Analysis of Raman Spectra by Using Deep Learning Methods in the Identification of Marine Pathogens

拉曼光谱 卷积神经网络 人工智能 深度学习 人工神经网络 鉴定(生物学) 核酸 功能(生物学) 计算机科学 化学 模式识别(心理学) 生物系统 机器学习 生物化学 生态学 生物 物理 光学 进化生物学
作者
Shixiang Yu,Xin Li,Weilai Lu,Hanfei Li,Yu Fu,Fanghua Liu
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:93 (32): 11089-11098 被引量:80
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.1c00431
摘要

The need for efficient and accurate identification of pathogens in seafood and the environment has become increasingly urgent, given the current global pandemic. Traditional methods are not only time consuming but also lead to sample wastage. Here, we have proposed two new methods that involve Raman spectroscopy combined with a long short-term memory (LSTM) neural network and compared them with a method using a normal convolutional neural network (CNN). We used eight strains isolated from the marine organism Urechis unicinctus, including four kinds of pathogens. After the models were configured and trained, the LSTM methods that we proposed achieved average isolation-level accuracies exceeding 94%, not only meeting the requirement for identification but also indicating that the proposed methods were faster and more accurate than the normal CNN models. Finally, through a computational approach, we designed a loss function to explore the mechanism reflected by the Raman data, finding the Raman segments that most likely exhibited the characteristics of nucleic acids. These novel experimental results provide insights for developing additional deep learning methods to accurately analyze complex Raman data.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
奶昔完成签到,获得积分10
刚刚
WalkToSky完成签到,获得积分10
1秒前
陌上花发布了新的文献求助10
1秒前
Orange应助黄小雨采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
jasmine完成签到 ,获得积分10
4秒前
9秒前
luyao970131发布了新的文献求助10
9秒前
腼腆的不尤完成签到 ,获得积分10
10秒前
朵拉A梦完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
李爱国应助AMAME12采纳,获得10
11秒前
14秒前
14秒前
研友_VZG7GZ应助一介刁民采纳,获得10
14秒前
zmz完成签到,获得积分10
15秒前
李金玉发布了新的文献求助10
15秒前
黄小雨发布了新的文献求助10
18秒前
柳绿柳发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI2S应助luyao970131采纳,获得10
23秒前
闪闪易巧发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
luw2018发布了新的文献求助10
25秒前
乐乐应助zhj采纳,获得10
25秒前
小马甲应助jessia采纳,获得10
26秒前
28秒前
光夜发布了新的文献求助10
30秒前
bkagyin应助Dotuu采纳,获得10
30秒前
柳绿柳完成签到,获得积分10
31秒前
顾矜应助成就的雪莲采纳,获得30
31秒前
32秒前
石菖蒲发布了新的文献求助10
32秒前
在学一会完成签到,获得积分10
33秒前
满乐完成签到 ,获得积分10
35秒前
36秒前
CHEN完成签到 ,获得积分10
39秒前
catherine发布了新的文献求助10
40秒前
风趣小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
40秒前
田様应助牙牙乐采纳,获得30
40秒前
高分求助中
晶体学对称群—如何读懂和应用国际晶体学表 1500
Constitutional and Administrative Law 1000
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
The Experimental Biology of Bryophytes 500
Numerical controlled progressive forming as dieless forming 400
Rural Geographies People, Place and the Countryside 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5383779
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4506764
关于积分的说明 14025582
捐赠科研通 4416489
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2426006
邀请新用户注册赠送积分活动 1418767
关于科研通互助平台的介绍 1397011