في هذه الدراسة ، تم تطبيق كاميرا 400-1000 نانومتر فائقة الطيف ، و FS13 ، منتجهانغتشو CHNSpec Technology Co. ، Ltd.، يمكن استخدامها في الأبحاث ذات الصلة.النطاق الطيفي 400-1000 نانومتر ، دقة الطول الموجي أفضل من 2.5 نانومتر ، ويمكن الوصول إلى 1200 قناة طيفية.يمكن أن تصل سرعة الاستحواذ إلى 128 إطارًا في الثانية في الطيف الكامل ، والحد الأقصى بعد تحديد النطاق هو 3300 هرتز (دعم اختيار النطاق متعدد المناطق).
كبسولة الجيلاتين الطبية المجوفة الصلبة هي نوع من السواغات الطبية الخاصة ، حيث يعتبر محتوى الكروم مؤشر اختبار مهمًا منصوصًا عليه في معايير الصحة الوطنية.تُعرف الكبسولات التي تحتوي على نسبة عالية من الكروم باسم "الكبسولات السامة" وهي شديدة السمية لجسم الإنسان.في الوقت الحاضر ، يتم تحديد محتوى الكروم بواسطة طريقة التحليل الكيميائي التقليدية.طريقة الكشف التقليدية عن الكروم تستغرق وقتا طويلا ، والمعدات باهظة الثمن ، واستخدام كمية كبيرة من حمض النيتريك من السهل أن يتسبب في تلوث ثانوي ، وتشغيل الجهاز يحتاج إلى موظفين محترفين لإكماله.لذلك ، فإن تطوير طريقة مريحة وسريعة للكشف السريع عن محتوى الكروم في الكبسولات الطبية له أهمية تطبيق مهمة وآفاق السوق.
استنادًا إلى جدوى الكشف الفائق الطيفي عن المعادن الثقيلة ، تستخدم هذه الورقة مقياس طيف الامتصاص الذري التقليدي لمقارنة النتائج المجمعة لـ MEHGC و MEHGC الطبيعي مع محتوى الكروم المفرط ، ثم تجمع نوعين من بيانات MehGC مع التحليل الطيفي الفائق ، وتستخدم تحليل المكون الرئيسي (PCA) والطريقة الجزئية الأقل مربع لتحليل البيانات الفائقة الطيفية ذات الصلة ، وأخيراً.لتحقيق الكشف النوعي عن "كبسولات السم".
نظرًا لأن البيانات الفائقة الطيفية تتكون من صور نطاقات متعددة ، يمكن اعتبار كل صورة ميزة.إذا تم تقليل حجم البيانات الفائقة الطيفية ، فسيتم تغيير البيانات الأصلية إلى نظام إحداثيات جديد لزيادة الفرق بين بيانات الصورة ، وستكون النتيجة مختلفة تمامًا عن الصورة الأصلية.هذه التقنية فعالة للغاية في تحسين محتوى المعلومات وعزل الضوضاء وتقليل أبعاد البيانات.يتم عرض المكونات الأربعة الأولى التي تم الحصول عليها بعد تقليل أبعاد PCA للصور الفائقة الطيفية في الشكل 1.
تتمثل ميزة الصور الفائقة الطيفية في أنه لا توجد معلومات عن الصورة فحسب ، بل توجد أيضًا معلومات طيفية.للحصول على المعلومات الطيفية ، يتم اختيار المنطقة ذات الأهمية لكل عينة ، ولكل منطقة اهتمام منحنى الاستجابة الطيفية.نظرًا للاختلاف في اللون بين غطاء الكبسولة وجسم الكبسولة ، من أجل القضاء على تأثير اللون على النتيجة ، تم اختيار منطقتين مهمتين لكل كبسولة (واحدة على غطاء الكبسولة والأخرى على جسم الكبسولة).يمكن اختيار المناطق ذات الأهمية بشكل عشوائي على الصورة الفائقة الطيفية للكبسولة ، ويتراوح عدد وحدات البكسل في كل منطقة من 2 إلى 6. وتُحسب البيانات الطيفية النهائية للمنطقة محل الاهتمام كمتوسط لجميع وحدات البكسل في المنطقة.المنحنيات الطيفية لأربع مناطق مختلفة (كبسولات وكبسولات الكبسولات العادية و "الكبسولات السامة" على التوالي) موضحة في الشكل 2.
في البيانات الفائقة الطيفية من 450 ~ 900 نانومتر ، تم الحصول على البيانات الطيفية للكبسولة العادية و "الكبسولة السامة" عن طريق اختيار المنطقة محل الاهتمام ، والتي تم تطبيعها أولاً ، ثم تم إجراء تقليل أبعاد البيانات والتحليل المميز بواسطة PLS-DA.عندما تم اختيار أربعة مشغلين PLS كميزات إدخال ، وصل معدل التعرف على الكبسولة العادية و "الكبسولة السامة" إلى 100٪.الخصوصية والحساسية هي أيضًا 100٪ ؛يمكن ملاحظة أن الكبسولات العادية و "الكبسولات السامة" يمكن تمييزها بطريقة التمييز PLS-DA.يمكن أن يؤدي استخدام تقنية الصور الفائقة الطيفية للكشف عن "كبسولات السموم" إلى تقليل تعقيد الطرق التقليدية بشكل كبير.
بالإضافة إلى ذلك ، لتحسين الثقة ، يجب فحص العينات في نطاق أوسع ، مثل التألق أو الأشعة فوق البنفسجية.أثناء إجراء "كبسولة السم" نوعياً ، من الضروري أيضًا إجراء بحث كمي عليها ، والذي يمكن أن يفكر في صنع قوالب جيلاتين بمحتوى كروم مختلف ، ومعرفة نموذج الارتباط بين محتوى الكروم في القالب والبيانات الطيفية ، واستخدام هذا النموذج للتنبؤ بمحتوى الكروم المعدني الثقيل من "كبسولة السم" غير المعروفة.في ضوء التأثير اللاحق لحادث "كبسولة السم" ، يصعب العثور على العينات ، ولكن من أجل تحسين فعالية الاختبار ، من الضروري استخدام مجموعة متنوعة من عينات الكبسولات التي تحتوي على محتوى من الكروم.