CN205861555U - 一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，解决现有的番茄红素检测方法操作复杂、无损检测方式没有统一标准的问题。本装置包括载物台，载物台上放置番茄样本，番茄样本的相对两侧对齐设置卤钨灯杯和光纤探头，番茄样本在与卤钨灯杯和光纤探头连线垂直的侧方设置激光光源，光纤探头通过光纤a连接光路转换器，光路转换器输出端分别通过光纤b和光纤c形成两路输出，光纤b连接荧光光谱仪、光纤c连接CCD光谱仪，荧光光谱仪和CCD光谱仪连接有储存数据的计算机。本装置可以同时完成采集番茄样本的荧光光谱和可见光谱数据的采集，节约了试验时间，提高了数据采集效率。
Description
技术领域
本实用新型属于果蔬品质检测领域，涉及一种光谱采样装置，特别涉及一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置。
背景技术
番茄是人们喜爱的果蔬，而番茄红素是成熟番茄的主要色素，是一种不含氧的类胡萝卜素。番茄红素具有抗氧化、降低核酸损伤、抑制突变、减少心血管疾病及预防癌症等多种保健功能，是一种很有利用前景的功能性天然色素。番茄红素含量的多少是评价番茄品质的重要参考指标。目前，番茄中番茄红素含量的主要检测方法有分光光度法、薄层色谱法、高效液相色谱法和差示扫描量热法等。上述方法需要提取番茄红素，前处理方法繁琐。此外，还存在检测时间长及操作复杂等缺点，不能实现番茄中的番茄红素含量的快速检测。
荧光光谱及可见光光谱分析技术均是快速、无损、绿色的现代分析技术。荧光光谱根据物质发射的荧光强度进行物质的定量检测，而可见光光谱则是根据物质的吸收光谱强度实现物质定量检测。番茄红素作为一种色素，对光线敏感，与荧光光谱及可见光光谱分析技术具有极高的匹配度，而目前采用荧光光谱及可见光光谱分析技术分析番茄中番茄红素的含量的装置的方法少，缺少统一的标准，采用荧光光谱及可见光光谱分析技术分析番茄红素含量存在空白。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有的番茄红素检测方法操作复杂、无损检测方式没有统一标准的问题，提供一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，可以采用一套装置同时获取番茄的荧光光谱和可见光谱数据，为采用荧光光谱及可见光光谱分析技术分析番茄中番茄红素含量采集数据，为后续的理论分析提供数据支持。
本实用新型采用的技术方案如下：一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，其特征在于，包括载物台，载物台上放置番茄样本，番茄样本的相对两侧对齐设置卤钨灯杯和光纤探头，番茄样本在与卤钨灯杯和光纤探头连线垂直的侧方设置激光光源，光纤探头通过光纤a连接光路转换器，光路转换器输出端分别通过光纤b和光纤c形成两路输出，光纤b连接荧光光谱仪、光纤c连接CCD光谱仪，荧光光谱仪和CCD光谱仪连接有储存数据的计算机。卤钨灯杯提供可见光源，激光器提供特定波长的光源激发样本荧光，配合光路转换器的可切换双路输出，可以同一套装置上完成荧光光谱和可见光谱数据采集，提高数据采集效率，丰富样本的数据库。
作为优选，所述卤钨灯杯设置在固定套筒a中，固定套筒a内在卤钨灯杯和番茄样本之间设有用于聚光的凸透镜；光纤探头设置在固定套筒b中，固定套筒b内在光纤探头和番茄样本之间设有用于聚焦的凸透镜，固定套筒a和固定套筒b同轴设置。
作为优选，所述卤钨灯杯和光纤探头连线垂直的侧方设置反射镜，反射镜一侧设置激光器，激光器发射的激光照射反射镜反射到番茄样本。
作为优选，所述激光器采用488nm激光器。
将番茄样本放置于载物台上，通过光路转换器将光纤a与光纤b连通，打开488nm激光器，产生的激光器光束经反射镜，然后照射到番茄样本上，产生荧光。从番茄样本左侧射出的荧光经凸透镜c汇聚到光纤a的光纤探头上，然后经光路转换器及光纤b进入荧光光谱仪，获得番茄样本的荧光光谱。
关闭488nm激光器，通过光路转换器将光纤a与光纤c连通，打开开关电源使卤钨灯杯发光，光经过凸透镜b及凸透镜a形成平行光束，照射到番茄样本上，部分光被吸收。从番茄样本左侧射出的光经凸透镜c汇聚到光纤a的光纤探头上，然后经光路转换器及光纤c进入CCD光谱仪，获得番茄样本的可见吸收光谱。
本装置利用一个平台光路切换的方式，同时获取番茄样本的荧光光谱和可见光谱，完成采集番茄样本的荧光光谱和可见光谱数据的采集，可以同时为番茄中番茄红素的荧光光谱分析和可见光谱分析提供数据支持；节约了试验时间，提高了数据采集效率。
附图说明
图1是本实用新型一种结构示意图。
图中：1、488nm激光器；2、反射镜；3、番茄样本；4、凸透镜a；5、凸透镜b；6、固定套筒a；7、卤钨灯杯；8、电线；9、开关电源；10、载物台；11、计算机；12、荧光光谱仪；13、光纤b；14、光路转换器；15、光纤a；16、光纤c；17、固定套筒b；18、光纤探头；19、凸透镜c；20、CCD光谱仪。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本实用新型做进一步说明。
