人与动物血液种属鉴别建模方法研究(附件)
人与动物血液种属鉴别在海关进出口样品检测有重大意义，对保障国家安全以及人民的生命安全至关重要。光谱分析方法具有分析快，不损坏样本本身特性的优点。选择合适的判别方法可以提高光谱法人与动物血液鉴别的准确率。本论文采用光谱法结合PCA-FDA和PLS建立模型实现了血液种属的鉴别。本研究采用小波变换方法对光谱进行了滤波预处理，采用随机选取 (RS) 方法和Kennard-Stone (KS) 方法进行校正集样本选择。研究结果表明，采用KS法结合PLS建模方法能够取得最好的预测效果。本研究为光谱法在血液种属的鉴别的应用中奠定了坚实的基础。关键词 血液种属鉴别，光谱分析方法， PCA-FDA和PLS，建立模型
目 录
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2血液种属鉴别 1
1.2.1 血液种属鉴别的定义 1
1.2.2 血液种属鉴别的意义 1
1.3血液种属鉴别的方法 2
1.3.1 有损检测方式 2
1.3.2 无损检测方法 4
1.4 光谱中的化学计量学方法 5
1.4.1 光谱法判别分析过程 5
1.4.2 判别分析建模方法 7
1.5本论文的研究目的与意义 7
2 实验与材料 8
2.1血液样本 8
2.2光谱采集 9
2.2.1光谱采集系统 9
2.2.2实验步骤 10
2.3分析方法 10
2.4训练集与预测集划分 12
3 光谱数据处理与结果分析 13
3.1光谱预处理 13
3.2 PCAFDA模型预测结果 14
3.2.1 RS法校正模型预测结果 14
3.2.2 KS法校正模型预测结果 16
3.3 PLS模型预测结果 16
3.3.1 RS法校正模型预测结果 16
3.3.2 KS法校正模型预测结果 18
3.4建模结果对比分析 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
1.1引言
人与动物血液种属鉴别不仅对海关进口检测尤为重要，对野生动物保护、刑事侦检及法医学同样有着十分重要的意义。法医学中血液种属鉴别是不能缺少的重要的组成部分[1]。血液种属鉴别涉及到各种血液样本的鉴别[2, 3]，为案件的侦查和审判提供可靠的科学证据。血液样本包括了人的血液和动物血液的多种样本，所以血液种属鉴别涉及广泛，有效的种属鉴别可为医学和法学提供可靠地科学证据。海关进出口检验检疫作为保障国家和人民安全的重要通道之一，按照规定人与动物血液不可携带离境[4]。因此，想要加快这些措施的实行，必须采用快速可靠的科学方法。
1.2血液种属鉴别
1.2.1 血液种属鉴别的定义
血液种类包括了人血与动物血两种。对于人血来说，样本的来源又必须具体到某个部位的某个器官细胞组织；对于动物来说，得先确定是哪种动物的血液，再具体到某个部位器官的细胞组织。在得知血液样本的来源前提下，就能很好地进行试验。血痕检验的步骤是先进行预实验，如果可能是血痕，才进行下一步的验证实验[5]。
1.2.2 血液种属鉴别的意义
人体器官组织细胞及血液的采集、供给和加工处理，不当当是个医疗卫生问题，同样也是一个涉及道德、伦理与人权等方面的社会敏感问题，接受着国际社会与我国社会各界的密切关注，对此我国政府非常重视此等问题，卫生部曾经对此类问题做出了相应的规定。为进一步加强对人体器官组织细胞及血液的加工处理和商品化等方面的管理，对此有一些说明如下：一、人体血液(包括全血、血浆等)的采集、供给、加工生产与处理和海关进、出口等均由国家卫生部统一管理；血液和血液制品如果没有国家卫生部的批准或者证书，海关进、出口是不给放行的；二、严禁利用人体器官和组织细胞加工生产药制剂；禁止一切人体器官与组织买卖、赠送以及交换活动；三、关于人体血液，组织、器官管理等其他事项按照国家规定法实行。因为人体血液不能以任何形式携带出境，而动物血液制品却可以携带出境[68]，所以，样品的血液种属鉴别对于海关进出口控制特别重要。
