第34卷，第10期 2014年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34 ,No. 10 -pp2827-2832
October,2014
NIR光谱结合稳定等效MW-PLS方法用于高脂血症指标分析
陈洁梅，肖青青1，潘涛1*，严夏12，王大伟12，姚立军 1.光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室（暨南大学），广东广州510632 2.广州申医药大学第二附属医院，广东广州510120
摘要基于稳定性、等效性对移动窗口偏最小二乘（MW-PLS)方法进行改进，应用于高脂血症指标总胆固醇(TC)、甘油三酯（TG)无试剂近红外光谱分析的波长优化。提出兼顾随机性、稳定性的定标、预测、检验框架。从全体人血清样品（阴性145、阳性158，共303)中，随机选取103个为检验集（阴性44、阳性59），余下为建模集（阴性101、阳性99，共200），再将建模集随机划分为定标集（阴性51、阳性49，共100）、预测集（阴性50、阳性50，共100)共50次；基于所有划分的平均预测效果优选模型参数，使得模型具有稳定性：采用样品优选的模型进行检验。TC，TG最优MW-PLS波段分别为1556～1852，1542～1866nm；为了解决由于材料性能、成本的因系对仪器分光系统设计的制约，提出等效模型集，并得到TC和TG等效模型集的唯一公共波段1542～1852nm。检验结果表明：采用最优MW-PLS波段，检验样品的TC和TG预测均方根误差（VSEP)分别为0.177和0.100mmolL-1、相关系数（V_Rp)分别为0.988和0.996，高脂血症的灵敏度、特异性分别为95.0%和90.5%：基于公其等效波段TC和TG的VSEP值分别为0.177和0.101 mmo1·L-1、V_Rp值分别为0.988和0.996，灵敏度、特异性分别为92.7%和90.3%。结论：近红外光谱结合稳定等效MW-PLS方法提供了一种有潜力的大人样血脂检测工具。
关键词总胆固醇（TC）；甘油三酯（TG）；近红外光谱；波长优化；稳定等效MW-PLS方法
中图分类号：0433.4；0657.33文献标识码：A
引言
高脂血症(Hypelipidemia)是多种重大疾病的主要诱因，
总胆固醇（TC)与首油三酯（TG)是高脂血症临床分析指标，其检测方法需要不同试剂和专业操作技能。研究无需试剂的多指标同时分析方法对于大人群目常血脂检测具有应用价值。
近红外(NIR)光谱主要反映含氢基团X一H(如C一H， N一H和O一H等)振动的倍频和合频吸收。由于其吸收强度弱，对大多数样品不需要预处理便可直接测量，在快速、在线和原位分析方面具有明显优势，成功应用于农业[1-3]、食品(4.5]、环境(=]、石油化工[7.8]、生物医学[9-14]等领域。
TC和TG含有CH，CH2和CH:等基团，在NIR光谱区均有吸收[13.14]。文献[13建立20612353nm波段偏最小二乘(PLS)模型，TC和TG预测值与实测值的均方根误差(RMSEP)分别为0.33和0.12mmol·L-"；文献[14］建立
收稿日期：2014-05-28，修订日期：2014-07-30
D0I: 10. 3964 /i issn, 1000-0593 (2014 )10-2827-06
12000～5300cm-波段PLS模型，TC和TG的RMSEP分别为0.389和0.244mmolL-；预测值与实测值的相关系数(R)分别为0.90和0.96。以上研究证实了NIR光谱用于 TC和TG分析的可行性，但提高预测精度和模型稳定性仍然是热点研究方向。
无试剂快速测定方法在应用上具有明显的优势，但也是方法学的难点。因为直接测定多组分的复杂样品（如血液），需要克服很多干扰，必须运用有效的化学计量学方法提取信息，消除噪音，需要高信噪比波长优化方法的创新。
移动窗口偏最小二乘（MW-PLS)是有效的波长筛选方法，在很多方面得到应用(1-1.6.912]。但实验结果表明，定标、预测集的不同划分会引起预测效果、模型参数（如最优MW PLS波段、PLS因子数)的波动，容易产生数据过拟合，造成模型不稳定12]。
由于工作量大，既往研究很少涉及模型稳定性的讨论。本工作在稳定性、等效性上对MW-PLS方法进行改进，应用于TC和TG指标的无试剂NIR光谱分析，
基金项目：国家自然科学基金项目（61078040），广东省科技计划项目（2012B031800917)和广州市科技计划项目（2014Y2-00002)资联作者简介：陈洁梅，女，1965年生，暨南大学生命科学技术学院生物工程学系副教授
e-mail : tchjm@ jnu edu, cn
"通讯联系人
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