zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-216Research Article******ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЯДОВИТЫХ РАСТЕНИЙ МЕТОДОМ ТЕРАГЕРЦОВОЙ СПЕКТРОСКОПИИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМDETECTION OF POISONOUS HERBS BY TERAHERTZ TIME-DOMAIN SPECTROSCOPYZhangH. .ZhangH. .xidianzl@outlook.comLiZ. .LiZ. .noemail@neicon.ruChenT. .ChenT. .noemail@neicon.ruLiuJ. -J.LiuJ. -J.noemail@neicon.ruШкола механико-электронного машиностроения, Сидианский университетРоссияSchool of Mechano-Electronic Engineering, Xidian UniversityRussian FederationШкола механико-электронного машиностроения, Сидианский университет; Гуйлиньский университет аэрокосмической техникиРоссияSchool of Mechano-Electronic Engineering, Xidian University; Guilin University of Aerospace TechnologyRussian FederationГуйлиньский университет электронных технологийРоссияGuilin University of Electronic TechnologyRussian FederationУниверситет ЦзюцзянРоссияJiujiang UniversityRussian Federation201810032020851176(1)-176(7)Copyright © Zhang H..., Li Z..., Chen T..., Liu J.-., 20202020Zhang H..., Li Z..., Chen T..., Liu J.-.Zhang H..., Li Z..., Chen T..., Liu J.-.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/216

Обоснована возможность совместного применения терагерцовой спектроскопии с временным разрешением (THz-TDS) с хемометрическими методами для идентификации ядовитых и неядовитых растений. Спектры ядовитого (гельземия) и двух неядовитых растений (японской айвы и фикуса Хирта) получены в диапазоне 0.2-1.4 ТГц с помощью THz-TDS-системы. Для выделения признаков использован метод главных компонент (PCA). Точность прогноза классификации предложенным методом 97.78-100%.

The aim of this paper is the application of terahertz (THz) spectroscopy combined with chemometrics techniques to distinguish poisonous and non-poisonous herbs which both have a similar appearance. Spectra of one poisonous and two non-poisonous herbs (Gelsemium elegans, Lonicera japonica Thunb and Ficus Hirta Vahl) were obtained in the range 0.2-1.4 THz by using a THz time-domain spectroscopy system. Principal component analysis (PCA) was used for feature extraction. The prediction accuracy of classification is between 97.78 to 100%. The results demonstrate an efficient and applicative method to distinguish poisonous herbs, and it may be implemented by using THz spectroscopy combined with chemometric algorithms.

