本實(shí)用新型屬于光聲光譜檢測(cè)領(lǐng)域，本實(shí)用新型涉及一種基于光聲光譜的中藥湯劑成分檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

中醫(yī)藥作為醫(yī)藥的重要組成部分，為幾千年來(lái)中華民族的繁衍生息、繁榮昌盛作出了卓越的貢獻(xiàn)。盡管中醫(yī)藥的功效經(jīng)受住了歷史考驗(yàn)以及近代臨床療效的肯定，但是從近代至今以來(lái)中醫(yī)藥劑因缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)理論支持與有效的檢測(cè)方式而倍受爭(zhēng)議。

目前，對(duì)于中藥特征與特性刻畫的中藥指紋圖譜是國(guó)內(nèi)外社會(huì)所接受的一種中藥評(píng)價(jià)方式。當(dāng)前獲取中藥指紋圖譜的手段主要兩大類，其一為色譜法，諸如：有薄層色譜(TLC)、氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、，高效毛細(xì)管電泳色譜(HPCE)等；其二為光譜法，如：紫外光譜(UV)，紅外光譜(IR)、近紅外光譜法(NIR)、熒光檢測(cè)(FI)、拉曼光譜技術(shù)等；除此外還有核磁共振譜(HMR)、X射線指紋譜(XRD)等，或者多種現(xiàn)代分析儀器聯(lián)用得到的多維多信息特征譜等。其中，薄層色譜(TLC)、氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)等三種色譜技術(shù)是目前大家所公認(rèn)的三種常規(guī)的分析方法，尤其是HPLC，因其分離效率高、分析速度快，重現(xiàn)性好，而倍受人們所喜愛。但是它的分析過(guò)程需對(duì)藥物進(jìn)行洗脫，難以適用于在線監(jiān)測(cè)與控制。而且中藥尤其是中藥復(fù)方所含化學(xué)成份的多樣性和復(fù)雜性，導(dǎo)致單一的分析方法受其工作原理所限，得到的圖譜難以全面體現(xiàn)中藥的內(nèi)在品質(zhì)。另外、色譜技術(shù)所獲取的許多數(shù)據(jù)都是在單一波長(zhǎng)下的所獲得的，因而難以表述中藥中有效成份在各個(gè)波段上的吸收差異，從而很難實(shí)現(xiàn)中藥質(zhì)量特征的全面表達(dá)。而光譜技術(shù)則因本身檢測(cè)原理，其具有多波長(zhǎng)掃描的特點(diǎn)，能夠很好的規(guī)避了色譜技術(shù)的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)一種非接觸式的在線檢測(cè)，且靈敏度高，易于表征中藥的許多化學(xué)特性，但是在進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)過(guò)程則因數(shù)據(jù)量過(guò)于龐大而導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理緩慢。

光聲光譜技術(shù)是一種基于光聲效應(yīng)的光譜技術(shù)，是光譜學(xué)的一個(gè)重要分支。相較于傳統(tǒng)光譜學(xué)，該技術(shù)探測(cè)的不是光與物質(zhì)相互作用后的光信號(hào)而是聲信號(hào)，從而克服了傳統(tǒng)光譜法在樣品分析中存在的諸多困難。相較于傳統(tǒng)的光譜方法，光聲技術(shù)則表現(xiàn)出許多傳統(tǒng)光譜法所不及的獨(dú)特特性：一、樣品普適性強(qiáng)，它檢測(cè)的對(duì)象可以是固體、液體、氣體；二、不受樣品形態(tài)與形狀限制，各種樣品可以在未預(yù)處理的自然狀態(tài)下就可以直接進(jìn)行測(cè)量，是一種無(wú)損檢測(cè)，能夠保證樣品的原有特性；三、有效回避傳統(tǒng)光受散射、反射等引起的信號(hào)干擾，具有高信噪比，高檢測(cè)靈敏度，且波譜范圍寬的特點(diǎn)；四、樣品的用量少，只要少量樣品即可獲得樣品的光學(xué)與聲學(xué)多方面性質(zhì)的信息；五、無(wú)損活體成像，能夠?qū)崿F(xiàn)藥物在體藥效研究。正是由于光聲光譜技術(shù)具有這些明顯特點(diǎn)，且易于量化，為實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)中藥性鑒別與藥效監(jiān)測(cè)的實(shí)施提供可能，近年來(lái)，也有一些研究小組開展了光聲光譜在中藥鑒別與檢測(cè)就的應(yīng)用。王習(xí)東等人建立了基于氙燈光源與駐極體傳聲器的光聲光譜系統(tǒng)，并結(jié)合小波分析法對(duì)硝基化合物、硫酸銅以及它們的混合物進(jìn)行組分分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光聲光譜技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)固休顆粒物的組分分析。列光華等人通過(guò)對(duì)菠蘿葉綠葉與黃葉光聲光譜的檢測(cè)展開了光合作用效率的研究，并發(fā)現(xiàn)葉綠體在358nm與650nm 處有特征峰。羅澤鵬等人組建了紫外-可見光光聲光譜系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)野生靈芝、川貝母、木香，小田七等中藥進(jìn)行光聲光譜檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)表明部分中藥的光聲光譜具有明顯的吸收峰，

