CN115128006A - 一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法 - Google Patents
一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115128006A CN115128006A CN202210873134.9A CN202210873134A CN115128006A CN 115128006 A CN115128006 A CN 115128006A CN 202210873134 A CN202210873134 A CN 202210873134A CN 115128006 A CN115128006 A CN 115128006A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- solution
- traditional chinese
- pump
- chinese medicine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 229940100688 oral solution Drugs 0.000 title claims abstract description 60
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 76
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 56
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 38
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 38
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 26
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 3
- 229940126680 traditional chinese medicines Drugs 0.000 claims 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 16
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 12
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 102100034459 Hepatitis A virus cellular receptor 1 Human genes 0.000 description 2
- 101001068136 Homo sapiens Hepatitis A virus cellular receptor 1 Proteins 0.000 description 2
- 101000831286 Homo sapiens Protein timeless homolog Proteins 0.000 description 2
- 101000752245 Homo sapiens Rho guanine nucleotide exchange factor 5 Proteins 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004497 NIR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 102100034458 Hepatitis A virus cellular receptor 2 Human genes 0.000 description 1
- 101001068133 Homo sapiens Hepatitis A virus cellular receptor 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000669511 Homo sapiens T-cell immunoglobulin and mucin domain-containing protein 4 Proteins 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100039367 T-cell immunoglobulin and mucin domain-containing protein 4 Human genes 0.000 description 1
