研究目的
研究激光诱导击穿光谱(LIBS)对复杂有机物分类的方法,并比较两种化学计量学方法PCA-MD和PLS-DA在植物叶片分类中的有效性。
研究成果
与PCA-MD相比,PLS-DA因其针对各类叶片的最优PLS组分而具有更强的植物叶片种类识别能力。该结果可为植物溯源等有机物的快速检测与分类提供参考。
研究不足
线条强度易受新鲜植物组织物理和化学性质的影响,这将导致样品光谱出现较大波动,并增加识别的难度。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术测量三类新鲜叶片的光谱,并运用主成分分析-马氏距离(PCA-MD)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)两种化学计量学方法进行分类。
2:样本选择与数据来源:
采集女贞(Ligustrum lucidum Ait)、珊瑚树(Viburnum odoratissinum)和竹叶各100片,每类叶片分别测量100组光谱数据。
3:实验设备与材料清单:
使用中国大恒光电的Nd:YAG激光器(Dawa-300)、美国相干公司的能量计(J-MB-HE)以及荷兰爱万提斯的二通道光纤光谱仪(AvaSpec-ULS2048-2-USB2)。
4:0)、美国相干公司的能量计(J-MB-HE)以及荷兰爱万提斯的二通道光纤光谱仪(AvaSpec-ULS2048-2-USB2)。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:通过石英透镜将激光束聚焦于样品表面,等离子体发射光经光纤耦合至分叉光纤。优化确定激光激发与光谱采集的最佳延迟时间为300纳秒。
5:数据分析方法:
基于16种元素及分子的特征谱线作为输入数据,采用PCA-MD和PLS-DA算法实现叶片分类。
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Energy meter
J-MB-HE
Coherent
Used to monitor the pulse energy of the laser.
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Fiber optic spectrometer
AvaSpec-ULS2048-2-USB2
Avantes
Used to record the plasma emission spectra.
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Nd:YAG laser
Dawa-300
Beamtech
Used to generate laser pulses for inducing breakdown spectroscopy.
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