基于小波和小波包變換的苯丙酮尿癥傅里葉變換衰減全反射紅外光譜篩查模型的研究

蔡嘉華， 尹嵩杰， 陳 超*， 王淑美， 梁生旺*

(1.廣東藥學院中藥學院，廣東廣州 510006；2.國家中醫藥管理局中藥數字化質量評價技術重點研究室，廣東廣州 510006；3.廣東高校中藥質量工程技術研究中心，廣東廣州 510006)

苯丙酮尿癥(Phenyketonuria，PKU)是一種先天性代謝疾病，其臨床表現為智力低下、癲癇、精神異常等。PKU作為國內外常見的新生兒疾病，其治療的關鍵是及早診斷與治療。目前，常用的篩查方法是采集新生兒足底干血片，應用細菌抑制法(BIA)、熒光法(FA)、高效液相色譜法(HPLC)、串聯質譜法(MS/MS)等檢測苯丙氨酸(Phe)的含量，但這些方法普遍存在消耗試劑、費用高、步驟繁瑣、耗時長等缺點。

本課題組曾利用傅里葉變換衰減全反射紅外光譜(FTIR/ATR)，結合化學計量學方法建立了PKU篩查模型，取得了一定效果[1,2]。紅外光譜多以透射譜形式出現，一般不直接用于微量或痕量分析；而ATR技術通過增加全反射的次數，與紅外光譜相結合，增強了吸收譜帶的強度，大大提高了分析靈敏度，檢出濃度達到了mg/L甚至μg/L水平[3]。與傳統分析方法相比，FTIR/ATR技術具有操作簡便、分析速度快、能耗低、無需處理樣品、不消耗試劑、不產生污染、可同時測定多種成分等優勢[4]，已報道用于腫瘤、地中海貧血、冠心病、脂肪肝、白血病等疾病的篩查[5,6]。在測量過程中，紅外光譜受到光源強度微小變化、雜散光、外界震動、干涉儀動鏡移動、電子線路等因素干擾，不可避免產生噪聲，影響建模結果[7]，因此需要在建模前對光譜進行去噪處理。

本文在課題組前期工作基礎上[1,2]，引入小波變換和小波包變換兩種去噪方法，進一步考察和提高模型精度。……