CN102004089B - 一种检测中药药性的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测中药药性的装置，包括激发光源、样品室、生物光子测量系统和数据处理系统，其中，激发光源用于产生激发光，其发射出的光线可以射入样品室，生物光子测量系统用于测量样品室中样品受激发后发射的生物光子强度，数据处理系统用于分析和处理生物光子测量系统所测得的数据，生物光子测量系统和数据处理系统电路连接。本发明还公开了一种检测中药药性的方法：将粉状样品置于样品室中，激发光源发射出激发光，照射到样品上，利用生物光子测量系统探测样品受激发后发射的生物光子强度，然后将信息传入数据处理系统，由数据处理系统进行分析，从而判断出样品的中药寒、热、中三种药性及程度。

Description

一种检测中药药性的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种检测中药药性的装置及方法。

背景技术

众所周知，所有的生命系统每时每刻都在向外辐射光子，对生物光子的研究可以追溯到1923年由苏联科学家所做的洋葱根尖实验，他们首次借助生物检波器观察到葱头的根能发射微弱紫外射线，并称光引起了刺激细胞分裂。尽管此后几年这个试验结果被其他科学家进一步证实，但是由于缺乏合适的光子测量装置以及生物化学领域的高速发展，这个试验结果被忽略了很长时间。70年代以后，随着激光的出现和生命科学的深入研究，Popp等科学家确定了“生物系统超弱光子辐射”这一命名，并根据研究的结果强调指出生物光子辐射是生物体固有的一种功能，是自然界普遍存在的现象。

中药是中华民族医学的瑰宝，而当今对中药的传承和创新遇到瓶颈，“四气五味归经”等中药药性理论的阐明与本质不够明确，中药标准化体系和质量标准基本缺如，中药安全性毒性问题尚待解决……。目前研究中药药性的理论和方法主要有电子得失理论、红外成像扫描技术、斑点免疫印迹技术、测定微量元素含量等现代研究方法，虽然这些方法能够解释中药药性的一些现象，但这些方法大部分都只局限于从一种或几种成分上来研究中药药性，而一种药性的表现是很多种因素(如温度、气候、光照时间、土壤等等)共同作用的结果，因此亟需一种能从整体上表征药性的指标。生物光子辐射来自于生命系统内部由高能态到低能态的跃迁，从量子理论观点来看，生命系统的任何内部变化，无论是组分上的还是结构上的，都会引起系统微观能级改变，从而导致生物光量子辐射的改变，生物光子携带着丰富的生命信息。因此，在理论上，通过测量不同中药材的生物光子辐射，可以得到该种中药材的整体信息，更有利于阐明中药药性理论的本质，从而突破中药传承和创新的瓶颈，有助于实现中药的现代化和国际化。

现有技术中，并没有一种利用不同性味的中药材在激发光激发下发射生物光子的特性(如荧光衰减、稳态荧光光谱、强度)来定性和定量地检测中药寒、热、中三种药性的装置和方法。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种检测中药药性的装置及方法，其利用不同性味的中药材在激发光激发下发射生物光子的特性(如荧光衰减、稳态荧光光谱、强度)，来定性和定量地检测中药寒、热、中三种药性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种检测中药药性的装置，包括激发光源、样品室、生物光子测量系统和数据处理系统，其中，激发光源用于产生激发光，其发射出的光线可以射入样品室，生物光子测量系统用于测量样品室中样品受激发后发射的生物光子强度，数据处理系统用于分析和处理生物光子测量系统所测得的数据，生物光子测量系统和数据处理系统电路连接。

所述检测中药药性的装置还包括光源电源、测量系统电源、前置放大系统和计数系统，其中，光源电源与激发光源电路连接，为激发光源供电；测量系统电源与生物光子测量系统电路连接，为生物光子测量系统供电；前置放大系统与生物光子测量系统连接，用于将生物光子测量系统探测到的生物光子转换为电信号并放大该信号；计数系统与前置放大系统连接，用于记录光子数随时间变化的信息。

所述激发光源上设有用于控制入射光的辐照时间的快门。

所述激发光源可以采用白光或单色光，可以依据不同的样品而选用不同的光源。

所述样品室包括：椭球镜，用于将2π立体角内的生物光子最大限度的收集到生物光子测量系统接收端；活动样品架，用于控制样品的移动；凸透镜，用于将生物光子辐射聚焦到生物光子测量系统的光阴极。

