一种基于同位素标记的碳氮元素来源追踪方法

本发明涉及元素追踪，具体为一种基于同位素标记的碳氮元素来源追踪方法。

背景技术：

1、碳和氮是两种重要的化学元素，在自然界中扮演着关键角色，碳是生命的基本构成元素之一，所有有机分子如蛋白质、脂肪、碳水化合物和核酸的基础都是碳，植物通过光合作用固定二氧化碳，是生态系统中的主要能源来源，而氮在自然界中主要以分子态存在，占地球大气约78%，也以氨、硝酸盐和有机氮化合物的形式存在，碳和氮在生态系统中密切相关，植物在光合作用中吸收二氧化碳，且需要氮来合成蛋白质和核酸，这两种元素的浓度和循环状态会相互影响，进而影响植物的生长和生态平衡，对碳和氮元素的来源进行追踪具有多个重要的科学和实际意义，追踪碳和氮的来源可以帮助识别和量化污染物的来源，例如农业施肥、工业废水排放等。

2、专利公开号为cn109932290a的一种基于流式影像运动目标追踪的颗粒计数方法，根据追踪目标的位置信息，采用kalmanfilter方法预测所述追踪目标在每一帧图像中的位置，与视频的后续帧图像检测到的运动目标的位置对比，以两个位置的相对距离作为判断依据，判断是否属于对应追踪目标，与flowcam、mfi等采用静态运动目标计数技术相比，避免了重复计数，避免杂质背景和样品均匀性对结果的影响，进而提高分析过程的准确性，其结果更接近实际值，且所述的动态追踪技术的颗粒计数方法首次被运用在微生物分析、水环境分析技术。

3、上述以及类似的技术方案在通过同位素追踪碳氮元素的来源时，当实验不在实验室内进行时，无法提供稳定的反应温度时，不同地区温度的差异会对实验过程起到不同的影响，当温度太高或者太低时，都会对元素的反应造成影响，并且在不同的反应阶段，反应过程需要的最佳温度并不是固定的，随着反应的进行，反应速度会出现相应的降低或者加快，从而对工作人员的追踪过程造成一定的干扰，当反应速度降低时，需要耗费较多的时间才能完成对碳氮元素的来源追踪，而当反应的速度较快时，容易无法获取到反应的精确过程信息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于同位素标记的碳氮元素来源追踪方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于同位素标记的碳氮元素来源追踪方法，包括：

3、数据获取：设定初始温度，得到初始温度项，获取标记同位素在初始温度项下的运动速度，得到初始速度项；

4、阶段划分：将反应过程划分为第一阶段和第二阶段，分别对第一阶段和第二阶段设定速度阈值，得到第一阶段阈值项和第二阶段阈值项，第一阶段提高反应速度，第二阶段降低反应速度，限制标记同位素在第一阶段的最高速度和第二阶段的最低速度；

5、温度调节：通过调节方法对初始温度项进行调节，获取标记同位素的运动速度，得到实时速度项，根据对实时速度项的不断获取，进而获取标记同位素的最佳反应温度，保证标记同位素时刻达到最佳反应；

6、所述调节方法包括：

7、步骤一：检测间隔设定，设定检测间隔，得到检测间隔项，根据检测间隔项持续获取标记同位素的运动速度，得到实时速度项，进而得到实时速度集，实时速度集至少包括一个实时速度项；

8、步骤二：峰值获取，基于实时速度集，获取标记同位素的速度峰值，得到速度峰值项，并获取与速度峰值项对应的目标温度，得到温度变更项；

9、步骤三：阶段确认，确认反应所处的阶段，在反应处于第一阶段时，将速度峰值项与第一阶段阈值项进行对比，当速度峰值项未达到第一阶段阈值项时，以速度峰值项对应的目标温度作为温度变更项，当速度峰值项达到第一阶段阈值项时，以第一阶段阈值项对应的目标温度作为温度变更项，在反应处于第二阶段时，以第二阶段阈值项对应的目标温度作为温度变更项；