- 101150074789 Timd2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002552 dosage form Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001320 near-infrared absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3577—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing liquids, e.g. polluted water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/00584—Control arrangements for automatic analysers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开的一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法，包括箱体，箱体内设置自动进样模块、光谱采集模块和控制模块；自动进样模块包括样品盘、清洗液容器、样品检测池和进样泵，进样泵的入口与进样头连通，出口通过进样管与样品检测池连通，进样泵与升降台连接，升降台能够带动进样泵做升降运动，使进样头能够进入样品盘和清洗液容器，样品检测池还通过排液管与废液池连通，排液管上设置排液泵，光谱采集模块用于获取样品检测池中溶液的近红外光谱，控制模块与进样泵、排液泵、升降台、光谱采集模块和上位机连接。实现了对中药口服溶液质量的全自动准确评价。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
中药口服液是在汤剂、注射剂和糖浆剂基础上发展起来的新剂型。由于中药口服液含有的化学成分种类较多并且复杂，很难完全定性所有化合物，使得中药口服液的质量控制比合成的化学药困难得多。目前，在中药口服液生产中的质量控制方法，分析结果相对滞后，不能及时有效地反映生产过程中的实际情况，也不能反映出生产条件的波动对药材中有效成分的影响情况，不同批次间产品质量差异往往较大，中药口服液的质量难以保证，对中药口服液进行质量控制可以提高药品疗效，为药品的推广夯实基础，是目前急需要解决的技术问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法，能够对中药口服溶液自动运输至样品检测池中进行近红外光谱检测，进而获取中药口服溶液的质量评价结果，实现了对中药口服溶液质量的快捷、可靠的自动化评价。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，提出了一种全自动中药口服溶液质量评价系统，包括箱体，箱体内设置自动进样模块、光谱采集模块和控制模块；自动进样模块包括样品盘、清洗液容器、样品检测池和进样泵，进样泵的入口与进样头连通，出口通过进样管与样品检测池连通，进样泵与升降台连接，升降台能够带动进样泵做升降运动，使进样头能够进入样品盘和清洗液容器，样品检测池还通过排液管与废液池连通，排液管上设置排液泵，光谱采集模块用于获取样品检测池中溶液的近红外光谱，控制模块与进样泵、排液泵、升降台和光谱采集模块连接。
第二方面，提出了一种全自动中药口服溶液质量评价系统的控制方法，包括：
当需要对中药口服溶液进行质量评价时：
控制升降台升降运动，使进样头进入样品盘的溶液中；
控制进样泵打开，溶液经进样管进入样品检测池中；
控制光谱采集模块对样品检测池中的溶液进行近红外检测，获得溶液的近红外光谱；
对溶液的近红外光谱进行分析，获得溶液的质量评价结果；
当对中药口服溶液质量评价完成时，
控制排液泵打开，将样品检测池中的中药口服溶液经排液管排至废液池中；
控制升降台升降运动，使进样头进入清洗液容器的清洗液中；
控制进样泵打开，清洗液经进样管进入样品检测池中；
控制排液泵打开，将样品检测池中的清洗液经排液管排至废液池中。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明能够将中药口服溶液自动运输至样品检测池中，进行近红外光谱检测，通过获取的溶液的近红外光谱对中药口服溶液的质量进行评价，同时还能对样品检测池及进样管进行自动清洗，保证下次中药口服溶液质量评价的准确性，提高了中药口服溶液质量评价的准确性、可靠性和效率。
2、本发明在箱体内设置了温度传感器和散热器，通过温度传感器对箱体内温度进行监测，通过散热器对箱体内部进行散热，保证了本发明提出的质量评价系统的正常运行，同时，防止了高温对中药口服溶液的质量造成影响，进而对中药口服溶液的质量评价产生影响，有效保证了中药口服溶液质量评价的准确性。
3、本发明通过设置人机交互模块，能够对中药口服溶液质量评价的过程参数及评价结果进行显示，同时，还能够根据不同的中药口服溶液对评价系统的各项参数进行相应的更改，提高评价系统的适应性。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为实施例1公开系统的结构图；
图2为实施例1公开的自动进样系统图；
图3为实施例1公开的人机交互模块显示界面图；
图4为实施例1公开的小儿消积止咳口服液的原始近红外光谱；
图5为实施例1公开的小儿消积止咳口服液的原始指纹图谱；
图6为实施例1公开的小儿消积止咳口服液指纹图谱预测集经图谱转换前后的比较图谱；
图7为实施例1公开的小儿消积止咳口服液指纹图谱选择的特征峰。
其中：1-样品盘；2-清洗液容器；3-扣合门；4-样品检测池；5-进样管；6-进样泵；7-升降台；8-排液泵；9-排液管；10-维修盖；11-百叶窗；12-USB接口；13-电源模块；14-单片机；15-移动轨道；16-近红外光谱仪。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例1
