近红外光谱法结合偏最小二乘法预测生物柴油中甲醇的含量

生物柴油中甲醇的定量分析对其品质监控具有重要科学意义与实用价值,因此进行了题示研究。制作44个含不同体积分数甲醇的生物柴油样品,采集了相应的近红外光谱。采用Savitzky-Golay平滑滤波(SG)和标准正态变换(SNV)相结合的方法对原始光谱进行预处理,并采用协同区间偏最小二乘法(SIPLS)提取特征变量,确定在6270~6640 cm^(−1)和10900~11240 cm^(−1)波段内采用偏最小二乘法(PLS)建模。结果显示,所建SG-SNV-SIPLS-PLS模型的留一交叉验证决定系数R2 cv为0.9994,均方根误差RMSECV为0.0488,预测集决定系数R_(p)^(2)为0.9996,均方根误差RMSEP为0.0563,变量数为207,优于PLS模型以及单变量线性回归模型的。

基于偏最小二乘回归法分析陈醋理化指标和品质

以南阳市大型商超市售的3种陈醋为研究对象,参考国家标准检测方法对陈醋的总酸含量、不挥发性酸含量及pH值进行对比分析;以近红外光谱技术结合偏最小二乘回归定量分析法,确定最佳进光光程、最优流量及最佳预处理方式,并在此条件下对3种陈醋进行判别分析,从而确定基于偏最小二乘回归法分析陈醋理化指标的方法。结果显示,3种陈醋样品均符合国家标准规定的陈醋pH值(pH 3.6~3.9),3种陈醋样品的pH值分别为3.71±0.02,3.65±0.01和3.82±0.01;3种陈醋样品中总酸和不挥发性酸含量略有不同,分别在(0.567±0.011)~(0.593±0.02)g/L和(0.148±0.012)~(0.215±0.018)g/L。在进行近红外光谱检测中,在最佳光程选择上,去掉异常样品后pH值检测和不挥发性酸检测的最佳光程为3 mm,总酸检测的最佳光程为2 mm;在陈醋流量选择上,pH值检测和总酸检测应控制流量为0.2 L/min,不挥发酸检测应控制流量为0.6 L/min;在光谱预处理条件选择上,pH值检测和不挥发性酸检测应选择SNV预处理方式,而总酸检测应选择5点平滑预处理。结果表明,利用近红外光谱结合偏最小二乘回归法可以进行陈醋理化性质的检测,其检测效果良好、检测效率高。

基于气相色谱-离子迁移谱和偏最小二乘判别分析技术分析酵母-藿香复合对罗非鱼脱腥效果的影响

为探究酵母-藿香复合液对罗非鱼脱腥效果的影响,通过单因素及响应面实验优化脱腥工艺,采用气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography ion mobility spectroscopy,GC-IMS)对脱腥前后罗非鱼肉挥发性成分进行鉴定,结合正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)进行区分及差异分析。结果表明,在脱腥液质量浓度为2.1 g/100 mL,料液比为1∶3.09(g∶mL),浸泡时间为32 min条件下,腥度最低,感官评分最高。GC-IMS技术共检出22种挥发性物质,主要有醛类和醇类。经过脱腥后,醛类物质相对含量从50.64%降至40.82%,醇类物质从34.00%降至27.77%,根据气味阈值计算出相对气味活性值(relative odor activity value,ROAV)>1的物质有1-辛烯-3-醇、正己醇、庚醛、壬醛、辛醛、乙酸乙酯、乙酸己酯。通过OPLS-DA和变量投影重要性因子(variable importance in projection,VIP)筛选出5种关键腥味物质(VIP>1),分别是辛醛、壬醛、庚醛、1-辛烯-3-醇、正己醇,这些物质相互作用对罗非鱼腥味具有重要影响。

