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        室溫下中藥附子的太赫茲波譜分析

        2013-10-25 05:26:12李小霞廖和濤尚麗平
        激光與紅外 2013年11期
        關(guān)鍵詞:赫茲折射率附子

        李小霞,鄧 琥,廖和濤,尚麗平,何 俊

        (1.西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院,四川綿陽(yáng)621010;2.西南科技大學(xué)極端條件物質(zhì)特性實(shí)驗(yàn)室,四川綿陽(yáng)621010;3.天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院,天津300072)

        1 引言

        中藥材都是在特定環(huán)境和氣候等因素綜合作用下形成的,其道地性的形成和鑒別一直是中藥現(xiàn)代化研究重點(diǎn)。附子是我國(guó)40種名貴中藥材之一,江油附子是我國(guó)唯一一種列入“973項(xiàng)目”的道地藥材,“藥材好,藥才好”,中藥材真?zhèn)魏唾|(zhì)量鑒別對(duì)中藥生產(chǎn)、加工、制藥和臨床應(yīng)用具有十分重要的意義。

        太赫茲 (Terahertz,THz)頻率處于0.1~10THz(波長(zhǎng)0.03~3mm),在電子、信息、生命、國(guó)防、航天等方面具有重要的科學(xué)價(jià)值[1-4],太赫茲與有機(jī)分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的匹配是在生物學(xué)中應(yīng)用的基礎(chǔ),在藥物的分析和檢測(cè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景[5-7]。目前,將THz波應(yīng)用于中草藥的鑒別是一個(gè)新的領(lǐng)域,國(guó)外對(duì)此研究較少,國(guó)內(nèi)研究表明太赫茲時(shí)域光譜(Terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技術(shù)是鑒別中藥真?zhèn)巍⒃u(píng)價(jià)藥材質(zhì)量、分析藥材成分的一種有效的手段[8]。2004至2008年張平等研究了當(dāng)歸、板藍(lán)根、青篙素、牛黃、甘草等中藥材的太赫茲吸收譜和色散曲線[9],顯示同系物的太赫茲光譜有較明顯的差別。2010年張建等研究表明THz-TDS可對(duì)不同產(chǎn)地、不同品種的莪術(shù)進(jìn)行直觀鑒別[10]。2010年李九生等研究表明THz-TDS可區(qū)分人參和甘草,理論計(jì)算與測(cè)量相吻合[11]。但是大多數(shù)中藥的太赫茲光譜并沒(méi)有明顯的特征吸收峰,陳艷江等采用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、分形理論和支持向量機(jī)等鑒別方法[9,12],多數(shù)易混淆中草藥識(shí)別率達(dá)到100%。

        本文為了了解同一產(chǎn)地的各種產(chǎn)品的內(nèi)在差異性,研究了四種不同制片方式的附子產(chǎn)品的太赫茲時(shí)域譜、頻譜、折射率和吸收譜的異同,為附子產(chǎn)品的太赫茲鑒別提供依據(jù)。

        2 實(shí)驗(yàn)樣品及制備

        選用如圖1的4種不同制片方式的附子切片作為樣品。樣品經(jīng)烘干研磨后采用壓片機(jī)(天津托普,F(xiàn)W-4A)壓成直徑為13 mm的薄片,壓力為10噸,保壓時(shí)間為3 min分鐘。樣品編號(hào)和厚度如表1。

        圖1 4種附子樣品Fig.1 Four aconite samples

        表1 附子樣品的編號(hào)和厚度Tab.1 Aconite sample number and thickness

        3 實(shí)驗(yàn)裝置

        實(shí)驗(yàn)采用 THz-TDS系統(tǒng)(Zomega公司,Z-3),飛秒激光器(美國(guó)光譜物理公司,Mai Tai),激光中心波長(zhǎng)800nm,脈寬92.3fs,高斯 TEM00光束 <1.2mm,重復(fù)頻率80MHz。泵浦光強(qiáng)度100mW,探測(cè)光強(qiáng)度20mW。光電導(dǎo)天線發(fā)射偏壓85V,發(fā)射電流4.2mA,調(diào)制頻率9.803kHz,掃描起始位置3.5mm,結(jié)束位置12.5mm,掃描速度0.02mm/s,記錄時(shí)間118.9731 ps,頻域分辨率8.41GHz。

