第35卷，第12期 2015年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No.12 -pp3500-3504
December,2015
激光诱导击穿光谱结合偏最小二乘法直接检测皮蛋壳中的Cu含量
胡慧琴，徐雪红，刘木华，涂建平，黄乐，
黄林，姚明印，陈添兵，杨平
江西农业大学生物光电技术及应用重点实验室，江西南吕330045
摘要运用激光诱导击穿光谱（LIBS)技术对皮蛋壳中Cu元素直接进行检测，获得样本中Cu元素的特征谱线信息，采用湿法消解结合原子吸收分光光度计（AAS)测量样品中Cu元素的真实含量。由于LIBS检测的精度和准确度受到样品基体复杂，环境噪声，系统噪声，微光能量稳定性等一系列因系的影响，采用传统的单变量费值-罗马金拟合方式对样品的LBS相对强度和浓度进行线性拟合不能满足定性分析的要求，因此，采用一种多变量的分析-偏最小二乘(PLS)对LIBS光谱数据进行了处理，比较分析了不同点数平滑处理和五种预处理方法对PLS建模精度和准确度的影响。分析得出采用11点平滑结合多元散射校正（MSC)预处理能有效地提高PLS建立的模型的相关系数，降低均方根误差和平均相对误差，有效提高了模型的准确性。研究结果表明，微光透导击穿光谱技术能够准确地直接检测皮蛋壳中重金属Cu的含量，下一步的工作将对皮蛋进行批量试验，寻找出蛋壳与蛋清、蛋黄中重金属Cu的数量关系，实现通过LIBS检测皮蛋壳便
可知蛋清、蛋黄中重金属含量的目标，为农产品质量安全提供新的快速无损检测技术方法。关键词激光诱导击穿光谱；直接检测；偏最小二乘；皮蛋壳；Cu；准确度
中图分类号：0657.3文献标识码：A
引言
DOI : 10., 3964 /j. issn. 1000-0593 (2015 )12-3500-05
一种基于因子分析的多变量校正方法，具有能克服变量多重相关性的优点，目前已被广泛应用于社会科学、生物医学[10]、药学]等领域。近年来，PLS方法被很多专家用于
皮蛋又称松花蛋，是中国传统的风味蛋制品，在国内外
市场上都享有盛名。接照传统的腌制方法，皮蛋一般用鲜鸭蛋以食用碱、食用盐、生石灰等原料腌制而成，腌制时间为两个多月。前不少企业为牵取暴利，监用工业硫酸铜缩短皮蛋的腌制时间，而工业硫酸铜往往含有铅、砷、镉等有毒有害元素，加入的硫酸铜成分越多，皮蛋的腌制周期就越短，对人体的危害就越大。因此，快速灵敏的直接检测出皮蛋中Cu含量以防止非法腹制的皮蛋进人市场而影响人体的健康具有重要意义。
激光诱导击穿光谱（laserinduced breakdownspectrosco Py，LIBS肢术是近几十年发展起来的一种全新的物质元素定量分析方法。该技术具有快速、原位分析、无须对样品进行前处理且可对多种成分同时分析等优势，目前该技术已被广泛应用于冶金业1-2]、土壤污染3-4]、水污染[5-6和农产品检测[7-8]等领域。偏最小二乘法（partial least squares，PLS）是
收稿日期：2014-09-28，修订日期：2014-12-15
LIBS光谱分析，如姚顺春等C2证实了PLS方法可用于LIBS 定性分析煤中灰分的含量：王哲等3]用PLS结合小波分析方法建模，分析了不同气体环境下煤中含碳量的LIBS数据，有效提高了检测的精度和准确度：孙兰香等4}分别用PLS 建模法与定标曲线法对合金钢组分的LIBS数据进行了分析，得出对于合金中的主量元素和微量元素，PLS方法定量分析的水平均优于传统的定标曲线法。
本工作将运用LIBS直接击打皮蛋蛋壳表面，并结合原子吸收（AAS)检测其真实含量，以期寻找到皮蛋蛋壳与可食用部分重金属Cu含量的数量关系，达到通过LIBS直接检测皮蛋壳便可知皮蛋可食部分重金属Cu的含量，实现对皮蛋中Cu的实时在线、无损检测的目的;并对基于PLS的不同预处理法对皮蛋中Cu含量定量分析模型进行对比，得到一种更好的建模方法并提高检测的精度和准确度，
基金项目：国家自然科学基金项目（31460419，31271612），江西省重大科技项目（20143ACB21013），大学生创新计划项目（201410410010)和
江西省2014远航工程项目资助
作者简介：胡慧琴，女，1991年生，江西农业大学生物光电技术及应用重点实验室硕士研究生
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