中药指纹图谱(fingerprinting)，特别是高效液相色谱(HPLC)指纹图谱，可把复杂的化学成分进行分离而形成高低不同的峰组成一张色谱图，这些色谱峰的高度和峰面积分别代表了各种不同化学成分和其含量。建立中药指纹图谱将能较为全面地反映中药及其制剂中所含化学成分的种类与数量，进而对药品质量进行整体描述和评价，对于提高中药质量，促进中药现代化具有重要意义。HPLC适用于成分复杂而不易分离的分析对象，具有分离效能高，灵敏度高，不需要气化，检测手段多等优点，是目前指纹图谱技术中用途最广泛的一种方法。但HPLC存在分析时间长，样品需要处理的特点，对于中药生产企业实际应用是一种费时费力的检测技术。
近红外光谱(Near Infrared，NIR)主要反应的是物质含氢基团(O-H、N-H、C-H、S-H等)振动的合频和倍频吸收，可以获得含氢基团特征信息和物质的结构信息，该方法为非破坏性方法，可实现产品的无损检测，具有检测速度快，操作简单，所需样品少，适宜于液体、固体、粘稠流体的分析及过程控制等优点。在近红外光谱分析领域，有经典的模型转移方法，如单变量斜率截距校正(SBC)法、光谱空间转换(SST)法、直接校正(DS)法和分段校正(PDS)法等等。其中SST法、DS法及PDS法都是基于光谱之间的转换实现模型转移。
将快速的近红外(NIR)光谱测定法与基于色谱技术的特征(或指纹)图谱方法相关联，实现二者的图谱转化，使之既具备NIR光谱的快速、无损、绿色的特点，同时转化后的特征(或指纹)图谱也具有分辨能力强，可靠性好的特点，不仅突破了近红外光谱分析技术专属性较差的技术瓶颈，且可以充分发挥两种分析技术的优势。但发明人发现，目前关于NIR光谱与对应特征(或指纹)图谱的转化方法研究甚少，并没有行之有效的转化方法，更没有应用于生产的相关设备。
在此基础上，为了实现对中药口服溶液进行全自动的准确的质量评价，在该实施例中提出了一种全自动中药口服溶液质量评价系统，如图1-7所示，包括箱体，在箱体内设置了自动进样模块、光谱采集模块、控制模块、电源模块、通信模块和上位机。
其中，自动进样模块包括样品架及其移动轨道15、进样管5、进样泵6、样品检测池4、升降台7、排液泵8、废液池以及第一电机。
样品架上有安置样品检测池4的样品盘1和盛装清洗液的清洗液容器2。
样品架与第一电机的输出轴连接，通过第一电机输出轴旋转带动样品架旋转。
为保证样品架移动的稳定性，设置了移动轨道15，将样品架放置于移动轨道15上，并能在第一电机输出轴的带动下沿移动轨道15移动。
进样泵6的入口与进样头连通，出口通过进样管5与样品检测池4连通，进样泵6与升降台7连接，升降台7能够带动进样泵6做升降运动，使进样头进入样品盘1和清洗液容器2，当进样头进入样品盘1的中药口服溶液中时，进样泵6能够将样品盘1的中药口服溶液泵入样品检测池4中进行质量评价，当进样头进入清洗液容器2的清洗液中时，进样泵6能够将清洗液泵入样品检测池4中，对进样头、进样泵6、进样管5和样品检测池4进行清洗，防止对其余中药口服溶液的质量评价产生影响。
进样头采用真空设计，在将液体泵入样品检测池中时，将进样头插入相应液体深度的三分之二处，防止抽入气体。
样品检测池4还通过排液管9与废液池连通，排液管9上设置排液泵8，排液泵8能够将样品检测池4中的中药口服溶液和清洗液经排液管9泵入废液池中。
在具体实施时，第一电机选用步进电机。
进样头、进样管和排液管均选用硅胶管，具备耐酸耐碱还耐高温的特性。
进样泵和排液泵均采用蠕动泵，蠕动泵均与第二电机连接，通过第二电机驱动蠕动泵对液体进行输送。
第二电机由于蠕动泵输液管与泵体分离的原因，造成取样的过程需要滚轮的存在，实现通过挤压硅胶管实现液体的吸入与排出。由于蠕动泵滚轮的存在导致输出的液体有连续的脉动，影响进样的精度。第二电机选用步进电机，步进电机转速通常在1～300rpm之间，控制方式灵活，可以通过脉冲实现精密控制，当精度不够时可以通过多细分对控制精度、进样速度实现变速精密控制，故选用步进电机来驱动蠕动泵，来对进入样品检测池的中药口服溶液的量进行精确控制，防止中药口服溶液质量控制不准确，对中药口服溶液的质量评价产生影响，有效保证对中药口服溶液质量评价的准确性。蠕动泵是通过滚轮挤压硅胶管，因而有很大的阻力，所以在选择步进电机时要考虑到电机的启动转矩、最大负载力矩，以及安装尺寸等，在具体实施时，可以使用42式步进电机驱动，电机的步距角为1.8度，电流为0.9A。
蠕动泵在微量时通过减速多细分实现进度的控制,要求进样量多的时候可以提高输入脉冲的频率来提高进样速度。使用步进电机作为蠕动泵的动力机构，通过测定输入脉冲(蠕动泵一圈有相应的脉冲数)的进样量来确定测定的蠕动泵每圈进样量。由于使用42式步进电机，电机的步距角是1.8°，每圈360°，所以旋转一圈使用200个脉冲。由于驱动器使用32细分，以此提升它们的转动力矩。每圈需要的脉冲数为6400个脉冲。由此得到每步的进样量，然而通过实验得到只有大于600个脉冲时取样量才能到达样品检测池。通过上述分析具体的取样控制流程如图2所示。
光谱采集模块用于获取样品检测池中中药口服溶液的近红外光谱，包括光源和近红外光谱仪16，光源用于向样品检测池中的中药口服溶液提供照射光，近红外光谱仪16用于接受样品检测池中的中药口服溶液的近红外光谱信息，其内的检测器将近红外光谱信息转换为电信号。
近红外光谱仪16选用NIRONE 1.7微型NIR光谱仪。
