激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置制造方法
【专利摘要】激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置，包括光谱仪和计算机，还设有脉冲激光器Ⅰ、脉冲激光器Ⅱ、反射镜、聚焦透镜Ⅰ、聚焦透镜Ⅱ、载物台、会聚透镜和光纤收集头，所述的脉冲激光器Ⅰ发出的激光束Ⅰ通过反射镜反射后，照射在聚焦透镜Ⅰ上，经聚焦透镜Ⅰ会聚后垂直照射在位于载物台上的待测样品表面上；所述的脉冲激光器Ⅱ发出的激光束Ⅱ经聚焦透镜Ⅱ会聚后平行照射在待测样品上；所述的激光束Ⅰ照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束Ⅱ用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜会聚进光纤收集头，光纤收集头将光谱信号传输至光谱仪进行分析。该装置还具有结构简单、体积紧凑和实时快速的优点。
【专利说明】激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素砸含量的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光诊断和光谱分析【技术领域】，具体来说，涉及一种激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置。
【背景技术】
[0002]随着近代医学的飞速发展及中草药药理学研究的不断深入，随着无机化合物的广泛研究和元素医学的兴起，中草药必需微量元素的研究逐渐成为新的课题。中药治病机理的研究中，微量元素的协同作用是不容忽视的。近年来，微量元素以其生物学作用、生理功能和临床治疗的实用价值引起了人们对中草药中无机成分尤其是微量元素的研究兴趣。
[0003]硒是维持人体正常生理功能的重要微量元素，在医学上也有着十分重要的生物学意义.硒具有抗癌防癌，预防和治疗心血管疾病、克山病和大骨节病，防衰老，抗辐射及增强机体免疫能力、增强生殖功能等多种医疗作用。由于硒对于人体的重要作用，已经有人注意到活血化瘀药材的作用与其中硒含量有一定关系，硒作为人体必需的微量元素在生理活动中起着重要作用，硒的分析测定又是多种微量元素中难度较大的一种，因此，人们在环境、食品和临床医学等方面对硒的分析研究十分重视。
[0004]在中药材微量元素硒的测定方法主要有火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法、分光光度等。其中，火焰原子吸收法适于大部分微量元素的测定，其缺陷是测量精度不够高，尤其是当硒元素的含量较低时。石墨炉原子吸收法测试具有较高的灵敏度，其缺点是石墨管耗价昂贵，需要对被测试药材进行前期繁复的预处理工作。
[0005]而激光诱导击穿光谱(Laser-1nducedBreakdown Spectroscopy, LIBS)技术是利用高功率密度激光聚焦在待测样品表面，产生10000K?20000K高温的激光等离子体，通过对等离子体中包含的原子、离子、分子所发射光谱波长的测定分析，确定待测样品中元素的组成。LIBS技术运行成本低、测量速度快，具有高灵敏度、无需或或只需简单的样品预处理，便能够实现对样品的多元素同步快速检测，已经被尝试应用于物体元素成分诊断等领域。
[0006]分析可知，在上述中药材硒微量元素含量的检测技术中，目前存在的主要问题是样品需要预处理、测试精度有待提高。
实用新型内容
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置，具有结构简单、体积紧凑和同步快速检测的优点。
[0008]本实用新型采用如下技术方案:激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置，包括用于接收光谱信号并分析的光谱仪以及计算机，光谱仪将获得的光谱信号传输至计算机内进行数据分析，还设有脉冲激光器1、脉冲激光器I1、反射镜、聚焦透镜1、聚焦透镜I1、载物台、会聚透镜和光纤收集头，所述的脉冲激光器I发出的激光束I通过反射镜反射后，照射在聚焦透镜I上，经聚焦透镜I会聚后垂直照射在位于载物台上的待测样品表面上；
[0009]所述的脉冲激光器II发出的激光束II照射在聚焦透镜II上，经聚焦透镜II会聚后平行照射在待测样品上；
[0010]所述的激光束I照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束II用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜会聚进光纤收集头，光纤收集头将采集到的光谱信号通过多路光纤传输至光谱仪进行分析。
[0011]进一步优化，还设有一控制器，该控制器分别通过导线与脉冲激光器1、脉冲激光器I1、光谱仪和计算机相连接，所述的控制器根据计算机设置的参数对脉冲激光器1、脉冲激光器II和光谱仪的同步和延迟进行控制。
[0012]进一步优化，所述的控制器为同步/延迟控制器。