所述生物光子测量系统为能够测量200nm-800nm波长的生物光子强度的光电倍增管。

所述光电倍增管前设有用于控制入射到光阴极的光照射时刻的快门，以避免光照对光电倍增管的损伤。

所述光电倍增管具有5cm以上的有效光阴极直径。

所述生物光子测量系统上设有制冷装置，其能致冷至环境温度50℃以下。

所述数据处理系统包括数据处理单元和显示单元，其中数据处理单元处理经生物光子探测系统接收的光子值，并作出延迟衰减的强度或光谱曲线；显示单元用于显示处理单元的数据处理结果。

一种检测中药药性的方法：将粉状样品置于样品室中，激发光源发射出激发光，照射到样品上，利用生物光子测量系统探测样品受激发后发射的生物光子强度，然后将信息传入数据处理系统，数据处理系统将测得的信息与建立的鉴别标准中的信息进行比较，从而判断出样品的中药寒、热、中三种药性及程度。

本发明采用生物光子辐射延迟发光的动力学参数作为中药寒、热、中三种药性的一种指标，实际应用时，先对不同药性的、大量的中药材进行测量，对测量的数据进行处理获得相应参数，将得到的参数与药材在药典中标注的药性进行比对，并按照中药的药性进行生物光子辐射参数的定量化，从而建立基于生物光子辐射的中药药性鉴别标准。待需要对未知药性的中药药材进行药性的测定时，将样品研磨为粉状，置于样品室内，然后激发光源发出激发光，照射到样品上，生物光子测量系统探测样品受激发后发射的生物光子辐射，获得样品的延迟发光动力学数据，数据处理系统将测得的信息与建立的中药药性标准比对，从而判断出样品的中药寒、热、中三种药性及程度。

本发明的装置和方法，经实验证明，其测定结果与药材真实的药性是相一致的，故以生物光子强度作为中药寒、热、中三种药性的一种指标是可行的。本发明的检测装置和方法能够快速准确地检测出样品的药性，从而为技术人员应用该样品提供方便。

本发明的装置和方法，除了可以用于中药药性的检测外，还能用于其它各种种类样品的检测，包括食品安全及质量检验、种子质量的测量与分析、化妆品原料及化妆品的检测等，而且，本发明的装置和方法还能用于医学诊断。

附图说明

图1为本发明的检测中药药性的装置的结构示意图；

图2为样品室的内部构造示意图；

图3为本发明的检测中药药性的方法的流程图；

图4为不同药性的中药材延迟发光的检测结果示意图。

其中，101、激发光源；102、样品室；103、生物光子测量系统；104、前置放大系统；105、计数系统；106、数据处理系统；107、光源电源；108、测量系统电源；109、椭球镜；110、活动样品架；111、凸透镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1一种检测中药药性的装置，包括激发光源101、样品室102、生物光子测量系统103、数据处理系统106、光源电源107、测量系统电源108、前置放大系统104和计数系统105，如图1所示，其中，激发光源101用于产生激发光，其发射出的光线可以射入样品室102，生物光子测量系统103用于测量样品室102中样品受激发后发射的生物光子强度，数据处理系统106用于分析和处理生物光子测量系统103所测得的数据，生物光子测量系统103和数据处理系统106电路连接。光源电源107与激发光源101电路连接，为激发光源101供电；测量系统电源108与生物光子测量系统103电路连接，为生物光子测量系统103供电；前置放大系统104与生物光子测量系统103连接，用于将生物光子测量系统103探测到的生物光子转换为电信号并放大该信号；计数系统105与生物光子测量系统103连接，用于记录光子数随时间变化的信息。

所述激发光源101上设有用于控制入射光的辐照时间的快门。

所述激发光源101可产生1W-100W的光(白光或单色光)(可以通过调节电源的电压产生不同功率的光强)。

所述样品室102包括：椭球镜109，用于将通过光源101激发的2π立体角内的生物光子最大限度的收集，然后经凸透镜111聚焦到生物光子测量系统接收端；活动样品架110，用于控制样品架上样品池里的样品的移动；凸透镜111，用于将生物光子辐射聚焦到生物光子测量系统103的光阴极，如图2所示，样品室内，椭球镜109、样品活动架110和凸透镜111依次排列，样品活动架上设有样品池(图中未标出)；图中，由活动样品架110发出的箭头表示样品受激发光照射后向样品室内各个方向发射光子，由椭球镜109发出的箭头表示椭球镜109收集2π立体角内的样品发射的光子并将其最大限度地聚焦到凸透镜111上，由凸透镜111发出的箭头表示凸透镜111进一步将生物光子聚焦到光子测量系统接收端。

