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原文传递基于高效液相指纹图谱和聚类分析的红木鉴定方法

专利名称：	基于高效液相指纹图谱和聚类分析的红木鉴定方法
摘要：	本发明公开了一种基于高效液相指纹图谱和聚类分析的红木鉴别方法，涉及木材鉴定技术领域，其步骤包括，获取多种正确定名红木的多个样品的高效液相指纹图谱数据，进行图谱数据标准化，基于聚类分析方法，建立红木鉴定模型；获取未知红木的高效液相图谱数据，进行标准化，代入红木鉴定模型进行聚类分析，得到相似的红木种类；将相似的红木种类与未知红木进行高效液相图谱的相似度分析，取相似度最高的红木种类作为鉴定结果。本发明通过大数据实现未知红木的真伪判断，克服人为因素的影响，不需要提供未知红木可能所属的红木种类，结果准确可靠；避免了保留时间数据漂移和色谱检测仪器造成的峰面积不一致问题，提高红木鉴定模型的准确性和实用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	汕头出入境检验检疫局检验检疫技术中心
发明人：	魏建华;吴剑光;魏霜;陆奕娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910585786.0
公开号：	CN110161161A
代理机构：	上海旭诚知识产权代理有限公司
代理人：	郑立
分类号：	G01N30/74(2006.01);G;G01;G01N;G01N30
申请人地址：	515031 广东省汕头市大华路11号主楼
主权项：	1.一种基于高效液相指纹图谱和聚类分析的红木鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A 获取多种正确定名红木的多个样品的高效液相指纹图谱数据并进行标准化处理，再基于聚类分析方法，建立红木鉴定模型；步骤B 获取未知红木的高效液相图谱数据并进行标准化处理，再代入所述红木鉴定模型，进行聚类分析，得到与所述未知红木相似的所述正确定名红木的种类，作为相似树种；步骤C 将所述相似树种分别与所述未知红木进行高效液相图谱的相似度分析，将所述相似树种中与所述未知红木相似度最高的红木种类作为鉴定结果。 2.如权利要求1所述的红木鉴别方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：步骤A1 获取多种所述正确定名红木的各个样品的高效液相色谱图；步骤A2 建立每种所述正确定名红木的标准指纹图谱，包括以下参数：共有特征峰平均峰面积及与其对应的保留时间；步骤A3 将每个所述标准指纹图谱进行标准化处理，获得数据预处理文件：峰面积数据标准化：分别计算每个所述标准指纹图谱中的共有特征峰平均峰面积与最大峰峰面积的百分比，作为峰面积百分比；保留时间标准化：设定每个所述标准指纹图谱中的保留时间的组段；计算所有所述标准指纹图谱中的保留时间的中心值，并将所述中心值进行集中排序，作为所述数据预处理文件的行，并作为聚类用标准峰序号；填入峰面积数据：将每种所述正确定名红木作为所述数据预处理文件的列，在单元格中填入与所述保留时间对应的峰面积百分比；如果没有与所述保留时间对应的共有特征峰数据，则在对应单元格中填入零；步骤A4 将所述数据预处理文件转换为聚类分析源文件，进行聚类分析：将所述正确定名红木的种类作为列变量，将所述聚类用标准峰序号作为行，每个列变量所包含的所述峰面积百分比填入对应的行中，如果没有所述峰面积百分比数据则填入零；将所述聚类分析源文件输入统计软件中进行变量聚类分析。 3.如权利要求2所述的红木鉴别方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：步骤B1 获取所述未知红木的高效液相色谱图，包括峰面积和保留时间；步骤B2 对步骤B1中的色谱图进行标准化处理：计算所述峰面积与所述色谱图中最大峰峰面积的百分比；将所述未知红木的高效液相色谱图中每个峰对应的保留时间与所述数据预处理文件的每行对应的保留时间进行组段对应：能对应上的，在相应的单元格填入所述峰面积的百分比；没有对应的，在单元格填入零；从而形成以所述未知红木为列、所述聚类用标准峰序号为行的一列数据；步骤B3 将步骤B2中得到的数据，作为一列新变量加入到所述步骤A4中的聚类分析源文件中，再输入统计软件中进行聚类分析，将聚类结果中与所述未知红木最相近的一种或几种所述正确定名红木作为相似树种。 4.如权利要求2所述的红木鉴别方法，其特征在于，所述步骤A2包括以下步骤：将所述步骤A1中得到的各个样品的高效液相图谱导入色谱指纹图谱相似度评价软件中进行指纹图谱相似度分析，生成对照图谱，并标注出各个样品所属种类的所述正确定名红木具有的共有峰，从中筛选稳定出现的共有峰作为共有特征峰，建立每种所述正确定名红木的标准指纹图谱，所述标准指纹图谱包含所述共有特征峰平均峰面积和所述共有特征峰的保留时间。 5.如权利要求2所述的红木鉴别方法，其特征在于，所述步骤A3中，将每个所述标准指纹图谱中对应的共有特征峰分为最大峰和一般共有峰，分别设定最大峰的保留时间的范围为0.5min，一般共有峰的保留时间的范围为1min。 6.如权利要求2或3所述的红木鉴别方法，其特征在于，获取所述高效液相色谱图的步骤如下：制取红木样品的高效液相试品溶液；将所述试品溶液注入高效液相色谱仪中进行色谱检测。 7.如权利要求6所述的红木鉴别方法，其特征在于，制取所述试品溶液的步骤如下：称取样品：称取红木样品芯材部分的木屑0.2g，称取精度为0.001g；液体混合：置于50ml离心管中，加入5ml甲醇、5ml高纯水；震摇提取：震摇5分钟，超声提取5分钟；双重过滤：滤纸过滤，再以0.2μm的微孔滤膜过滤。 8.如权利要求6所述的红木鉴别方法，其特征在于，所述色谱检测的色谱条件如下：色谱柱：Agilent Eclipse XDB-C18，填料粒径5μm，柱长250mm，柱内径4.6mm；流动相：以水为流动相A，乙腈为流动相B，采用梯度洗脱方式；检测波长：290nm；柱温：30℃；流速：1.0ml/min。 9.如权利要求1-5任一项所述的红木鉴别方法，其特征在于，所述步骤A中，用作样品的所述正确定名红木满足以下要求：每个种类所述正确定名红木包含的样品数量≥10个，所述样品来源覆盖所属种类的所有原产地；每个所述样品都经过木材形态学鉴定，并有对应的鉴定证书。 10.如权利要求9所述的红木鉴别方法，其特征在于，用作样品的所述正确定名红木的种类选自依据GB/T 18513-2001《中国主要进口木材名称》、GB/T18107-2017《红木》正确命名的17个红木树种，分别是：檀香紫檀、印度紫檀、大果紫檀、刺猬紫檀、降香黄檀、降香黄檀、东非黑黄檀、卢氏黑黄檀、伯利兹黄檀、微凹黄檀、赛州黄檀、阔叶黄檀、奥氏黄檀、交趾黄檀、巴里黄檀、白花崖豆木和非洲紫檀。
所属类别：	发明专利