利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法，首先測算炭黑的光聲光譜，然后在相同的條件下，以炭黑為底，分別繪制道地藥材粉末和未知藥材粉末的光聲圖譜，并通過計算機對比道地藥材圖譜和未知藥材圖譜，來確認未知藥材。本方法采用的光聲光譜法，能夠進行快速精準的測量，相比現(xiàn)有的檢測方法更加穩(wěn)定、實用性更強。
【專利說明】利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及中藥檢測方法，具體涉及到一種利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法?！颈尘凹夹g】
[0002]中藥是中國幾千年文明的寶貴遺產(chǎn)，對各種中藥材的結(jié)構和成分進行分析是目前中國醫(yī)藥事業(yè)的重要工作?，F(xiàn)有的對中藥材進行成分檢測和分析的技術主要是光譜和色譜技術。對于光譜技術而言，在遇到高反射、高散射、不透明的樣品時，處理難度很大，研究效果很不理想；對于色譜技術而言，樣品必須先制作成粉末，然后要經(jīng)過萃取、過濾、烘干等步驟，因此實驗周期長、成本高、程序復雜，并且由于化學污染的緣故，經(jīng)過實驗的藥品已經(jīng)不可以重復利用。因此，對于中藥材的結(jié)構和成分分析，傳統(tǒng)的光譜和色譜技術有一定的應用局限性。
[0003]上世紀七十年代以來，光聲譜技術得到迅速的發(fā)展，已在物理、化學、生物學、醫(yī)學、農(nóng)學、環(huán)境保護等各方面得到廣泛應用，成為當前國際上結(jié)構和成分分析最為引人矚目的研究領域之一。與傳統(tǒng)的光譜技術相比，光聲譜技術對于各種光學性能不同的材料，比如完全透明的、完全不透明的、高反射率的、高散射率的等等，都可以對其進行成分檢測和分析；與傳統(tǒng)的色譜技術相比，光聲譜技術不需要對樣品做復雜的前期處理，并且對樣品的檢測是無損的。因此，光聲譜技術應該成為研究中藥成分的理想手段之一。
[0004]光聲光譜的工作過程為，經(jīng)過周期性調(diào)制的單色光照射到密封于光聲池中的固體粉末樣品上，樣品吸收光能，并以釋放熱能的方式退激，釋放的熱能使樣品和氣體的邊界上產(chǎn)生周期性的溫度變化，從而導致氣體產(chǎn)生周期性壓力波動。這種壓力波動通過整個氣柱傳輸?shù)絺髀暺?，并通過放大得到光聲信號。若入射單色光波長可變，則可測到隨波長而變的光聲信號圖譜，這就是樣品材料的光聲譜。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術中的上述不足，本發(fā)明提出了一種新的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種具有高靈敏度和高穩(wěn)定性，能夠準確快速的鑒定未知中藥材粉末的方法。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:提供一種利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法，包括以下步驟:
A、光源發(fā)出的光經(jīng)過單色儀后，發(fā)出激光束投射到斬波器，通過斬波器獲得強度、周期可調(diào)的單色光；單色光經(jīng)過反射鏡變向和透鏡聚焦后，垂直射入聲光池內(nèi)；聲光池內(nèi)傳聲器接收的信號依次經(jīng)過前置放大器和鎖相放大器后輸入計算機，計算機存儲、處理接收到的信號，根據(jù)單色光波長和傳聲器檢測的信號繪制波長-光聲信號強度圖譜；
