太阳城集团

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智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201310471120.5

申请日:

2013.10.10

公开号:

太阳城集团CN103630524A

公开日:

2014.03.12

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G01N 21/65申请日:20131010授权太阳城集团日:20160608终止日期:20161010|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/65申请日:20131010|||公开
IPC分类号: G01N21/65 主分类号: G01N21/65
申请人: 杨建夫
发明人: 杨建夫; 汪克毅
地址: 美国加州
优先权:
专利代理机构: 北京乾诚五洲知识产权代理有限责任公司 11042 代理人: 付晓青;李广文
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201310471120.5

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.11.24|||2016.06.08|||2014.04.09|||2014.03.12

法律状态类型:

专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明提供了一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法,所述检测装置包括一待测容器、一溶剂处理装置、一萃取装置、一管路、一浓缩装置、一检测单元和一电子装置。所述检测方法将待测物放置在所述待测容器内,并且通过所述溶剂处理装置、所述萃取装置、所述浓缩装置、所述检测单元和所述电子装置,以快速定性和定量的方式,检测出所述待测物所含有的化学物质。本发明提供的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法,达到了定性和定量待检测物的效果,提供了快速并且简易的操作、全自动化并且灵敏度高的检测功能,让使用者能快速的检测所述待检测物所包含的化学物质,并达到了品管和检测定性以及定量的效果。

权利要求书

权利要求书
1.  一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置,其特征在于,所述检测装置包括︰
一待测容器,用于贮存待检测物;
一溶剂处理装置,用于贮存、加热和加压溶剂;
一萃取装置,所述萃取装置包括一萃取机台、一穿孔组、一开关件、一重量测量单元和一萃取滴管,所述萃取机台设置有一置放部,并且在所述萃取机台内设置有一与所述置放部相连通的检测通道,所述穿孔组活动组设在所述检测通道内,所述开关件与所述穿孔组连动设置,所述重量测量单元与所述置放部相对应,并且组设在所述检测通道,所述萃取滴管组设在所述萃取机台的末端,并且与所述检测通道相连通,所述萃取滴管设置有一滴定端,所述溶剂通过所述萃取机台与所述待检测物混合形成萃取液,所述重量测量单元输出一重量太阳城集团;
一管路,所述管路连通所述溶剂处理装置和所述萃取装置的检测通道;
一浓缩装置,所述浓缩装置包括一移动平台和一收集容器,所述移动平台设置有一加热部,所述收集容器置放在所述加热部,并且通过加热和萃取滴管吹气的方式将所述萃取液浓缩为一浓缩液;
一检测单元,所述检测单元包括一调整式取样器、一光聚焦控制组和一检测载片,所述检测载片组设在移动平台上,所述检测载片的端面设置有一结合部,所述结合部与所述浓缩液中的分子结合,所述光聚焦控制组投射光线后读取一拉曼光谱讯号;
一电子装置,所述电子装置与所述溶剂处理装置、所述萃取装置、所述浓缩装置、所述检测单元电性连结,所述电子装置接收拉曼光谱讯号来分析检测物中所含有的化学物质,同时所述电子装置接收所述重量太阳城集团;
由此,当浓缩液的分子与检测载片结合后,通过所述光聚焦控制组读取拉曼光谱讯号和重量测量单元提供的重量太阳城集团给所述电子装 置,所述电子装置进行待检测物的重量太阳城集团和拉曼光谱讯号的比对分析后,重新组合待检测物的化学物质。

2.  根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述溶剂处理装置包括一储存溶剂的贮液瓶、一加热溶剂的加热室、两个电磁阀和一与加热室相连通的加压泵,所述管路包括一前管路和一后管路,所述前管路连通所述贮液瓶和所述加热室,所述后管路连通所述加热室和所述检测通道,所述两个电磁阀分别组设在所述前管路和所述后管路上,通过所述两个电磁阀调整所述贮液瓶与所述加热室,以及所述加热室与所述检测通道呈导通状态或者阻却状态,所述加压泵作为推送所述溶剂。

3.  根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述穿孔组包括两个相对设置的针管片,各所述针管片的形状与所述待测容器的结构相对应,各所述针管片的一端面具有多个针管,当所述两个针管片夹抵所述待测容器的两侧时,所述各针管片的所述多个针管会穿入所述待测容器内。

4.  根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述检测载片的所述结合部是表面增强拉曼活性载体,所述表面增强拉曼活性载体是金属颗粒的溶胶体,所述结合部的表面设置有一拉曼光谱聚光焦点片,并且在所述结合部的外周设置有一浓缩液限制环,所述浓缩液限制环的材质是石蜡环或特佛龙。

5.  根据权利要求4所述的检测装置,其特征在于,所述光聚焦控制组包括一光源装置和一光谱仪,所述光源装置投射雷射光、紫外光、近红外光、远红外光或可见光,所述光源装置包括一本体、一发光源、一出光头、一组设在所述出光头的焦距调整机构,所述发光源组设在所述本体内的一端,所述发光源投射至少一波长的光线,并且产生至少一投射光路和至少一回程光路,所述出光头组设在所述本体的另一端,所述出光头与所述检测载片相对应;
所述至少一投射光路按照顺序通过一第一准直透镜、一激光线过滤器、一色滤光片、一分束器最后通过所述出光头到所述检测载片的所述结合部,所述投射光路在所述分束器产生一通过所述分束器到所 述检测载片的一第一对焦光路,和一被所述分束器反射的第二对焦光路,所述第二对焦光路投射通过一第二聚焦镜到一组设在所述本体的感光组件;
所述至少一回程光路通过所述检测载片的所述结合部按照顺序经过所述出光头、所述色滤光片、一反射片、一第二准直透镜和一组设在所述本体内壁的长传滤光器,所述长传滤光器与所述光谱仪电性连接;
所述焦距调整机构、所述感光组件和所述光谱仪与所述电子装置电性连接;
所述电子装置比对所述第一对焦光路的路径长度和所述第二对焦光路的路径长度的差异,通过所述焦距调整机构自动调整所述出光头的焦段,来调整所述出光头与所述检测载片的焦距。

6.  根据权利要求5所述的检测装置,其特征在于,所述检测装置还包括一与所述发光源电性连接的光聚焦控制装置,所述发光源设置有至少两个发光晶粒,所述光聚焦控制装置调控任一所述发光晶粒的发光状态和发光波长,使得所述发光源投射至少一波长的光线,并且控制所述发光晶粒的波长、功率、光线强度和发亮状态。

7.  根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述电子装置包括一数据储存单元、一接收单元和一处理单元,所述数据储存单元与所述接收单元以和所述处理单元相互数据传输,所述数据储存单元储存多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值,由此所述处理单元通过待鉴定物的重量太阳城集团、拉曼光谱太阳城集团和散射强度数值的相对关系、最小平方误差法和完全限制条件最小平方误差法的数据分析,比对所述数据储存单元内的多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值进行基线校正、荧光光谱的相减,以及数据定性和定量分析检测物所含有的化学物质。

