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  • Biomedical Analysis 期刊 Biomedical Analysis 期刊

期刊简介

期刊简介 期刊简介

ISSN:1004-4957

CN:44-1318/TH

主管单位：广东省科学院

主办单位：中国广州分析测试中心;中国分析测试协会

主编：江桂斌院士

出版周期：月刊

电话：020-87684776

地址：广州市先烈中路100号

 

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Volume 44 期 6，2025 2025年44卷第6期

  • 研究报告

    李泽宇, 刘小荧, 纪国富, 周伟, 姜盼盼, 杨琴, 吴本清, 杨艳玲

    DOI：10.12452/j.fxcsxb.240818321
    摘要：采用UHPLC-QE-Orbitrap MS技术结合网络分析和化学计量学建立钴胺素C（cblC）缺乏症的临床表型系统表征和预测模型，利用尝试解开其复杂性。基于UHPLC-QE-Orbitrap MS技术在正、负模式下采集的血液非靶向代谢组学图谱，利用数据驱动网络算法Connect the Dots（CTD）快速搜索高连通的扰动代谢物，化学计量学算法学习其组别间复杂微小变化模式。通过对两种临床表型（癫痫和代谢综合征）的研究，结果表明CTD算法识别出的扰动代谢物子集展示出高度的临床表型特异性，且涉及的富集通路扰动均被报道与癫痫和代谢综合征的致病机制密切相关。进一步，CTD 算法能够量度高连通扰动代谢物间的协变信息，构建主要疾病模块系统地表征癫痫和代谢综合征的复杂致病机制。识别出的扰动代谢物作为特征变量集，采用5-折交叉验证，偏最小二乘判别分析、支持向量机和随机森林的受试者工作特征曲线下面积预测均值分别为0.849、0.897和0.909（癫痫），0.889、0.931和0.921（代谢综合征），马修斯相关系数预测均值分别为0.667、0.668和0.723（癫痫），0.686、0.696和0.787（代谢综合征）。上述结果表明了提出的计算方法在揭示cblC 缺乏症的临床表型复杂性和指导其个性化诊断策略方面的有效性。  
    关键词：钴胺素C缺乏症;临床表型系统表征和预测;UHPLC-QE-Orbitrap MS;CTD网络算法;化学计量学算法;个性化诊断   
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    更新时间：2025-06-09

    冯佳豪, 程泉翔, 张智勇, 章顺楠, 陈景超, 李文龙

    DOI：10.12452/j.fxcsxb.250221110
    摘要：淫羊藿和柔毛淫羊藿作为常用中药，其活性成分朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C和淫羊藿苷对药理作用具有重要影响。该研究采集了淫羊藿与柔毛淫羊藿的台式与便携式近红外光谱数据，并结合HPLC测定其中的朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C和淫羊藿苷含量，进而建立了偏最小二乘回归（PLSR） 模型与支持向量回归（SVR）模型。为实现台式近红外光谱数据与便携式近红外光谱数据之间的模型适配与转移，该研究探索了两种标样集选择方法：层次聚类法与SPXY算法，并应用两种模型转移方法：直接标准化法（DS）和分段直接标准法（PDS）。研究结果表明，标样集选择方法与模型转移方法对模型转移效果具有显著影响。通过配对t检验进一步验证，最佳转移模型的预测值与真实值之间无显著差异（P值均大于0.05），表明所建立的转移模型在不同仪器间具有较好的适应性。该研究为近红外光谱技术在淫羊藿与柔毛淫羊藿的定量分析与模型转移方面的研究提供了依据。  
    关键词：淫羊藿;柔毛淫羊藿;近红外光谱;定量分析;模型转移   
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    更新时间：2025-06-09

    苏俊宇, 杨绍兵, 王元忠

    DOI：10.12452/j.fxcsxb.250220105
    摘要：为实现铁皮石斛地理来源的快速有效鉴别，基于衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和傅里叶变换近红外光谱（FT-NIR）技术，结合数据融合策略与化学计量学方法建立了铁皮石斛地理溯源模型。结果表明，FT-NIR和FT-NIR+ATR-FTIR融合数据集经二阶导数（2nd）预处理后构建的偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和支持向量机（SVM）模型性能最好，测试集准确率均达到100.00%。基于二维相关光谱（2DCOS）构建的残差卷积神经网络（ResNet）模型在训练集、测试集和外部验证集上均实现了100.00%的准确率。该研究为铁皮石斛地理溯源和地理标志产品保护提供了科学依据。  
    关键词：铁皮石斛;化学计量学;机器学习;二维相关光谱;地理来源   
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    更新时间：2025-06-09