        4 實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理

        在室溫21℃、濕度0.7%條件下測(cè)量了空氣(參考)和附子樣品的太赫茲時(shí)域譜,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)2次取平均。對(duì)測(cè)得的參考信號(hào)和樣品信號(hào)分布進(jìn)行傅里葉變換,得到頻譜)和,可得振幅比ρ(ω)和相位差 φ(ω),折射率計(jì)算公式為:

        其中,c是真空中光速;ω是角頻率;d是樣品厚度。相位的單位為幅度,由于低頻時(shí)噪聲的影響,相位會(huì)發(fā)生2 π的跳變[13]。為了使零頻處的相位接近于零,校正方法如下:將0.5~1.2 THz線性范圍的相位譜采用線性擬合可得到零頻處的相位值φ,如φ/2 π取整得N,然后將所有頻率的相位都減去2 πN。

        吸收系數(shù)計(jì)算公式為:

        5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

        圖2為參考和樣品的太赫茲時(shí)域譜,顯示了參考和4個(gè)樣品在7.5~20ps的時(shí)域譜圖,插入圖是全部掃描時(shí)間下的THz時(shí)域信號(hào),包括了振幅和相位信息。

        吸收系數(shù)近似計(jì)算公式為:

        圖2 樣品的太赫茲時(shí)域光譜圖Fig.2 The time-domain spectra of samples

        從圖2可以看出由于樣品的反射、散射和吸收,樣品的太赫茲波譜振幅相對(duì)于參考有一定程度的衰減,由于樣品折射率及厚度不同,樣品的THz波譜相對(duì)于參考波有一定的延遲。參考和樣品的快速傅里葉變換(FFT)頻譜圖如圖3,從圖3可以看出附子的太赫茲頻譜具有較好的重復(fù)性,4個(gè)樣品分為兩組,1/2和3/4分別具有較大的相似性,1/2的頻譜強(qiáng)度較3/4大,還可觀察到四個(gè)較強(qiáng)的水的吸收峰,分別位于 0.55736、1.09791、1.16513和 1.4116 THz,可以看出4種樣品水的吸收峰的強(qiáng)度差異不大,可排除水分吸收的影響。由于吸收逐漸增強(qiáng),樣品信號(hào)逐漸變?nèi)酰?.05THz之后的信號(hào)信噪比非常低,本文中純附子壓片樣品有效頻譜范圍為0.2~1.05THz。利用式(1)和(2)可計(jì)算樣品的折射率和吸收系數(shù)如圖4和圖5。

        圖3 樣品的太赫茲頻譜圖Fig.3 The frequency-domain spectra of samples

        圖4 樣品的折射率Fig.4 The index of refraction of samples

        從圖4可以看出,4個(gè)附子樣品折射率具有明顯的差異,在0.2~1.05THz范圍內(nèi)的平均折射率分別為1.77,1.71,1.86和1.98,樣品的折射率#4>3>1>2,由于樣品性狀不一,實(shí)驗(yàn)時(shí)樣品研磨的顆粒尺寸有差異,折射率的差異應(yīng)該與顆粒尺寸(密度)有關(guān)。從圖5可以看出,樣品的吸收系數(shù)#3>4>1>2,與圖3的THz頻譜圖結(jié)果一致。4個(gè)附子樣品在0.2~1.05THz范圍內(nèi)無(wú)明顯的特征吸收峰,但是吸收系數(shù)有較明顯的差異,可作為直觀鑒別的方式。

        圖5 樣品的吸收系數(shù)Fig.5 The absorption coefficient of samples

        6 結(jié)論

        本文通過(guò)室溫干燥條件下附子的太赫茲TDS實(shí)驗(yàn),得到如下結(jié)論:

        (1)附子的太赫茲時(shí)域譜包含有幅度和相位信息,相對(duì)參考幅度下降,具有延時(shí);

        (2)附子的太赫茲頻譜具有較好的重復(fù)性,4個(gè)樣品分為兩組,1/2和3/4分別具有較大的相似性,1/2的頻譜強(qiáng)度較3/4大??蓮念l譜上觀察到水的四個(gè)較強(qiáng)的吸收峰,4種樣品水的吸收峰的強(qiáng)度差異不大,可排除水分吸收的影響。附子純壓片樣品在0.2~1.05THz范圍內(nèi)具有較好的重復(fù)性和較高的信噪比,因此確定為有效頻譜范圍,可進(jìn)一步研究擴(kuò)展頻譜范圍的方法;