近红外光谱仪是一个完整模块，可以独立进行装配、调试，集成了光谱仪电机驱动电路、外部存储flash、光电传感器、滤波、AD转换、光谱仪温度测量等功能。
进样泵6、升降台7、第一电机、排液泵8和近红外光谱模块均通过通信模块与控制模块连接，控制模块用于控制第一电机旋转，从而使样品架上的样品盘1位于进样泵6下方，或样品架上的清洗液容器2位于进样泵6下方；用于控制升降台7的升降，从而使进样头进入样品盘1的溶液中或者清洗液容器2的清洗液中，当进样头进入溶液中时，控制进样泵6打开，溶液经进样管5进入样品检测池4中，控制光谱采集模块对样品检测池4中的溶液进行近红外检测，获得溶液的近红外光谱；当进样头进入清洗液中时，控制进样泵6打开，清洗液经进样管5进入样品检测池4中；还用于控制排液泵8打开，将样品检测池4中的液体经排液管9排至废液池中。
控制模块采用单片机14，将所有控制指令集成在同一个单片机中，通过USB接口12实现了单片机和PC端的通信。
单片机14选用STC89C52RC，由于要使用脉冲控制步进电机，所以对定时时间要求较高，所以选择12MHz的晶振作为时钟源，以此提高定时精度，为了便于使用，加上按键和液晶显示。
单片机还可以选用STM32单片机，具体型号STM32F103C8T6，STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位的微控制器，采用LQFP48封装，由意法半导体公司(ST)推出，属于STM32系列。其程序存储器闪存容量是64KB、8bit，随机存储器容量是20KB、8bit，2个12bit ADC合计12路通道，为PA0到PA7、PB0到PB1，37个通用I/O口，包括PA0-PA15、PB0-PB15、PC13-PC15、PD0-PD1，4个16bit定时器，包括TIM1、TIM2、TIM3、TIM4，TIM1为高级控制定时器，带死区插入，常用于产生PWM控制电机，2*IIC，2*SPI，3*USART，1*CAN，工作电压2V～3.6V，工作温度为-40℃～85℃，系统时钟最高可到72MHz，一般是由8MHz的外部时钟经锁相环9倍频到72MHz。
晶振是电路中常用的时钟元件，全称是叫晶体震荡器，其作用在于产生原始的时钟频率，简单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，控制模块就无法工作。STM32F103C8T6主控芯片需要有两个外部时钟源，分别是外部高速时钟(high-speed external clock,HSE)、外部低速时钟(low-speed external clock,LSE)。HSE外部振荡器可为系统提供更为精确的主时钟。LSE晶体是低速外部晶体或陶瓷谐振器，它为实时时钟或者其他定时功能提供一个低功耗且精确的时钟源。HSE时钟标注使用4-16MHz频率的晶振，而官方则推荐使用8MHz的晶振，LSE方面则直接选用频率为32.768kHz的晶振。
由于NIRONE 1.7光谱仪需要安装在箱体内，并与控制模块共用一条串口与上位机进行通信，故不能直接通过Microusb线将光谱仪与上位机连在一起，本实施例将光谱仪的电路进行改造，将原有的电路进行飞线处理，并把预留的串口扩展焊点焊接出来，连接到单片机的2号串口。
电源模块13分别与进样泵、升降台、第一电机、排液泵、近红外光谱模块和控制模块连接，为他们提供电源。其中，近红外光谱模块中的近红外光谱仪采用开关电源供电，要求输出电压为12V，额定功率不小于90W，光源的供电电压为5V。
主控芯片STM32F103C8T6的工作电压为3.3V，经由开关电源输出的12V直流电需要经过两级降压才能为其供电，第一级降压是将12V降压至5V，诸如NIRONE 1.7光谱仪、RS232转TTL电平转换模块，其供电电压是5V，故设置此一级降压电路，如图6所示。一级降压是由78L05芯片完成的，78L05是一种固定电压(5V)三端集成稳压器，它有如下特点：(1)输入电压可达30-35V；(2)输出电流可达到100mA；(3)无需外接元件；(4)内部热过载保护；(5)内部短路电流限制。第二级降压是5V降压至3.3V，如图7所示，这里选择了AMS1117S-3.3芯片完成二级降压。该芯片特性如下：(1)输出电压：3.267～3.333V；(2)线路调整(最大)：10mV；(3)负载调节(最大)：15mV；(4)电压差(最大)：1.3V；(5)电流限制：900～1500mA；(6)静态电流(最大)：10mA；(7)纹波抑制(最小)：60dB。
箱体的顶部设置可以开启关闭的维修盖10，箱体的侧部设置散热百叶窗11和扣合门3；箱体内设置温度传感器和散热器；温度传感器位于箱体的上部，散热器位于箱体的下部，通过温度传感器对箱体内温度进行检测，通过散热器对箱体内部进行散热，防止高温对箱体内的中药口服溶液的质量产生影响，从而影响中药口服溶液的质量评价结果，保证中药口服溶液质量评价的准确性。
在具体实施时，箱体由侧板、底板和顶板围成；顶板上设有维修盖10；侧板上设置扣合门3和散热的百叶窗11。
箱体内三个空间，分别为第一空间、第二空间和第三空间；第一空间安装有样品架、移动轨道、进样管；第二空间安装有光源、升降台7、排液管9、样品检测池4和近红外光谱仪16；第三空间安装有电源模块和控制模块。
在第二空间还设置有测量台，测量台包括样品检测池4和准直校准系统。
