利用RFDF提取高荧光及噪声背景中的拉曼光谱.pdfVIP

第25卷第3期 深圳大学学报理工版 VoL25No．3 SCIENCEANDENGlNFERlNC 2008年7月 JOURNAL0FSHENZHENUNIVERSnY Julv2008 文章编号：1000·2618(2008)03—0256-05 【生物医学工程】 利用RFDF提取高荧光及噪声背景中的拉曼光谱芈 蔡红星，郑峰，刘丽炜，张喜和 (长春理工大学理学院，长春130022) 摘 domain 要：利用重采样频域滤波(res蛐plefrequency 背景下的拉曼信号．仿真结果表明，在设计适当的滤波器情况下，该方法能得到很好的拉曼信号提取效果． 若要获得较高的拉曼光谱信号保真度，需考虑不同成分信号功率谱的混叠程度、光谱数据的分辨率和采样 率、频域带通滤波器的设计形式及参数等影响因素． 关键词：拉曼光谱提取；高荧光及背景噪声；重采样频域滤波 中图分类号：O433．1 文献标识码：A 拉曼光谱是一种能够从分子水平探测物质结构 特性的非弹性散射光谱，由于它是一种非入侵检 测，因此在生物医学研究中有巨大的应用潜力．通 常，拉曼光谱采集系统都被设计成收集并探测微弱 的拉曼散射光，但是大多数生物样本受激光照射时 domain 会产生荧光辐射，这就意味着在进行光谱数据采集 噪声背景下拉曼光谱信号的提取方法心引．与以往 时，拉曼光谱会以较强荧光本底之上的微弱窄峰形 通过硬件手段滤波荧光干扰不同，该方法是一种数 式出现，同时检测系统的高频噪声也对拉曼光谱信 字滤波方法，是获取高质量拉曼光谱信号的另一有 号有很大影响．因此，从高荧光及噪声背景中有效 效途径一o． 提取拉曼光谱信号对拉曼光谱在生物医学中的应用 非常必要． 1 原理及模型 造成拉曼光谱检测困难的原因是仅有很小部分 光子会产生拉曼散射．多年来获取高质量拉曼光谱 1．1基于变换域算法的信号分离原理 信号成为人们研究的热点，现已有一些用于拉曼光 RFDF是利用光谱数据的功率谱区分信号结构、 谱检测的荧光抑制方法．目前广泛采用的策略是选 实现信号检测的一种变换域算法．数字滤波本质上 择样品没有荧光吸收的波长去激发拉曼光谱，因 是一种数据变换系统，通过将输入的一组数据 此，很多商用仪器都采用近红外波长的激光作为激 省(n)，经特定的运算转换成另一组数字序列)，(n) 发光源．但该方法并不总是有效，因为有些样品即 的形式，根据信号与其他干扰之间的差异，达到滤 064 使采用785砌波长，甚至lnm波长的激光激 除无用信息的目的．功率谱是通过傅立叶变换在频 发，仍避免不緩さ?@@d“quency 域表征信号功率分布的函数．通常采用的傅立叶变 换算法是将序列信号作三角形式的傅立叶级数分 解，用有限项的傅立叶级数求和来逼近信号序列． 根据功率谱表征的信号结构，达到区分不同信号的 收稿日期：2008．05．29 基金项目：国防预研基金资助项目(A3620060122) 作者简介：蔡红星(1975．)，男(汉族)，吉林省长春市人。长春理工大学讲师．博士研究生．E—mail：cion眦@126．咖 com 通讯作者：张喜和(1954一)