羊绒羊毛的快速鉴别方法与流程

本发明涉及一种鉴别方法，具体说，涉及一种羊绒羊毛的快速鉴别方法。

背景技术：

如何快速简单的进行羊绒羊毛的鉴别，是许多纺织企业的需求。与羊毛不同的是，羊绒纤维的表面鳞片厚度比羊毛薄，多呈环状包覆在毛干上，而羊毛的鳞片较厚呈镶嵌状。鳞片覆盖毛干的密度羊绒比羊毛小，造成了羊绒纤维与羊毛不同的手感：羊绒纤维手感滑爽，而羊毛相对手感比较粗糙。由于羊绒的鳞片比羊毛的薄，在显微镜下光线的透过性能好，透光均匀，纤维亮度均匀，无阴影感，无突起；而羊毛的鳞片厚，透光不均匀，毛干多阴影感和突起。羊绒纤维的鳞片包覆毛干紧密，翘角很小，比较光滑平贴；而羊毛由于鳞片比较厚而导致翘角大，表面突起较多，缺少平滑感。羊绒的鳞片长度较长，间距大，排列比羊毛密度小，鳞片之间的摩擦系数小，故其洗后缩绒性比羊毛好；而羊毛差之。羊绒纤维毛干均匀，很少扭转，变形；而羊毛纤维毛干不均匀，扭转较多。由于正负皮质层呈两侧分布，羊绒的卷曲度比羊毛的卷曲度小。

基于羊绒与羊毛的差别，在羊绒与羊毛鉴别中，目前常用的方法是利用光学显微镜进行羊绒和羊毛的鉴别，需要观察两种纤维鳞片结构和整体形态来加以区分。但这种鉴别需要鉴别者有较强的专业知识，以及对羊绒羊毛特性的了解。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种羊绒羊毛的快速鉴别方法，可快速、准确、低成本的鉴别出羊绒与羊毛。

技术方案如下：

一种羊绒羊毛的快速鉴别方法，包括：

采集纤维作为样本，将样本直接放在拉曼成像光谱仪的载玻片上；

将样本在拉曼成像光谱仪进行测试，使用拉曼光谱的特征峰来区分纤维中是否含有羊绒或者羊毛。

进一步：对采集数据进行主成分判别分类分析，进一步区分羊绒和羊毛。

进一步：每个样本采集至少3次，获取不同点的拉曼谱图。

进一步：拉曼成像光谱仪的激发光源采用532nm激光，曝光时间为0.03s。

进一步：拉曼光谱选取1207cm-1的特征峰进行分析。

进一步：拉曼成像光谱仪选用dxrxi显微拉曼成像光谱仪。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

1、本发明通过拉曼光谱的方法，不需要较强的专业知识背景，即可快速、准确、低成本的鉴别出羊绒与羊毛。

2、本发明区分度高。

本发明不仅对不同品种的纤维可以进行鉴别，同时可以进行不同品种的物种来源鉴别，更甚至可以进行同一品种个体的鉴别，是一种高灵敏度高准确性的鉴别方法，这种超快速、低成本的羊绒羊毛鉴别对纺织企业具有重要意义。本发明不仅针对不同样，对同一个体的羊毛羊绒也可区分。