8.  根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述移动平台包括多个位移马达,所述多个位移马达提供移动平台多向位移和旋转。

9.  根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述调整式取样器包括多个移动马达和一取样器,所述多个移动马达提供移动式取样器多向位移和旋转,所述取样器为定量针、定量吸液管或电动自动定量吸液器。

10.  一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括下列步骤︰
样品定位︰将装备有待测物的待测容器投入到萃取装置,所述待测物位于重量测量单元上,并且由所述重量测量单元产生重量太阳城集团,接着操作开关件使穿孔组夹抵并且部分穿入所述待测容器;
溶剂处理︰将溶剂处理装置内的溶剂加热并且输送到所述萃取装置;
萃取︰所述溶剂流入到所述待测容器内与所述待测物混合并且产生一萃取液,萃取滴管将收集的所述萃取液滴入到收集容器内;
浓缩︰加热和吹气加速收集容器内的溶剂挥发以得到浓缩液;
分析︰采用调整式取样器吸取所述浓缩液,并且滴加到检测载片上与结合部结合吹气干燥后,以光聚焦控制组照射后读取拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置进行分析,所述电子装置分析比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团,来分析待检测物中所含有的化学物质。

11.  根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,在分析步骤中,所述电子装置将待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在所述电子装置内的多个样品拉曼光谱讯号、多个样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法和完全限制条件最小平方误差法的数据来分析待检测物所含有的化学物质。

12.  根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,所述光聚焦控制组放射第一光线和第二光线,第一光线和第二光线的波长十分相近,以此扫描检测所述待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,由此做荧光光谱的相减和基线校正得到检测深色样品的定性和定量结果,或者所述光聚焦控制组放射一远红外光,以此扫描检测待检测 物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到检测深色样品的定性和定量结果。

13.  根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,在溶剂处理步骤中,由一加压泵推送已加热溶剂从所述溶剂处理装置到所述萃取装置,加压泵产生0.1kg/cm2~1000kg/cm2范围的压力。

14.  根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,所述溶剂为有机溶剂、水溶剂、混合溶剂或二氧化碳。

15.  一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置,其特征在于,所述检测装置包括︰
一待测容器,用于贮存待检测物;
一溶剂处理装置,用于贮存并加热加压溶剂;
一萃取装置,所述萃取装置包括一萃取机台、一穿孔组、一开关件和一重量测量单元,所述萃取机台设置有一置放部,所述萃取机台设置有一与置放部相连通的检测通道和一与所述检测通道相连通的出口端,所述穿孔组活动组设在所述检测通道内,所述穿孔组夹抵并且刺穿所述待测容器,所述开关件枢置在所述萃取机台,并且与所述穿孔组连动设置,所述重量测量单元与所述置放部相对应,并且组设在检测通道,所述出口端与所述检测通道相连通,已加热的溶剂从管路导入到检测通道内,并且经过所述穿孔组溶解待测容器内的待检测物产生萃取液,所述重量测量单元输出一重量太阳城集团;
一管路,所述管路连通所述溶剂处理装置和所述萃取装置的检测通道;
一检测试管,所述检测试管组设在出口端并且与所述检测通道相连通,所述检测试管内环设有一结合部,萃取液通入所述检测试管与所述结合部结合;
一检测单元,所述检测单元包括一光聚焦控制组,所述光聚焦控制组投射光线到所述结合部后读取一拉曼光谱讯号;
一电子装置,所述电子装置与所述溶剂处理装置、所述萃取装置、所述检测单元电性连结,所述电子装置接收拉曼光谱讯号,并且分析 拉曼光谱讯号,以获得检测物中所含有的化学物质太阳城集团,所述电子装置接收重量太阳城集团;
由此,通过所述溶剂处理装置和所述萃取装置获得浓缩液,并且通过所述浓缩液的分子与所述检测试管的结合部结合后,通过所述光聚焦控制组读取拉曼光谱讯号和重量测量单元提供的重量太阳城集团给所述电子装置,所述电子装置通过分析单元比对和分析待检测物的重量太阳城集团和拉曼光谱讯号后,重新组合待检测物的化学物质,以达到定性和定量待检测物的效果。

16.  根据权利要求15所述的检测装置,其特征在于,所述溶剂处理装置包括一加压泵、一贮液瓶、一与所述贮液瓶和所述检测通道相连通的加热室,所述管路包括一第一管路和一第二管路,所述第一管路连通所述加压泵和所述检测通道,所述第二管路连通所述贮液瓶和所述检测通道,并且在所述第一管路上设置有一第一阀门,所述第二管路上设置有一第二阀门。

17.  根据权利要求15所述的检测装置,其特征在于,所述穿孔组包括两个相对设置的针管片,各个所述针管片的形状与所述待测容器的结构相对应,各个所述针管片的一端面具有多个针管,当两个针管片夹抵所述待测容器的两侧时,各个所述针管片的多个针管会穿入待测容器内。

18.  根据权利要求15所述检测装置,其特征在于,所述检测试管的所述结合部为表面增强拉曼活性载体,所述表面增强拉曼活性载体为金属颗粒的溶胶体。

19.  根据权利要求18所述的检测装置,其特征在于,所述光聚焦控制组包括一光源装置和一光谱仪,所述光源装置可以投射雷射光、紫外光、近红外光、远红外光或可见光,所述光源装置包括一本体、一发光源、一出光头、一组设在所述出光头的焦距调整机构,所述发光源组设在所述本体内的一端,所述发光源投射至少一波长的光线,并且产生至少一投射光路和至少一回程光路,所述出光头组设在所述本体的另一端,所述出光头和所述检测试管的所述结合部相对应;
所述至少一投射光路按照顺序经过一第一准直透镜、一激光线过滤器、一色滤光片、一分束器最后通过所述出光头到所述检测试管的所述结合部,所述至少一投射光路在分束器产生一通过所述分束器到所述检测试管的结合部的一第一对焦光路,和一被所述分束器反射的第二对焦光路,所述第二对焦光路投射通过一第二聚焦镜到一组设在所述本体的感光组件;
所述至少一回程光路由所述检测载片的结合部按照顺序经过出光头、色滤光片、一反射片、一第二准直透镜和一组设在本体内壁的长传滤光器,所述长传滤光器与所述光谱仪电性连接;
所述焦距调整机构、所述感光组件和所述光谱仪与所述电子装置电性连接;
所述电子装置比对第一对焦光路的路径长度和第二对焦光路的路径长度的差异,通过所述焦距调整机构自动调整所述出光头的焦段,以调整所述出光头与所述检测试管的焦距。