[0013]有益效果:与以往技术相比，本实用新型装置结构简单、无需样品预处理、能够实现中药材样品中硒微量元素的同步快速检测。本实用新型装置具有实质性特点和显著进步，可广泛应用中药材微量元素的检测分析领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]附图标记:100-脉冲激光器I，200-脉冲激光器II，110-反射镜，120-聚焦透镜I，210-聚焦透镜II，130-载物台，140-会聚透镜，150-光纤收集头，160-光谱仪，170-控制器，300-待测样品，400-计算机。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实例对本实用新型作进一步说明。
[0017]如图1所示，激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置，包括用于接收光谱信号并分析的光谱仪160以及计算机400，光谱仪160将获得的光谱信号传输至计算机400内进行数据分析，还设有脉冲激光器I 100、脉冲激光器II 200、反射镜110、聚焦透镜I 120、聚焦透镜II 210、载物台130、会聚透镜140和光纤收集头150，所述的脉冲激光器I 100发出的激光束I通过反射镜110反射后，照射在聚焦透镜I 120上，经聚焦透镜
I120会聚后垂直照射在位于载物台130上的待测样品表面上；
[0018]所述的脉冲激光器II 200发出的激光束II照射在聚焦透镜II 210上，经聚焦透镜
II210会聚后平行照射在待测样品上；
[0019]所述的激光束I照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束II用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜140会聚进光纤收集头150，光纤收集头150将采集到的光谱信号通过多路光纤传输至光谱仪160进行分析。
[0020]本方案，为了实现最佳效果，还可以设置一控制器170，该控制器可采用同步/延迟控制器，所述控制器170分别通过导线与脉冲激光器I 100、脉冲激光器II 200、光谱仪160和计算机400相连接，所述的控制器170根据计算机400设置的参数对脉冲激光器I 100、脉冲激光器II 200和光谱仪160的同步和延迟进行控制。
[0021]利用上述测量装置的测量方法，包括以下步骤:
[0022]步骤一、放置好待测样品300，利用计算机400设置好同步/延迟控制器和光谱仪的参数；
[0023]步骤二、脉冲激光器I发出高功率激光通过反射镜反射后的激光束I经聚焦透镜I聚焦后垂直照射在待测样品上，产生等离子体火花；
[0024]步骤三、经过10-30ms的时间延迟后，同步/延迟控制器控制脉冲激光器II发射激光束II，激光束II照射在聚焦透镜II上，经聚焦透镜II聚焦后的激光束II平行照射在待测样品上，实现对等离子体羽再次加热，用以增强光谱信号；
[0025]步骤四、经过200_400ns的时间延迟后，同步/延迟控制器给光谱仪触发信号，光谱仪开始收集光谱信号；
[0026]步骤五、光谱仪收集到的光谱信号传送给计算机进行分析，把待测样品的等离子体光谱信号和硒元素的标准光谱进行对比分析，测定中药材待测样品中硒微量元素的含量。
[0027]经实验表明:本装置可实现对中药材中硒微量元素含量的实时、快速、在线检测；本装置具有结构简单、无需样品预处理的优点。
【权利要求】
1.激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置，包括用于接收光谱信号并分析的光谱仪(160)以及计算机(400)，光谱仪(160)将获得的光谱信号传输至计算机(400)内进行数据分析，其特征在于: 还设有脉冲激光器I (100)、脉冲激光器II (200)、反射镜(110)、聚焦透镜I (120)、聚焦透镜II (210)、载物台(130)、会聚透镜(140)和光纤收集头(150)，所述的脉冲激光器I(100)发出的激光束I通过反射镜(110)反射后，照射在聚焦透镜I (120)上，经聚焦透镜I(120)会聚后垂直照射在位于载物台(130)上的待测样品表面上； 所述的脉冲激光器II (200)发出的激光束II照射在聚焦透镜II (210)上，经聚焦透镜II(210)会聚后平行照射在待测样品上； 所述的激光束I照射在待测样品表面上后产生等离子体信号，所述的激光束II用以增强该信号，被增强后的等离子体光谱信号被会聚透镜(140)会聚进光纤收集头(150)，光纤收集头(150)将采集到的光谱信号通过多路光纤传输至光谱仪(160)进行分析。
2.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置，其特征在于:还设有一控制器(170)，该控制器(170)分别通过导线与脉冲激光器I (100)、脉冲激光器II (200)、光谱仪(160)和计算机(400)相连接，所述的控制器(170)根据计算机(400)设置的参数对脉冲激光器I (100)、脉冲激光器II (200)和光谱仪(160)的同步和延迟进行控制。
3.根据权利要求2所述的激光诱导击穿光谱测定中药材中微量元素硒含量的装置，其特征在于:所述的控制器(170)为同步/延迟控制器。
【文档编号】G01N35/00GK204008464SQ201420428636
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】李秀春 申请人:邹平县好生镇卫生院