CN102621116A - 一种西洋参质量评价的检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种西洋参质量评价的检测方法，包括以下步骤：1）用光源照射西洋参待检品；2）在待检品与CCD相机之间设置第二滤光器，用摄像头对待检品进行摄像；3）多次调整透过第二滤光器的波长，维持CCD相机与待检品的相对位置不变，用CCD相机摄取多幅图像；4）将摄取的多幅图像进行统计分析，获得待检品的真伪、品质等信息。本发明还公开了实现上述检测方法的装置。本发明无需对中药材待检品进行提纯、研磨等前处理，即可直接进行检测，可以同时得到西洋参主要活性成分人参总皂甙的含量和空间分布信息，整个检测过程对待检品无任何损伤，同一个待检品可以多次重复检测，检测过程快速、成本低。

Description

一种西洋参质量评价的检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及中药品质检测研究领域，具体是关于西洋参真伪、优劣和总皂甙空间分布的检测装置及其方法。

背景技术

现有西洋参检测方法常用的有性状鉴别、显微鉴别、色谱法和光谱法。

色谱法包括薄层色谱（ TLC ）、液相色谱（ HPLC ）、气相色谱（ GC ）高效毛细管电泳（ HPCE ）等。 TLC 法操作简单、分析速度快，但该方法重复性和精密度差。HPLC 法具有分离效能高、选择性高、检测灵敏度高等特点，但应用该方法必须对药材进行前处理，不同的处理方法所得到的指纹图谱是不一样。气相色谱法只能用于气体、挥发性和半挥发性物质的分析，不适用于西洋参。HPCE 法则只能用于带电荷的化合物（例如蛋白质、氨基酸、黄酮等）。色谱法中，待检样品需要分离、提纯等复杂的制备过程才能得到，对被测物具有破坏性、无法重复检测，检测过程复杂。

光谱法包括紫外光谱法（ UV ）、红外光谱法（ IR ）、核磁共振法 ( NMR ）等，这几种方法能够给出药效物质基础的结构信息，部分信息也可能与特定化学成分直接关联。光谱法的检测过程为：首先对待检品进行预处理，如研磨、提取，甚至提纯；进而接收待检品均匀状态下的光谱；然后对光谱进行数据分析，从而对待检品进行定性、定量判断。目前，光谱法只能对均匀物质进行检测，且无法获得待检品成分在其体内的分布信息。

以上方法对检测人员的专业背景要求都较高，无法提供非专业人士操作。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种西洋参质量评价的检测装置，该装置包括光源、载物台、第二滤光器、CCD相机、信号处理器；所述载物台位于光源光线照射范围内，第二滤光器设置在载物台与CCD相机之间，CCD相机与信号处理器连接。

所述载物台上放置洁净的衬底，用于放置西洋参待检品。

所述光源与载物台间还设置第一滤光器；光源发出的光线透过第一滤光器照射载物台。

所述光源为激光光源或宽光谱光源；所述第二滤光器为可调波长的转轮式滤光器；第二滤光器使用多块玻璃滤光片实现。

所述CCD相机包括光学镜头，光学镜头为高分辨率成像镜头；

所述信号处理器外接有显示屏；信号处理器可以采用计算机、DSP处理器或ARM处理器中的任何一种。

本发明的又一目的在于提供一种无需专业人士操作，无需对西洋参待检品进行提纯、研磨等处理，即可直接进行检测和质量评价的方法。

一种西洋参质量评价的检测方法，包括以下步骤：

1）将西洋参待检品放置于载物台的衬底上；

2）调节光源，使光线均匀照射在载物台上的西洋参待检品；

3）在西洋参待检品与CCD相机之间设置第二滤光器，CCD相机透过第二滤光器对西洋参待检品进行摄像；

4）控制第二滤光器转动，改变透过第二滤光器的光线波长，CCD相机与载物台的相对位置固定，用CCD相机摄取西洋参待检品的多幅光谱图像；

5）将摄取的多幅光谱图像进行统计分析，信号处理器获得西洋参待检品的特征指纹图谱及判断结果并在显示屏上显示。

所述步骤5）的统计分析过程如下：

5.1）划分出各幅光谱图像中的待检品的区域，去除背景；

5.2）逐一对每幅光谱图像中的像素点做平均，得到各幅光谱图像对应波长的光强，运用光强的变化检测西洋参待检品的真伪；

5.3）将任一个像素点在各个波段的荧光强度值的组合值作为该像素点的特征值，将像素点特征值做平均运算进行西洋参待检品品质的评价；

5.4）依据各像素点特征值与人参总皂甙含量的关系，获得人参总皂甙的空间分布。

所述步骤2）的西洋参待检品为西洋参原材、西洋参饮片、西洋参粉末或西洋参成药中的任一种。

所述步骤3）还包括在光源与载物台间设置第一滤光器。

本发明的工作原理为：光源发出的光均匀照射在西洋参待检品上，调节第二滤光器转动，透过第二滤光器拍摄西洋参待检品的光谱图像，计算机对光谱图像进行处理，得到西洋参待检品活性成分的各个参数，继而与计算机内置的数据库进行匹配，输出判断结果。

