基于脂质组学指纹图谱与深度学习的50种籽源药用植物快速鉴别:自动化鉴定平台的构建

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Microchemical Journal 5.1

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  这篇研究创新性地将高效液相色谱-蒸发光散射检测(HPLC-ELSD)与一维卷积神经网络(1D-CNN)相结合,建立了包含608批次50种籽源药用植物(SDMHs)的脂质指纹数据库,开发出准确率达98.4%的自动化鉴定平台。该研究解决了传统形态学鉴别和DNA条形码技术的局限性,为中药质量控制提供了可扩展的智能解决方案。

  

Highlight
本研究亮点在于通过优化的Folch法(15分钟快速脂质提取)结合HPLC-ELSD分析,实现了脂肪酸(FAs)、磷脂(PLs)和三酰甘油(TAGs)的高效分离。独创的"脂质雷达图"可视化技术,配合1D-CNN模型,使鉴定准确率突破98.4%,较传统SVM(87.3%)提升显著。

Chemicals and reagents
实验选用上海标准技术有限公司提供的亚油酸(纯度>98%)、磷脂酰胆碱(PC)等标准品,采用分析纯氯仿(CHCl3)作为溶剂,所有试剂均通过严格的质量验证。

Optimization of extraction procedures and HPLC-ELSD analytical method
如图S2A所示,通过系统比较四种提取方案,最终确定甲醇/氯仿(1:2, v/v)方案最优——不仅色谱图基线平稳(1.7分钟处干扰峰最少),且能同步提取三大类脂质。梯度洗脱程序优化后,60分钟内即可完成复杂脂质分离,RSD<3%证明方法稳定性卓越。

Conclusion
我们构建的智能平台首次整合了植物图像、特征脂质成分和色谱指纹数据,其"三步识别"流程(色谱上传→模型预测→结果可视化)即使非专业人员也能轻松操作。该技术为《中国药典》收录的56种SDMHs建立了标准化质控新范式。

CRediT authorship contribution statement
第一作者唐子君负责算法开发与论文撰写,通讯作者郭德安教授指导研究设计。团队创新性地将物联网(IoT)架构与深度学习结合,开发的交互式平台支持实时数据更新和模型迭代优化。

Declaration of competing interest
作者声明不存在任何可能影响研究客观性的经济利益冲突,所有实验数据均通过第三方验证。

Acknowledgements
感谢国家自然科学基金(82130111)和深圳"三名工程"(SZZYSM202106004)的资助,以及合作单位提供的标准品支持。

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