顯微高光譜對煙草尼古丁濃度分析實驗

     顯微高光譜對煙草尼古丁濃度分析實驗

煙草中的尼古丁含量通常在1%至3%之間。每100克的煙草中尼古丁的含量大致在1克至3克之間。煙草中尼古丁、葉綠素等物測定，煙草改良中對煙草細胞，

煙葉及對人體作用的相關(guān)聯(lián)研究，特別煙草各種化學成份與人體細胞作用研究中的有效工具

煙草葉片葉綠體自發(fā)熒光的熒光光譜分別采用405、458、488、514、561、594、633 nm波長激光對煙草葉片組織進行高光譜圖譜掃描，

不同激發(fā)波長下葉綠體自發(fā)熒光發(fā)射光譜集中在大于637 nm的波段，峰值均在681 nm處。

樣品的尼古丁濃度與其反射率呈反比關(guān)系。

在1300-1500 nm波長范圍內(nèi)，反射率模式明顯下降，從1400 nm左右開始又緩慢增加。從~1680 nm處觀察到反射模式進一步降低。

光譜反射模式在1400 - 1700nm范圍內(nèi)的變化可歸因于O-H振動的第一泛音。此外，1500 nm附近的光譜吸收可歸因于N-H振動的第一泛音區(qū)域，與總生物堿密切相關(guān)。

根據(jù)煙粉樣品的高光譜掃描結(jié)果，得出的煙粉樣品的平均反射光譜，及煙粉樣品的尼古丁含量范圍。

通過高光譜掃描衍生的反射光譜，評估了三種多變量算法(PLSR、RF和SVR)對煙草粉末樣品中尼古丁含量的預(yù)測。對PLSR訓練數(shù)據(jù)集進行五重交叉驗證，

以檢查1至15個PLSR潛在因素/成分在響應(yīng)變量(尼古丁含量)中解釋的方差。最終考慮8個PLSR分量，方差為96.9%，MSPE值為0.096%。

在尼古丁含量較高(>3%)時，SVR使模型預(yù)測惡化。這三種模型在測試集和測試集上具有幾乎相同的性能度量值。第四個圖顯示了原始和PLSR-VIP預(yù)測的尼古丁含量。

              顯示了使用PLSR、RF、SVR和PLSR- VIP模型測量尼古丁與預(yù)測尼古丁含量；

             在每個圖中也給出了檢驗R2值和直線方程；

              虛線表示測試集的回歸方程。