[發明專利]一種β-胡蘿卜素無損檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202010975936.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112098392B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 李震;陶忠良;邵瓊嬋;常蘇;胡朔霞
• 申請（專利權）人: 杭州芯河光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/01;B05B11/02;B05B12/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 劉正君

本發明公開了一種β?胡蘿卜素無損檢測方法及裝置。解決現有技術中的對人體內類胡蘿卜素檢測耗時又費成本的問題。裝置包括激光模塊、拉曼光學模塊、微處理模塊和顯示模塊，激光模塊。通過收集皮膚表面反射的激光獲取拉曼激發光譜信號；對拉曼激發光譜信號分布進行基線矯正、譜峰擬合，根據擬合后的函數計算峰面積；根據峰面積確定皮膚表面β?胡蘿卜素相對含量，獲得人體健康和衰老程度。本發明通過檢測皮膚表面的類胡蘿卜素來體現人體講課和衰老程度，方法無創、快捷，且智能便利。

技術領域

本發明涉及一種光譜檢測技術領域，尤其是涉及一種β-胡蘿卜素無損檢測方法及裝置。

背景技術

類胡蘿卜素(carotenoids)是一類重要的天然色素的總稱，是體內維生素A的主要來源，同時還具有抗氧化、免疫調節、抗癌、延緩衰老等功效。

拉曼光譜(Raman spectra)，是一種散射光譜，是研究分子振動的一種光譜方法。

現代科學證實，人體的老化與細胞的氧化息息相關，而令細胞氧化的自由基是讓人們衰老的原因之一，通過大量的血液和組織分析結果表明：人體內含有一種豐富的類胡蘿卜素，作為一種抗氧化劑，類胡蘿卜素可以減少自由基分子導致的損害。血液中類胡蘿卜素的增加反映了身體內所有器官的類胡蘿卜素的含量增加。

要想檢測人體內類胡蘿卜素的含量，需要抽取血樣再用高壓液相色譜的方法進行檢測分析，且需在實驗室內完成，獲得結果的周期較長。這相對來說既耗時又費成本。

發明內容

本發明主要是解決現有技術中的對人體內類胡蘿卜素檢測耗時又費成本的問題，提供了一種β-胡蘿卜素無損檢測方法及裝置。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種β-胡蘿卜素無損檢測方法，包括，

通過拉曼光學模塊收集皮膚表面反射的激光，獲取拉曼激發光譜信號；

對拉曼激發光譜信號分布進行基線矯正；

將矯正后光譜進行譜峰擬合；

根據擬合后的函數計算峰面積；

根據峰面積確定皮膚表面β-胡蘿卜素相對含量；

根據β-胡蘿卜素相對含量反應人體內β-胡蘿卜素的水平，獲得人體健康和衰老程度。本發明通過檢測皮膚表面的類胡蘿卜素來體現人體講課和衰老程度，方法無創、快捷，且智能便利。本發明通過控制532nm綠光激光器激發皮膚表面的類胡蘿卜素，產生共振拉曼光譜，拉曼光學模組采集拉曼光譜信號，通過測量拉曼光譜參數實現對人體內類胡蘿卜素的無損檢測。

作為一種優選方案，基線矯正過程包括將拉曼激發光譜的基線拉平到0基線位置。本方案基線矯正以便于信號數據處理，對后面進行譜峰擬合以及峰面積計算至關重要。

作為一種優選方案，譜峰擬合過程包括，

用voigt函數對譜峰進行擬合，采用以下公式將不同的函數進行擬合，不同參數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為高斯函數半高寬，w_L為洛倫茲函數半高寬，x_c代表峰中心的波長，e為自然對數、t為積分變量、x為波長。

作為一種優選方案，峰面積計算過程包括，

根據voigt函數讀取函數的峰值位置P1、P2；

在峰值位置P1、P2分別計算峰面積A1、A2，峰面積計算公式為，

A＝h×W_h/2