基于差示光谱及指纹图谱结合偏最小二乘回归分析法研究决明子提取物的平衡溶解度

目的:确定决明子提取物的最佳溶出介质,分析决明子提取物中主要成分在最佳溶出介质中对平衡溶解度的贡献程度,明确决明子提取物平衡溶解度的标志物。方法:以总蒽醌含量为指标,采用差示分光光度法测定决明子提取物在37℃时于水、0.1 moL/L盐酸和pH 6.8磷酸盐缓冲液中不同时间点的平衡浓度,确定最佳溶出介质。以决明子提取物总蒽醌指纹图谱为参照,采用HPLC法建立决明子提取物在最佳溶出介质中不同平衡时间点平衡浓度的指纹图谱,筛选决明子提取物平衡溶解度的标志物。结果:决明子提取物在37℃时于水、0.1 moL/L盐酸和pH 6.8磷酸盐缓冲液中平衡溶解度分别为10.344、10.910、11.099μg/mL,达到平衡时间点的时间分别为24 h、3 h和7 h。在最佳溶出介质中,VIP值>1的化学成分有22个,其中VIP值分别为1.13987、1.15565、1.12806、1.14825、1.14880的化学成分分别为已知成分橙黄决明素、大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚。结论:pH 6.8磷酸盐缓冲液为决明子提取物的最佳溶出介质,可以橙黄决明素、大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚为溶解度标志物考察决明子提取物的平衡溶解度。

基于偏最小二乘法-判别分析算法分析五味子不同炮制品高效液相色谱指纹图谱的变化

目的建立五味子不同炮制品高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,并对其进行偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)。方法色谱柱为Agilent Polaris Amide-C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm),流动相为乙腈-0.05%磷酸水溶液(梯度洗脱),流速为1.0 mL/min,检测波长为250 nm,进样量为10μL。采用中药色谱指纹图谱相似度评价系统2012A版进行相似度分析,通过PLS-DA算法对炮制前后五味子指纹图谱进行分析。结果建立了五味子炮制前后的HPLC指纹图谱共有模式,五味子及其炮制品醋五味子与酒五味子指纹图谱中共有峰分别有19个和21个;经相似度分析,与对应对照指纹图谱相似度均大于0.9;经与对照品比对,指认出6个化合物;且PLS-DA分析筛选出6号峰(5-羟甲基糠醛)、8号峰(五味子醇甲)、18号峰、10号峰(五味子甲素)、5号峰和19号峰为主要差异标志物。结论该方法可用于五味子、醋五味子及酒五味子的指纹图谱分析,为完善五味子的质量标准提供了参考。

基于正交偏最小二乘法判别分析宁夏和河北产区市售马瑟兰葡萄酒理化特征和抗氧化能力

随着中国葡萄酒产业的不断发展,产区之间的同质化问题日趋严重。马瑟兰是近年来在我国各个产区均得到较好表现的优质品种。为解析宁夏和河北产区马瑟兰市售干红葡萄酒特征与差异,进而揭示马瑟兰在不同产区间的不同风格质量表现,对宁夏和河北产区共27款市售酒的理化性质、有机酸、花色苷和其他酚类物质含量及抗氧化能力进行检测,并结合正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)和相关性分析等方法进行分析。结果显示,两地区样品检测中除总酸含量外,其他基础理化指标含量都具有显著差异。有机酸中,琥珀酸是两地区含量差异最大的有机酸;河北地区马瑟兰酒样花青素-3-O-葡萄糖苷含量较高(0.0011 g/L),而二甲花翠素-3-O葡萄糖苷比宁夏地区酒样低0.033 g/L。基于单体酚含量建立的OPLS-DA模型区分效果最佳,其中11种单体酚对该模型的建立起关键作用。抗氧化能力与相关性分析的结果显示,河北地区马瑟兰酒样抗氧化能力显著高于宁夏地区,且总酚和单体酚类物质对此有重要贡献,特别是表儿茶酸没食子酸酯和龙胆酸。

基于偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)的补骨脂炮制前、后组成二神丸提取物的指纹图谱研究和指标成分的定量分析

目的:通过对已建立的二神丸提取物指纹图谱进行化学计量学分析,并结合含量测定,为补骨脂炮制前、后组成二神丸提取物的鉴别和有效质量控制提供参考。方法:运用偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)对已建立的二神丸提取物指纹图谱建立PLS-DA模型,并利用高效液相色谱(HPLC)对指标成分进行定性鉴定和定量测定。结果:建立的PLS-DA模型可靠,预测能力良好。统计结果显示补骨脂炮制前、后分别组成二神丸的石油醚提取物可明显区分,并揭示了对此区分贡献最大的16个潜在标志性色谱峰,结合标准物质定性鉴定了6个色谱峰,其中4个为贡献最大的潜在标志性指标成分。同时测定了该6个指标成分在10批炮制前和10批炮制后提取物的含量,其中补骨脂素、异补骨脂素、甲基丁香酚和甲基异丁香酚炮制后含量升高,去氢二异丁香酚和补骨脂酚炮制后含量降低。结论:该方法从定性和定量两方面控制炮制前、后二神丸提取物的内在质量,更全面地反映了二神丸提取物的化学成分信息及炮制前后的差异性,为提取物质量评价和控制提供了一个有效的参考。

