一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法技术

本发明专利技术涉及太赫兹光谱检测技术领域，具体是发明专利技术一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法，属于中药材三七检测领域。首先，通过添加温度扰动的方式来采集太赫兹光谱，结合2DCOS将一维吸光度谱扩展到二维同步光谱图，更能够清晰地反映出不同三七含量间的特征信息差异。然后，采用竞争性自适应重加权采样法（CARS）从三七的2DCOS同步光谱图中提取有效特征信息，以此来建立基于支持向量回归机（SVR）的定量模型，将此模型称之为2DCOS

【技术实现步骤摘要】
一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法


[0001]本专利技术属于太赫兹光谱检测
，具体涉及一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法。

技术介绍

[0002]三七来源于五加科人参属多年生直立草本植物，具有显著的活血化瘀、消肿定痛、止血、消炎定痛和滋补的功效。三七在中国是一种珍贵的药材且市场需求量大，运用广泛，从而存在三七资源不足的现象，导致中药复方中三七的含量达不到药用需求，影响人们身体健康的恢复。因此，为了使得三七的药效能到达有效的治疗，探索一种有效测定中药复方中三七含量的方法非常有必要。
[0003]目前，对食品和药品进行质量分析，常用的方法是色谱指纹图谱、高效液相色谱或近红外光谱的分析方法，这些方法对操作经验的要求和耗材消耗较高。因此，近年来，在食品和药品质量评价中，基于太赫兹光谱技术建立一种快速、高效的分析方法受到广泛关注。然而，中药复方的太赫兹光谱通常复杂且重叠,不仅包含有用的光学、物理、化学信息，还包含被测样品内部因素产生的其他光谱响应。这导致了太赫兹一维光谱包含的特性信息少，因此本专利技术提出了二维相关光谱技术(two
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dimensionalcorrelationspectra,2DCOS)将太赫兹光谱信号扩展到第二维上，在研究体系中添加一定的外扰诱发光谱信号发生动态变化，通过解析二维相关光谱的谱图特征寻找与微扰相关的敏感变量。近年来，二维相关谱技术应用于食品和草药品质的检测分析，取得一系列研究成果，为该技术在草药检测分析中的应用奠定了基础。/>[0004]因此，亟需设计一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析，旨在解决现有技术中的中药材三七含量检测方法工序复杂以及准确率不高的技术问题。本专利技术制备工艺简单、能快速对不同含量的三七进行定量分析，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三七含量进行定量分析。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现。
[0007]一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法，其包括以下步骤：
[0008]S1:将中药复方中的药材分别粉碎、过筛、称量、研磨、压片，得到表面光滑平整的不同比例含量的三七样品压片；
[0009]S2:使用透射变温式太赫兹时域光谱系统，采集太赫兹时域光谱并且经过快速傅里叶变换得到太赫兹吸光度光谱，将太赫兹吸光度光谱信号扩展到二维上，获得不同比例含量的三七动态光谱；
[0010]S3:绘制同步二维动态光谱；
[0011]S4:将所述的不同比例含量的三七同步二维相关谱数据集进行特征提取；
[0012]S5:构建不同比例含量的三七定量分析模型，选择特征提取后的不同比例含量的三七同步二维相关谱数据集作为所述的定量分析模型的输入，输出分析结果；
[0013]S6:评价分析定量回归模型。
[0014]可选的，在透射变温式太赫兹时域光谱系统获得不同比例含量的三七同步二维相关谱数据集的过程中，所述透射变温模块是通过控温附件控制温度的变化,得到动态的太赫兹吸光度光谱。
[0015]可选的，在构建不同比例含量的三七定量分析模型的过程中，从所述不同比例含量的三七同步二维相光谱数据集中随机选取70％的数据作为校正集用于模型的建立，剩余的30％数据作为预测集用于检验模型。
[0016]可选的，所述不同比例含量的三七定量分析模型为支持向量机在回归问题上的应用模型。