20.  根据权利要求19所述的检测装置,其特征在于,所述检测装置还包括一与所述发光源电性连接的光聚焦控制装置,所述发光源设置有至少两个发光晶粒,所述光聚焦控制装置调控任一发光晶粒的发光状态和发光波长,使得所述发光源投射至少一波长的光线,并且控制发光晶粒的波长、功率、光线强度和发亮状态。

21.  根据权利要求15所述的检测装置,其特征在于,所述光聚焦控制组设有一转动马达,所述转动马达带动所述光源装置位移。

22.  一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括下列步骤︰
样品定位︰将装有待测物的待测容器投入到萃取装置,接着操作开关件使得穿孔组夹抵所述待测容器并且部分穿入所述待测容器;
溶剂处理︰将溶剂处理装置内的溶剂加热并且加压输送到萃取装置;
萃取︰所述溶剂流入到所述待测容器内与所述待测物混合产生一萃取液;
分析︰所述萃取液由出口端送到检测试管,所述萃取液内的分子与结合部结合,加热和吹气干燥后,通过光聚焦控制组读取一拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置进行分析,所述电子装置比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团来分析所述待检测物中所含有的化学物质。

23.  根据权利要求22所述的检测方法,其特征在于,在分析步骤中,所述电子装置将待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在所述电子装置内的多个样品拉曼光谱讯号、多个样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法和完全限制条件最小平方误差法的数据来分析待检测物所含有的化学物质。

24.  根据权利要求22所述的检测方法,其特征在于,所述光聚焦控制组放射第一光线和第二光线,所述第一光线和所述第二光线的波长相近,以此扫描检测待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,由此做荧光光谱的相减和基线校正得到检测深色荧光放射样品的定性和定量结果,或者所述光聚焦控制组放射一远红外光,以此扫描检测待检测物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到检测深色样品的定性和定量结果。

25.  根据权利要求22所述的检测方法,其特征在于,在样品定位步骤中,重量测量单元测量待测物的重量数据到所述电子装置内。

26.  根据权利要求22所述的检测方法,其特征在于,在溶剂处理步骤中,开启一第二阀门使得一贮液瓶中的溶剂传送到加热室加热。

27.  根据权利要求22所述的的检测方法,其特征在于,所述溶剂为有机溶剂、水、混合溶剂或二氧化碳。

28.  根据权利要求22所述的检测方法,其特征在于,在萃取步骤中,开启第一阀门使得加压泵内的气体流入到检测通道内,并且推送所述溶剂到所述待测容器内,最后到所述检测试管中。

29.  根据权利要求28所述的检测方法,其特征在于,在溶剂处理步骤中,所述加压泵送出的气体的气压是0.1kg/cm2~1000kg/cm2。

30.  一种智能型自动化化学物质定性和定量的检测装置,其特征在于,所述检测装置包括︰
一待测容器,用于贮存待检测物;
一溶剂处理装置,用于贮存、加热和加压溶剂;
一萃取装置,所述萃取装置包括一萃取机台、一穿孔组、一开关件、一重量测量单元和一萃取滴管,所述萃取机台设置有一置放部,并且在所述萃取机台内设置有一与所述置放部相连通的检测通道,所述穿孔组活动组设在所述检测通道内,所述开关件与所述穿孔组连动设置,所述重量测量单元和所述置放部相对应,并且组设在所述检测通道,所述萃取滴管组设在所述萃取机台的末端并且与所述检测通道相连通,所述萃取滴管设置有一滴定端,溶剂经由所述萃取装置与待检测物混合形成萃取液,所述重量测量单元输出一重量太阳城集团;
一管路,所述管路连通所述溶剂处理装置和所述萃取装置的所述检测通道;
一浓缩装置,所述浓缩装置包括一移动平台和一检测容器,所述移动平台设置有一加热部,所述检测容器置放在所述加热部,所述检测容器内具有一结合部,所述萃取液在所述检测容器内,经过加热和吹气浓缩为浓缩液,所述浓缩液内的分子与所述结合部结合;
一检测单元,所述检测单元包括一光聚焦控制组,所述光聚焦控制组包括一光源装置,所述光源装置的一端设置有一出光头,所述出光头穿设所述移动平台并且与检测容器的结合部相对应,所述光聚焦控制组投射光线到所述结合部后读取一拉曼光谱讯号;
一电子装置,所述电子装置与所述溶剂处理装置、所述萃取装置、所述浓缩装置、所述检测单元电性连结,所述电子装置接收拉曼光谱讯号来分析检测物中所含有的化学物质,同时所述电子装置接收重量太阳城集团。

31.  根据权利要求30所述的检测装置,其特征在于,所述溶剂处理装置包括一储存溶剂的贮液瓶、一加热溶剂的加热室、两个电磁阀和一与所述加热室相连通的加压泵,所述管路包括一前管路和一后管路,所述前管路连通所述贮液瓶和所述加热室,所述后管路连通所述加热室和所述检测通道,所述两个电磁阀分别组设在所述前管路和所述后管路上,通过所述两个电磁阀调整所述贮液瓶与所述加热室和所 述加热室与所述检测通道为导通状态或者阻却状态,所述加压泵作为加压和推送所述溶剂的功能。

32.  根据权利要求30所述的检测装置,其特征在于,所述穿孔组包括两个相对设置的针管片,各个针管片的形状与所述待测容器的结构相对应,各个针管片的一端面具有多个针管,当两个针管片夹抵所述待测容器的两侧时,各个针管片的多个针管会穿入所述待测容器内。

33.  根据权利要求30所述的检测装置,其特征在于,所述检测容器的所述结合部为表面增强拉曼活性载体,所述表面增强拉曼活性载体为金属颗粒的溶胶体。

34.  根据权利要求30所述的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置,其特征在于,所述光聚焦控制组包括一光源装置和一光谱仪,所述光源装置投射雷射光、紫外光、近红外光、远红外光或可见光,所述光源装置包括一本体、一发光源、一出光头、一组设在所述出光头的焦距调整机构,所述发光源组设在本体内的一端,所述发光源投射至少一波长的光线,并且产生至少一投射光路和至少一回程光路,所述出光头组设在所述本体的另一端,所述出光头与所述检测载片相对应;
所述至少一投射光路按照顺序经过一第一准直透镜、一激光线过滤器、一色滤光片、一分束器最后通过所述出光头到所述检测载片的所述结合部,所述投射光路在所述分束器产生一通过分束器到所述检测载片的一第一对焦光路,和一被所述分束器反射的第二对焦光路,所述第二对焦光路投射通过一第二聚焦镜到一组设在所述本体的感光组件;
所述至少一回程光路由所述检测载片的所述结合部按照顺序经过出光头、色滤光片、一反射片、一第二准直透镜和一组设在所述本体内壁的长传滤光器,所述长传滤光器与所述光谱仪电性连接;
所述焦距调整机构、所述感光组件和所述光谱仪与所述电子装置电性连接;
所述电子装置比对第一对焦光路的路径长度和第二对焦光路的路径长度的差异,通过所述焦距调整机构自动调整所述出光头的焦段,来调整所述出光头与所述检测容器的焦距。

