便携式多光谱成像系统用于通过在纤维素纤维样本上的灰反应检测酸
Chanwit Kataphiniharn1, Nawapong Unsuree2, Suwatwong Janchaysang2
1Department of Industrial Physics and Medical Instrumentation, Faculty of Applied Science, King Mongkut's University of Technology North Bangkok, Bangkok 10800, Thailand.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 11, 2025
概括
带有计算机视觉的便携式多谱成像 (MSI) 系统使用格里斯反应准确检测酸. 从MSI数据中获得的正常化差异指数 (NDI) 显著提高了检测准确度,与传统方法相比.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 频谱学是一种光谱学.
- 化学传感器 化学传感器
背景情况:
- 格里斯反应是检测亚酸盐离子的常用方法.
- 纸质基板为化学传感提供了一个低成本的平台.
- 现有的化物检测方法可能缺乏可移植性或准确性.
研究的目的:
- 开发和验证一个便携式多谱成像 (MSI) 系统,用于敏感的化检测.
- 在纸质基板上研究化物诱导的染剂的光谱特征.
- 为了提高检测准确度,使用正常化差异指数 (NDI) 方法.
主要方法:
- 一个定制的便携式MSI系统 (360-940nm) 与计算机视觉集成.
- 使用Griess反应对准氨基酸 (PABA) 和硫胺 (SA) 基质进行了酸盐的检测.
- 分析了光谱吸收,并使用最佳光谱波段计算了正常化差异指数 (NDI).
- 性能在不同的照明条件下进行评估,并与智能手机RGB成像进行比较.
主要成果:
- MSI图像显示吸收增加 (较暗的区域) 与较高度的酸.
- 从MSI数据计算的NDI显示,与酸盐度的相关性比单个光谱波段更强.
- 对于PABA-NED和SA-NED基板,NDI提高了约19-20%的确定系数 (R2).
- 基于MSI的NDI显著优于传统的智能手机RGB成像.
结论:
- 便携式MSI系统为现场化学分析提供了强大,快速和非破坏性的方法.
- 该NDI框架增强了图像的解释性,并使化学物质检测的有效数据分析成为可能.
- 这种方法为开发先进的便携式化学传感系统提供了实用指南.
