一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法技术

本发明专利技术涉及太赫兹光谱检测技术领域，本发明专利技术公开了一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法，利用太赫兹时域光谱技术对不同产地的三七进行定性鉴别分析，实现对不同产地的三七鉴别，采用鲸鱼算法对所述定性鉴别模型进行优化，得到较好的鉴别结果，接着引入非线性函数和Levy飞行策略，对鲸鱼算法进行改进，提高鲸鱼算法的收敛性和寻优能力，获得最优解，进一步提高了其鉴别精度。本发明专利技术所述方法操作简单，能够真实、有效地实现对不同产地的中药材三七进行快速准确的鉴别，为中药材产地鉴别提供一种新的方法。地鉴别提供一种新的方法。地鉴别提供一种新的方法。

A method for identifying the origin of Panax notoginseng based on terahertz spectroscopy

【技术实现步骤摘要】
一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法


[0001]本专利技术属于太赫兹光谱检测
，具体涉及一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法。

技术介绍

[0002]三七为五加科人参属多年生草本植物的干燥根。近年来，由于它无毒无副作用，受到医学领域的广泛关注。三七在中国具有600多年的种植历史，产自中国文山的三七被认为是“金不换”，具有价格昂贵的特点。但由于文山原产区连作障碍严重，文山三七种植不足，价格远远高于其他产地。利用其他三七作为文山三七的替代品已成为草药市场一个非常普遍的问题，而三七一旦离开产地，基本上都被贴上了文山三七的标签。因此，有必要对三七的产地进行鉴别。
[0003]传统的三七鉴定方法主要是性状鉴定和显微鉴定。性状鉴定是通过观察药材形状、大小、颜色、质地、气味、表面和折断面特征、水试及火试中的主要鉴别特征，来鉴别药材的真伪优劣，产地，是最简单、快速、易行的鉴定方法。但是该性状鉴定方法适用于完整的药材的鉴别，当药材加工成饮片或者粉末时，失去必要的性状特征，性状鉴定方法的鉴定能力有限。
[0004]显微鉴定是利用显微技术对中药组织构造、细胞形态及内含物等进行分析鉴定，适用于外形不易鉴定的完整药材、破碎或粉末状药材，及中成药的鉴别。显微鉴定尤其适用于粉末状药材的鉴定。显微鉴定与理化鉴定和分子鉴定等方法相比，仪器要求简单、试剂用量少，鉴定速度快，但也存在一些不足，同属药材的显微特征相似，很难鉴定开。
[0005]现代常用的中药材产地鉴定方法主要有化学检测、高效液相色谱、气相色谱法等。这些方法比传统方法客观、准确，但都依赖于专业的预处理，需对中草药提取液进行预先除杂处理，这一操作会花费较长时间，导致其测定成本高且效率较低。使得试验结果难以快速获得，大量的化学消耗不利于成本节约和环境保护。
[0006]因此，亟需设计一种基于太赫兹光谱技术对中药材三七产地鉴别以解决上述技术问题。本
技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提供一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法。本专利技术为中药材三七提供了一种鉴别手段，并且制备工艺简单、能快速对不同产地的三七进行定性分析，结果准确；在检测过程中，无需进行复杂的操作就可以很容易对不同产地的三七进行定性鉴别分析。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法，其包括以下步骤：
[0009]S1:将不同产地的三七中药材用电动粉碎机粉碎、过筛、压片，得到两面光滑平整的三七样品压片；
[0010]S2:使用透射式太赫兹时域光谱系统对不同产地的三七进行光谱检测得到不同产
地三七的时域光谱数据集；
[0011]S3:将S2得到的不同产地的三七时域光谱数据集利用快速傅里叶变换(FFT)将得到的太赫兹谱从时域转换到频域，频域光谱用于获得不同产地三七样品光谱特征的吸光度；
[0012]S4:构建不同产地三七的定性鉴别模型；
[0013]S5:将所述不同产地三七吸光度光谱数据集输入对所述定性鉴别模型进行训练优化；
[0014]S6:将改进的鲸鱼算法对支持向量机进行参数优化得到最佳参数组合；
[0015]S7:选择需鉴别的不同产地三七光谱数据集输入优化后的所述定性鉴别模型，输出鉴别结果。
[0016]可选的，所述制备实验样品过程中，所述过程将用粉碎机把晒干后的三七粉碎后，过筛100目，用电子天平称取200mg，然后在玛瑙钵中混合研磨成细粉末状，每片样品制备200mg，接下来在压片机中定型，实时压力为8.3吨，实时压强为628MPa，加压时间40s，模具直径为13mm，两面光滑，厚度1mm。
[0017]可选的，所述透射式太赫兹时域光谱系统主要由飞秒激光器、太赫兹辐射产生装置及相应的探测装置,以及时间延迟控制系统组成。