基于液质联用和偏最小二乘-判别式鉴别大叶和小叶迷迭香

为了建立一种鉴别大叶和小叶迷迭香的方法,采用液质联用(LC-MS/MS)同时测定迷迭香中木犀草素、咖啡酸、鼠尾草酸、鼠尾草酚、槲皮素、芹菜素、迷迭香酚、泽兰黄酮、香叶木素9种物质含量。检测不同批次大小叶迷迭香9种物质的含量,偏最小二乘-判别分析(partial least squares-discriminate analysis,PLS-DA)分析大小叶迷迭香9种物质含量。结果表明:建立的LC-MS/MS方法线性关系良好,回收率高,符合方法学考察要求。鼠尾草酚、鼠尾草酸、咖啡酸、槲皮素、迷迭香酚、香叶木素、泽兰黄酮、木犀草酸的含量在大叶迷迭香和小叶迷迭香中存在重要差异,可以作为鉴别大叶迷迭香和小叶迷迭香的主要特征标记物。

基于正交偏最小二乘判别分析电子束辐照对黄精抗氧化活性的影响

目的探究高能电子束辐照对黄精生物活性物质提取量及抗氧化活性的影响。方法采用不同剂量(0、2、4、6、8、10 kGy)辐照处理黄精,然后提取多糖、总黄酮,测定提取物含量及其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基(DPPH·)、羟基自由基(·OH)、2,2’-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)ammonium salt,ABTS]阳离子自由基(ABTS^(+)·)清除率和Fe^(3+)还原能力。采用正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)建立基于黄精抗氧化活性指标的辐照处理判别模型,并采用变异权重参数值(variable importance in projection,VIP)结合T检验挖掘出差异显著指标。结果辐照剂量≥6 kGy时,多糖含量显著增加(P<0.05);辐照剂量≥4 kGy时,总黄酮含量显著增加(P<0.05);辐照处理可降低多糖和总黄酮提取液DPPH·的清除率,提高多糖和总黄酮提取液·OH清除率及Fe^(3+)还原能力,提高总黄酮提取液ABTS^(+)·清除率。通过构建辐照处理判别模型,可有效区分辐照处理所造成的差异,并筛选出总黄酮提取液·OH清除率和Fe^(3+)还原能力及多糖提取液DPPH·清除率为具有显著差异的指标。结论该研究证明电子束辐照剂量达到6 kGy时,多糖和总黄酮提取物含量达到较高值;10 kGy处理组和对照组抗氧活性差异最大。

基于氢核磁共振和偏最小二乘法-判别分析建立鹿龟酒质量控制方法的研究

目的:建立一种基于氢核磁共振(1H-NMR)和偏最小二乘法-判别分析的鹿龟酒质量控制新方法。方法:基于1H-NMR技术测定样品的全成分信息,并转化成数据矩阵,利用SIMCA-P软件进行偏最小二乘法-判别分析(PL S-DA)。结果:鹿龟酒与不同的缺味样品及仿制品在所得的散点图中能得到明显区分。结论:氢核磁共振偏最小二乘法-判别分析法是一种操作简便,能够更全面体现其质量情况的鹿龟酒质量控制新方法。