35.  根据权利要求34所述的检测装置,其特征在于,所述检测装置还包括一与所述发光源电性连接的光聚焦控制装置,所述发光源设置有至少两个发光晶粒,所述光聚焦控制装置调控任一所述发光晶粒的发光状态和发光波长,使得所述发光源投射至少一波长的光线,并且控制所述发光晶粒的波长、功率、光线强度和发亮状态。

36.  根据权利要求30所述的检测装置,其特征在于,所述电子装置包括一数据储存单元、一接收单元和一处理单元,所述数据储存单元与所述接收单元以及所述处理单元相互数据传输,所述数据储存单元储存多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值,由此所述处理单元通过待鉴定物的重量太阳城集团、拉曼光谱太阳城集团和散射强度数值的相对关系、最小平方误差法和完全限制条件最小平方误差法的数据来分析,比对所述数据储存单元内的多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值进行基线校正、荧光光谱之相减,以及数据定性和定量分析所述检测物所含有的化学物质。

37.  一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括下列步骤︰
样品定位︰将装备有待测物的待测容器投入到萃取装置中,所述待测物位于重量测量单元上,所述重量测量单元产生一重量太阳城集团,接着操作开关件使得穿孔组夹抵并且部分穿入所述待测容器;
溶剂处理︰将溶剂处理装置内的溶剂加热和加压并且输送到所述萃取装置;
萃取︰溶剂流入到所述待测容器内与待测物混合并且产生一萃取液,所述萃取滴管将收集的萃取液滴入到所述检测容器内;
浓缩︰加热和吹气所述检测容器内的萃取液,使得溶剂挥发得到一浓缩液;
分析︰光聚焦控制组照射所述检测容器的结合部后,读取拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置进行分析,所述电子装置分析比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团,来分析待检测物中所含有的化学物质。

38.  根据权利要求37所述的检测方法,其特征在于,在分析步骤中,所述电子装置将待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在其中的多个样品拉曼光谱讯号、多个样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法和完全限制条件最小平方误差法的数据来分析待检测物所含有的化学物质。

39.  根据权利要求37所述的检测方法,其特征在于,所述光聚焦控制组放射一第一光线和一第二光线,第一光线和第二光线的波长相近,通过扫描检测待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,以此做荧光光谱的相减和基线校正得到检测深色荧光放射样品的定性和定量结果,或者所述光聚焦控制组放射一远红外光,通过扫描检测所述待检测物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到检测深色样品的定性和定量结果。

40.  根据权利要求37所述的检测方法,其特征在于,在溶剂处理步骤中,以加压泵推送已加热溶剂从所述溶剂处理装置到所述萃取装置,所述加压泵产生0.1kg/cm2~1000kg/cm2范围的压力。

