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基于拉曼技术的单细胞生长检测方法
1
作者
李新立
张欣雨
+1 位作者
杨强
李肃义
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1489-1496,共8页
目的单细胞生长检测可以更加科学地揭示微生物代谢变化的规律,为后期微生物工程应用提供指导。针对微生物生长应用于食品安全期和最佳食用期的精准检测问题,本文提出一种基于拉曼技术的单细胞生长检测方法。方法首先,通过同步培养实验...
目的单细胞生长检测可以更加科学地揭示微生物代谢变化的规律,为后期微生物工程应用提供指导。针对微生物生长应用于食品安全期和最佳食用期的精准检测问题,本文提出一种基于拉曼技术的单细胞生长检测方法。方法首先,通过同步培养实验采集了枯草芽孢杆菌两个批次共900个单细胞拉曼光谱(SCRS)数据,其中600个用于训练和测试,另一批次300个用于模型验证。其次,基于主成分分析的特征关系矩阵,提出CP-SP特征评估方法以筛选SCRS特征用于模型检测。再基于XGBoost构建检测模型,并应用网格搜索和交叉验证对检测模型进行调优。最后,应用混淆矩阵、ROC曲线评估模型对细胞滞后期、对数期和稳定期的检测准确率、敏感性和特异性。结果选用CP-SP筛选的第一、第二和第四主成分较特征贡献率前3个主成分的分类性能提高了3.1%,调优后的细胞生长检测模型测试准确率为96.0%,验证准确率为92.3%。结论基于拉曼技术的单细胞生长检测方法能准确识别单细胞生长状态且具有较高的泛化能力,可为食品安全和保鲜制定精准调控机制提供科学指导。
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关键词
单细胞拉曼光谱
细胞生长
食品安全和保鲜
特征关系矩阵
XGBoost
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职称材料
题名
基于拉曼技术的单细胞生长检测方法
1
作者
李新立
张欣雨
杨强
李肃义
机构
吉林大学仪器科学与电气工程学院
出处
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1489-1496,共8页
基金
国家重点研发计划(2022YFC2807904)资助项目。
文摘
目的单细胞生长检测可以更加科学地揭示微生物代谢变化的规律,为后期微生物工程应用提供指导。针对微生物生长应用于食品安全期和最佳食用期的精准检测问题,本文提出一种基于拉曼技术的单细胞生长检测方法。方法首先,通过同步培养实验采集了枯草芽孢杆菌两个批次共900个单细胞拉曼光谱(SCRS)数据,其中600个用于训练和测试,另一批次300个用于模型验证。其次,基于主成分分析的特征关系矩阵,提出CP-SP特征评估方法以筛选SCRS特征用于模型检测。再基于XGBoost构建检测模型,并应用网格搜索和交叉验证对检测模型进行调优。最后,应用混淆矩阵、ROC曲线评估模型对细胞滞后期、对数期和稳定期的检测准确率、敏感性和特异性。结果选用CP-SP筛选的第一、第二和第四主成分较特征贡献率前3个主成分的分类性能提高了3.1%,调优后的细胞生长检测模型测试准确率为96.0%,验证准确率为92.3%。结论基于拉曼技术的单细胞生长检测方法能准确识别单细胞生长状态且具有较高的泛化能力,可为食品安全和保鲜制定精准调控机制提供科学指导。
关键词
单细胞拉曼光谱
细胞生长
食品安全和保鲜
特征关系矩阵
XGBoost
Keywords
single-cell Raman spectroscopy
cell growth
food safety and preservation
feature relationship matrix
XGBoost
分类号
Q26 [生物学—细胞生物学]
R857.3 [医药卫生—航空、航天与航海医学]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于拉曼技术的单细胞生长检测方法
李新立
张欣雨
杨强
李肃义
《生物化学与生物物理进展》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2023
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