3、本发明，样本处理简单，不需要任何处理直接上样即可检测；操作方便，不需要太高的技术背景，易于掌握，只需要1台设备进行采集数据。

4、检测结果稳定，样本重复度高。

5、检测低成本。针对单个样本只需要载玻片即可，单个样本的检测不到1角钱。

附图说明

图1是本发明中实施例一的拉曼光谱图；

图2是本发明中实施例一的tq软件拉曼光谱分析图；

图3是本发明中实施例一的主成分聚类的马氏距离示意图；

图4是本发明中实施例二的主成分聚类的马氏距离示意图；

图5是本发明中实施例三的拉曼光谱图；

图6是本发明中实施例三的主成分聚类的马氏距离示意图；

图7是本发明中实施例四的主成分聚类的马氏距离示意图。

具体实施方式

下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明根据拉曼光谱技术指纹识别的唯一性，可以实现未知样品的成分定性，同时根据dxr2xi显微拉曼成像光谱仪的高灵敏度和高空间分辨率的特性，可以轻松实现微纳米级样品的测试，而且测试过程无需样品的制备，不破坏样品；结合tq软件快速光谱预览功能，操作简单快速。利用革新的dxr2xi显微拉曼成像光谱仪实现超快速成像，根据分析目的获得样品的微区各成分的分布情况。

羊绒羊毛的快速鉴别方法，包括：

步骤1：采集纤维作为样本，将样本直接放在拉曼成像光谱仪的载玻片上；

拉曼成像光谱仪选用dxrxi(dxrxiramanimagingmicroscope)显微拉曼成像光谱仪。

步骤2：将样本在拉曼成像光谱仪进行初步测试，使用拉曼光谱的特征峰来区分纤维中是否含有羊绒或者羊毛；

每个样本采集最少3次，获取不同点的拉曼谱图。拉曼成像光谱仪的激发光源采用532nm激光，曝光时间为0.03s。经过扫描结果显示绒山羊同样在羊绒的拉曼光谱在1207cm-1(1207位点为c-o单键)附近的特征峰比细毛羊毛拉曼光谱图相对较强。

步骤3：对采集数据进行主成分判别分类分析，进一步区分羊绒和羊毛。

进一步扩大群体验证，经过tq软件进行主成分判别分类分析，结果显示异质毛被的个体中的羊毛和羊绒可以很好的区分。

tq软件(tqanalyst软件)是一个通用的光谱分析软件，它可以为中红外、近红外、远红外和拉曼光谱分析的应用提供各种定性和定量分析工具。该软件除了包含各种算法工具外，还能够为用户提供直观友好、容易使用的图形界面，以及广泛的在线帮助信息。

按羊毛纤维类型分类，绵羊毛被毛(即羊体上生长的全部羊毛)可分为:同质毛(同型毛)和异质毛(异型毛)两大类。同质毛指的是同一类型的羊毛纤维所组成的被毛，其特点是羊毛的纤维直径、长度、卷曲及其它外表特征基本相同；而异质毛则是被毛中兼有绒毛、有髓毛、无卷曲和少卷毛等不同类型的羊毛纤维，各种化学、物理机械性能均不相同。

下面以山羊羊绒、山羊羊毛、细毛羊羊毛和粗毛羊羊毛作为样本进行分析和验证结论。

实施例一

1、针对异质毛被同一个体中的羊毛、羊绒的进行拉曼谱图分析；

绒山羊为异质毛被，同一个体中的毛绒比为1：3～10。本实验首先使用拉曼光谱区分同一个体的不同绒毛样本，将同一个体中的羊毛、羊绒作为样本放在拉曼成像光谱仪的载玻片上进行分析。

如图1所示，是本发明中实施例一的拉曼光谱图。

横坐标是拉曼位移，就是散射光相对于入射光的波数差，纵坐标是光子计数，就是散射光的强度。

光源采用532nm激光，曝光时间为0.03s，经过扫描同一个体羊毛、羊绒样品的拉曼光谱图，结果显示羊绒的拉曼光谱在1207cm-1附近的特征峰比羊毛拉曼光谱图相对强。

根据典型有机化合物的重要基团频率分析，此特征峰推测为c-o(碳氧单键)特征峰。从光谱特征峰吸收判断引起在羊绒羊毛上的这种差别是由酚类、醇类、脂肪醚类、羧酸类以及酯类上的c-o键变化。绒毛样本的基本组成为角蛋白，氨基酸在形成蛋白时会发生c-o键的断裂，与氨基形成酰胺键，缩合成肽键，说明羊绒和羊毛在成肽反应上有所差别。