计算机内置的数据库存储了西洋参的真伪判断标准、等级的判断标准。

本发明采用光谱成像技术进行西洋参特征指纹图谱检测。与现有的检测方法相比，本技术具有明显的优点：

(1)无需对西洋参待检品进行提纯、研磨等前处理，即可直接进行检测。

(2)可以同时得到待检品的真伪、优劣及人参总皂甙的空间分布信息。

(3)整个检测过程对待检品无任何损伤，同一个西洋参待检品可以多次重复检测。

(4)检测过程快速、成本低。对操作人员无专业背景要求，以类似验钞机的方式工作。

(5)检测结果准确。

附图说明

图1是西洋参质量评价的荧光光谱成像装置光路原理图。

图2是西洋参饮片人参总皂甙的空间分布状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

图1是西洋参质量评价的荧光光谱成像装置光路原理图。在本实施例中，光源1采用UV光源；西洋参待检品为西洋参饮片样品；第二滤光器3为转轮式6波段滤光器；信号处理器5采用计算机。

打开UV激发光源1，调试UV光源激发角度，实现在载物台2平面上的均匀激发。打开液晶滤光器和CCD相机4，调节工作参数。将待检西洋参饮片样品放置在载物台2的衬底上。待检西洋参饮片样品受激产生的荧光依次经过液晶滤光器、高分辨率成像镜头进入CCD相机4，再经图像采集器传输到计算机5中，形成一个荧光光谱立方体。经计算机处理后，获得两方面信息，其一为西洋参饮片样品活性成分分布信息，如图2，x轴、y轴为空间坐标轴，z轴表示活性成分相对含量，z轴对应的值越大，表明该空间点处的活性成分含量越大。其二为与内置数据库的数据进行匹配，输出判断结果，即伪品、真品优、真品良、真品合格。

本发明的检测方法，根据待检品的特性，也可以选用反射光谱、透射光谱来进行分析。光源的选择也是根据待检品的特性决定，可以选用激光来激发待检品的荧光光谱，也可以通过宽光谱光源经滤光装置后来激发待检品的荧光光谱，也可以采用宽光谱光源直接照射待检品直接获得反射光谱来获得待检品的中药指纹图谱。

Claims (10)

1.一种西洋参质量评价的检测装置，其特征在于包括光源（1）、载物台（2）、第二滤光器（3）、CCD相机（4）、信号处理器（5）；所述载物台（2）位于光源（1）光线照射范围内，第二滤光器（3）设置在载物台（2）于CCD相机（4）位之间，CCD相机（4）与信号处理器（5）连接。

2.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于所述光源（1）与载物台（2）间还设置第一滤光器（6）。

3.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于所述光源（1）为激光光源或宽光谱光源。

4.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于所述第二滤光器（3）为可调波长的转轮式滤光器。

5.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于所述CCD相机（4）包括光学镜头。

6.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于所述信号处理器（5）外接有显示屏。

7.一种应用于权利要求1至6任一项检测装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将西洋参待检品放置于载物台（2）的衬底上；

2）调节光源（1），使光线均匀照射在载物台（2）上的西洋参待检品；

3）在西洋参待检品与CCD相机（4）之间设置第二滤光器（3），CCD相机（4）透过第二滤光器（3）对西洋参待检品进行摄像；

4）控制第二滤光器（3）转动，改变透过第二滤光器（3）的光线波长，CCD相机（4）与载物台（2）的相对位置固定，用CCD相机（4）摄取西洋参待检品的多幅光谱图像；

5）将摄取的多幅光谱图像进行统计分析，信号处理器（5）获得西洋参待检品的特征指纹图谱及判断结果，并在显示屏上显示。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于所述步骤5）的统计分析过程如下：

5.1）划分出各幅光谱图像中的待检品的区域，去除背景；

5.2）逐一对每幅光谱图像中的像素点做平均，得到各幅光谱图像对应波长的光强，运用光强变化检测西洋参待检品的真伪；

5.3）将任一个像素点在各个波段的荧光强度值的组合值作为该像素点的特征值，将像素点特征值做平均运算进行西洋参待检品品质的评价；

5.4）依据各像素点特征值与人参总皂甙含量的关系，获得人参总皂甙的空间分布。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于所述步骤2）的西洋参待检品为西洋参原材、西洋参饮片、西洋参粉末或西洋参成药中的任一种。

10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于所述步骤3）还包括在光源（1）与载物台（2）间设置第一滤光器（6）。