本發(fā)明涉及一種操作平臺(tái)，具體是一種霉菌毒素檢測(cè)用操作平臺(tái)。

背景技術(shù)：

霉菌是一種多細(xì)胞微生物，廣泛存在于自然界中，在微生物學(xué)上屬于真菌。其通過(guò)孢子的形式繁衍。霉菌毒素是由霉菌或真菌產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)。在土壤中，在植物上，包括谷物、飼草和青貯飼料均可發(fā)現(xiàn)霉菌毒素。高溫高濕的環(huán)境條件通常有利于飼料中霉菌的生長(zhǎng)和霉菌毒素的產(chǎn)生。迄今為止已經(jīng)分離和鑒定出來(lái)的霉菌毒素有300多種。一般而言，霉菌毒素主要是由4種霉菌屬所產(chǎn)生：曲霉菌屬(主要分泌黃曲霉毒素、赭曲霉毒素等)、青霉菌屬(主要分泌橘霉素等)、麥角菌屬(主要分泌麥角毒素)、鐮孢菌屬(主要分泌玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、T－2毒素、串珠鐮孢菌毒素)，也是最見(jiàn)的幾種霉菌毒素。霉菌毒素對(duì)動(dòng)物的危害是世界性的問(wèn)題，霉菌大多屬于中溫型微生物，最適宜生長(zhǎng)溫度一般為20～30℃，霉菌繁殖產(chǎn)毒的最適溫度為25～30℃，其中曲霉菌屬最適宜生長(zhǎng)溫度為30℃，青霉屬為28℃左右，鐮刀菌一般為20℃左右，一般危害飼料的霉菌孢子在7℃時(shí)即可發(fā)芽，溫度高于49℃時(shí)霉菌會(huì)被殺死或進(jìn)入孢子階段。霉菌毒素的危害主要體現(xiàn)在兩方面，第一養(yǎng)禽業(yè)：種禽攝入霉變飼料容易出現(xiàn)產(chǎn)蛋下降、受精率下降、孵化率下降；子代生長(zhǎng)不良，發(fā)生腸道綜合癥且難以控制。肉雞攝入霉變飼料后，機(jī)體容易出現(xiàn)腹霉菌、腎腫、生長(zhǎng)不良等癥狀，還會(huì)導(dǎo)致疫苗免疫失敗，容易誘發(fā)新城疫、傳支、流感等病毒性傳染病，臨床難以控制。第二方面人類(lèi)健康：霉菌毒素在畜產(chǎn)品中的殘留會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。目前霉菌毒素已成為食品安全的最大隱患，影響到人類(lèi)健康。畜禽食品被污染后，人食用會(huì)發(fā)生急、慢性中毒，或出現(xiàn)致畸、致癌、致突變。中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，但中國(guó)種殖業(yè)比重較大的是農(nóng)戶散養(yǎng)或者小型養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖，規(guī)模分散，植物霉菌毒素類(lèi)疫病防治霉菌平和生產(chǎn)管理能力落后，在發(fā)生疫病流行時(shí)，難以有效控制。存在著作物領(lǐng)域監(jiān)管對(duì)像種類(lèi)多、數(shù)量大、分布廣、規(guī)模不一等問(wèn)題，尤其作物環(huán)節(jié)中具有極強(qiáng)的隱蔽性和時(shí)間性的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢查如果靠眼面檢查從根本上不能積習(xí)難改現(xiàn)其問(wèn)題和隱患。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)也存在程序復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題，檢測(cè)結(jié)果出來(lái)后產(chǎn)品已經(jīng)銷(xiāo)售或轉(zhuǎn)移，無(wú)法及時(shí)處理，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需要及時(shí)、高效、快速的需要。而且，目前成熟的快速檢測(cè)技術(shù)大多是針對(duì)單一疫病或者藥物殘留進(jìn)行，也難以達(dá)到對(duì)檢測(cè)樣品種類(lèi)多樣、檢測(cè)項(xiàng)目繁多的檢測(cè)的目的。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始用生物技術(shù)來(lái)對(duì)植物疫病、植物產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行安全檢測(cè)。比如PCR檢測(cè)法、酶聯(lián)免疫法(ELISA)和操作比較簡(jiǎn)單的動(dòng)物疫病免疫層析檢測(cè)方法，PCR檢測(cè)法常用于核酸方面的檢測(cè)，敏感度好且準(zhǔn)確性相對(duì)較高，酶聯(lián)免疫法常用于檢測(cè)獸藥殘留及動(dòng)物疫病，具有特異性和靈敏度比較高的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)初篩有較好的應(yīng)用前景，但這兩者都需要專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)備和操作人員進(jìn)行檢驗(yàn)操作，對(duì)試驗(yàn)條件要求較高，施行不方便，成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種霉菌毒素檢測(cè)用操作平臺(tái)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種霉菌毒素檢測(cè)用操作平臺(tái)，從多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集中提取特征，所述標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集包括一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集和多個(gè)處理數(shù)據(jù)集，所述一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集表示對(duì)其中沒(méi)有毒素的霉菌的電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器(ECIS)響應(yīng)，所述多個(gè)處理數(shù)據(jù)集的每個(gè)表示對(duì)其中具有毒素的霉菌的ECIS響應(yīng)；利用提取的特征訓(xùn)練多個(gè)分類(lèi)器算法；從每個(gè)訓(xùn)練的分類(lèi)器算法產(chǎn)生多個(gè)分類(lèi)模型；評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型，并基于每個(gè)分類(lèi)模型的評(píng)價(jià)選擇其子集；提供所選擇的分類(lèi)模型的子集作為通用二元分類(lèi)器，通過(guò)為每一個(gè)控制數(shù)據(jù)集找出尾部和邊界而映射提取的特征，使得準(zhǔn)則函數(shù)最優(yōu)化，該準(zhǔn)則函數(shù)量化提取的特征和尾部對(duì)于分類(lèi)成通過(guò)二元分類(lèi)和失敗二元分類(lèi)中的一個(gè)的適宜性；電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器(ECIS)，所述電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器適于接收霉菌流并配置為提供ECIS數(shù)據(jù)；和處理器，所述處理器被耦合以接收ECIS數(shù)據(jù)并且配置為實(shí)施通用二元分類(lèi)器，所述通用二元分類(lèi)器被配置為響應(yīng)于ECIS數(shù)據(jù)而確定霉菌中是否存在毒素，其中所述通用二元分類(lèi)器(106)通過(guò)以下生成：從多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集中提取特征，所述標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集包括一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集和多個(gè)處理數(shù)據(jù)集，所述一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集表示對(duì)其中沒(méi)有毒素的霉菌的電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器(ECIS)響應(yīng)，所述多個(gè)處理數(shù)據(jù)集的每個(gè)表示對(duì)其中具有毒素的霉菌的ECIS響應(yīng)，利用提取的特征訓(xùn)練多個(gè)分類(lèi)器算法，從每個(gè)訓(xùn)練的分類(lèi)器算法產(chǎn)生多個(gè)分類(lèi)模型，評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型，并基于每個(gè)分類(lèi)模型的評(píng)價(jià)選擇其子集，提供所選擇的分類(lèi)模型的子集被提供作為通用二元分類(lèi)器。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：預(yù)處理一個(gè)或多個(gè)原始先驗(yàn)控制數(shù)據(jù)集和多個(gè)先驗(yàn)原始處理數(shù)據(jù)集以由此產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集.