10、步骤四：温度变更，基于温度变更项对温度进行调节，保证标记同位素的运动稳定以及反应强度。

11、更进一步地，所述检测间隔设定的方法包括：

12、s1：间隔调节，设定变更阈值以及正负增长比例，获取实时速度集中相邻两次标记同位素的运动速度差值，得到速度差值项，进而得到速度差值集，速度差值集至少包括一个速度差值项；

13、s2：差值判断，基于速度差值集进行判断，当速度差值集中未存在达到变更阈值的速度差值项时，基于正增长比例对检测间隔项进行延长，当速度差值集中存在达到变更阈值的速度差值项时，基于负增长比例对检测间隔项进行缩短。

14、更进一步地，所述温度变更项的获取方法包括：

15、n1：特征点获取，基于速度差值项进行正负判断，当速度差值项为负数时，分别设定组成速度差值项的两个实时速度项为第一速度特征点和第二速度特征点；

16、n2：温度变更项确定，以第一速度特征点对应的目标温度作为温度变更项。

17、更进一步地，所述温度变更项的获取方法还包括：扩展阈值设定，设定扩展阈值，在n1的步骤中，当速度差值项为负数时，基于扩展阈值再次获取目标扩展阈值内的速度差值项，并再次进行正负判断，当目标扩展阈值内的速度差值项均为负数时，选取第一个为负数的速度差值项作为目标差值项，并重复n1-n2的步骤，当目标扩展阈值内的速度差值项存在正数时，设定第一个为负数的速度差值项作为对比差值项，重复n1-n2的步骤，将得到的温度变更项作为对比温度项，重新重复n1-n2的步骤，进而得到扩展温度项，并与对比温度项进行比较，当扩展温度项大于对比温度项时，以扩展温度项作为温度变更项，反之则以对比温度项作为温度变更项。

18、更进一步地，所述阶段划分的方法包括：

19、m1：变更点设定，设定标记同位素的检测时间，以检测时间作为变更点，得到第一范围和第二范围，第一范围为反应开始到变更点，第二范围为变更点到反应结束；

20、m2：阶段对应，基于第一范围和第二范围分别与第一阶段和第二阶段进行对应，第一范围对应第一阶段，第二范围对应第二阶段。

21、更进一步地，所述阶段确认的方法包括：阶段判断，确认反应所处阶段是否到达变更点，进而进行阶段确认，当反应所处阶段未到达变更点时，确认反应所处阶段为第一阶段，当反应所处阶段到达变更点时，确认反应所处阶段为第二阶段。

22、更进一步地，所述第一阶段阈值项的获取方法包括：

23、x1：图像获取，获取标记同位素在不同温度下的状态图像，得到状态图像集；

24、x2：临界点确定，基于状态图像集，确定目标标记同位素的最高临界温度，得到临界温度项；

25、x3：保护阈值设定，设定保护阈值，基于保护阈值以及临界温度项对应的临界速度，设定临界速度项的下降幅度，得到第一阶段阈值项。

26、更进一步地，所述第二阶段阈值项的获取方法包括：基于状态图像集，确定目标标记同位素的最低临界温度，同时基于保护阈值以及最低临界温度对应的临界速度，设定速度的上升幅度，得到第二阶段阈值项。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、该基于同位素标记的碳氮元素来源追踪方法，通过设置初始温度以及设定检测间隔，分别得到初始温度项以及检测间隔项，在初始温度项的前提下，获取标记同位素的运动速度，得到初始速度项，通过调节方法，以检测间隔项为基准，对实时温度进行调节，获取标记同位素的运动速度，得到实时速度项，通过对标记同位素的实时速度项进行判断，从而获取标记同位素的最佳反应温度，根据对实时速度项进行连续的判断，对实时温度进行不断调节，保证标记同位素在状态正常的情况下时刻达到最高的反应速度。

29、同时，将整个反应阶段划分为两个阶段，第一阶段提高标记同位素的反应强度，第二阶段降低标记同位素的反应强度，第一阶段提高反应速度，为了提高标记同位素的混合以及生长速度，第二阶段降低反应速度，是为了更好的对标记同位素进行检测，降低标记同位素的活性，更有利于进行检测，通过调节方式对温度进行调节的同时，获取标记同位素在不同温度下的运动速度，从而可以获取标记同位素的最佳反应温度。