样品检测池用于称装配置的样品，检测时置于样品架上。本实例的样品检测池为CUV-UV样品池，CUV-UV样品池为1cm光程，可以通过SMA接头的光纤耦合到微型光纤光谱仪和光源，组成小型化的分光光度计系统，用于各种水溶液的绝对吸光度测量；准直校准系统包括两个准直透镜，分别为两个74-UV f/2熔融石英透镜，可将其旋出比色皿支架并且单独使用于任何需要将自由光束耦合到光纤的装置。
第二空间内设置有横隔板，横隔板将第二空间分隔为上腔室和下腔室，光源、温度传感器、样品池和近红外光谱仪位于上腔室内；下腔室内设有散热器。
且散热器位于散热百叶窗位置处。
控制模块还与上位机连接，通过上位机对光谱采集模块获取的近红外光谱信息进行分析，获得中药口服溶液的质量评价结果。
控制模块与上位机进行串行通信，控制模块可以接受上位机发来的指令，例如光谱仪指令、开关光源指令、温度调节指令，同时控制模块还可以向上位机报告当前样品检测池的温度，近红外光谱仪采集的原始数据。
上位机对近红外光谱进行分析的具体过程为：
将中药口服溶液的近红外光谱信息进行转换，获得转换后的特征图谱，具体为：
将近红外光谱信息矩阵X1和特征图谱原始矩阵X2进行异常值剔除及预处理，然后进行奇异值分解，在保留相同的主成分数下，得到X1的得分矩阵S1和X2的S2；将S1和S2两个矩阵进行关联；通过公式X2trans＝[X1V1(P1 T)+(P2 T)V2 T，对转换后的图谱进行校正；其中，X2trans表示转换后的特征图谱矩阵；V1的含义是X1的负载矩阵；V2的含义是X2的负载矩阵；P1 T和P2 T是Ps的两个子矩阵，Ps为Scomb＝[S1,S2]组合矩阵的负载矩阵；上标“T”表示转置。
通过转换后的特征图谱对中药口服溶液的质量进行评价，获得中药口服溶液的质量评价结果。
上位机上设置人机交互模块，如图3所示，通过人机交互模块对中药口服溶液质量评价的过程参数及评价结果进行显示，同时，还能够根据不同的中药口服溶液对评价系统的各项参数进行相应的更改，提高评价系统的适应性。人机交互模块包括显示屏、GND接口、VCC接口、SCL接口及SDA接口。
通过本实施例公开的一种全自动中药口服溶液质量评价系统对小儿消积止咳口服液进行质量评价时，获得的小儿消积止咳口服液的近红外光谱如图4所示，获取的小儿消积止咳口服液的特征图谱如图5所示，为实施例1公开的小儿消积止咳口服液的原始近红外光谱；小儿消积止咳口服液的原始指纹图谱转换前后比较如图6所示，小儿消积止咳口服液指纹图谱选择的特征峰如图7所示。
可知，本实施例公开的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，能够将中药口服溶液自动运输至样品检测池中，进行近红外光谱检测，通过获取的溶液的近红外光谱对中药口服溶液的质量进行评价，同时还能对样品检测池及进样管进行自动清洗，保证下次中药口服溶液质量评价的准确性，提高了中药口服溶液质量评价的准确性、可靠性和效率；通过在箱体内设置了温度传感器和散热器，由温度传感器对箱体内温度进行监测，通过散热器对箱体内部进行散热，保证了本实施例提出的质量评价系统的正常运行，同时，防止了高温对中药口服溶液的质量造成影响，进而对中药口服溶液的质量评价产生影响，有效保证了中药口服溶液质量评价的准确性。
实施例2
在该实施例中，提出了一种全自动中药口服溶液质量评价系统的控制方法，包括：
当需要对中药口服溶液进行质量评价时：
控制升降台升降运动，使进样头进入样品盘的溶液中；
控制进样泵打开，溶液经进样管进入样品检测池中；
控制光谱采集模块对样品检测池中的溶液进行近红外检测，获得溶液的近红外光谱；
由上位机对溶液的近红外光谱进行分析，获得溶液的质量评价结果；
当对中药口服溶液质量评价完成时，控制排液泵打开，将样品检测池中的中药口服溶液经排液管排至废液池中；
控制升降台升降运动，使进样头进入清洗液容器的清洗液中；
控制进样泵打开，清洗液经进样管进入样品检测池中；
控制排液泵打开，将样品检测池中的清洗液经排液管排至废液池中。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，包括箱体，箱体内设置自动进样模块、光谱采集模块和控制模块；自动进样模块包括样品盘、清洗液容器、样品检测池和进样泵，进样泵的入口与进样头连通，出口通过进样管与样品检测池连通，进样泵与升降台连接，升降台能够带动进样泵做升降运动，使进样头能够进入样品盘和清洗液容器，样品检测池还通过排液管与废液池连通，排液管上设置排液泵，光谱采集模块用于获取样品检测池中溶液的近红外光谱，控制模块与进样泵、排液泵、升降台、光谱采集模块和上位机连接。
2.如权利要求1所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，光谱采集模块包括近红外光谱仪和光源，光源用于向样品检测池中的溶液提供照射光，近红外光谱仪用于获取样品检测池中溶液的近红外光谱信息。
3.如权利要求1所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，样品盘与清洗液容器均放置于样品架上，样品架与电机的输出轴连接，电机与控制系统连接。
4.如权利要求3所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，样品架与移动轨道连接，并能沿移动轨道移动。