然而目前尚未有光聲光譜技術(shù)應(yīng)用于中藥湯劑成分方面的檢測(cè)，且當(dāng)前成像系統(tǒng)中光聲信號(hào)檢測(cè)方式一般基于壓電晶體與壓電薄膜的超聲探測(cè)器進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)因而極大限制了光聲信號(hào)檢測(cè)的靈敏度以及信號(hào)帶寬。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用一種應(yīng)用于中藥成分的光聲多光譜檢測(cè)的裝置，所述裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，且易于便攜使用。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種基于光聲光譜的中藥湯劑成分檢測(cè)裝置，包括樣品容器，所述樣品容器的一面為臺(tái)型柱面透鏡，臺(tái)型柱面透鏡的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)有偏振激光發(fā)射裝置和偏振激光接收裝置；偏振激光發(fā)射裝置包括連續(xù)激光器和偏振光起偏鏡片，偏振激光接收裝置包括偏振光檢偏器件和高速光電檢測(cè)器；連續(xù)激光器發(fā)射的激光穿過(guò)偏振光起偏鏡片傾斜射入臺(tái)型柱面透鏡，在樣品界面反射后穿過(guò)偏振光檢偏器件，再由高速光電檢測(cè)器接收；

高速光電檢測(cè)器通過(guò)采集與控制電路連接有計(jì)算機(jī)，采集與控制電路還連接有脈沖激光器；脈沖激光器發(fā)射的脈沖激光垂直穿過(guò)臺(tái)型柱面透鏡射向樣品界面。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述臺(tái)型柱面透鏡為樣品容器的底面。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)采集與控制電路控制偏振激光，使高速光電探測(cè)器獲得最大光強(qiáng)。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述采集與控制電路發(fā)出兩路TTL信號(hào)，其中一路控制脈沖激光器發(fā)出脈沖激光，另一路控制高速光電檢測(cè)器接收偏振激光信號(hào)。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述采集與控制電路設(shè)有放大器，將高速光電檢測(cè)器生成的電信號(hào)放大。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述脈沖激光的光源為固體激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、氣體激光器、光參量振蕩激光器或染料激光器。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述脈沖激光的波長(zhǎng)為680nm-2500nm。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、利用光聲光譜技術(shù)進(jìn)行中藥湯劑成分檢測(cè)

2、利用偏振光反射的方法進(jìn)行光聲信號(hào)的檢測(cè)，提高了信號(hào)檢測(cè)的靈敏度,并具有寬帶寬檢測(cè)范圍(從1KHz到50MHz)。

3、本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，易于便攜使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置示意圖；

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本實(shí)用新型的主要工作原理是：利用脈沖多光譜激光激發(fā)中藥湯劑樣品生成外傳光聲壓力波。因外傳光聲壓力波作用于湯劑樣品與透鏡界面時(shí)，使得湯劑樣品與透鏡界面的相對(duì)折射率發(fā)生改變，從而影響到在界面處反射的偏振光的偏振度，通過(guò)接收反射后的偏振光變化實(shí)現(xiàn)光聲信號(hào)的檢測(cè)，再利用多光譜激發(fā)湯劑中不同原子吸收光譜的差異形成的光聲信號(hào)變化來(lái)鑒別湯劑中主成分的構(gòu)成。