针对海关检测人体和动物全血样品的所存在的问题，本课题对血液种属鉴别展开了建模方法的研究。同时，选择了快速、准确、可靠的光谱法进行辅助。
1.3血液种属鉴别的方法
传统的血液种属鉴别方法有多种，比如凝集反应、沉淀反应、等电聚焦、酶免疫分析、纤维蛋白溶解实验以及高效液相色谱技术等[910]。现代科学的进步以及先进仪器的更新为血液种属鉴别提供了更好更快更可靠的途径，如:生物质谱法、DNA分析技术、可见近红外光谱法以及拉曼光谱法等。每个方法都有它的优点与缺点所在，取决于实验者。
1.3.1 有损检测方式
（一）凝集反应
凝集反应也叫血清学反应。在拥有电解质的条件下，颗粒性抗原与其对应的抗体相结合在一起，进行反应，一段时间过后，会出现凝集的小块。在凝集反应中：抗原被称作凝集原，抗体被称作凝集素。凝集反应可分为两类：直接凝集反应与间接凝集反应。颗粒状抗原与其对应抗体直接结合出现的凝集现象称为直接凝集反应。直接凝集反应实验方法包括玻片法和试管法。玻片法简便快速，除了鉴定菌类物种外，还可用于菌类物种分型、测量红细胞的ABO血型等。试管法是一种定量试验法，通过已知抗原来来检测血清中是否有某种抗体及抗体的含量。间接凝集反应即在有电解质存在的适宜条件下，将可溶性抗原(或抗体)先吸附在一定大小、与免疫无关的颗粒状载体的表面，然后与相应抗体(或抗原)进行反应。
（二）沉淀反应
沉淀反应法属于血液种属经典方法之一，其主要用于抗原或者抗体的定性检测。其原理是指可溶性抗原与其对应抗体在有电解质存在的条件下，按适当比例进行反应，会形成可见沉淀物。在抗原与抗体比例适当的情况下，抗原与对应抗体会形成一个接触面，接触面上会成形一个乳白色的环状物，称为阳性沉淀反应，证明血痕是人的；不出现白色沉淀物为阴性沉淀反应，表明血痕不是人的或动物的。沉淀反应特异性很强，广泛应用于鉴定混合物中蛋白质组成成分，鉴定菌型，诊断疾病以及在法医上鉴定血迹等。
目 录
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2血液种属鉴别 1
1.2.1 血液种属鉴别的定义 1
1.2.2 血液种属鉴别的意义 1
1.3血液种属鉴别的方法 2
1.3.1 有损检测方式 2
1.3.2 无损检测方法 4
1.4 光谱中的化学计量学方法 5
1.4.1 光谱法判别分析过程 5
1.4.2 判别分析建模方法 7
1.5本论文的研究目的与意义 7
2 实验与材料 8
2.1血液样本 8
2.2光谱采集 9
2.2.1光谱采集系统 9
2.2.2实验步骤 10
2.3分析方法 10
2.4训练集与预测集划分 12
3 光谱数据处理与结果分析 13
3.1光谱预处理 13
3.2 PCAFDA模型预测结果 14
3.2.1 RS法校正模型预测结果 14
3.2.2 KS法校正模型预测结果 16
3.3 PLS模型预测结果 16
3.3.1 RS法校正模型预测结果 16
3.3.2 KS法校正模型预测结果 18
3.4建模结果对比分析 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
1.1引言