基于偏最小二乘判别分析研究铜藻液体肥对3种蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】铜藻为沿海常见的低质海藻,为实现铜藻高质利用,以新鲜铜藻为原料制备铜藻液体肥,研究其对上海青、黄瓜和番茄等3种蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响,并基于偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)探究铜藻液体肥增肥的生物学效应。【方法】采用酶法和发酵法2种工艺制备铜藻液体肥,并各设置5组稀释倍数(200倍、400倍、600倍、800倍和1 000倍)进行种子萌发试验和幼苗盆栽试验。【结果】(1)种子萌发试验中,发酵法制备铜藻液体肥的200倍液、600倍液在上海青种子萌发上效果最佳,发芽指数较空白组显著提高11.8%,较两组阳性对照分别提高1.9%和1.3%;发酵制备的200倍液对黄瓜种子萌发影响最好,发芽指数较空白和两组阳性对照均显著提高,增幅分别达33.0%、21.0%和6.7%;发酵制备的1 000倍液在番茄种子萌发上成效最佳,发芽指数较空白和两组阳性对照分别显著提升13.6%、14.4%和19.3%。(2)幼苗盆栽试验中,相关性分析结果表明各生长指标间普遍存在极显著正相关性,主成分分析(Principal component analysis, PCA)结果显示铜藻液体肥对3种蔬菜的影响作用各有差异,构建实验样品的PLS-DA模型分析不同制备方法的铜藻液体肥肥效并与阳性对照对比,结果表明发酵制备的400倍液对上海青幼苗促生效果最佳,各指标均显著高于阳性对照海藻肥,其中根鲜重提高最显著,增幅为144%;酶法制备的800倍液对黄瓜幼苗生长效果最好,各指标均显著高于阳性对照海藻肥,其中根长提高最显著,增幅为28%;发酵制备的600倍液对番茄幼苗作用效果最好,各指标均显著高于阳性对照海藻肥,其中株干重提高最显著,增幅为31%。【结论】铜藻液体肥具备很好的增肥生物学效应,发酵法制备的铜藻液体肥肥效普遍优于酶法制备,施用前者能提高种子萌发率,促进幼苗地上部分和地下部分的生长,以上结果为海藻液体肥的生产与应用提供科学数据。

基于指纹图谱及偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)评价肝爽颗粒的质量

目的:建立肝爽颗粒(党参、柴胡、白芍等)指纹图谱,结合偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)对其进行质量一致性评价,为该制剂的质量控制提供参考。方法:采用HPLC法,以Agilent SB-C_(18)(250 mm×4.6 mm,5μm)为色谱柱;乙腈-水(含0.05%磷酸)溶液为流动相,梯度洗脱;流速0.9 ml·min^(-1);检测波长278,330,230,316 nm;柱温35℃;进样量为20μl。使用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统软件(2012A版)》建立14批肝爽颗粒指纹图谱,结合PLS-DA寻找不同批次间肝爽颗粒的差异成分。结果:14批样品共标定26个共有峰,通过与对照品比对指认出其中8个成分;14批样品指纹图谱相似度均大于0.99。通过PLS-DA分析,14批样品聚成2类,并筛选出了导致各批次间产生差异的9个差异性标志物。结论:所建立指纹图谱重复性好、专属性强,同时结合偏最小二乘法-判别分析可为肝爽颗粒质量控制标准的制定提供参考。

基于正交偏最小二乘判别分析法分析茯砖茶和千两茶差异性品质成分

目的分析茯砖茶和千两茶品质成分的差异,为茯砖茶和千两茶品质鉴定和差异鉴别提供依据。方法以44个品质成分为指标并结合正交偏最小二乘判别分析法(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)分析,选取VIP(variable importance in projection)值大于1且具有显著差异的品质成分作为特征性差异成分。结果茯砖茶中除草酸外,其余各主要成分含量均高于千两茶。经OPLS-DA共识别出9种VIP值大于1的差异成分,其中水浸出物、茶多酚、咖啡碱、简单儿茶素和儿茶素为标志性差异品质成分。结论采用OPLS-DA分析茶叶样品品质成分,既可以对茯砖茶和千两茶进行鉴别区分,又可以筛选出两种茶类差异品质成分。

偏最小二乘法降维在微阵列数据判别分析中的应用

目的探讨微阵列数据的判别分析方法。方法首先采用偏最小二乘法对高维数据降维,然后再用Fisher’s线性判别。文中同时介绍了偏最小二乘法的基本原理、基本算法,讨论了成分数选择等问题,并以实际微阵列数据展示了其效果。结果偏最小二乘法降维不但实现了数据的可视化,而且取得了较好的后期判别效果。结论偏最小二乘法是一种新的实用的降维方法,可用于微阵列数据判别分析的前期降维。

