第36卷，第1期 2016年1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
浸入式可见/近红外光谱技术的藻种鉴别研究朱红艳"，邵咏妮'，蒋璐璐”，郭安鹊”，潘健'，何勇1*
1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州310058 2.浙江经济职业技术学院，新江杭州310018
3.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌712100
Vol.36,No.1-pp75-79
January,2016
摘要对藻类的识别分类及其生化分析已成为海洋生物学的研究热点之一。以普通小球藻、蛋白核小球藻、微绿球藻、菜菌衣藻为样晶，通过便携式USB400O微型光纤光谱仪、Y形光纤和探针，岗系光源构建的光谱采集系统对不同浓度梯度的120个微藻样本进行浸人式可见/近红外透射光谱的原位采集，比较去基线、卷积平滑等光谱预处理方法的效果，并基于连续投影算法(SPA)筛选特征波长，通过偏最小二乘法(PLS）、最小二乘支持向量机（LS-SVM)和极限学习机（ELM)进行建模，探讨采用透射光谱原位快速鉴别四种不同藻种的可行性。结果表明：卷积平滑的处理效果较为理想，有效波长可用于代替原始光谱建立微藻种类判别分析模型。SPA-LV-SVM和SPA-ELM的预测效果显著高于SPA-PLS，三者的平均预测正确率分别是80%，85%，65%。浸人式可见/近红外光谱技术和便携式光纤探针结合的藻种鉴别方法，有效实现了对
四种微藻的鉴别，为藻种鉴别和藻种分类研究领域提供了一种新思路，关键词微藻；可见/近红外透射光谱；藻种鉴别；极限学习机
文献标识码：A
中图分类号：S931.1
引言
DOI;10,3964/j. issn. 1000-0593(2016 X01-0075-05
一门科学，称为化学分类法（chemotaxonomy）"。目前能够用于化学分类的海洋浮游藻类“特征性化学成分”有脂肪酸、碳水化合物(糖类)、色素和氨基酸等、
微藻（microagae是一类可以将二氧化碳转化为潜在的生物燃料、食品、饲料和高价值的生物活性分子并能进行光合作用的真核微生物口。微藻具有生态和生物学价值，是种重要的生物质资源。微漂成为国际上很多研究项目的焦点，这种兴趣来自于微藻中含有丰富的营养及生理活性成分，具有预防心血管、癌症等疾病的功效。目前，对藻类的识别分类及其生化分析已经成为海洋生物学的研究热点之。
传统的微藻鉴定方法主要依赖于显微镜对微藻形态结构的观察和一些藻体所固有的生理生化特性。以形态学的细微特征对藻进行鉴定存在许多困难和争议，于是人们开始把目光投向各类分子生物学技术。但通过序列分析获得的结果和根限据形态学分类的结果有时存在一些偏差，而且物种遗传多样性对特异性探针的设计也产生了不利影响“。通过具有特征性的生理生化物质的测定来鉴定微藻，是最近发展起来的
收稿日期：2014-08-29，修订日期：2014-12-15
可见/近红外光谱可充分利用全谱段或多波长下的光谱
数据进行定性或定量分析。国内外利用此技术进行苹果、茶叶、酸奶等品种的鉴别。而对藻种鉴别的研究还很少；据于该方法的快速、简单和活体生物无损检测的特点，探讨通过便携式USB4000微型光纤光谱仪、Y形光纤和探针，卤素光源构建的光谱采集系统对不同浓度梯度的微藻样本进行浸人式可见/近红外透射光谱的原位采集，通过不同算法的建模，研究浸人式可见/近红外光谱在藻种分类领域应用的可行性，为以后更深人的研究提供参考。
1实验部分 1.1微藻及其培养
选用普通小球藻（Chlorellawulgaris）、蛋白核小球藻（Chlorellapyrenoidosa）、莱茵衣藻（Chlamydomonasrein
基金项目：浙江省自然科学基金项目（LY14C130008），教育部博士点基金项目（20130101120149），国家自然科学基金项目（31072247)和浙
江省教育厅科研项目（Y201327409)资助
作者简介：朱红艳，女，1992年生，渐江大学生物系统工程与食品科学学院博士研究生
*通讯联系人e-mail：yh@zju.edu.cn
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