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基于太赫兹时域光谱的中药检测技术及应用.pdf

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基于太赫兹时域光谱的中药检测技术及应用

摘要

中药是中医预防治疗疾病所使用的独特药物,而中药的质量鉴定对于质量控制

尤为重要。中药的质量往往与其所含有效成分有关,不同种类或者同一种类不同来

源的中药其物质成分均有所不同。寻找一种快速检测技术,完善中药的指纹图谱是

当前的重要工作。太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)可在太赫兹波段(0.1-10THz)

进行光谱检测,具有穿透力强、光谱分辨能力高、快速准确等优势,能够用于探测、

识别和分析物质的特性,可作为中药检测的重要手段。本文设计了透射式太赫兹时

域光谱系统,编写了太赫兹时域光谱控制程序,实现对光谱数据的采集存储以及分

析、信息提取等。并以几种中药为样品进行了光谱检测及分析实验。主要工作如下:

充分调研了太赫兹时域光谱技术的研究现状以及意义,深入研究了利用光电导

天线产生和探测太赫兹信号原理以及等效时间采样原理。接着分析了两种太赫兹信

号探测方法在中药检测方面的区别,概括了光谱信息处理的常用方法及其在中药检

测中的作用。学习了图形化编程软件开发和使用方法,并结合数据库技术对光谱数

据进行管理。

设计搭建了透射式太赫兹时域光谱系统,并阐述了太赫兹时域光谱系统搭建的

流程和思路以及系统的主要硬件设备。然后对搭建完成的系统进行了优化和性能测

试。接着利用图形化编程软件编写了系统采集控制程序,其中包括通信模块、数据

采集模块、数据处理模块等。完成了数据库管理系统的设计和开发,实现了数据的

写入、查询、读取等功能,方便了数据管理。

采用压片法制备实验样品,对不同产地的柴胡和天麻进行了光谱检测实验,分

析不同产地两种中药的透射光谱。然后制备不同厚度、不同产地、不同批次的复方

板蓝根样品,利用太赫兹时域光谱系统检测其透射光谱。从太赫兹频谱、吸收系数

和折射率等方向分析其差异特征,用检测得到的数据建立数据库,为丰富中药的质

量标准提供了检测手段和参考依据。

关键词:太赫兹;太赫兹时域光谱;透射式;图形化编程;中药

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TerahertzTime-DomainSpectroscopy-BasedTraditional

ChineseMedicineDetectionTechnologyand

Applications

Abstract

Chinesetraditionalmedicine(TCM)isauniquesetofdrugsusedinChinese

medicinefordiseasepreventionandtreatment,anditstherapeuticeffectshavethus

attractedwidespreadattention.TheefficacyoftraditionalChinesemedicineisoften

relatedtoitsactiveingredients,andthematerialcomponentsofdifferentspeciesorthe

samespeciesoftraditionalChinesemedicinefromdifferentsourcesmayvary.Findinga

rapiddetectiontechnologytoimprovethefingerprintspectrumofTCMisacrucialtaskat

present.TerahertzTime-DomainSpectroscopy(THz-TDS)enablesspectraldetectionin

theterahertzband(0.1-10THz),withadvantagessuchasstrongpenetrability,high

spectralresolution,speediness,andaccuracy.Itcanbeusedtodetect,identify,andanalyze

thepropertiesofmaterials,makingitani

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