B、炭黑光聲圖譜:將炭黑粉末置于光聲池內(nèi)，在單色儀分光波長為250nm到450nm，步長Inm時，經(jīng)過步驟A中所述的過程得到炭黑在不同波長時傳聲器檢測的信號，不同波長獲取的不同信號存儲在計算機內(nèi)，得到炭黑的光聲圖譜； C、道地藥材光聲圖譜:將道地藥材粉末置于光聲池內(nèi)，在與步驟B相同的條件下檢測道地藥材在不同波長時的光聲信號，并以波長-道地藥材光聲信號與炭黑光聲信號的差值繪制道地藥材光聲圖譜；
D、未知藥材光聲圖譜:將未知藥材粉末置于光聲池內(nèi)，在與步驟B相同的條件下檢測未知藥材在不同波長時的光聲信號；并以波長-未知藥材光聲信號與炭黑光聲信號的差值繪制未知藥材光聲圖譜；
E、未知藥材的確定:米集對比道地藥材光聲圖譜和未知藥材光聲圖譜中吸收峰、波形和吸收強度，通過計算機軟件進行擬合度對比，匹配出與未知藥材光聲圖譜擬合度最高的道地藥材光聲圖譜，確認未知藥材。
[0008]優(yōu)選的，光源為氙光，功率為150W。
[0009]優(yōu)選的，斬波器的頻率為80Hz。
[0010]優(yōu)選的，鎖相放大器接收斬波器的參考信號。
[0011]優(yōu)選的，計算機與單色儀連接，計算機控制單色儀的分光波段。
[0012]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明通過炭黑做本底，先測定道地中藥固體粉末的光聲圖譜，確定得到該中藥的標準光聲圖譜，再測定未知中藥固體粉末的光聲圖譜，通過對比兩者光聲譜的特征，再經(jīng)軟件進行擬合度對比，從而對未知中藥固體粉末進行鑒定；本方法采用的光聲光譜法，能夠進行快速精準的測量，相比現(xiàn)有的檢測方法更加穩(wěn)定、實用性更強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1至圖10分別為道地藥材黃連、黃柏、川貝母、川木通、川木香、川楝子、川牛膝、川射干、川烏和川穹的光聲光譜圖；
圖11為炭黑的光聲光譜圖；
圖12為本發(fā)明的工作原理圖；
圖13至圖17分別為未知普通藥材黃連、黃柏、川貝母、川木通和川木香的光聲光譜圖。
[0014]其中，圖12中的實現(xiàn)代表光傳輸路徑，虛線代表電路連接，其余光聲圖譜中橫坐標為波長，縱坐標為吸收強度。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:炭黑光聲光譜的測量
將炭黑加入光聲池中，開啟氙燈，功率為150W。經(jīng)過單色儀發(fā)出的激光束投射到斬波器，通過斬波器獲得強度、周期可調(diào)的單色氙光。單色儀的工作波段取在紫外區(qū)，波長為250nm到450nm，步長為Inm ;斬波器頻率為80Hz。單色光經(jīng)過反射鏡變向和透鏡聚焦后，垂直射入聲光池內(nèi)。炭黑受到周期性加熱后，引起炭黑表面氣體的周期性膨脹和收縮，該壓力波由傳聲器檢測，靈敏度為51.3mv/Pa。聲光池內(nèi)傳聲器接收的信號依次經(jīng)過前置放大器和鎖相放大器后輸入計算機，同時斬波器向鎖相放大器提供參考信號，優(yōu)化光聲圖譜。計算機通過通信電路控制單色儀的分光波長，同時存儲、處理接收到的信號，根據(jù)單色光波長和傳聲器檢測的信號繪制炭黑的波長-光聲信號強度圖譜。所有光聲圖譜均以波長為橫坐標，吸收強度為縱坐標。[0016]實施例2:道地藥材光聲圖譜的測量
一般的，中藥材的鑒定標準參照道地藥材，即以道地藥材代表標準藥材。測量道地藥材的光聲圖譜時，首先將道地藥材粉末置于光聲池內(nèi)，在與實施例1中相同的條件下檢測道地藥材在不同波長時的光聲信號，并以波長-道地藥材光聲信號與炭黑光聲信號的差值繪制道地藥材光聲圖譜。本文所述的以炭黑圖譜為底是指，在繪制道地藥材或者未知藥材的光聲圖譜時，以波長為橫坐標，以道地藥材或者未知藥材與炭黑在同一波長時計算機接收的光信號強度差值作為縱坐標。