        (3)4個(gè)附子樣品折射率具有明顯的差異,在0.2~1.05THz范圍內(nèi)的平均折射率分別為:1.77,1.71,1.86和1.98,折射率的差異可能來(lái)自樣品顆粒尺寸,因此折射率可鑒別制片方式;

        (4)4個(gè)附子樣品在0.2~1.05THz范圍內(nèi)無(wú)明顯的特征吸收峰,但吸收系數(shù)有較明顯的差異,且與THz頻譜圖一致。即使是同一產(chǎn)地的附子,因制片方式不同其吸收系數(shù)也有差異,道地性鑒別時(shí)應(yīng)考慮這種差異。

        [1] Yao Jianquan.Introduction of THz-wave and its applications[J].Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications:Natural Science Edition,2010,22(6):703 -707.(in Chinese)姚建銓.太赫茲技術(shù)及其應(yīng)用[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,22(6):703 -707.

        [2] Yang Guangkun,Yuan Bin,Xie Dongyan,et al.Analysis on the use of THz technology in the military application[J].Laser & Infrared,2011,41(4):376 - 380.(in Chinese)楊光鯤,袁斌,謝東彥,等.太赫茲技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[J].激光與紅外,2011,41(4):376 -380.

        [3] Yang Pengfei,Yao Jianquan,Bin Pibin,et al.Source and characteristics of THz wave[J].Laser & Infrared,2011,41(2):125 -131.(in Chinese)楊鵬飛,姚建銓,邴丕彬,等.太赫茲波及其常用源[J].激光與紅外,2011,41(2):125 -131.

        [4] Liu Shenggang,Zhong Renbin.Recent development of terahertz science and technology and It’s applications[J].Journal of University of Electronic Science and Technology of China,2009,38(5):481 -486.(in Chinese)劉盛綱,鐘任斌.太赫茲科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用的新發(fā)展[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009,38(5):481 -486.

        [5] Song Shufang.Development of the terahertz detection techniques[J].Laser & Infrared,2012,42(12):1367 -1371.(in Chinese)宋淑芳.太赫茲波探測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].激光與紅外,2012,42(12):1367 -1371.

        [6] X C Zhang,J Xu.THz technology in bio and medical applications,in introduction to THz wave photonics[M].New York:Springer Science,2010:221 -236.

        [7] J W Bowen.Terahertz spectroscopy of biological systems,in Biophotonics:Spectroscopy,imaging,sensing,and manipulation[M].New York:Springer Science,2011:287 -303.

        [8] Liu Xinghao,Shi Qiwu,Zhang Jian,et al.Terahertz timedomain spectroscopy and its application prospects in Chinese materia medica[J].Traditional and Herbal Drugs,2009,40(9):1508 - add3.(in Chinese)劉興豪,施奇武,張建,等.太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)及其在中藥中的應(yīng)用[J].中草藥,2009,40(9):1508-附3.

        [9] Zhang Ping.Identification of chinese traditional medicine terahertz spectroscopy[D].Beijing:Capital Normal University,2008.(in Chinese)張平.中草藥的太赫茲光譜鑒別[D].北京:首都師范大學(xué),2008.

        [10] Zhang Jian,Huang Wanxia,Luo Yi,et al.Study on the terahertz time-domain spectrum of Chinese curcuma[C].The 7th China National Conference on functional materials and Applications,2010:167 - 169.(in Chinese)張建,黃婉霞,羅軼.莪術(shù)的太赫茲時(shí)域光譜研究[C].第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議功能材料,2010:167-169.

        [11] Zhao Xiaoli,Li Jiusheng.Terahertz spectroscopic investigation of Chinese herbal medicine[C].3rdInternational Photonics& Opto Electronics Meetings(POEM),2010:1-5.

        [12] Chen Yanjiang,Liu Yanyan,Zhao Guozhong,et al.Chinese traditional medicine recognition by support vector machine(SVM)terahertz spectrum[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2009,29(9):2346 - 2350.(in Chinese)陳艷江,劉艷艷,趙國(guó)忠,等.基于支持向量機(jī)的中藥太赫茲光譜鑒別[J].光譜學(xué)與光譜分析,2009,29(9):2346-2350.

        [13] Zhang SunZhen.Study on THz spectra of biodegradable polymers[D].Beijing:Capital Normal University,2008.(in Chinese)張舜拯.生物可降解聚合物的THz光譜研究[D].北京:首都師范大學(xué),2008.

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