主要从事生物医学光谱学方面的研究。
Email
:
g
liu66
@
163.com
(通信联系人)
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p
tics
j
ournal.net
1
引
言
牡丹属芍药科芍药属落叶小灌木,有红、绿、蓝、
紫、粉、白、黑、黄、复 色等
9
大色系。我国牡丹的 种
植面积已达
2×10
8
m
2
[
1
]
。
牡丹皮又名丹皮,具有清热凉血、活血祛瘀的功
效
,医用价值高,很多学者已对丹皮的化学成分进行
了研究
[
2-3
]
。冯志文等
[
4
]
对不同品种牡丹花 的抗氧
化活性作了研究,研究结果表明,牡丹花瓣中富含黄
酮、酚类化合物,其提取液初步显示出了良好的抗氧
化功效,且不同品种 牡 丹花花瓣 的 抗氧化活 性 具有
显著差异。史国安等
[
5-6
]
对不同品种牡丹花花瓣的
营养与保健价值做出分析评论
,结果表明,牡丹花中
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