400-099-6602

微量元素组学结合 AI 模型解析复杂体系多维特征

作者:

科迈恩

发布时间:

2025-07-04

浏览量:

基于ModelLab微量元素组学数据整合平台,融合IRMS/TIMS/LIBS/ICP-MS/AAS/AFS/XRF 等多模态元素分析技术,开发 "微量元素谱-生态数据-物质特性" 协同建模体系。该体系通过痕量元素定量分析、非靶向地球化学指纹图谱及AI驱动的机器学习模型,为跨领域物质基源鉴别与品质特征评价提供从元素分布一致性到环境特征溯源的全链条量化评估解决方案。
 
行业AI解决方案

微量元素组学结合 AI 模型解析复杂体系多维特征

多组学数据融合与智能模型构建驱动质量标准革新

基于ModelLab微量元素组学数据整合平台,融合IRMS/TIMS/LIBS/ICP-MS/AAS/AFS/XRF 等多模态元素分析技术,开发 "微量元素谱-生态数据-物质特性" 协同建模体系。该体系通过痕量元素定量分析、非靶向地球化学指纹图谱及AI驱动的机器学习模型,为跨领域物质基源鉴别与品质特征评价提供从元素分布一致性到环境特征溯源的全链条量化评估解决方案。
  • 痕量元素智析:解码物质本质特征
  • AI 挖掘指纹:锁定质量关键要素
  • 模型驱动质控:赋能全链价值升级

解决方案简介

自然界中分布的80余种微量元素与20余种常量元素的稳定同位素一起共同构成了微量元素组学的研究对象特征。该方法通过ICP-MS等离子体质谱法、IR稳定同位素比质谱法,以及LIBS激光诱导击穿光谱法等痕量元素检测技术,并借助化学计量学机器学习算法,建立了基于分析对象微量元素表征模式识别的各类应用场景,为地理标志物产地溯源、食品真实性评价、道地药材分等分级,考古与地质分析、医学临床诊断等复杂体系分析提供了创新的组学分析手段。

近年来,科迈恩科技将AI技术与仪器分析行业紧密融合,通过围绕化学计量学机器学习与各类质谱、光谱数据分析算法系统的研究,开发了围绕中药材、食品与农产品、地质等不同行业的微量元素组学分析与应用解决方案,实现了对各类无机、有机分析对象的微量元素模式识别及溯源目的。其中,通过该多组学分析结合仪器快检与人工智能技术,利用产品内在品质的不可仿冒、不可篡改特性,ModelLab系统可实现对地理标志物产品的不依赖于“区块链”及“一物一码”标识追踪的真实性微量元素“指纹图谱”溯源技术,其综合识别准确率可达99%。

 

1. 多模态数据整合与智能分析

ModelLab 整合 ICP-MS/AAS/XRF 等微量元素检测技术与化学计量学算法,实现痕量元素分布、同位素谱与环境参数多维度数据深度耦合。通过机器学习构建 "微量元素谱 - 生态数据 - 物质特性" 多维分析模型,突破传统单元素检测局限,显著提升复杂体系解析精度。

2. 标准化流程与动态质控标准

ModelLab内置标准化预处理模块支持国标高通量数据处理,AI 模型基于实时更新的样本数据库动态迭代优化质量评价标准。模块化架构可快速部署中药材、食品、材料等领域专属分析流程,保障跨行业质量管控的一致性与灵活性。

 

3. 化学计量学驱动特征挖掘

ModelLab内置算法标准可精准识别关键元素标志物,结合非靶向地球化学指纹图谱量化物质间元素分布相似度。通过局部离群因子算法实现生产过程质量异常自动识别与预警,为风险防控提供数据支撑。

4. 全产业链质量管控与决策支持

从原料到成品的全链条元素分布追踪技术,支撑地理标志认证与真伪鉴别,显著提升检测分析效率。主导制定多项国家标准,推动行业质量评价从经验判断向数据驱动转型,为科学决策提供智能化解决方案。

应用领域

1. 药材基源鉴别与道地溯源

通过 ICP-MS 等技术获取药材微量元素指纹图谱,结合 AI 模型构建物种特异性元素标记库。该技术可精准区分易混淆药材并建立地理标志药材的地球化学特征数据库,为道地性认证与产业链质控提供科学依据。

2. 食品产地溯源与营养评估

利用痕量元素分析技术锁定农产品原产地特征,结合机器学习算法构建 "元素指纹 - 产地环境" 关联模型。可实现地理标志食品的真伪鉴别,并通过微量元素丰缺评估营养品质与重金属污染风险,保障食品安全。

3. 环境污染溯源与生态评估

通过土壤 / 水体中重金属元素分布解析污染来源,结合同位素示踪技术构建污染迁移模型。可动态预警流域生态风险,并评估微量元素对植物生长、微生物群落的影响,支撑生态修复与可持续发展。

 

4. 材料性能优化与工艺控制

调控痕量元素分布改善材料性能,结合在线检测技术实现半导体芯片生产中 ppb 级杂质监控。AI 模型可预测元素 - 性能关联规律,优化工艺参数,提升精密制造产品一致性。

5. 疾病机制探索与精准医疗

通过血液 / 尿液微量元素检测等揭示代谢异常与疾病关联,结合代谢组学数据构建 AI 预测模型。可早期诊断微量元素缺乏症,并指导个体化营养干预,推动精准医疗发展。

6. 精准农业与作物营养调控

分析土壤微量元素丰缺,结合卫星遥感数据指导配方施肥。筛选高营养元素富集品种,研究微量元素对作物抗逆性的影响,提升农业生产效率。

 

7. 矿产勘查与资源开发

通过水系沉积物微量元素异常定位矿体,结合地球化学建模预测油气储层分布。同时,利用稀土元素指纹区分天然与合成宝石,助力宝玉石鉴定与资源开发。

8. 消费品安全与品质优化

检测化妆品中铅、汞等重金属及锗、硒等功效成分,分析烟草中微量元素与卷烟品质的关系。可优化工业生产工艺,提升消费品安全性与用户体验。

9. 物证溯源与毒物检测

利用土壤 / 玻璃等物证的微量元素指纹锁定犯罪现场来源,结合 AFS 技术快速筛查生物样本中的重金属中毒。为司法鉴定提供科学证据,助力公共安全事件处置。


人工智能赋能来凤姜品质鉴别

作者:

科迈恩

发布时间:

2025-07-31

浏览量:

科迈恩与农业农村部食物与营养发展研究所合作,围绕来凤姜与其他姜营养成分如姜辣素、姜黄素、黄酮、多糖、以及硒、锌等微量元素、挥发油等的不同,利用ModelLab Matman AI建模平台开展建模分析,进行来凤姜的道地性品质分等分级体系构建。不仅实现了对来凤姜的道地性差异的科学量化,还为农产品品质评价体系提供可复用的技术框架,助力实现"优质优价"的产业升级目标。

微量元素组学结合 AI 模型解析复杂体系多维特征

作者:

科迈恩

发布时间:

2025-07-04

浏览量:

基于ModelLab微量元素组学数据整合平台,融合IRMS/TIMS/LIBS/ICP-MS/AAS/AFS/XRF 等多模态元素分析技术,开发 "微量元素谱-生态数据-物质特性" 协同建模体系。该体系通过痕量元素定量分析、非靶向地球化学指纹图谱及AI驱动的机器学习模型,为跨领域物质基源鉴别与品质特征评价提供从元素分布一致性到环境特征溯源的全链条量化评估解决方案。

基源鉴别范式革新:AI 模型构建中药材质量标准智能判别体系

作者:

科迈恩

发布时间:

2025-07-04

浏览量:

基于 ModelLab 系列软件构建的多模态数据建模平台,整合 LC-MS、GC-MS、NMR、红外、拉曼光谱等检测技术,通过靶向成分分析、非靶向指纹图谱相似度评价及 AI 驱动的机器学习模型,为中药材基源鉴别提供从成分一致性到整体质量控制的全流程量化评估体系。

道地性评价智能化转型:AI 模型赋能中药材质量标准生态重构

作者:

科迈恩

发布时间:

2025-07-04

浏览量:

基于 ModelLab 多组学数据整合平台,融合 LC-MS/GC-MS/NMR/FTIR 等多模态分析技术,构建 "环境 - 成分 - 代谢" 三维模型,通过非靶向代谢组指纹图谱、同位素溯源及 AI 驱动的生态特征建模,实现中药材道地性生态特征量化评价与产地溯源。

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