实施例：一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，如图1所示。本装置包括载物台10，载物台上放置番茄样本3，番茄样本的上方放置反射镜2，反射镜2左侧放置488nm激光器1。番茄样本的左右两侧分布固定套筒a6和固定套筒b17，固定套筒a6内从左到右依次安置凸透镜a4、凸透镜b5及卤钨灯杯7，固定套筒b17内从右到左依次安置光纤探头18和凸透镜c19。卤钨灯杯7通过电线8与开关电源9连接。光纤a15通过固定支架18固定，并与光路转换器14连接，光路转换器通过光纤b13与荧光光谱仪12连接，光路转换器通过光纤c16与CCD光谱仪20连接，荧光光谱仪12与CCD光谱仪20均与计算机11连接。
将番茄样本3放置于载物台10上，通过光路转换器14将光纤a15与光纤b13连通，打开488nm激光器1，产生的激光器光束经反射镜2，然后照射到番茄样本3上，产生荧光。从番茄样本3左侧射出的荧光经凸透镜c19汇聚到光纤a15的光纤探头上，然后经光路转换器14及光纤b13进入荧光光谱仪12，获得番茄样本的荧光光谱。
关闭488nm激光器1，通过光路转换器14将光纤a15与光纤c16连通，打开开关电源9使卤钨灯杯7发光，光经过凸透镜b5及凸透镜a4形成平行光束，照射到番茄样本3上，部分光被吸收。从番茄样本3左侧射出的光经凸透镜c19汇聚到光纤a15的光纤探头上，然后经光路转换器14及光纤c16进入CCD光谱仪20，获得番茄样本的可见吸收光谱。
采用上述装置的番茄中番茄红素含量的回归方程建立步骤如下：
步骤1，收集n个番茄样本N1，N2，N3……Nn；
步骤2，将番茄样本N1放置于载物台上，通过光路转换器将光纤a与光纤b连通，打开488nm激光器，产生的激光器光束经反射镜，然后照射到番茄样本N1上，产生荧光。从番茄样本N1左侧射出的荧光经凸透镜c汇聚到光纤a的探头上，然后经光路转换器及光纤b进入荧光光谱仪，获得番茄样本N1的荧光光谱S1；
步骤3，关闭488nm激光器，通过光路转换器将光纤a与光纤c连通，打开开关电源使卤钨灯杯发光，光经过凸透镜b及凸透镜a形成平行光束，照射到番茄样本N1上，部分光被吸收。从番茄样本N1左侧射出的光经凸透镜c汇聚到光纤a的探头上，然后经光路转换器及光纤c进入CCD光谱仪，获得番茄样本N1的可见吸收光谱A1；
步骤4，对于番茄样本N2-Nn，重复操作步骤2、3，依次采集样本的荧光S2-Sn及可见吸收光谱A2-An；
步骤5，采用国家标准方法GB/T 22249-2008测定番茄样本中的真实番茄红素含量；
步骤6，对于样本的荧光光谱S1-Sn，提取585nm处的光谱强度；对于样本可见吸收光谱A2-An，提取450nm、480nm、500nm及540nm的光谱强度；
步骤7，采用多元线性回归将5个波长处的光谱强度与样本的真实番茄红素含量进行关联，建立番茄中番茄红素的回归方程y＝a1λ585nm+a2λ450nm+a3λ480nm+a4λ500nm+a5λ540nm+b,其中a1、a2、a3、a4及a5为回归方程的系数，b为截距。
将番茄样本3的荧光光谱及可见吸收光谱信号传输给计算机11，提取荧光光谱585nm处的光谱强度，提取可见吸收光谱450nm、480nm、500nm及540nm的光谱强度，将上述光谱强度带入番茄红素的回归方程，即可获得番茄样本的番茄红素含量。
Claims (4)
1.一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，其特征在于，包括载物台，载物台上放置番茄样本，番茄样本的相对两侧对齐设置卤钨灯杯和光纤探头，番茄样本在与卤钨灯杯和光纤探头连线垂直的侧方设置激光光源，光纤探头通过光纤a连接光路转换器，光路转换器输出端分别通过光纤b和光纤c形成两路输出，光纤b连接荧光光谱仪、光纤c连接CCD光谱仪，荧光光谱仪和CCD光谱仪连接有储存数据的计算机。
2.根据权利要求1所述的一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，其特征在于，所述卤钨灯杯设置在固定套筒a中，固定套筒a内在卤钨灯杯和番茄样本之间设有用于聚光的凸透镜；光纤探头设置在固定套筒b中，固定套筒b内在光纤探头和番茄样本之间设有用于聚焦的凸透镜，固定套筒a和固定套筒b同轴设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，其特征在于，所述卤钨灯杯和光纤探头连线垂直的侧方设置反射镜，反射镜一侧设置激光器，激光器发射的激光照射反射镜反射到番茄样本。
4.根据权利要求3所述的一种番茄中番茄红素含量的快速检测装置，其特征在于，所述激光器采用488nm激光器。
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