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原文传递基于Raman光谱分析的微小型拉曼血液专用分析仪

专利名称：	基于Raman光谱分析的微小型拉曼血液专用分析仪
摘要：	本发明保护一种基于Raman光谱分析的微小型拉曼血液专用分析仪，集成了模块化设计的全息平场凹面光栅式Raman分光系统、高效能CCD传感器谱检测系统、专用样品测试探头和配套血液鉴别软件，用以实现不同类型血液样本的Raman光谱测试和光谱识别，达到血液种属和类型的高效辨识和鉴定功能。本发明具有检测灵敏度高，操作简单，耗时短，正确率高，具有便携性和实用性等优势，可实现血液种属及多种生化样本快速鉴别。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆大学
发明人：	徐溢;郑祥权;陈李;温中泉;洪明坚;陈刚
专利状态：	有效
申请日期：	2018-03-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201810286618.7
公开号：	CN110320197A
代理机构：	重庆华科专利事务所
代理人：	康海燕
分类号：	G01N21/65(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	400030 重庆市沙坪坝区沙正街174号
主权项：	1.基于Raman光谱分析的微小型拉曼血液专用分析仪，包括激光光源、探头、分光系统、光谱探测系统和鉴别软件系统几部分；所述探头，采用拉曼探头作为单一模块，通过入射和收集光纤分别与激光光源和分光系统连接；所述分光系统，采用全息平场凹面光栅式分光系统；所述光谱探测系统，采用拉曼光谱CCD信号采集与处理系统，将CCD传感器采集的光谱信号转换成电信号，并对信号进行处理后传送给鉴别软件系统；所述鉴别软件系统，为血液Raman鉴别软件系统，其进行测试条件控制、光谱预处理、建立统计学数学模型和血液鉴别；其包括离线分析单元和在线鉴别单元两部分；所述离线分析单元用于对Raman光谱数据进行分析、预处理，并建立Raman光谱与人和动物类别之间的校正模型，其包括：数据管理模块，用于光谱数据的导入导出，以及样本集的分割，采用Duplex和Kennard-Stone分割方法；数据预处理模块，用滑动平均消除光谱的干扰噪声，加权最小二乘做基线矫正；模型建立模块，采用偏最小二乘判别分析方法、线性判别分析、支撑向量机分类、簇类独立软模式法等建立人和动物分类模型；模型验证模块，用交叉验证根据分类正确率确定最佳模型参数；所述在线鉴别单元则利用已建立的校正模型，根据血液及其制品的Raman光谱，对其进行实时在线鉴别，其包括：加载模型文件模块，用于加载离线分析单元所导出的分类模型文件；数据预处理模块，用滑动平均消除光谱的干扰噪声，加权最小二乘做基线矫正；在线鉴别模块，用于采集未知样品的光谱，代入模型计算分类结果。 2.根据权利要求1所述的基于Raman光谱分析的微小型拉曼血液专用分析仪，其特征在于：所述探头包括依次沿光路布置的聚焦透镜、带通滤波片、反射镜、二向色镜、聚焦透镜、长波通滤波片、聚焦透镜和收集光纤；入射激光经聚焦透镜、带通滤波片、反射镜、二向色镜和聚焦透镜，照射在样品上，激光与样品作用，激发出的拉曼散射光经会聚焦透镜、二向色镜、长波通滤波片和聚焦透镜后，进入收集光纤，送入到分光系统。 3.根据权利要求1所述的基于Raman光谱分析的微小型拉曼血液专用分析仪，其特征在于：所述全息平场凹面光栅式分光系统采用全息平场凹面光栅，凹面光栅口径60mm，凹面半径200mm，物距192mm，光谱范围660-710nm，光谱展宽24.4mm；在分光系统的外壳内表面设计消光槽，使二级谱和仪器内表面反光在消光槽内多次反射，从而减小杂散光。 4.根据权利要求1所述的基于Raman光谱分析的微小型拉曼血液专用分析仪，其特征在于：所述拉曼光谱CCD信号采集与处理系统包括CCD探测器、主控平台和通讯接口；所述主控平台包括模数转换单元和主控制器，CCD探测器的信号经模数转换单元转换后送入主控制器；所述主控制器包括CCD探测器控制模块、有效数据完整帧捕捉模块、信号模数转换控制模块、光谱信号处理模块以及USB通信控制模块所述CCD探测器控制模块用于控制CCD按照给定的时序进行工作；所述有效数据完整帧捕捉模块用于准确捕捉到一帧完整的血液拉曼光谱信号；所述信号模数转换控制模块用于控制AD转换器按照设定的时序，完成拉曼光谱信号的模数转换；所述光谱信号处理模块用于实现拉曼光谱的信号平均、噪声抑制；所述USB通信控制模块用于控制USB通信接口按照设定的时序，将拉曼光谱信号上传至上位机。
所属类别：	发明专利