5.如权利要求1所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，箱体的顶部设置可以开启关闭的维修盖，箱体的侧部设置散热百叶窗和扣合门。
6.如权利要求1所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，箱体内设置温度传感器和散热器。
7.如权利要求6所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，温度传感器位于箱体的上部，散热器位于箱体的下部。
8.如权利要求1所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，还包括电源模块，电源模块与自动进样模块、光谱采集模块、控制模块均连接。
9.如权利要求1所述的一种全自动中药口服溶液质量评价系统，其特征在于，控制模块用于控制升降台的升降，从而使进样头进入样品盘的溶液中或者清洗液容器的清洗液中，当进样头进入溶液中时，控制进样泵打开，溶液经进样管进入样品检测池中，控制光谱采集模块对样品检测池中的溶液进行近红外检测，获得溶液的近红外光谱，当进样头进入清洗液中时，控制进样泵打开，清洗液经进样管进入样品检测池中；还用于控制排液泵打开，将样品检测池中的液体经排液管排至废液池中。
10.一种全自动中药口服溶液质量评价系统的控制方法，包括：
当需要对中药口服溶液进行质量评价时：
控制升降台升降运动，使进样头进入样品盘的溶液中；
控制进样泵打开，溶液经进样管进入样品检测池中；
控制光谱采集模块对样品检测池中的溶液进行近红外检测，获得溶液的近红外光谱；
通过上位机对溶液的近红外光谱进行分析，获得溶液的质量评价结果；
当对中药口服溶液质量评价完成时，
控制排液泵打开，将样品检测池中的样品池经排液管排至废液池中；
控制升降台升降运动，使进样头进入清洗液容器的清洗液中；
控制进样泵打开，清洗液经进样管进入样品检测池中；
控制排液泵打开，将样品检测池中的清洗液经排液管排至废液池中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210873134.9A CN115128006A (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210873134.9A CN115128006A (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115128006A true CN115128006A (zh) | 2022-09-30 |
Family
ID=83383130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210873134.9A Pending CN115128006A (zh) | 2022-07-22 | 2022-07-22 | 一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115128006A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115639160A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-01-24 | 东北农业大学 | 一种无人值守的沼液指标在线同步速测装置及方法 |
| CN116216301A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-06-06 | 成都德力斯实业有限公司 | 一种放射性无菌注射剂生产线 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020084415A1 (en) * | 2000-10-17 | 2002-07-04 | Sumio Kawano | Analytical method and apparatus for liquid sample using near infrared spectroscopy |
| CN109283350A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-01-29 | 佛山市海天(高明)调味食品有限公司 | 一种液态样品检测工作站 |
| CN113252580A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-13 | 山东大学 | 原料血浆光谱采集系统 |
| CN113762208A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-07 | 山东大学 | 一种近红外光谱与特征图谱的图谱转换方法及其应用 |
| CN114252541A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-03-29 | 山东大学 | 一种小儿消积止咳口服液指纹图谱的构建方法及多指标定量含量测定方法 |
-
2022