所述生物光子测量系统为能够测量200nm-800nm波长的生物光子强度的光电倍增管，光电倍增管外包被制冷装置，其能致冷至环境温度50℃以下。

所述光电倍增管前设有用于控制入射到光阴极的光照射时刻的快门，以避免光照对光电倍增管的损伤。

所述光电倍增管具有5cm以上的有效光阴极直径。

所述数据处理系统包括数据处理单元和显示单元，其中，数据处理单元处理经生物光子探测系统接收的光子值，并作出延迟衰减的强度或光谱曲线；显示单元用于显示处理单元的数据处理结果。

数据处理系统根据发射自受激样品的生物光子信息作出相应的曲线(稳态强度-时间曲线、瞬态延迟发光曲线、稳态强度-波长曲线)，并计算出相关参数的值，通过与数据库的比较，从而来确定样品的三性。

实施例2对中药材的生物光子辐射强度进行测量

步骤如下：

(1)实验前准备调节室温至20℃，光电倍增管预热，制冷3～4小时，保证系统有恒定的背景噪声。

(2)中药材的处理将选取的符合中药材标准的天麻、附子、大黄、干姜、苦参、甘草研碎后各取1g，放入样品室的样品池中，暗置2～3分钟后，打开光源(实验选用60W，白光)和快门，约10分钟后，关闭激发光源的快门，打开光电倍增管的快门，开始测量固体粉末的延迟发光，记录发光值，生物光子信号经转换、放大、甄别，进入数据处理系统。每个样品测量10次。

(3)数据的处理数据处理系统对数据进行处理，处理公式为：I(t)＝Acsch²(t/B+C)，式中，t是时间；A，B，C是与时间无关的参数，A是一个强度参量，它依赖于被测样品的性质，同时与系统的结构及光照时间有关；B是一个特征时间，直与样品自身的性质有关；C与系统的结构及光照条件无关，作为位相因子决定样品的初始状态，敏感地决定发光的初始强度。用该公式，求出参数值A，B，C，它们携带着有关中药材药性的相关信息。

流程图如图3所示。

图4是上述测量的中药材生物光子辐射强度的结果，检测结果表明，不同药性的中药材衰减时间T值相差很大，属于热性的干姜和附子衰减时间T明显高于中性的天麻和甘草、寒性的大黄和苦参。

虽然本实施例所测量的只是中药材中的很小一部分，但它透漏出的信息是令人欣喜的，通过检测结果可以看出，通过对不同的中药材受激辐射出的生物光子的测量，来研究中药药性，不但具有可行性，且前景尤为可观。

本发明中未详细描述的装置、系统、方法等，均为现有技术中已有的，为所属领域技术人员所熟知的，故不再进行描述。

Claims (6)

1.一种检测中药药性的装置，其特征在于：包括激发光源、样品室、生物光子测量系统和数据处理系统，其中，激发光源用于产生激发光，其发射出的光线可以射入样品室，生物光子测量系统用于测量样品室中样品受激发后发射的生物光子强度，数据处理系统用于分析和处理生物光子测量系统所测得的数据，生物光子测量系统和数据处理系统电路连接；还包括光源电源、测量系统电源、前置放大系统和计数系统，其中，光源电源与激发光源电路连接，为激发光源供电；测量系统电源与生物光子测量系统电路连接，为生物光子测量系统供电；前置放大系统与生物光子测量系统连接，用于将生物光子测量系统探测到的生物光子转换为电信号并放大该信号；计数系统与前置放大系统连接，用于记录光子数随时间变化的信息；

所述激发光源上设有用于控制入射光的辐照时间的快门；

所述样品室包括：椭球镜，用于将2π立体角内的生物光子最大限度的收集到生物光子测量系统接收端；活动样品架，用于控制样品的移动；凸透镜，用于将生物光子辐射聚焦到生物光子测量系统的光阴极。

2.根据权利要求1所述的一种检测中药药性的装置，其特征在于：所述生物光子测量系统为能够测量200nm-800nm波长的生物光子强度的光电倍增管。

3.根据权利要求2所述的一种检测中药药性的装置，其特征在于：所述光电倍增管前设有用于控制入射到光阴极的光照射时刻的快门，以避免光照对光电倍增管的损伤。

4.根据权利要求2所述的一种检测中药药性的装置，其特征在于：所述光电倍增管具有5cm以上的有效光阴极直径。

5.根据权利要求1所述的一种检测中药药性的装置，其特征在于：所述生物光子测量系统上设有制冷装置。

6.根据权利要求1所述的一种检测中药药性的装置，其特征在于：所述数据处理系统包括数据处理单元和显示单元。

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