[發(fā)明專利]一種β-胡蘿卜素?zé)o損檢測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010975936.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN112098392B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李震;陶忠良;邵瓊嬋;常蘇;胡朔霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州芯河光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/65
• 分類號(hào): G01N21/65;G01N21/01;B05B11/02;B05B12/00
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 劉正君

1.一種β-胡蘿卜素?zé)o損檢測(cè)方法，其特征在于：包括，

通過拉曼光學(xué)模塊收集皮膚表面反射的激光，獲取拉曼激發(fā)光譜信號(hào)；

對(duì)拉曼激發(fā)光譜信號(hào)進(jìn)行噪聲處理和預(yù)處理，

噪聲處理過程包括，

將獲取的信號(hào)與參考輸入信號(hào)進(jìn)行混頻相乘，其中

獲取的信號(hào)為：V_s＝A cos(ω_st+θ)

參考輸入信號(hào)為：

兩式相乘得到

其中，A、B為信號(hào)的幅值，ω是信號(hào)是角頻率，θ、是信號(hào)的相位角；

乘積的值里面含有直流項(xiàng)、2ω項(xiàng)，以及與V_r的乘積項(xiàng)，由于采用相干檢測(cè)法，噪聲與V_r的乘積項(xiàng)是不相關(guān)的，噪聲與V_r的乘積項(xiàng)為0，剩下部分通過調(diào)節(jié)低通濾波器的帶寬，濾除掉2ω項(xiàng)，剩下直流項(xiàng)，得到，

經(jīng)過第二個(gè)相敏檢測(cè)器后直流項(xiàng)為，

取即獲取的信號(hào)與參考輸入信號(hào)的相位差，

得到X＝AB cos(ΔΦ)，Y＝AB sin(ΔΦ)，則最后輸出信號(hào)的幅值R＝sqrt(X²+Y²)，theta＝ΔΦ＝antan(Y/X)；

預(yù)處理過程包括，

將噪聲處理后的信號(hào)進(jìn)行5階多項(xiàng)式處理得到一個(gè)差分諧振拉曼譜，5階多項(xiàng)式如下，

y＝a·x⁵+b·x⁴+c·x³+d·x²+e·x+f

其中[a,b,c,d,e,f]＝[-5.46221687768335×10^-8,-7.79168323206748×10^-5,0.0721823497520609,-19.4117742587709,2486.25827858228,59551169.32997222]；

對(duì)拉曼激發(fā)光譜信號(hào)分布進(jìn)行基線矯正；

將矯正后光譜進(jìn)行譜峰擬合；

根據(jù)擬合后的函數(shù)計(jì)算峰面積；

根據(jù)峰面積確定皮膚表面β-胡蘿卜素相對(duì)含量；

根據(jù)β-胡蘿卜素相對(duì)含量反應(yīng)人體內(nèi)β-胡蘿卜素的水平，獲得人體健康和衰老程度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種β-胡蘿卜素?zé)o損檢測(cè)方法，其特征是基線矯正過程包括將拉曼激發(fā)光譜的基線拉平到0基線位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種β-胡蘿卜素?zé)o損檢測(cè)方法，其特征是譜峰擬合過程包括，

用voigt函數(shù)對(duì)譜峰進(jìn)行擬合，采用以下公式將不同的函數(shù)進(jìn)行擬合，不同參數(shù)通過不斷迭代用最小二乘法得到誤差的平方和最小值y，采用公式如下：

其中，y₀為y的偏置，A為峰面積，w_G為高斯函數(shù)半高寬，w_L為洛倫茲函數(shù)半高寬，x_c代表峰中心的波長(zhǎng)，e為自然對(duì)數(shù)、t為積分變量、x為波長(zhǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種β-胡蘿卜素?zé)o損檢測(cè)方法，其特征是峰面積計(jì)算過程包括，

根據(jù)voigt函數(shù)讀取函數(shù)的峰值位置P1、P2；

在峰值位置P1、P2分別計(jì)算峰面積A1、A2，峰面積計(jì)算公式為，

A＝h×W_h/2

其中，h為峰頂?shù)椒宓拙€的垂直距離，W_h/2為峰高1/2處的峰寬。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種β-胡蘿卜素?zé)o損檢測(cè)方法，其特征是根據(jù)峰面積確定皮膚表面β-胡蘿卜素相對(duì)含量過程包括，

采集純度≥95％的β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)粉末進(jìn)行拉曼光譜檢測(cè)，確定不同濃度β-胡蘿卜素的峰面積，得到β-胡蘿卜素濃度和其拉曼光譜峰面積的關(guān)系；

根據(jù)β-胡蘿卜素濃度和其拉曼光譜峰面積的關(guān)系，對(duì)比計(jì)算得到的峰面積，獲取皮膚表面β-胡蘿卜素相對(duì)含量。