人与动物血液种属鉴别不仅对海关进口检测尤为重要，对野生动物保护、刑事侦检及法医学同样有着十分重要的意义。法医学中血液种属鉴别是不能缺少的重要的组成部分[1]。血液种属鉴别涉及到各种血液样本的鉴别[2, 3]，为案件的侦查和审判提供可靠的科学证据。血液样本包括了人的血液和动物血液的多种样本，所以血液种属鉴别涉及广泛，有效的种属鉴别可为医学和法学提供可靠地科学证据。海关进出口检验检疫作为保障国家和人民安全的重要通道之一，按照规定人与动物血液不可携带离境[4]。因此，想要加快这些措施的实行，必须采用快速可靠的科学方法。
1.2血液种属鉴别
1.2.1 血液种属鉴别的定义
血液种类包括了人血与动物血两种。对于人血来说，样本的来源又必须具体到某个部位的某个器官细胞组织；对于动物来说，得先确定是哪种动物的血液，再具体到某个部位器官的细胞组织。在得知血液样本的来源前提下，就能很好地进行试验。血痕检验的步骤是先进行预实验，如果可能是血痕，才进行下一步的验证实验[5]。
1.2.2 血液种属鉴别的意义
人体器官组织细胞及血液的采集、供给和加工处理，不当当是个医疗卫生问题，同样也是一个涉及道德、伦理与人权等方面的社会敏感问题，接受着国际社会与我国社会各界的密切关注，对此我国政府非常重视此等问题，卫生部曾经对此类问题做出了相应的规定。为进一步加强对人体器官组织细胞及血液的加工处理和商品化等方面的管理，对此有一些说明如下：一、人体血液(包括全血、血浆等)的采集、供给、加工生产与处理和海关进、出口等均由国家卫生部统一管理；血液和血液制品如果没有国家卫生部的批准或者证书，海关进、出口是不给放行的；二、严禁利用人体器官和组织细胞加工生产药制剂；禁止一切人体器官与组织买卖、赠送以及交换活动；三、关于人体血液，组织、器官管理等其他事项按照国家规定法实行。因为人体血液不能以任何形式携带出境，而动物血液制品却可以携带出境[68]，所以，样品的血液种属鉴别对于海关进出口控制特别重要。
针对海关检测人体和动物全血样品的所存在的问题，本课题对血液种属鉴别展开了建模方法的研究。同时，选择了快速、准确、可靠的光谱法进行辅助。
1.3血液种属鉴别的方法
传统的血液种属鉴别方法有多种，比如凝集反应、沉淀反应、等电聚焦、酶免疫分析、纤维蛋白溶解实验以及高效液相色谱技术等[910]。现代科学的进步以及先进仪器的更新为血液种属鉴别提供了更好更快更可靠的途径，如:生物质谱法、DNA分析技术、可见近红外光谱法以及拉曼光谱法等。每个方法都有它的优点与缺点所在，取决于实验者。
1.3.1 有损检测方式
（一）凝集反应
凝集反应也叫血清学反应。在拥有电解质的条件下，颗粒性抗原与其对应的抗体相结合在一起，进行反应，一段时间过后，会出现凝集的小块。在凝集反应中：抗原被称作凝集原，抗体被称作凝集素。凝集反应可分为两类：直接凝集反应与间接凝集反应。颗粒状抗原与其对应抗体直接结合出现的凝集现象称为直接凝集反应。直接凝集反应实验方法包括玻片法和试管法。玻片法简便快速，除了鉴定菌类物种外，还可用于菌类物种分型、测量红细胞的ABO血型等。试管法是一种定量试验法，通过已知抗原来来检测血清中是否有某种抗体及抗体的含量。间接凝集反应即在有电解质存在的适宜条件下，将可溶性抗原(或抗体)先吸附在一定大小、与免疫无关的颗粒状载体的表面，然后与相应抗体(或抗原)进行反应。
（二）沉淀反应
沉淀反应法属于血液种属经典方法之一，其主要用于抗原或者抗体的定性检测。其原理是指可溶性抗原与其对应抗体在有电解质存在的条件下，按适当比例进行反应，会形成可见沉淀物。在抗原与抗体比例适当的情况下，抗原与对应抗体会形成一个接触面，接触面上会成形一个乳白色的环状物，称为阳性沉淀反应，证明血痕是人的；不出现白色沉淀物为阴性沉淀反应，表明血痕不是人的或动物的。沉淀反应特异性很强，广泛应用于鉴定混合物中蛋白质组成成分，鉴定菌型，诊断疾病以及在法医上鉴定血迹等。
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