本发明涉及兽药残留检测处理,具体涉及基于光谱技术的兽药残留检测方法及系统。
背景技术:
1、兽药残留是指在兽医治疗或养殖过程中使用兽药后,在动物体内中残留下来的化学物质。这些残留化学物可能对人体健康造成潜在危害,因此需要进行有效的控制和监测。
2、光谱技术在兽药残留检测中是一种常用且有效的方法。通过光谱技术分析兽药分子在特定波长下的吸收光谱特性,来判断样品中是否含有兽药残留,所采用的光谱方法通常为红外-可见吸收光谱(ultraviolet-visible spectra,uv-vis)技术。兽药通常含有特定的化学成分,例如,抗生素类兽药中可能含有氮、硫等元素,矿物质补充剂中可能含有钙、铁、锌等元素,这些成分在动物体内代谢或残留时,会导致相应元素的增加。在使用兽药一段时间后的样品中采集到的光谱数据中,若仍存在兽药残留,则其相较于使用兽药前的光谱数据部分元素的化学键会相对增多,因此可根据增多的元素与兽药自身化学元素对比,进而判断兽药残留含量。
3、动物的日常代谢,对于部分元素的含量会产生一定的影响,例如氮、钠等相对普遍的元素,在动物日常进食过程中仍会摄入,此时若兽药的化学结构中存在这些常见元素,直接根据光谱数据进行残留检测时,容易导致最终残留含量的失真,降低检测过程的准确性。
技术实现思路
1、为了解决以上的技术问题,本发明的目的在于提供一种基于光谱技术的兽药残留检测方法及系统。
2、根据本技术实施例的第一方面,提供的一种基于光谱技术的兽药残留检测方法,所采用的技术方案具体如下:
3、制备样本,采用光谱技术对所述样本进行测量,得到所述样本的光谱数据,所述样本包括兽药摄入前样本、兽药摄入后样本和历史兽药摄入后样本;
4、分析所述光谱数据中的光谱特征,得到所述光谱数据中特征峰值点表现所述样本中的化学键含量的代表性;
5、结合所述化学键对应的所述代表性的最大值,分析所述兽药摄入后样本和所述历史兽药摄入后样本中所述化学键的特征峰值的差异,得到所述化学键的获取难度;
6、根据所述兽药摄入前样本和所述历史兽药摄入后样本的所述光谱数据之间的差异,得到所述样本的兽药残留量曲线;
7、基于所述兽药残留量曲线,分析所述历史兽药摄入后样本之间的时序变化特征,得到所述化学键受动物自身代谢能力影响的幅度;
8、根据所述化学键的获取难度和所述化学键受动物自身代谢能力影响的幅度,对所述化学键的特征峰值进行清洗,得到所述化学键的特征峰清洗值;
9、根据所述化学键的特征峰清洗值,确定所述化学键对应元素的相对浓度。
10、在本发明的一些实施例中,制备样本的方法包括:
11、对动物尿液、粪便以及血液作为样本进行采集,获得源样本;
12、对所述源样本进行预处理,将所述源样本转化为测试样本。
13、在本发明的一些实施例中,分析所述光谱数据中的光谱特征,得到所述光谱数据中特征峰值点表现所述样本中的化学键含量的代表性,包括:
14、分析所述光谱数据中的化学键所在的波长范围的实际长度;
15、分析所述光谱数据中的化学键对应的特征峰曲线范围的宽度;
16、比较所述宽度与所述实际长度,结合所述化学键对应的特征峰值,得到所述光谱数据中特征峰值点表现所述样本中的化学键含量的代表性。
17、在本发明的一些实施例中,所述化学键对应的所述代表性的最大值为:所述化学键所在的波长范围内所有特征峰值点表现所述化学键含量的代表性的最大值。
18、在本发明的一些实施例中,所述化学键的特征峰值为:所述化学键含量的代表性的最大值对应的特征峰值点处的特征峰值。
19、在本发明的一些实施例中,分析所述兽药摄入后样本和所述历史兽药摄入后样本中所述化学键的特征峰值的差异,包括:
20、将所述化学键对应的所述代表性的最大值作为权重,计算所述兽药摄入后样本和所述历史兽药摄入后样本的所述化学键的特征峰值之间的差值,遍历所述历史兽药摄入后样本中所有的其他样本求和,得到所述兽药摄入后样本和所述历史兽药摄入后样本中所述化学键的特征峰值的差异。
21、在本发明的一些实施例中,基于所述兽药残留量曲线,分析所述历史兽药摄入后样本之间的时序变化特征,得到所述化学键受动物自身代谢能力影响的幅度,包括:
22、基于所述兽药残留量曲线,分析所述化学键所在的波长范围对应的所述兽药残留量曲线中的特征峰值特征,获取所述化学键对应的特征峰值方差;
23、分析所述历史兽药摄入后样本中所述化学键对应的所述特征峰值方差之间的时序变化特征,得到所述化学键受动物自身代谢能力影响的幅度。
24、在本发明的一些实施例中,所述化学键的获取难度具有正值和负值,所述化学键的获取难度为正值时,增大所述化学键的特征峰值;化学键的获取难度为负值时,减小所述化学键的特征峰值。