41.  根据权利要求40所述的检测方法,其特征在于,所述溶剂为有机溶剂、水溶剂、混合溶剂或二氧化碳。

说明书

说明书智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法
技术领域
本发明涉及一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法,具体地说,涉及一种简易操作并且检测太阳城集团短和检测灵敏度高的检测设备与方法。
背景技术
食物是维持身体机能和代谢的必需品,其通常是由碳水化合物、脂肪、蛋白质或水所构成。食物除了能维持身体机能外,也能影响人们的心情,例如有些食物中含由带给人们愉悦感的物质。随着生活质量的提高,工作也相对的繁忙,导致人们的压力逐渐变大,因此如今食物对人们来说已经不完全只是追求温饱而以,取而代之的是享受美食所带来的幸福和快乐感,因此如今餐饮业格外的兴盛,各种零食和饮料也层出不穷,使人对于食物有更多的选择权。
科技不断地进步,同时也带动了食品加工产业的兴盛,为了满足市场的需求,相关行业会将天然的食物加工成为具有更高商业价值的食品,其中可能会在食品中添加化学物质,另外,食品通常会通过包装来方便人们保存,但是包装上的化学物质容易沾附在食品上。然而,人们如果食入过多的化学添加物会影响身体机能,造成疾病缠身。基本上,人们在购买食品的时候,无法直接通过肉眼观察到残留在食品上的化学物质,只能依靠政府的把关和行业的良心。难免还是会有不安全的食品在市场上贩卖而被消费者误食,例如毒奶三聚氰胺和塑化剂风暴,一些厂商为了追求低成本,在合法的食品添加物(起云剂)中,使用廉价的工业用塑化剂,其影响的范围十分广泛,例如饮料、面包、糕点甚至药品等,如果不慎误食具有塑化剂的食品,不只造成生殖系统病变,甚至有致癌的危险。近年来中国和台湾不断的爆发食品有毒添加物事件如毒奶事件(三聚氰胺,塑化剂,瘦肉精),单氯丙 二醇的致癌酱油,顺丁烯二酸的毒粄条,类固醇(betamethasone),利尿剂(hydrochlorothiazide),强心剂(caffeine)等鸽子饲料添加物,天津毒水饺事件和尚未爆发的环境荷尔蒙,养殖业,电子消费产品,玩具,日用品,化妆品,农产品,等等,造成了人民百姓不安和对食品检验的重视,抢购牛奶潮恐慌从而唤起了各厂商的彻底检验意识;加上农作物大量使用农药,农政单位对农产品含农药检测管制日益重视;养殖业饲料含毒频频,造成出口受阻,各国河川生态受到污染破坏,环境监测管制更加迫切严格实施检验等等的原因,快速简便的检测仪器已经全面性的进展到产业界生产管制的用途,而且检验灵敏度要求越来越要往微量和可靠性的需要的方向发展。
另外,如今生病食用的药品和维护生理机能的保健食品都广泛的在市场上通行,当各类药品在市场上流通之前,药厂会先进行严格的检测,以检验药品的成分是否正确,进行最后的把关。
日常生活中消费者经常面临买到假货、假酒的困扰,政府和厂商把关困难,消费者有自行检测的需要。
一般的熟知技术是以气相层析质谱仪(GC)或高效液相色谱法(HPLC)来检验食品和药品中的成分,其中气相层析质谱仪(GC)的缺点在于需要浪费太阳城集团来增加分析物的挥发性,进而造成分析过程中的干扰并且增加定量的困难度,高效液相色谱法(HPLC)是利用制备过程中的化学或物理性质的相互作用的差异来分离混合物。使用高效液相色谱时,液体待检测物在同一太阳城集团被注入色谱柱,主要是根据各种待检测物通过色谱柱时在动相和固定相的相互作用强度的差距所造成停留太阳城集团的差异来达到分离效果,最后通过检测器对各物质的感应强度所得到的信号来检测所含有的物质,这样其分析太阳城集团比较长(一般大约一、两周以上)并且流程繁琐。而且高效液相色谱通过检测器例如紫外光检测器并无法辨识样品的性质。另外,高效液相色谱(HPLC)设备和所需消耗品昂贵、产生的大量的有毒有机溶剂废料对自然环境可以造成很大危害、操作严格、方法开发不简单且费时。因此,上述两种设备需要受过操作机器的训练和有应用经验的人才能够快速地应用来检验食品和药品的成分,对于药厂而言,由于上述的缺 失也导致药品生产成本偏高。
为了克服上述的缺陷,本发明人投入许多太阳城集团来进行相关研究,并且加比较各项的优劣,进行相关产品的研究与开发,从而推出本发明[智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明主要目的在于提供一种简易操作,达到快速(0.1秒钟到数分钟)和大量分析待测物中有毒化学溶剂的成分,提升分析检测的灵敏度和准确性,其中待测物为药品、药品原料、食品、食品污染、环境荷尔蒙、炸药、病毒、癌症生物标志、真假物品识别、真酒假酒辨认等,并可以提升分析检测的灵敏度和准确性。
为了实现上述目的和效果,本发明提供了一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第一实施例,所述检测装置包括︰一待测容器,用于贮存待检测物;一溶剂处理装置,用于贮存、加热和加压溶剂;一萃取装置,所述萃取装置包括一萃取机台、一穿孔组、一开关件、一重量测量单元和一萃取滴管,所述萃取机台设置有一置放部,并且在所述萃取机台内设置有一与所述置放部相连通的检测通道,所述穿孔组活动组设在所述检测通道内,所述穿孔组夹抵并刺穿所述待测容器,所述开关件枢设在所述萃取装置,并且与所述穿孔组连动设置,所述重量测量单元与所述置放部相对应,并且组设在所述检测通道,所述萃取滴管组设在所述萃取机台的末端,并且与所述检测通道相连通,所述萃取滴管设置有一滴定端,所述溶剂经由所述萃取机台与所述待检测物混合形成萃取液,所述重量测量单元输出一重量太阳城集团;一管路,所述管路连通所述溶剂处理装置和所述萃取装置的所述检测通道;一浓缩装置,所述浓缩装置包括一移动平台和一收集容器,所述移动平台设置有一加热部,所述收集容器放置在所述加热部,并且通过加热和萃取滴管吹气的方式将萃取液浓缩为浓缩液;一检测单元,所述检测单元包括一取样器、一光聚焦控制组和一检测载片,所述检测载片组设在所述移动平台上,所述检测载片的端面设置 有一结合部,所述结合部与所述浓缩液中的分子结合,所述光聚焦控制组投射光线后读取一拉曼光谱讯号;一电子装置,所述电子装置与所述溶剂处理装置、所述萃取装置、所述浓缩装置、所述检测单元电性连结,所述电子装置接收所述拉曼光谱讯号来分析所述检测物中所含有的化学物质,同时所述电子装置接收所述重量太阳城集团。
由此,当所述浓缩液的分子与所述检测载片结合后,通过所述光聚焦控制组读取最高拉曼光谱讯号由所述重量测量单元提供重量太阳城集团给所述电子装置,所述电子装置进行待检测物的重量太阳城集团和拉曼光谱讯号的比对分析后,重新组合待检测物的化学物质,这样达到定性和定量待检测物的效果,提供快速并且简易的操作、全自动化并且灵敏度高的检测功能,让使用者能快速的检测所述待检测物所包含的化学物质,并达到品管和检测定性以及定量的效果。
优选地,本发明的第一实施例还包括下列技术特征,所述溶剂处理装置包括一储存溶剂的贮液瓶、一加热溶剂的加热室、两个电磁阀和一与加热室相连通的加压泵,所述管路包括一前管路和一后管路,所述前管路连通所述贮液瓶和所述加热室,所述后管路连通所述加热室和所述检测通道,所述两个电磁阀分别组设在所述前管路和所述后管路上,通过两个电磁阀调整所述贮液瓶与所述加热室和所述加热室与所述检测通道为导通状态或者阻却状态,所述加压泵作为推送所述溶剂的作用。更优选地,本发明的第一实施例的进一步技术特征,该所述穿孔组包括两个相对设置的针管片,各个针管片的形状与所述待测容器的结构相对应,各个所述针管片的一端面具有多个针管,当两个针管片夹抵所述待测容器的两侧时,各个所述针管片的多个针管会穿入所述待测容器内。
更优选地,本发明的第一实施例还包括下列技术特征,所述检测载片的所述结合部为表面增强拉曼活性载体(SERS-active substrate),所述表面增强拉曼活性载体为金属颗粒的溶胶体,所述结合部的表面设置有一拉曼光谱聚光焦点片,所述拉曼光谱聚光焦点片为硅片或其它拉曼元谱标样,来供聚光焦点设定的应用,并且在所述结合部外周设置有一浓缩液限制环(Retaining Ring),所述浓缩液限制环的材质为 石蜡环或特佛龙(Teflon),以限制浓缩液滴到检测载片的范围并且保持浓缩液分布的均匀性和可靠性。