基于偏最小二乘-判别分析算法的癌痛规范化治疗评价

目的:建立基于偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)算法的癌痛规范化治疗评价模型,探讨医院癌痛管理的新模式。方法:提取本院2013年95名和2014年76名癌痛患者的基本信息,确定本院癌痛规范化治疗的10项评价指标,分别对患者的各项指标进行评分,构建反映患者基本信息和指标评分的多变量数据矩阵。建立PLS-DA模型,构建得分图对比研究2013和2014年的整体差异,构建载荷图筛选差异较显著的变量。结果:与2013年相比,2014年本院癌痛规范化治疗得到了改善。其中有无入院和治疗后疼痛强度评分、滴定药物种类选择和剂量换算是否正确等指标改善最为显著。结论:本研究证明了PLS-DA算法在癌痛规范化治疗评价中的有效性,可为医院癌痛管理提供新的方法。

不同产地甘草X-射线粉末衍射指纹图谱的偏最小二乘判别分析方法

采集不同产地来源的甘草样品的X-射线粉末衍射图谱,运用偏最小二乘判别分析(PLSDA)方法对其原始图谱进行潜在的差异信息判别。结果表明,PLSDA模型对不同产地来源的甘草药材鉴别正确率达到100%。以X-射线粉末衍射分析结合PLSDA方法快速、准确判别了不同产地来源及野生和家种甘草,为客观评价中药材的产地归属提供了一种新的方法和手段,在中药材质量鉴定领域具有广阔的应用前景。

近红外高光谱成像技术结合偏最小二乘-判别分析所建模型快速鉴定核桃仁的品质

将近红外高光谱成像技术与偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)结合,建立了快速无损鉴定核桃仁品质的分类模型。在900~1 700 nm全波长范围内,采集不同品质核桃仁的光谱数据,以平均光谱作为原始光谱,以标准正态变量对原始光谱数据进行预处理,采用主成分分析对原始光谱数据降维,提取到970,1 151,1 210,1 215,1 256,1 309,1 340,1 379,1 389,1 404,1 460 nm等11个特征波长。基于全光谱和特征波长,分别建立两种PLS-DA分类模型。结果表明:全光谱条件下所建模型在校准集和验证集上的预测正确率最高,可达100%;特征波长条件下所建模型在相同数据集上的分类正确率略有下降,为99.3%;两种模型在测试集上的预测正确率均为100%。

偏最小二乘方法和二次判别分析方法应用于基因芯片数据分析

主要用偏最小二乘(PLS)方法和二次判别分析(QDA)有监督分类的方法来对基因芯片(微阵列)数据进行分析.PLS是一种提取海量的数据有效特征的有效方法,可以获得与原来基因芯片数据更为接近的成分的提取特征的效果.结果表明用PLS方法事先对数据处理可以提高基因芯片数据分析的准确性.

近红外光谱结合偏最小二乘法所建模型快速预测胆宁片中间体中大黄素的含量

为了提高检测效率,采用近红外光谱结合偏最小二乘法(PLS)建立了快速预测胆宁片中间体中大黄素含量的定量分析模型。使用近红外光谱仪采集136批训练集样品的原始近红外光谱图,以标准正态变量(SNV)+二阶导数(2^(nd))对原始近红外光谱数据进行预处理,在1300~1764 nm和1932~2200 nm两个波长范围内以PLS建立大黄素的定量分析模型。结果显示,模型的决定系数(R^(2))为0.7708,交叉验证均方根误差(RMSECV)为0.0862。用199批测试集样品进行验证,结果显示,模型分析得到的预测值与高效液相色谱法分析得到的参考值的相对平均偏差绝对值均不大于5.0%,表明该模型预测准确度较高。

基于偏最小二乘判别分析法识别陈皮醋制前后化学成分的变化

目的:考察陈皮醋制前后化学成分的变化,为陈皮醋制前后药效变化的物质基础研究提供依据。方法:按照《中药炮制学辞典》方法醋制陈皮,采用HPLC法结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对陈皮醋制前后的样品进行多元统计分析,得到陈皮醋制前后主要差异成分的信息。结果:醋制前后15个保留时间下的色谱峰变量有显著性差异,初步识别其中2个相对含量升高的组分分别为芸香柚皮苷和橙皮苷。结论:陈皮醋制前后化学成分发生改变,芸香柚皮苷和橙皮苷可能为陈皮醋制后药效改变的物质基础,为阐明其在临床应用中药效变化提供了依据。