基于主成分分析和模糊聚类法的细菌后向散射光谱分类方法

• 作者: 刘箐 张大伟 徐康 李森 焦彤 王成 陆雨菲
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 物理学
• 关键词: 生物光学 后向散射显微光谱 食源性致病菌 主成分分析 模糊聚类分析 分类
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: “六十载激光与生物医学的融合发展”专题
• 页码范围: 341-346
• 页数: 6页
• 分类号: O433.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202047.0207030

摘要

食源性致病菌的快速检测是解决食品安全问题最有效的途径之一.为了实现对食源性致病菌的快速、高效、无标记检测和分类,提升了原有的光纤共聚焦后向散射光谱系统的性能,将其光场直径减小到适合较小生物样品的水平,即达到单菌水平检测.在无标记条件下,测定了三种常见的形态相近的食源性致病菌(肠炎沙门氏菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌)的后向散射光谱.选取500～800 nm范围的特征波段,将主成分分析和模糊聚类分析相结合,建立多元分析模型.主成分分析结果表明,所得的前5个主成分已经包含80.41％的特征区光谱信息.将前5个主成分分量作为模糊聚类分析的变量.由所求得的隶属度矩阵可知,三种细菌聚类结果的准确率均为100％.该结果说明光纤共聚焦后向散射光谱方法结合主成分分析和聚类分析法能够快速、高效、无标记地对单个细菌进行分析和分类.