优选地,所述光聚焦控制组包括一光源装置和一光谱仪,所述光源装置可以投射雷射光、紫外光(UV)、近红外光(Near Infra red:NIR)、远红外光(Far Infra red:FIR)或可见光,所述光源装置包括一本体、一发光源、一出光头、一组设在所述出光头的所述焦距调整机构,所述发光源组设在所述本体内的一端,所述发光源投射至少一波长的光线,并且产生至少一投射光路和至少一回程光路,所述出光头组设在所述本体的另一端,所述出光头与所述检测载片相对应;所述至少一投射光路按照顺序通过一第一准直透镜、一激光线过滤器、一色滤光片、一分束器最后通过所述出光头到所述检测载片的所述结合部,所述投射光路在所述分束器产生一通过所述分束器到所述检测载片的一第一对焦光路,和一被所述分束器反射的第二对焦光路,所述第二对焦光路投射通过一第二聚焦镜到一组设在所述本体的感光组件;至少一回程光路由所述检测载片的所述结合部按照顺序经过所述出光头、所述色滤光片、一反射片、一第二准直透镜和一组设在所述本体内壁的长传滤光器,所述长传滤光器与所述光谱仪电性连接;所述焦距调整机构、所述感光组件和所述光谱仪与所述电子装置电性连接;所述电子装置比对第一对焦光路的路径长度和第二对焦光路的路径长度的差异,通过所述焦距自动调整机构调整所述出光头与所述检测载片的焦段,来调整所述出光头的焦距。
更优选地,本发明的第一实施例的技术特征还包括一与发光源电性连接的光聚焦控制装置,所述发光源设置有至少两个发光晶粒,所述光聚焦控制装置调控任一所述发光晶粒的发光状态和发光波长,使得所述发光源投射至少一波长的光线,并且控制发光晶粒的波长、功率、光线强度和发亮状态。
更优选地,本发明的第一实施例还包括技术特征,所述电子装置包括一数据储存单元、一接收单元和一处理单元,所述数据储存单元与所述接收单元和所述处理单元相互数据传输,所述数据储存单元储存多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数 值,由此所述处理单元通过待鉴定物的重量太阳城集团、拉曼光谱太阳城集团和散射强度数值的相对关系、最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据分析,比对所述数据储存单元内的多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值进行基线校正、荧光光谱的相减,以及数据定性和定量分析检测物所含有的化学物质。
优选地,本发明的第一实施例还包括下列技术特征,所述移动平台包括多个位移马达,所述多个位移马达提供所述移动平台多向位移和旋转;优选地,所述取样器包括多个移动马达和一取样器,所述移动马达提供所述取样器多向位移和旋转,所述取样器为定量针(Syringe)、定量吸液管(Pipette)或电动自动定量吸液器(Motorized Auto-Pipette)。
优选地,本发明的一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第一实施例,所述检测方法包括下列步骤︰样品定位︰将装备有待测物的所述待测容器投入到所述萃取装置,所述待测物位于所述重量测量单元上,并且由所述重量测量单元产生重量太阳城集团,接着操作所述开关件使所述穿孔组夹抵并部分穿入所述待测容器;溶剂处理︰将所述溶剂处理装置内的所述溶剂加热(10℃到200℃)和加压(0.1kg/cm2到1000kg/cm2)并且输送到所述萃取装置;萃取︰所述溶剂流入到所述待测容器内与所述待测物混合并且产生一萃取液,所述萃取滴管将收集的所述萃取液滴入到所述收集容器内;浓缩︰加热和吹气所述加速收集容器内的所述溶剂挥从而发得到浓缩液;分析︰所述取样器吸取所述浓缩液,并且滴加到所述检测载片上与所述结合部结合吹气干燥后,以所述光聚焦控制组照射后读取拉曼光谱讯号,并且输入到所述电子装置进行分析,所述电子装置分析比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团,来分析待检测物中所含有的化学物质。
优选地,本发明的一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第一实施例还包括下列技术特征,在所述分析步骤中,所述电子装置将所述待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在所述电子装置内的多个样品拉曼光谱讯号、多个样品重量太阳城集团进行比对、基 线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据来分析待检测物所含有的化学物质。
优选地,本发明的第一实施例还技术特征,所述光聚焦控制组放射第一光线和第二光线,所述第一光线和所述第二光线的波长相近,以此扫描检测所述待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,由此做荧光光谱的相减和基线校正得到检测深色样品的定性和定量结果,或者所述光聚焦控制组放射一远红外光,以此扫描检测待检测物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到可以检测深色样品的定性和定量结果。
优选地,本发明的第一实施例进一步技术特征,在溶剂处理步骤中,一加压泵推送已加热溶剂从所述溶剂处理装置到所述萃取装置,所述加压泵产生0.1kg/cm2~1000kg/cm2范围的压力。优选地,所述溶剂为有机溶剂、水溶剂、混合溶剂或二氧化碳。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第二实施例,所述检测装置包括︰一待测容器,用于贮存待检测物;一溶剂处理装置,用于贮存并加热加压所述溶剂;一萃取装置,所述萃取装置包括一萃取机台、一穿孔组、一开关件和一重量测量单元,所述萃取机台设置有一置放部,所述萃取机台设置有一与置放部相连通的检测通道和一与所述检测通道相连通的出口端,所述穿孔组活动组设在所述检测通道内,所述穿孔组夹抵并且刺穿所述待测容器,所述开关件枢设在所述萃取机台,并且与所述穿孔组连动设置,所述重量测量单元与所述置放部相对应,并且组设在所述检测通道,所述出口端与所述检测通道相连通,已加热的所述溶剂从所述管路导入到所述检测通道内,并且经过所述穿孔组溶解所述待测容器内的所述待检测物产生萃取液,所述重量测量单元输出一重量太阳城集团;一管路,所述管路连通所述溶剂处理装置和所述萃取装置的检测通道;一检测试管,所述检测试管组设在所述出口端并且与所述检测通道相连通,所述检测试管内环绕设置一结合部,所述萃取液通入所述检测试管与 所述结合部结合;一检测单元,所述检测单元包括一光聚焦控制组,所述光聚焦控制组投射光线到所述结合部后读取一拉曼光谱讯号做最强信号焦距的设定和检测物拉曼光谱讯号;一电子装置,所述电子装置与所述溶剂处理装置、所述萃取装置、所述检测单元电性连结,所述电子装置接收所述拉曼光谱讯号,并且分析所述拉曼光谱讯号,来获得所述检测物中所含有的化学物质太阳城集团,所述电子装置接收所述重量太阳城集团。
由此,通过所述溶剂处理装置和所述萃取装置获得浓缩液,并且通过浓缩液的分子与所述检测试管的所述结合部结合后,通过所述光聚焦控制组读取拉曼光谱讯号和重量测量单元提供的重量太阳城集团给所述电子装置,所述电子装置通过分析单元比对和分析待检测物的所述重量太阳城集团和拉曼光谱讯号后,重新组合待检测物的化学物质,来达到定性和定量待检测物的效果,提供快速并且简易的操作、全自动化且灵敏度高的检测功能,让使用者能快速的检测待检测物所包含的化学物质,并达到品管和检测的效果。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第二实施例还包括下列技术特征,所述溶剂处理装置包括一加压泵、一贮液瓶、一与所述贮液瓶和所述检测通道相连通的加热室,所述管路包括一第一管路和一第二管路,所述第一管路连通加压泵和所述检测通道,所述第二管路连通所述贮液瓶和所述检测通道,并且在所述第一管路上设置有一第一阀门,所述第二管路上设置有一第二阀门。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第二实施例还包括下列技术特征,所述穿孔组包括两个相对设置的针管片,各个针管片的形状与所述待测容器的结构相对应,各个针管片的一端面具有多个针管,当两个针管片夹抵所述待测容器的两侧时,各个针管片的多个针管会穿入待测容器内。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第二实施例还包括下列技术特征,所述检测试管的所述结合部为表面增强拉曼活性载体(SERS-active substrate),所述表面增强拉曼活 性载体为金属颗粒的溶胶体。