一種基于光聲光譜的中藥湯劑成分檢測(cè)裝置，包括樣品容器5，所述樣品容器5的底部為臺(tái)型柱面透鏡9(透鏡也可以放置在容器側(cè)面，保證偏振光路在樣品界面反射即可)，臺(tái)型柱面透鏡9的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)有偏振激光發(fā)射裝置和偏振激光接收裝置；偏振激光發(fā)射裝置包括連續(xù)激光器8 和偏振光起偏鏡片7，偏振激光接收裝置包括偏振光檢偏器件4和高速光電檢測(cè)器3；連續(xù)激光器8發(fā)射的激光穿過(guò)偏振光起偏鏡片7傾斜射入臺(tái)型柱面透鏡9，在樣品界面反射后穿過(guò)偏振光檢偏器件4，再由高速光電檢測(cè)器3接收；

高速光電檢測(cè)器3通過(guò)采集與控制電路2連接有計(jì)算機(jī)1，采集與控制電路2還連接有脈沖激光器10；脈沖激光器10發(fā)射的脈沖激光垂直穿過(guò)臺(tái)型柱面透鏡9射向樣品界面。

計(jì)算機(jī)1通過(guò)采集與控制電路2控制起偏器和檢偏器，使高速光電探測(cè)器3獲得最大光強(qiáng)。所述采集與控制電路2發(fā)出兩路TTL信號(hào)，其中一路控制脈沖激光器10發(fā)出脈沖激光，另一路控制高速光電檢測(cè)器3接收偏振激光信號(hào)。采集與控制電路2設(shè)有放大器，將高速光電檢測(cè)器生成的電信號(hào)放大。脈沖激光器固體激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、氣體激光器、光參量振蕩激光器或染料激光器。脈沖激光可以選用波長(zhǎng)為 680nm-2500nm的紅外到紫外光。

使用上述設(shè)備進(jìn)行中藥湯劑成分檢測(cè)的方法為：

步驟一:連續(xù)激光器8發(fā)射連續(xù)激光，經(jīng)起偏器7后產(chǎn)生偏振光從側(cè)面透射進(jìn)入臺(tái)型柱面透鏡9，并在柱面透鏡與樣品界面處發(fā)生反射。反射光線經(jīng)臺(tái)型柱面透鏡9的另一側(cè)透射而出，再經(jīng)檢偏器后由高速光電探測(cè)器 3接收后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最后經(jīng)由采集與控制電路2產(chǎn)生的TTL同步信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)并采集后輸送至計(jì)算機(jī)1進(jìn)行處理。

步驟二：由計(jì)算機(jī)1控制的采集與控制電路2生成控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整起偏器與檢偏器，使得高速光電探測(cè)器獲得光強(qiáng)最大。由計(jì)算機(jī)1控制的采集與控制電路2產(chǎn)生TTL信號(hào)控制脈沖激光器10，并輸出短脈沖激光，其出光重復(fù)率等同于采集與控制電路2生成的TTL信號(hào)頻率；生成的短脈沖激光經(jīng)臺(tái)型柱面透鏡9后，直接輻照于中藥湯劑樣品6，并激發(fā)產(chǎn)生光聲信號(hào)。

步驟三：中藥湯劑樣本6受激產(chǎn)生外傳光聲信號(hào)；外傳光聲信號(hào)形成的光聲壓使得樣本6與臺(tái)型柱面鏡9之間相對(duì)折射率改變，從而引起激光器8產(chǎn)生的偏振光在界面處反射后的偏振態(tài)發(fā)生改變，反射后的偏振光經(jīng)檢偏器后由高速光電探測(cè)器3接收后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最后經(jīng)由采集與控制電路2生成的TTL同步信號(hào)觸發(fā)并采集后輸送至計(jì)算機(jī)1進(jìn)行處理。

步驟四：計(jì)算機(jī)1控制的采集與控制電路2生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，逐次改變激光器10出射的脈沖激光波長(zhǎng)，形成光譜掃描，再重復(fù)步驟三、步驟四、步驟五、獲得多光譜光聲信號(hào)。計(jì)算機(jī)對(duì)獲取的多光譜光聲信號(hào)進(jìn)行算法處理提取各波段峰峰值，并列成光譜圖表進(jìn)行成分標(biāo)定，最終獲得中藥湯劑成分圖譜實(shí)現(xiàn)成分檢測(cè)與鑒別。

所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。