单细胞拉曼光谱信号的模拟与比对分析

摘要

拉曼光谱是一种高效的信息识别技术,通过特定入射光线对化合物的非弹性散射谱线分析,拉曼显微光谱可以在单细胞层面检测化合物分子的构成和结构,从而确定细胞的种类、活动状态、相关代谢产物等信息.目前基于拉曼光谱在实验成本、实验风险、应用程序、采样标准等方面存在诸多问题,制约着拉曼光谱在生物识别方面的应用.本文提出一种单细胞拉曼光谱信号的计算机模拟与分析方法,能够实现基于机器学习模型和概率生成模型的大规模拉曼光谱信号的模拟产生,并设计拉曼信号之间的相似度计算方法,使得在目前条件下对大规模单细胞拉曼信号的研究成为可能.实验表明利用计算机模拟生成的拉曼信号和原始信号具有高度的相似性,并在拉曼信号关键特征上很好的符合原始拉曼信号的特征.通过拉曼信号之间的相似度计算方法,也能够很清晰地区分来自于不同种类细胞的拉曼信号。