[0017]可选的，所述不同比例含量的三七同步二维相关谱进行特征提取方法为竞争性自适应重加权算法(CARS)。
[0018]可选的，所述定量分析模型输出结果以相关系数(R)和均方根误差((RMSE)作为模型性能的评价指标。
[0019]本专利技术的一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法，利用透射式变温模块的太赫兹时域光谱技术结合二维相关图谱对中药复方中三七含量进行定量分析，实现对中药复方中不同比例含量的三七样品进行测定，在太赫兹一维光谱吸光度光谱数据得到较好的定量检测结果。在二维相关光谱图中采用竞争性自适应重加权特征提取方法对不同比例含量的三七进行特征提取，获取了有关三七成分的更多详细信息，进一步提高了其定量检测的精度，解决了现有的方法工序复杂以及准确率不高的技术问题。
附图说明
[0020]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中
[0021]图1为本专利技术一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法的流程示意图。
[0022]图2为本专利技术的透射式太赫兹时域光谱系统的系统原理图。
[0023]图3为本专利技术具体实施例的不同比例含量的三七样品在0.2
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1.6THz特征波段的吸光度光谱。
[0024]图4为本专利技术体实施例的不同比例含量的三七二维同步光谱图。
[0025]图5为本专利技术体实施例的不同比例含量的三七同步二维相关图进行CARS特征提取图。
[0026]图6为本专利技术体实施例的2DCOS
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SVR、2DCOS
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CARS
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SVR预测结果。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]本专利技术的实现流程图，如图1所示，其具体实施步骤如下：
[0029]S1:研究对象的选择，根据中药复方配方制作样品；
[0030]S2:使用控温附件选择透射变温模块太赫兹时域光谱系统，采集太赫兹时域光谱并且经过快速傅里叶变换得到太赫兹吸光度光谱，将太赫兹吸光度光谱信号扩展到二维上，获得不同比例含量的三七动态光谱；
[0031]S3:绘制同步二维相关谱；
[0032]S4:将所述的不同比例含量的三七同步二维相关谱数据集进行特征提取；
[0033]S5:构建定量回归模型，选择特征提取后的不同比例含量的三七同步二维相关谱数据集作为所述的定量分析模型的输入；
[0034]S6:评价分析定量回归模型。
[0035]具体的，步骤(1)所述制作样品，将中药复方中的药材分别粉碎、过筛、称量、研磨、压片，得到表面光滑平整的不同比例含量的三七样品压片；
[0036]具体的，步骤(2)所述透射变温模块是通过控温附件控制温度的变化，同时所述的太赫兹时域光谱系统是由飞秒激光脉冲经过立方分束器后分为泵浦光脉冲和探测光脉冲。泵浦脉冲照射GaAs晶体时，会产生太赫兹脉冲。经过样品后，太赫兹脉冲携带特征信息与探测光脉冲通过ZnTe晶体一同共线入射到太赫兹探测装置采集后输入到计算机，采集太赫兹时域光谱并且经过快速傅里叶变换得到太赫兹吸光度光谱(参见图2)，将太赫兹一维吸光度光谱信号扩展到二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：研究对象的选择，根据中药复方配方制作样品；S2：使用控温附件选择透射变温模块太赫兹时域光谱系统，将太赫兹光谱信号扩展到二维上，获得不同比例含量的三七动态光谱；S3：绘制同步二维相关谱；S4：将所述的不同比例含量的三七同步二维相关谱数据集进行特征提取；S5：构建定量回归模型，选择特征提取后的不同比例含量的三七同步二维相关谱数据集作为所述的定量分析模型的输入；S6：评价分析定量回归模型。2.根据权利要求1所述一种基于热扰动太赫兹二维相关光谱的三七定量分析方法，其特征在于，在使用透射变温模块太赫兹时域光谱系统的过程中，使用太赫兹变温模块装置同时连接到太赫兹时域光谱系统和电脑上，通过将待测样品放入变温模块的样品...

【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：