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：其中評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型(208)的步驟包括：確定每個(gè)分類(lèi)模型的假陽(yáng)性率(FPR)；和比較確定的FPR和預(yù)先確定的FPR閾值。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：如果確定的FPR小于預(yù)先確定的FPR閾值則選擇分類(lèi)模型作為所述子集的一部分。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：其中評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型的步驟包括：確定每個(gè)分類(lèi)模型的真陽(yáng)性率(TPR)；和比較確定的TPR和預(yù)先確定的TPR閾值。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述通用二元分類(lèi)器(106)將接收的ECIS提供給每個(gè)選擇的分類(lèi)模型的子集；和基于來(lái)自所有選擇的分類(lèi)模型的子集的輸出確定霉菌中是否存在毒素。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明具有高效、快速、結(jié)果判斷直觀和穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為霉菌毒素檢測(cè)用操作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2以流程圖的形式描繪了用于產(chǎn)生由圖1的處理器實(shí)施的通用二元分類(lèi)器的全部過(guò)程。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明實(shí)施例中，一種霉菌毒素檢測(cè)用操作平臺(tái)，從多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集中提取特征204，所述標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集包括一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集和多個(gè)處理數(shù)據(jù)集，所述一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集表示對(duì)其中沒(méi)有毒素的霉菌的電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器ECIS響應(yīng)，所述多個(gè)處理數(shù)據(jù)集的每個(gè)表示對(duì)其中具有毒素的霉菌的ECIS響應(yīng)；利用提取的特征訓(xùn)練多個(gè)分類(lèi)器算法206；從每個(gè)訓(xùn)練的分類(lèi)器算法產(chǎn)生多個(gè)分類(lèi)模型208；評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型208，并基于每個(gè)分類(lèi)模型的評(píng)價(jià)208選擇其子集；提供所選擇的分類(lèi)模型的子集212作為通用二元分類(lèi)器106，通過(guò)為每一個(gè)控制數(shù)據(jù)集找出尾部和邊界而映射提取的特征，使得準(zhǔn)則函數(shù)最優(yōu)化，該準(zhǔn)則函數(shù)量化提取的特征和尾部對(duì)于分類(lèi)成通過(guò)二元分類(lèi)和失敗二元分類(lèi)中的一個(gè)的適宜性；電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器ECIS102，所述電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器適于接收霉菌流并配置為提供ECIS數(shù)據(jù)；和處理器104，所述處理器被耦合以接收ECIS數(shù)據(jù)并且配置為實(shí)施通用二元分類(lèi)器，所述通用二元分類(lèi)器106被配置為響應(yīng)于ECIS數(shù)據(jù)而確定霉菌中是否存在毒素，其中所述通用二元分類(lèi)器106通過(guò)以下生成：從多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集中提取特征，所述標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集包括一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集和多個(gè)處理數(shù)據(jù)集，所述一個(gè)或多個(gè)控制數(shù)據(jù)集表示對(duì)其中沒(méi)有毒素的霉菌的電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器ECIS響應(yīng)，所述多個(gè)處理數(shù)據(jù)集的每個(gè)表示對(duì)其中具有毒素的霉菌的ECIS響應(yīng)，利用提取的特征訓(xùn)練多個(gè)分類(lèi)器算法，從每個(gè)訓(xùn)練的分類(lèi)器算法產(chǎn)生多個(gè)分類(lèi)模型，評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型，并基于每個(gè)分類(lèi)模型的評(píng)價(jià)選擇其子集，提供所選擇的分類(lèi)模型的子集被提供作為通用二元分類(lèi)器。