25、根据本技术实施例的第二方面,提供的一种基于光谱技术的兽药残留检测系统,包括:存储器和处理器,其中:
26、所述存储器,用于存储程序代码;
27、所述处理器,用于读取所述存储器中存储的程序代码,并执行本技术实施例的第一方面所述的方法。
28、在本发明的一些实施例中,所述处理器包括:
29、样本制备与测量模块,用于制备样本,采用光谱技术对所述样本进行测量,得到所述样本的光谱数据,所述样本包括兽药摄入前样本、兽药摄入后样本和历史兽药摄入后样本;
30、代表性分析模块,用于分析所述光谱数据中的光谱特征,得到所述光谱数据中特征峰值点表现所述样本中的化学键含量的代表性;
31、获取难度分析模块,用于结合所述化学键对应的所述代表性的最大值,分析所述兽药摄入后样本和所述历史兽药摄入后样本中所述化学键的特征峰值的差异,得到所述化学键的获取难度;
32、代谢能力影响分析模块,用于根据所述兽药摄入前样本和所述历史兽药摄入后样本的所述光谱数据之间的差异,得到所述样本的兽药残留量曲线;
33、并基于所述兽药残留量曲线,分析所述历史兽药摄入后样本之间的时序变化特征,得到所述化学键受动物自身代谢能力影响的幅度;
34、特征峰值清洗模块,用于根据所述化学键的获取难度和所述化学键受动物自身代谢能力影响的幅度,对所述化学键的特征峰值进行清洗,得到所述化学键的特征峰清洗值;
35、元素浓度确定模块,根据所述化学键的特征峰清洗值,确定所述化学键对应元素的相对浓度。
36、相较于现有技术,本发明提供的基于光谱技术的兽药残留检测方法及系统,具有如下有益效果:
37、本发明通过分析光谱数据中化学键所在的波长范围内的光谱特征,得到光谱数据中特征峰值点表现样本中的化学键含量的代表性,该操作避免了一定波长范围内的特征峰数据具有明显的波动差异对实际特征峰识别的干扰,提高了残留检测的准确性;同时,结合化学键对应的代表性的最大值,分析兽药摄入后样本和历史兽药摄入后样本中化学键的特征峰值的差异,得到化学键的获取难度;并基于各类样本数据中对于相同化学键在距离摄入兽药后到检测之间的特征峰的时序变化情况,进而判断当前类型化学键整体受动物自身代谢能力影响的幅度;然后根据化学键的获取难度和化学键受动物自身代谢能力影响的幅度对特征峰曲线相关数据进行清洗,再获取实际兽药残留量;该操作避免了动物本身处在代谢周期中的低代谢阶段时兽药的残留量受到已存在的化学键含量干扰,提高了兽药残留检测结果的准确性。
1.一种基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,制备样本的方法包括:
3.根据权利要求1所述的基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,分析所述光谱数据中的光谱特征,得到所述光谱数据中特征峰值点表现所述样本中的化学键含量的代表性,包括:
4.根据权利要求1所述的基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,所述化学键对应的所述代表性的最大值为:所述化学键所在的波长范围内所有特征峰值点表现所述化学键含量的代表性的最大值。
5.根据权利要求4所述的基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,所述化学键的特征峰值为:所述化学键含量的代表性的最大值对应的特征峰值点处的特征峰值。
6.根据权利要求5所述的基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,分析所述兽药摄入后样本和所述历史兽药摄入后样本中所述化学键的特征峰值的差异,包括:
7.根据权利要求1所述的基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,基于所述兽药残留量曲线,分析所述历史兽药摄入后样本之间的时序变化特征,得到所述化学键受动物自身代谢能力影响的幅度,包括:
8.根据权利要求1所述的基于光谱技术的兽药残留检测方法,其特征在于,所述化学键的获取难度具有正值和负值,所述化学键的获取难度为正值时,增大所述化学键的特征峰值;化学键的获取难度为负值时,减小所述化学键的特征峰值。
9.一种基于光谱技术的兽药残留检测系统,其特征在于,所述系统包括:存储器和处理器,其中:
10.根据权利要求9所述的基于光谱技术的兽药残留检测系统,其特征在于,所述处理器包括: