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Determination of composition of mixed biological samples using laser-induced fluorescence and combined classification/regression models

Fellner, Lea und Kraus, Marian und Walter, Arne und Duschek, Frank und Bocklitz, Thomas und Gabbarini, Valentina und Rossi, Riccardo und Puleio, Alessandro und Malizia, Andrea und Gaudio, Pasquale (2021) Determination of composition of mixed biological samples using laser-induced fluorescence and combined classification/regression models. European Physical Journal Plus. Springer. doi: 10.1140/epjp/s13360-021-02019-1. ISSN 2190-5444.

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Kurzfassung

Abstract Laser-induced fluorescence (LIF) provides the ability to distinguish organic materials by a fast and distant in situ analysis. When detecting the substances directly in the environment, e.g. in an aerosol cloud or on surfaces, additional fluorescence signals of other fluorophores occurring in the surrounding are expected to mix with the desired signal. We approached this problem with a simplified experimental design for an evaluation of classification algorithms. An upcoming question for enhanced identification capabilities is the case of mixed samples providing different signals from different fluorophores. For this work, mixtures of up to four common fluorophores (NADH, FAD, tryptophan, and tyrosine) were measured by a dual wavelength setup and spectrally analyzed. Classification and regression are conducted with neural networks and show an excellent performance in predicting the ratios of the selected ingredients.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/139865/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Determination of composition of mixed biological samples using laser-induced fluorescence and combined classification/regression models
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fellner, Lealea.fellner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1359-0260NICHT SPEZIFIZIERT
Kraus, MarianMarian.Kraus (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5385-9420NICHT SPEZIFIZIERT
Walter, Arnearne.walter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4377-9152NICHT SPEZIFIZIERT
Duschek, Frankfrank.duschek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1809-0257NICHT SPEZIFIZIERT
Bocklitz, Thomasthomas.bocklitz (at) uni-jena.dehttps://orcid.org/0000-0003-2778-6624NICHT SPEZIFIZIERT
Gabbarini, Valentinavalentina.gabbarini (at) uniroma2.ithttps://orcid.org/0000-0003-4935-9893NICHT SPEZIFIZIERT
Rossi, Riccardoriccardo.rossi.en (at) gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4414-6119NICHT SPEZIFIZIERT
Puleio, Alessandroalessandro.puleio.edu (at) gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1687-7996NICHT SPEZIFIZIERT
Malizia, Andreamalizia (at) ing.uniroma2.ithttps://orcid.org/0000-0002-4123-1716NICHT SPEZIFIZIERT
Gaudio, Pasqualegaudio (at) ing.uniroma2.ithttps://orcid.org/0000-0003-0861-558XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 November 2021
Erschienen in:European Physical Journal Plus
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1140/epjp/s13360-021-02019-1
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Biscari, Paolopaolo.biscari (at) polimi.ithttps://orcid.org/0000-0001-9299-6340NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer
ISSN:2190-5444
Status:veröffentlicht
Stichwörter:laser-induced fluorescence; LIF; classification and regression models; machine learning algorithms; neural networks; biological fluorophores; mixtures
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Starrflügler (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Starrflüglerforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Laserforschung und -technologie (alt), L - Laserforschung und Technologie (alt)
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Physik > Atmosphärische Propagation und Wirkung
Institut für Technische Physik
Hinterlegt von: Kraus, Marian
Hinterlegt am:13 Jan 2021 12:06
Letzte Änderung:14 Jun 2022 13:09

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