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第二实施例还包括下列技术特征,所述光聚焦控制组包括一光源装置和一光谱仪,所述光源装置可以投射雷射光、紫外光(UV)、近红外光(Near Infra red:NIR)、远红外光(Far Infra red:FIR)或可见光,所述光源装置包括一本体、一发光源、一出光头、一组设在所述出光头的焦距调整机构,所述发光源组设在所述本体内的一端,所述发光源投射至少一波长的光线,并且产生至少一投射光路和至少一回程光路,所述出光头组设在所述本体的另一端,所述出光头与所述检测试管的所述结合部相对应;所述至少一投射光路按照顺序经过一第一准直透镜、一激光线过滤器、一色滤光片、一分束器最后通过所述出光头到所述检测试管的所述结合部,至少一投射光路在所述分束器产生一通过所述分束器到所述检测试管的所述结合部的一第一对焦光路,和一被所述分束器反射的第二对焦光路,所述第二对焦光路投射通过一第二聚焦镜到一组设在所述本体的感光组件;所述至少一回程光路由所述检测试管的所述结合部按照顺序经过所述出光头、所述色滤光片、一反射片、一第二准直透镜和一组设在所述本体内壁的长传滤光器,所述长传滤光器与所述光谱仪电性连接;所述焦距调整机构、所述感光组件和所述光谱仪与所述电子装置电性连接;所述电子装置比对第一对焦光路的路径长度和第二对焦光路的路径长度的差异,通过所述焦距调整机构自动调整所述出光头的焦段,以调整所述出光头与所述检测试管的所述结合部的焦距。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第二实施例还包括下列技术特征,所述检测装置还包括一与所述发光源电性连接的光聚焦控制装置,所述发光源设置有至少两个发光晶粒,所述光聚焦控制装置调控任一所述发光晶粒的发光状态和发光波长,使得所述发光源投射至少一波长的光线,并且控制发光晶粒的波长、功率、光线强度和发亮状态。优选地,所述光聚焦控制组设置有一转动马达,所述转动马达带动所述光源装置位移。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方 法的第二实施例,所述检测方法包括下列步骤︰样品定位︰将装有待测物的待测容器投入到萃取装置,接着操作开关件使得穿孔组夹抵所述待测容器并且部分穿入所述待测容器;溶剂处理︰将溶剂处理装置内的溶剂加热并且加压输送到萃取装置;萃取︰溶剂流入到所述待测容器内与待测物混合产生一萃取液;分析︰所述萃取液由出口端送到检测试管,所述萃取液内的分子与所述结合部结合,加热和吹气干燥后,通过光聚焦控制组读取一拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置进行分析,所述电子装置比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团来分析待检测物中所含有的化学物质。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的方法的第二实施例还包括下列技术特征︰在分析步骤中,所述电子装置将所述待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在所述电子装置的多个样品拉曼光谱讯号、多个样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据来分析所述待检测物所含有的化学物质。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的方法的第二实施例,所述光聚焦控制组放射第一光线和第二光线,所述第一光线和所述第二光线的波长相近,以此扫描检测所述待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,由以此做荧光光谱的相减和基线校正得到检测深色样品的定性和定量结果,或者所述光聚焦控制组放射一远红外光,以此扫描检测待检测物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到可以检测深色样品的定性和定量结果。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的方法,在样品定位步骤中,所述重量测量单元测量待测物的重量数据到所述电子装置内。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的方法,在溶剂处理步骤中,开启第二阀门使得贮液瓶中的溶剂传送到加热室加热(10℃到200℃)。优选地,所述溶剂为有机溶剂、水、 混合溶剂或二氧化碳。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的方法,在萃取步骤中,开启第一阀门使得加压泵内的气体流入到所述检测通道内,并且推送溶剂到所述待测容器内,最后到所述检测试管中。优选地,所述加压泵送出的气体的气压是0.1kg/cm2~1000kg/cm2。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第三实施例,所述检测装置包括︰一待测容器,用于贮存待检测物;一溶剂处理装置,用于贮存、加热和加压溶剂;一萃取装置,所述萃取装置包括一萃取机台、一穿孔组、一开关件、一重量测量单元和一萃取滴管,所述萃取机台设置有一置放部,并且在所述萃取机台内设置有一与所述置放部相连通的检测通道,所述穿孔组活动组设在所述检测通道内,所述开关件与所述穿孔组连动设置,所述重量测量单元和所述置放部相对应,并且组设在所述检测通道,所述萃取滴管组设在所述萃取机台的末端并且与检测通道相连通,所述萃取滴管设置有一滴定端,所述溶剂经由所述萃取装置与所述待检测物混合形成萃取液,所述重量测量单元输出一重量太阳城集团;一管路,所述管路连通所述溶剂处理装置和所述萃取装置的检测通道;一浓缩装置,所述浓缩装置包括一移动平台和一检测容器,所述移动平台设置有一加热部,所述检测容器置放在所述加热部,所述检测容器内具有一结合部,所述萃取液在所述检测容器内,经过加热和吹气浓缩为浓缩液,所述浓缩液内的分子与所述结合部结合;一检测单元,所述检测单元包括一光聚焦控制组,所述光聚焦控制组包括一光源装置,所述光源装置一端设置有一出光头,所述出光头穿设所述移动平台并且与检测容器的结合部相对应,所述光聚焦控制组投射光线到结合部后读取一拉曼光谱讯号;一电子装置,所述电子装置与所述溶剂处理装置、所述萃取装置、所述浓缩装置、所述检测单元电性连结,所述电子装置接收拉曼光谱讯号来分析检测物中所含有的化学物质,同时所述电子装置接收重量太阳城集团。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装 置的第三实施例还包括下列技术特征,所述溶剂处理装置包括一储存溶剂的贮液瓶、一加热溶剂的加热室、两个电磁阀和一与所述加热室相连通的加压泵,所述管路包括一前管路和一后管路,所述前管路连通所述贮液瓶和所述加热室,所述后管路连通所述加热室和所述检测通道,所述两个电磁阀分别组设在所述前管路和所述后管路上,通过所述两个电磁阀调整所述贮液瓶与所述加热室以及所述加热室与所述检测通道为导通状态或者阻却状态,所述加压泵作为推送所述溶剂的功能。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第三实施例还包括下列技术特征,所述穿孔组包括两个相对设置的针管片,各个所述针管片的形状与所述待测容器的结构相对应,各个所述针管片的一端面具有多个针管,当两个针管片夹抵所述待测容器的两侧时,各个针管片的多个针管会穿入所述待测容器内。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第三实施例还包括下列技术特征,所述检测容器的所述结合部为表面增强拉曼活性载体(SERS-active substrate),所述表面增强拉曼活性载体为金属颗粒的溶胶体。