預(yù)處理一個(gè)或多個(gè)原始先驗(yàn)控制數(shù)據(jù)集和多個(gè)先驗(yàn)原始處理數(shù)據(jù)集以由此產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化先驗(yàn)數(shù)據(jù)集.

其中評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型208的步驟包括：確定每個(gè)分類(lèi)模型的假陽(yáng)性率FPR；和比較確定的FPR和預(yù)先確定的FPR閾值。

如果確定的FPR小于預(yù)先確定的FPR閾值則選擇分類(lèi)模型作為所述子集的一部分。

其中評(píng)價(jià)每個(gè)分類(lèi)模型的步驟包括：確定每個(gè)分類(lèi)模型的真陽(yáng)性率TPR；和比較確定的TPR和預(yù)先確定的TPR閾值。

所述通用二元分類(lèi)器106將接收的ECIS提供給每個(gè)選擇的分類(lèi)模型的子集；和基于來(lái)自所有選擇的分類(lèi)模型的子集的輸出確定霉菌中是否存在毒素。

圖1，描繪了霉菌毒素檢測(cè)用操作平臺(tái)100的示意性實(shí)施例，包括生物傳感器102和處理器104。所述生物傳感器102優(yōu)選的是電細(xì)胞基質(zhì)阻抗傳感器(ECIS)。所述ECIS102適于接收霉菌流并被配置為提供ECIS數(shù)據(jù)。如通常所知的，ECIS包括相對(duì)小的電極，所述電極具有在其表面上生長(zhǎng)的細(xì)胞。由于其膜的絕緣特性，所述細(xì)胞響應(yīng)于各種物理現(xiàn)象中的變化而表現(xiàn)為阻抗變化。這些現(xiàn)象之一就是存在各種化合物。因此，從所述ECIS傳感器102提供的ECIS數(shù)據(jù)表示響應(yīng)于流過(guò)其的霉菌中的毒素化合物濃度的變化的阻抗變化。處理器104被耦合以從ECIS傳感器102接收ECIS數(shù)據(jù)，并且實(shí)施通用二元分類(lèi)器106。所述通用二元分類(lèi)器106被配置為響應(yīng)于ECIS數(shù)據(jù)確定霉菌中是否存在毒素。由所述處理器104實(shí)施的通用二元分類(lèi)器106以相對(duì)高的靈敏度和相對(duì)低的假陽(yáng)性率確定霉菌中存在或不存在一種或多種毒素。如此處所使用的，假陽(yáng)性表示當(dāng)一種毒素實(shí)際上不存在時(shí)確定存在該毒素。根據(jù)即刻將要解釋的過(guò)程產(chǎn)生所述通用二元分類(lèi)器106。然而，做此之前，需要注意處理器104可以使用多種已知的通用微處理器和/或響應(yīng)于程序指令工作的應(yīng)用特定處理器的任何一個(gè)或多個(gè)來(lái)實(shí)施。可以意識(shí)到處理器104可使用各種其他的電路而不僅僅是可編程處理器來(lái)實(shí)施。例如，數(shù)字邏輯電路和模擬信號(hào)處理電路也可被使用。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。