[0018]可选的，所述在使用透射式太赫兹时域光谱系统获得不同产地三七的光谱数据集的过程中，所述飞秒激光脉冲经过分束镜(CBS)后被分为泵浦脉冲和探测脉冲。泵浦脉冲经过所述时间延迟系统后入射到所述太赫兹辐射产生装置上产生太赫兹脉冲，探测脉冲和太赫兹脉冲一同共线入射到太赫兹探测装置上,并以此来驱动所述太赫兹探测装置进行采集后输入到计算机，获得所述不同产地三七光谱数据集。
[0019]可选的，所述构建定性鉴别模型的过程中，从所述不同产地三七光谱数据集中随机选取2/3的数据作为校正集用于模型的建立，剩余的1/3数据作为预测集用于检验模型。
[0020]可选的，所述定性鉴别模型为支持向量机在分类问题上的应用模型。
[0021]可选的，在将所述不同产地三七光谱数据集输入所述定性鉴别模型进行训练优化的过程中，使用改进鲸鱼算法优化支持向量机。
[0022]本专利技术的优点在于：
[0023]1)由于太赫兹光谱包含着非常丰富的物理和化学信息，可以直接有效地获取被检药物内部分子结构以及分子间复杂的相互作用。应用本专利只需要对不同产地的三七建立分类模型即可实现准确的鉴别。
[0024]2)改进的鲸鱼算法引入可以有效防止算法陷入局部最优，同时提高了算法的收敛速度和收敛精度。
[0025]3)此外本专利技术应用的太赫兹波能量低,装置使用安全,不会对人体造成任何辐射威胁,不存在放射性污染。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法的流程示意图。
[0028]图2是本专利技术的透射式太赫兹时域光谱系统的系统原理图。
[0029]图3是本专利技术所述改进的鲸鱼算法对支持向量机参数优化算法流程。
[0030]图4是本专利技术具体实施例的4种不同产地三七的太赫兹吸光度图。
[0031]图5是本专利技术具体实施例的WOA优化SVM参数过程。
[0032]图6是本专利技术具体实施例的LAWOA优化SVM参数过程。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术的具体实施作进一步详细描述。
[0034]请参阅图1，本专利技术一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法，其具体实施步骤如下：
[0035]S1:将不同产地的三七中药材研磨、过筛、压片，得到表面光滑平整的三七样品压片；
[0036]S2:使用透射式太赫兹时域光谱系统对不同产地的三七进行光谱检测得到不同产地三七的时域光谱；
[0037]S3:将S2得到的不同产地的三七时域光谱数据集利用快速傅里叶变换(FFT)将得到的太赫兹谱从时域转换到频域，频域光谱用于获得不同产地三七样品光谱特征的吸光度；
[0038]S4:构建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法，其包括以下步骤：S1:将不同产地的三七中药材电动粉碎机粉碎、过筛、压片，得到表面光滑平整的三七样品压片；S2:使用透射式太赫兹时域光谱系统对不同产地的三七进行光谱检测得到不同产地三七的时域光谱数据集；S3:将S2得到的不同产地的三七时域光谱数据集利用快速傅里叶变换(FFT)将得到的太赫兹谱从时域转换到频域，频域光谱用于获得不同产地三七样品光谱特征的吸光度；S4:构建不同产地三七的定性鉴别模型；S5:将所述不同产地三七吸光度光谱数据集输入对所述定性鉴别模型进行训练优化；S6:将改进的鲸鱼算法对支持向量机进行参数优化得到最佳参数组合；S7:选择需鉴别的不同产地三七光谱数据集输入优化后的所述定性鉴别模型，输出鉴别结果。2.权利要求1中所述一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法，其特征在于，所述制备实验样品过程中，使用电动粉碎机将不同产地三七中药材粉碎成粉末，其次使用检验筛筛取研磨好的三七中药材粉末，筛取后的粉末粒径应在0.15mm左右，最后使用压片机对筛取后的三七中药材粉末进行压片，在压片时压片机压力应在6MPa左右，持续1分钟，压片结束后，压片呈圆盘状，厚度在1mm，直径约13mm，内部均匀，两面互相平行。3.权利要求2中所述一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地鉴别方法，其特征在于，在使用透射式太赫兹时域光谱系统获得不同产地三七的光谱数据集的过程中，所述飞秒激光脉冲经过分束镜(CBS)后被分为泵浦脉冲和探测脉冲。泵浦脉冲经过所述时间延迟系统后入射到所述太赫兹辐射产生装置上产生太赫兹脉冲，探测脉冲和太赫兹脉冲一同共线入射到太赫兹探测装置上,并以此来驱动所述太赫兹探测装置进行采集后输入到计算机，获得所述不同产地三七时域光谱数据集。4.权利要求3中所述一种基于太赫兹光谱技术的中药材三七产地...

【专利技术属性】
技术研发人员：张活，黄兰娟，许川佩，殷贤华，陈涛，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：