терагерцовая спектроскопияядовитые растенияterahertz spectroscopypoisonous herbsReferencesT. Chen, Z. Li, W. Mo, Spectrochim. Acta A, 106, 48-53 (2013).T. Chen, Z. Li, W. Mo, Spectrochim. Acta A, 106, 48-53 (2013).A. Markelz, S. Whitmire, J. Hillebrecht, R. Birge, Phys. Med. Biol., 47, 3797-3805 (2002).A. Markelz, S. Whitmire, J. Hillebrecht, R. Birge, Phys. Med. Biol., 47, 3797-3805 (2002).Z. H. Guo, H. M. Ma, B. L. Zhang, J. Chin. Integrative Med., 6, 645-649 (2008).Z. H. Guo, H. M. Ma, B. L. Zhang, J. Chin. Integrative Med., 6, 645-649 (2008).I. S. Yaroshenko, D. O. Kirsanov, P. Wang, D. Ha, H. Wan, J. He, Yu. G. Vlasov, A. V. Legin, Russ. J. Appl. Chem., 88, 72-81 (2015). 176-7I. S. Yaroshenko, D. O. Kirsanov, P. Wang, D. Ha, H. Wan, J. He, Yu. G. Vlasov, A. V. Legin, Russ. J. Appl. Chem., 88, 72-81 (2015). 176-7Y. Q. J. B. Wang, Y. L. Zhao, L. M. Shan, B. C. Li, F. Fang, C. Jin, X. H. Xiao, J. Hazard Mater., 199, 350-357 (2012).Y. Q. J. B. Wang, Y. L. Zhao, L. M. Shan, B. C. Li, F. Fang, C. Jin, X. H. Xiao, J. Hazard Mater., 199, 350-357 (2012).G. F. Liu, C. R. Zhang, Lingnan J. Emergency Med., 11, 462 (2006).G. F. Liu, C. R. Zhang, Lingnan J. Emergency Med., 11, 462 (2006).J. Wen, Med. Forum, 17, 3764-3765 (2013).J. Wen, Med. Forum, 17, 3764-3765 (2013).M. M. Liu, W. Y. Huang, Z. Q. Xu, J. L. Yu, J. Med. Pest. Control., 32, 807-809 (2016).M. M. Liu, W. Y. Huang, Z. Q. Xu, J. L. Yu, J. Med. Pest. Control., 32, 807-809 (2016).J. J. Liu, Z. Li, F. R. Hu, T. Chen, A. J. Zhu, Opt. Quantum. Electron., 47, 313-322 (2015).J. J. Liu, Z. Li, F. R. Hu, T. Chen, A. J. Zhu, Opt. Quantum. Electron., 47, 313-322 (2015).W. D. Xu, L. J. Xie, Z. Z. Ye, W. L. Gao, Y. Yao, M. Chen, J. Y. Qin, Y. B. Ying, Sci. Rep., 5, 11115, 1-9 (2015).W. D. Xu, L. J. Xie, Z. Z. Ye, W. L. Gao, Y. Yao, M. Chen, J. Y. Qin, Y. B. Ying, Sci. Rep., 5, 11115, 1-9 (2015).T. Chen, Z. Li, X. H. Yin, F. R. Hu, C. Hu, Spectrochim. Acta A, 153, 586-590 (2016).T. Chen, Z. Li, X. H. Yin, F. R. Hu, C. Hu, Spectrochim. Acta A, 153, 586-590 (2016).O. Cherkasova, M. Nazarov, A. Shkurinov, Opt. Quantum. Electron., 48, 1-12 (2016).O. Cherkasova, M. Nazarov, A. Shkurinov, Opt. Quantum. Electron., 48, 1-12 (2016).M. Kawase, K. Yamamoto, K. Takagi, R. Yasuda, M. Ogawa, Y. Hatsuda, S. Kawanishi, Y. Hirotani, M. Myotoku, Y. Urashima, K. Nagai, K. Ikeda, H. Konishi, J. Yamakawa, M. Tani, J. Infrared Millim. Terahertz Waves, 34, 566-571 (2013).M. Kawase, K. Yamamoto, K. Takagi, R. Yasuda, M. Ogawa, Y. Hatsuda, S. Kawanishi, Y. Hirotani, M. Myotoku, Y. Urashima, K. Nagai, K. Ikeda, H. Konishi, J. Yamakawa, M. Tani, J. Infrared Millim. Terahertz Waves, 34, 566-571 (2013).G. Takebe, Y. Kawada, K. Akiyama, H. Takahashi, H. Takamoto, M. Hiramatsu, J Pharm. Sci., 102, 4065-4071 (2013).G. Takebe, Y. Kawada, K. Akiyama, H. Takahashi, H. Takamoto, M. Hiramatsu, J Pharm. Sci., 102, 4065-4071 (2013).T. Inagaki, B. Ahmed, I. D. Hartleym, S. Tsuchikawa, M. Reid, J. Infrared Millim. Terahertz Waves, 35, 949-961 (2014).T. Inagaki, B. Ahmed, I. D. Hartleym, S. Tsuchikawa, M. Reid, J. Infrared Millim. Terahertz Waves, 35, 949-961 (2014).J. Qin, L. Xie, Y. Ying, Food Chem., 170, 415-422 (2015).J. Qin, L. Xie, Y. Ying, Food Chem., 170, 415-422 (2015).T. Chen, Z. Li, W. Mo, F. R. Hu, Spectrosc. Spectr. Anal., 33, 1220-1225 (2013).T. Chen, Z. Li, W. Mo, F. R. Hu, Spectrosc. Spectr. Anal., 33, 1220-1225 (2013).G. B. Huang, Q. Y. Zhu, C. K. Siew, Neurocomputing, 70, 489-501 (2006).G. B. Huang, Q. Y. Zhu, C. K. Siew, Neurocomputing, 70, 489-501 (2006).G. B. Huang, H. M. Zhou, X. J. Ding, R. Zhang, IEEE Trans. Syst. Cybern.: B, 42, 513-529 (2012).G. B. Huang, H. M. Zhou, X. J. Ding, R. Zhang, IEEE Trans. Syst. Cybern.: B, 42, 513-529 (2012).J. Tang, C. Deng, G. B. Huang, IEEE Trans. Neural Netw. Learn. Syst., 27, 1 (2015).J. Tang, C. Deng, G. B. Huang, IEEE Trans. Neural Netw. Learn. Syst., 27, 1 (2015).G. B. Huang. Cogn. Comput., 6, 376-390 (2014).G. B. Huang. Cogn. Comput., 6, 376-390 (2014).Studies in Computational Intelligence, Springer Verlag (2014) pp. 1-26.Studies in Computational Intelligence, Springer Verlag (2014) pp. 1-26.X. S. Yang, S. Deb, Mathematics, 210-240 (2010).X. S. Yang, S. Deb, Mathematics, 210-240 (2010).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.