    高乔基, 吴振邦, 徐茜, 陈敏, 刘文轩, 曹诚诚, 廖敬龙, 欧超, 潘涛

    DOI：10.12452/j.fxcsxb.250227129
    摘要：乙肝表面抗原（HBsAg）是乙肝病毒感染的重要标志物。该文建立了血清HBsAg感染的无试剂可见-近红外（Vis-NIR）光谱模式识别新方法。收集到临床血清样品1 243例（HBsAg阳性601、阴性642），采用训练-预测-检验实验设计，搭建了基于多尺度卷积、压缩-激励网络（SE Net）注意力机制和多尺度膨胀卷积的新型卷积神经网络（CNN）集成算法，连同经典的偏最小二乘-判别分析（PLS-DA）和普通浅层CNN算法，被用于建立HBsAg阳性和阴性血清的Vis-NIR光谱判别模型。该研究采用标准正态变量（SNV）变换进行光谱预处理。基于近红外区（780~1 118 nm）经SNV处理的光谱的PLS-DA模型和新型CNN模型取得更优的建模效果，新型CNN模型的灵敏度（SEN）达到99.3%，漏诊率（FNR）达到0.7%。结果表明，采用Vis-NIR光谱精准判别HBsAg阳性和阴性血清具有可行性，提出的新型深度学习算法可望应用于其他光谱分析领域。  
    关键词：可见-近红外光谱模式识别;血清HBsAg感染判别;偏最小二乘-判别分析（PLS-DA）;卷积神经网络（CNN）;SE Net注意力机制;多尺度膨胀卷积   
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    更新时间：2025-06-09

    宁静, 钟月妍, 刘学英, 谢丽霞, 王童

    DOI：10.12452/j.fxcsxb.250223113
    摘要：为解决传统的微藻检测方法依赖于人工镜检、分析时间长且检测结果易受检测人员技术经验影响等问题，提出了一种图像预处理整合策略结合改进YOLOv8模型的深度学习方法用于微藻识别。采用高斯模糊、拉普拉斯算子和主成分分析多方法整合策略对微藻显微图像进行预处理。在改进模型中，引入SPD-Conv模块减少细粒度信息的丢失以提高低分辨率图像和小尺寸微藻的检测性能，采用Slim-neck结构减少参数数量和模型大小，同时加入SimSPPF加速模型收敛，提高运行效率。结果表明，多方法整合的预处理策略能够显著减少图像中的噪声，同时增强微藻轮廓清晰度。在相同条件下，改进YOLOv8模型的平均精度均值（mAP）达到92.2%，检测效率比原始YOLOv8模型提高了5.1%，且对于小尺寸微藻表现出更优的检测性能。相较于Faster-RCNN、SSD、RTDETR-l、YOLOv3、YOLOv5、YOLOv6和YOLOv7模型，改进YOLOv8模型的mAP分别提升了40.2%、6.8%、14.5%、1.2%、5.7%、4.7%和0.8%。该方法为开发微藻种类检测技术提供了有价值的参考。  
    关键词：微藻识别;图像预处理;YOLOv8模型;深度学习   
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    更新时间：2025-06-09

    冯佳豪, 关志琪, 张智勇, 陈景超, 章顺楠, 李文龙

    DOI：10.12452/j.fxcsxb.250221109
    摘要：基于近红外光谱结合化学计量学方法，针对淫羊藿与柔毛淫羊藿的基原鉴别及模型转移进行了系统研究。首先，通过主成分分析（PCA）探讨两者的光谱差异，为后续分类建模提供参考。随后，建立支持向量机（SVM）和随机森林（RF）分类模型，并对比不同光谱预处理方法的影响，筛选出最佳预处理组合（SG+1st Der+SNV和 SG+2nd Der+SNV），最终获得高准确率的基原鉴别模型（鉴别准确率为100%）。在此基础上，采用直接校正法（DS）和分段直接校正法（PDS）对模型进行校正，并通过层次聚类（HC）方法选择标准样品，成功提高了模型的适应性和迁移效果。研究结果表明，SVM模型在分类准确率和迁移稳定性方面均优于RF模型，为便携式近红外光谱仪在中药基原鉴别中的应用提供了科学依据。  
    关键词：淫羊藿;柔毛淫羊藿;近红外光谱;基原鉴别;模型转移   
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    更新时间：2025-06-09
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