[发明专利]基于太赫兹光谱成像的植物体内纳米颗粒分布检测方法

权利要求书

1.一种基于太赫兹光谱成像的植物体内纳米颗粒分布检测方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：利用太赫兹光谱成像技术，检测分析纳米颗粒水溶液光谱特征；

S2：利用太赫兹光谱成像技术，检测分析存在纳米颗粒的细胞模型光谱特征；

S3：建立受试植株模型，利用太赫兹光谱成像技术检测分析，确定受试植株模型中与纳米颗粒分布相关的太赫兹光谱特征；

S4：实际样检测验证反馈改进。

2.根据权利要求1所述的植物体内纳米颗粒分布检测方法，其特征在于，步骤S1中，检测分析纳米颗粒水溶液光谱特征，具体包括以下步骤：

S11：使用太赫兹衰减全反射来获得液态检测对象的太赫兹光谱特征信息并分析；

对于一种纳米材料，检测不同离子、浓度、pH及温度变化的太赫兹光谱；检测条件依据生理水环境，并适当扩展；

S12：比较无纳米颗粒水溶液及加入纳米颗粒水溶液太赫兹光谱特征，获得纳米颗粒造成的水环境太赫兹光谱变化；其中，太赫兹光谱特征包括时域光谱信息、频域光谱信息及以此为基础的进一步分析结果；太赫兹光谱变化包括相对大小，随pH及温度变化的影响；

S13：根据在同一条件下溶液中太赫兹光谱特征数值差异大小，筛选差异明显的特征。

3.根据权利要求1所述的植物体内纳米颗粒分布检测方法，其特征在于，步骤S2中，检测分析存在纳米颗粒的细胞模型光谱特征，具体包括以下步骤：

S21：采用细胞模型模拟近生理条件，具体包括：纳米材料通过共同培养或显微注射方式，使其出现在细胞内或细胞外；其中，细胞模型选择悬浮细胞系或分散的薄壁细胞或表皮细胞等；

S22：太赫兹近场显微成像检测细胞，得到检测细胞太赫兹光谱特征；其中，太赫兹光谱特征包括时域光谱信息、频域光谱信息及以此为基础的进一步分析结果，筛选差异明显的特征；每类细胞至少检测10个样品；

S23：通过对比正常细胞，分析存在纳米颗粒的细胞模型光谱成像特征，得出纳米颗粒对细胞太赫兹特征信息的影响；

S24：分析纳米颗粒存在于细胞内外的影响区别。

4.根据权利要求1所述的植物体内纳米颗粒分布检测方法，其特征在于，步骤S3中，检测分析受试植株模型中与纳米颗粒分布相关的太赫兹光谱特征，具体包括以下步骤：

S31：植株样品采用源于同一品系或同一母株的克隆体最佳，通过大规模培育挑选长势均一的植株幼苗，无基础病害，生长状态良好；

S32：正常培养作为对照组，纳米材料处理为实验组；对照组与实验室检测对象选择相同叶位，相同高度，大小近似，长势均匀的叶片，以1小时为时间间隔对目标对象进行在体太赫兹光谱成像检测，随后采用传统方法验证纳米颗粒分布特征；

S33：相同处理条件至少重复3次，太赫兹检测环境无特殊要求；

S34：太赫兹光谱数据分析利用不同的光谱特征重构多种具有不同信息特点的太赫兹光谱图像；

S35：图像依据溶液/细胞内纳米颗粒太赫兹光谱特征，对比正常叶片与处理相片，分析组织太赫兹成像，参考其他方法的检测结果，确定与纳米颗粒分布检测相关的太赫兹光谱特征；

S36：利用图像处理突出成像中的特征信息；

S37：根据光谱特征区分叶片不同区域。

5.根据权利要求1所述的植物体内纳米颗粒分布检测方法，其特征在于，步骤S4中，实际样检测验证反馈改进，具体包括以下步骤：

S41：检测对象为新的模型样品，阳性对照，阴性对照，用于确定适用条件；

S42：在实践中进一步扩大数据库：增加纳米颗粒识别种类；增加植株种类；优化某类样品的特征参量；

S43：样品量扩大后，利用机器学习改进识别方式；并根据评估结果，扩大各集合，迭代训练，反馈调整机器学习效率。