Fast identification of fluorescent components in three-dimensional excitation-emission matrix fluorescence spectra via deep learning

荧光 生物系统 计算机科学 卷积神经网络 鉴定(生物学) 人工神经网络 人工智能 模式识别(心理学) 化学 基质(化学分析) 物理 光学 色谱法 植物 生物
作者
Runze Xu,Jiashun Cao,Ganyu Feng,Jingyang Luo,Qian Feng,Bing‐Jie Ni,Fang Fang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:430: 132893-132893 被引量:118
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.132893
摘要

Three-dimensional excitation-emission matrix (3D-EEM) fluorescence spectroscopy has been widely applied to detect the fluorescent components in samples from natural water bodies to wastewater treatment processes. Data interpretation methods such as parallel factor analysis (PARAFAC) are required to decompose the overlapped fluorescent signals in the 3D-EEM spectra. However, strict requirements of data and complicated procedures of the PARAFAC limit the online monitoring and analysis of samples. Here we develop a fast fluorescent identification network (FFI-Net) model based on the deep learning approach to fast predict the numbers and maps of fluorescent components by simply inputting a single 3D-EEM spectrum. Two types of convolutional neural networks (CNN) are trained to classify the numbers of fluorescent components with an accuracy of 0.956 and predict the maps of fluorescent components with the min mean absolute error of 8.9 × 10-4. We demonstrate that the accuracy of the FFI-Net model will be further improved when more 3D-EEM data are available as a training dataset. Meanwhile, a user-friendly interface is designed to facilitate practical applications. Our approach gives a robust way to overcome the shortage of the PARAFAC and provides a new platform for online analysis of the fluorescent components in water samples.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
乐乐应助能干大树采纳,获得10
刚刚
Hello应助能干大树采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
快乐的厉发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
000000发布了新的文献求助10
1秒前
满意雪碧完成签到,获得积分10
1秒前
Tyler发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
mr_beard发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
暴躁鸡叉骨完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
意忆发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
tang应助和谐妙柏采纳,获得50
4秒前
4秒前
4秒前
SJ7发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
搞一篇SCI发布了新的文献求助10
5秒前
ljy发布了新的文献求助10
5秒前
fenbbhjhsjx发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
魔幻雨梅发布了新的文献求助10
6秒前
充电宝应助Chris采纳,获得10
6秒前
六小八完成签到 ,获得积分10
6秒前
orixero应助不知道采纳,获得10
7秒前
生动的豆芽完成签到 ,获得积分10
7秒前
gyh应助Gengsai采纳,获得30
7秒前
7秒前
黎敏发布了新的文献求助10
7秒前
快乐的厉完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
星期八发布了新的文献求助10
9秒前
FashionBoy应助CHANG采纳,获得10
10秒前
CodeCraft应助ruaruaburua采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
Medical Management of Pregnancy Complicated by Diabetes 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6056656
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7889514
关于积分的说明 16291597
捐赠科研通 5201985
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783387
邀请新用户注册赠送积分活动 1766115
关于科研通互助平台的介绍 1646904