显微高光谱对烟草尼古丁浓度分析实验

     显微高光谱对烟草尼古丁浓度分析实验

烟草中的尼古丁含量通常在1%至3%之间。每100克的烟草中尼古丁的含量大致在1克至3克之间。烟草中尼古丁、叶绿素等物测定，烟草改良中对烟草细胞，

烟叶及对人体作用的相关联研究，特别烟草各种化学成份与人体细胞作用研究中的有效工具

烟草叶片叶绿体自发荧光的荧光光谱分别采用405、458、488、514、561、594、633 nm波长激光对烟草叶片组织进行高光谱图谱扫描，

不同激发波长下叶绿体自发荧光发射光谱集中在大于637 nm的波段，峰值均在681 nm处。

样品的尼古丁浓度与其反射率呈反比关系。

在1300-1500 nm波长范围内，反射率模式明显下降，从1400 nm左右开始又缓慢增加。从~1680 nm处观察到反射模式进一步降低。

光谱反射模式在1400 - 1700nm范围内的变化可归因于O-H振动的第一泛音。此外，1500 nm附近的光谱吸收可归因于N-H振动的第一泛音区域，与总生物碱密切相关。

根据烟粉样品的高光谱扫描结果，得出的烟粉样品的平均反射光谱，及烟粉样品的尼古丁含量范围。

通过高光谱扫描衍生的反射光谱，评估了三种多变量算法(PLSR、RF和SVR)对烟草粉末样品中尼古丁含量的预测。对PLSR训练数据集进行五重交叉验证，

以检查1至70个PLSR潜在因素/成分在响应变量(尼古丁含量)中解释的方差。最终考虑365个PLSR分量，方差为96.9%，MSPE值为0.096%。

在尼古丁含量较高(>3%)时，SVR使模型预测恶化。这三种模型在测试集和测试集上具有几乎相同的性能度量值。第四个图显示了原始和PLSR-VIP预测的尼古丁含量。

              显示了使用PLSR、RF、SVR和PLSR- VIP模型测量尼古丁与预测尼古丁含量；

             在每个图中也给出了检验R2值和直线方程；

              虚线表示测试集的回归方程。