[0017]實施例3:未知中藥材光聲圖譜的測量
先將未知中藥材粉末置于光聲池內(nèi)，在與實施例1中相同的條件下檢測未知藥材在不同波長時的光聲信號，并以波長-未知藥材光聲信號與炭黑光聲信號的差值繪制未知中藥材的光聲圖譜。
[0018]在鑒別未知中藥材時，采集其光聲圖譜后，通過對比道地藥材光聲圖譜和未知藥材光聲圖譜中吸收峰、波形和吸收強度，使用計算機軟件進行擬合度對比，匹配出與未知藥材光聲圖譜擬合度最高的道地藥材光聲圖譜，確認未知藥材。一般地，在計算機內(nèi)首先存儲有所有中藥材的道地藥材粉末的光聲圖譜，使未知中藥的圖譜能夠具有比對對象，完成鑒定。
[0019]在檢測未知中藥粉末的圖譜，得到圖13至圖17中五種未知藥材的光聲圖譜，經(jīng)過計算機擬合度對比后，其分別與黃連、黃柏、川貝母、川木通和川木香的光聲圖譜擬合，因此能夠確認這五種藥材分別為黃連、黃柏、川貝母、川木通和川木香。
【權利要求】
1.一種利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法，包括以下步驟: A、光源發(fā)出的光經(jīng)過單色儀后，發(fā)出激光束投射到斬波器，通過斬波器獲得強度、周期可調(diào)的單色光；單色光經(jīng)過反射鏡變向和透鏡聚焦后，垂直射入聲光池內(nèi)；聲光池內(nèi)傳聲器接收的信號依次經(jīng)過前置放大器和鎖相放大器后輸入計算機，計算機存儲、處理接收到的信號，根據(jù)單色光波長和傳聲器檢測的信號繪制波長-光聲信號強度圖譜； B、炭黑光聲圖譜:將炭黑粉末置于光聲池內(nèi)，在單色儀分光波長為250nm到450nm，步長Inm時，經(jīng)過步驟A中所述的過程得到炭黑在不同波長時傳聲器檢測的信號，不同波長獲取的不同信號存儲在計算機內(nèi)，得到炭黑的光聲圖譜； C、道地藥材光聲圖譜:將道地藥材粉末置于光聲池內(nèi)，在與步驟B相同的條件下檢測道地藥材在不同波長時的光聲信號，并以波長-道地藥材光聲信號與炭黑光聲信號的差值繪制道地藥材光聲圖譜； D、未知藥材光聲圖譜:將未知藥材粉末置于光聲池內(nèi)，在與步驟B相同的條件下檢測未知藥材在不同波長時的光聲信號；并以波長-未知藥材光聲信號與炭黑光聲信號的差值繪制未知藥材光聲圖譜； E、未知藥材的確定:米集對比道地藥材光聲圖譜和未知藥材光聲圖譜中吸收峰、波形和吸收強度，通過計算機軟件進行擬合度對比，匹配出與未知藥材光聲圖譜擬合度最高的道地藥材光聲圖譜，確認未知藥材。
2.如權利要求1所述的利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法，其特征在于:所述光源為氣光，功率為150W。
3.如權利要求1所述的利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法，其特征在于:所述斬波器的頻率為80Hz。
4.如權利要求1所述的利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法，其特征在于:所述鎖相放大器接收斬波器的參考信號。
5.如權利要求1所述的利用光聲光譜檢測中藥粉末的方法，其特征在于:所述計算機與單色儀連接，計算機控制單色儀的分光波段。
【文檔編號】G01N21/31GK103808676SQ201410020744
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權日:2014年1月17日
【發(fā)明者】童榮生, 肖洪濤, 陳璐, 高椿明, 趙斌興 申請人:四川省醫(yī)學科學院（四川省人民醫(yī)院）, 電子科技大學