- 2022-07-22 CN CN202210873134.9A patent/CN115128006A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020084415A1 (en) * | 2000-10-17 | 2002-07-04 | Sumio Kawano | Analytical method and apparatus for liquid sample using near infrared spectroscopy |
| CN109283350A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-01-29 | 佛山市海天(高明)调味食品有限公司 | 一种液态样品检测工作站 |
| CN113252580A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-13 | 山东大学 | 原料血浆光谱采集系统 |
| CN113762208A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-07 | 山东大学 | 一种近红外光谱与特征图谱的图谱转换方法及其应用 |
| CN114252541A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-03-29 | 山东大学 | 一种小儿消积止咳口服液指纹图谱的构建方法及多指标定量含量测定方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115639160A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-01-24 | 东北农业大学 | 一种无人值守的沼液指标在线同步速测装置及方法 |
| CN116216301A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-06-06 | 成都德力斯实业有限公司 | 一种放射性无菌注射剂生产线 |
| CN116216301B (zh) * | 2023-05-06 | 2023-07-04 | 成都德力斯实业有限公司 | 一种放射性无菌注射剂生产线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115128006A (zh) | 一种全自动中药口服溶液质量评价系统及方法 | |
| Epifanovsky et al. | Quantum chemical benchmark studies of the electronic properties of the green fluorescent protein chromophore. 1. Electronically excited and ionized states of the anionic chromophore in the gas phase | |
| CN202649111U (zh) | 植物叶片阵列led红外光谱检测仪 | |
| Gray et al. | Real‐time monitoring of high‐gravity corn mash fermentation using in situ raman spectroscopy | |
| CN107238714A (zh) | 一种医学取样组织检测用测试装置 | |
| CN215740488U (zh) | 一种智能药箱 | |
| CN104086607A (zh) | 一种从木糖母液中生产l-阿拉伯糖的方法 | |
| CN207379933U (zh) | 一种智能马桶尿检装置的伸缩检测机构 | |
| CN107703317A (zh) | 一种自动采样建模装置 | |
| CN213222170U (zh) | 一种低温冷却式制药专用反应釜 | |
| CN2526832Y (zh) | 多功能谱学微型电化学流动池 | |
| CN2881612Y (zh) | 便携式蜂蜜快速检测仪 | |
| CN219302034U (zh) | 电解液生产线取样机构 | |
| CN221125308U (zh) | 一种取药结构、自助取药柜 | |
| CN213398185U (zh) | 一种药物制剂生产系统相容性研究装置 | |
| CN102507468A (zh) | 一种搭配阵列检测器的在线监测系统 | |
| CN1180239C (zh) | 一种基于染料结合原理在近红外波长区测定微量蛋白质的方法 | |
| CN215894378U (zh) | 一种戊糖片球菌胞外蛋白酶快速检测试剂盒 | |
| CN206095944U (zh) | 一种叶绿素a在线检测装置及其传感器 | |
| CN217781155U (zh) | 一种带有定时装置的多功能细胞培养设备 | |
| CN219502636U (zh) | 一种配料罐药液可视化装置 | |
| CN219675846U (zh) | 一种柑橘田间酸度快速检测仪 | |
| CN108663390B (zh) | 一种基于智能语音控制的辛伐他汀纯度检测仪 | |
| CN221765003U (zh) | 异山梨醇溶液取样装置 | |
| CN219663723U (zh) | 一种实验室废液分类回收装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |