Исследование обработки масс-спектральных сигналов на основе метода EEMD-airPLS

XIE Bin-rui ,  

JU Zi-sheng ,  

ZHAN Chen-rui ,  

MA Qiang ,  

LI Ming ,  

摘要

Малые масс-спектрометры являются популярным направлением исследований в области масс-спектрометрии, обладающим такими характеристиками, как возможность проведения прямых полевых испытаний, высокая скорость анализа и высокая портативность. Они широко применяются в биомедицине, обеспечении безопасности пищевых продуктов и других областях. Однако из-за воздействия предварительной обработки образцов и условий эксплуатации малые масс-спектрометры при работе со сложными матрицами (например, с образцами крови) часто сталкиваются с проблемами высокого уровня шума сигнала и значительного смещения базовой линии, что значительно снижает точность и стабильность результатов анализа в реальных условиях. Метод ансамблевой эмпирической модальной декомпозиции (EEMD) позволяет четко адаптивно разложить сигналы малых масс-спектрометров на компоненты с различным физическим смыслом, а метод адаптивного итеративного наложения штрафа на наименьшие квадраты (airPLS) может дополнительно корректировать базовую линию сигнала. Совместное использование этих методов для обработки сигналов малых масс-спектрометров значительно повышает точность и стабильность сигналов. В данной работе получены масс-спектральные сигналы 2-гидроксипентандиовой кислоты и γ-аминомасляной кислоты в реальных кровяных образцах при помощи малого масс-спектрометра и обработаны методом EEMD-airPLS. Коэффициенты корреляции (r²) и относительные стандартные отклонения (RSD) значительно улучшились, что заметно повысило пригодность данных для реальных тестов кровяных образцов и предложило новый способ обработки сигналов масс-спектрометров, существенно расширив область применения малых масс-спектрометров.

关键词

малый масс-спектрометр; анализ и обработка сигналов; метод EEMD-airPLS; образцы крови

阅读全文