2、对异质毛被的不同个体中羊毛羊绒扩大群体的判别分类分析。

如图2所示，是本发明中实施例一的主成分聚类的马氏距离示意图。

扩大群体验证，经过tq软件进行主成分判别分类分析，结果显示异质毛被的个体中的羊毛和羊绒可以很好的区分。

图中横坐标为样品到羊毛的距离值，纵坐标为样品到羊绒的距离值，从图中可以看出羊绒的样本x横轴坐标大于y纵轴坐标，说明该样本到羊绒距离更近，属于羊绒。而且重复样本聚在一起，可以很好的判别羊绒和羊毛。

实施例二

1、以细毛羊羊毛与羊绒作为样本进行拉曼光谱分析。

如图3所示，是本发明中实施例二的拉曼光谱图。

光源采用532nm激光，曝光时间为0.03s，经过扫描结果显示绒山羊同样在羊绒的拉曼光谱在1207cm-1附近的特征峰比细毛羊毛拉曼光谱图相对较强。

横坐标为波长，纵坐标为光谱强度，从图中可以看出，在1207.45位置羊绒样本强度高于羊毛样本，羊绒样本存在特征峰。

2、扩大群体后进行主成分判别分类分析。

如图4所示，是本发明中实施例二的主成分聚类的马氏距离示意图。

经过tq软件进行主成分分类判别，结果显示同样细羊毛和羊绒可以很好的区分。

从图中横坐标为样品到细羊毛的距离值，纵坐标为样品到羊绒的距离值，从图中可以看出羊绒的样本x横轴坐标大于y纵轴坐标，说明该样本到羊绒距离更近，属于羊绒。而且重复样本聚在一起，可以很好的判别羊绒和细羊毛。

实施例三

1、以粗毛羊羊毛与羊绒作为样本进行拉曼光谱图分析；

如图5所示，是本发明中实施例三的拉曼光谱图。

光源采用532nm激光，曝光时间为0.03s，经过扫描结果显示羊绒的拉曼光谱在1207cm-1附近的特征峰比细羊毛拉曼光谱图相对较强。

经过扫描结果显示羊绒的拉曼光谱在1207cm-1附近的特征峰比细羊毛拉曼光谱图相对较强。

2、扩大群体后进行主成分判别分类分析。

如图6所示，是本发明中实施例三的主成分聚类的马氏距离示意图。

经过tq软件进行主成分判别分类分析，结果显示该样品的粗羊毛和羊绒可以很好的区分。

横坐标为样品到粗羊毛的距离值，纵坐标为样品到羊绒的距离值，从图中可以看出羊绒的样本x横轴坐标大于y纵轴坐标，说明该样本到羊绒距离更近，属于羊绒。而且重复样本聚在一起，可以很好的判别羊绒和粗羊毛。

实施例四

以山羊羊绒、细毛羊羊毛和粗毛羊羊毛作为样本的主成分判别分类分析。

如图7所示，是本发明中实施例四的主成分聚类的马氏距离示意图。

从图中横坐标为样品到粗毛羊毛的距离值，纵坐标为样品到细毛羊毛的距离值，从图中可以看出细毛羊样本到x横轴坐标大于y纵轴坐标，说明该样本到y距离更近，属于细毛羊。粗毛羊样本到y横轴坐标大于x纵轴坐标，说明该样本到x距离更近，属于粗毛羊。羊绒样本居中，而且重复样本聚在一起，可以很好的判别羊绒和羊毛。

通过结果可以看出，羊绒和细毛羊羊毛聚类比较集中，粗毛羊羊毛群体聚类比较散，这与粗毛羊羊毛的细度离散度大有关系，但从图中可以清楚的看出羊绒、粗毛羊羊毛和细毛羊羊毛聚类为不同的群体，可见本发明是一种可以快速进行羊绒羊毛鉴别的方法。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。