优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第三实施例还包括下列技术特征,所述光聚焦控制组包括一光源装置和一光谱仪,所述光源装置可以投射雷射光、紫外光(UV)、近红外光(Near Infra red:NIR)、远红外光(Far Infra red:FIR)或可见光,所述光源装置包括一本体、一发光源、一出光头、一组设在所述出光头的焦距调整机构,所述发光源组设在所述本体内的一端,所述发光源投射至少一波长的光线,并且产生至少一投射光路和至少一回程光路,所述出光头组设在所述本体的另一端,所述出光头与所述检测载片相对应;所述至少一投射光路按照顺序经过一第一准直透镜、一激光线过滤器、一色滤光片、一分束器最后通过所述出光头到所述检测载片的所述结合部,所述投射光路在所述分束器产生一通过分束器到所述检测载片的一第一对焦光路,和一被所述分束器反射的第二对焦光路,所述第二对焦光路投射通过一第二聚焦镜到一组设在所述本体 的感光组件;至少一回程光路由所述检测载片的所述结合部按照顺序经过所述出光头、所述色滤光片、一反射片、一第二准直透镜和一组设在所述本体内壁的长传滤光器,所述长传滤光器与所述光谱仪电性连接;所述焦距调整机构、所述感光组件和所述光谱仪与所述电子装置电性连接;所述电子装置比对所述第一对焦光路的路径长度和第二对焦光路的路径长度的差异,通过所述焦距调整机构调整所述出光头的焦段,来调整所述出光头与所述检测容器的焦距。
更优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第三实施例还包括下列技术特征,所述检测装置还包括一与所述发光源电性连接的光聚焦控制装置,所述发光源设置有至少两个发光晶粒,所述光聚焦控制装置调控任一发光晶粒的发光状态和发光波长,使得所述发光源投射至少一波长的光线,并且控制发光晶粒的波长、功率、光线强度和发亮状态。
更优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第三实施例还包括下列技术特征,所述电子装置包括一数据储存单元、一接收单元和一处理单元,所述数据储存单元与所述接收单元和所述处理单元相互数据传输,所述数据储存单元储存多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值,由此所述处理单元通过待鉴定物的重量太阳城集团、拉曼光谱太阳城集团和散射强度数值的相对关系、最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据分析,比对所述数据储存单元内的多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值进行基线校正、荧光光谱的相减,以及数据定性和定量分析检测物所含有的化学物质。
更优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第三实施例,所述检测方法包括下列步骤︰样品定位︰将装备有待测物的待测容器投入到萃取装置中,所述待测物位于重量测量单元上,所述重量测量单元产生一重量太阳城集团,接着操作开关件使得穿孔组夹抵并且部分穿入所述待测容器;溶剂处理︰将溶剂处理装置内的溶剂加热和加压并且输送到萃取装置;萃取︰所述溶剂流入到所述待 测容器内与待测物混合并且产生一萃取液,萃取滴管将收集的所述萃取液滴入到所述检测容器内;浓缩︰加热和吹气检测容器内的萃取液,使得溶剂挥发得到一浓缩液;分析︰光聚焦控制组照射所述检测容器的结合部后,读取拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置进行分析,所述电子装置分析比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团,来分析待检测物中所含有的化学物质。
更优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第三实施例还包括下列技术特征;在分析步骤中,所述电子装置将待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在其中的多个样品拉曼光谱讯号、多个样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据来分析待检测物所含有的化学物质。
更优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第三实施例,所述光聚焦控制组放射第一光线和第二光线,所述第一光线和所述第二光线的波长十分相近,通过扫描检测所述待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,以此做荧光光谱的相减和基线校正得到检测深色样品的定性及定量结果,或者所述光聚焦控制组放射一远红外光,以此扫描检测所述待检测物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到可以检测深色样品的之定性和及定量结果。
更优选地,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第三实施例,在溶剂处理步骤中,所述检测方法以所述加压泵推送已加热所述溶剂从所述溶剂处理装置到所述萃取装置,所述加压泵产生0.1kg/cm2~1000kg/cm2范围的压力。优选地,所述溶剂为有机溶剂、水溶剂、混合溶剂或二氧化碳。
因此,本发明提供的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法,达到了定性和定量待检测物的效果,提供了快速并且简易的操作、全自动化并且灵敏度高的检测功能,让使用者能快速的检测所述待检测物所包含的化学物质,并达到了品管和检测定性以及定量的效果。
附图说明
图1为本发明的检测装置的第一实施例的装置的示意图;
图2-5为本发明的检测装置的第一实施例的操作过程作动图;
图6为本发明的检测装置的第一实施例的溶剂处理装置和萃取装置的放大示意图;
图7为第一实施例的浓缩装置的放大示意图;
图8为检测单元的放大示意图;
图9-10为本发明的检测装置的第二实施例的作动图;图11为本发明的检测装置的第三实施例的装置图;
图12为本发明的检测装置的第三实施例的浓缩装置和检测单元的放大示意图;
图13为光源装置的示意图;
图14为电子装置图;
图15为检测载片的剖面放大图,
图16为本发明的检测方法第一和第三实施例的步骤流程图;
图17为本发明用785nm雷射波长检测三聚氰胺的光谱图;
图18为以不同浓度的三聚氰胺检测本发明的灵敏度的光谱图;
图19为通过比较三聚氰胺在675.9nm拉曼光谱峰和硅在520nm的拉曼光谱峰的强度去校正来达到最佳聚焦距离的光谱图;
图20为本发明的检测方法的第二实施例的步骤流程图。
附图标记说明如下:
待测容器1、溶剂处理装置2、贮液瓶21、热室22、电磁阀23、电磁阀24、加压泵25、萃取装置3、置放部31、检测通道32、穿孔组33、针管片331、针管3311、开关件34、重量测量单元35、萃取滴管36、滴定端361、出口端37、萃取机台38、管路4、前管路41、后管路42、第一管路43、第一阀门431、第二管路44、第二阀门441、浓缩装置5、移动平台51、位移马达511、收集容器52、加热部53、检测单元6、取样装置61、移动马达611、取样器612、光聚焦控制组62、光源装置621、发光源6211、发光晶粒62111、出光头6213、 焦距调整机构6214、射光路6215、回程光路6216、第一准直透镜6217、激光线过滤器6218、色滤光片6219、分束器6220、第一对焦光路6221、第二对焦光路6222、感光组件6224、反射片6225、第二准直透镜6226、长传滤光器6227、光谱仪622、光聚焦控制装置623、检测载片63、结合部631、浓缩限制环632、拉曼光谱聚光焦点片633、电子装置7、数据储存单元71、接收单元72、处理单元73、检测试管8、结合部81、检测容器9和结合部91。
具体实施方式
为了使审查员能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的,现结合所附优选实施例附以附图详细说明如下,使用本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案,并非限定本发明。
图1至图5所示,为本发明的一种智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第一实施例,包括︰一待测容器1,待测容器1用于贮存待检测物;一溶剂处理装置2,用于贮存、加热和加压溶剂(本实施例以不锈钢、玻璃、胶囊式等包装作为待测容器1,待检测物可以是经过打碎、磨碎等处理的食品和药品等)。
一萃取装置3,包括一萃取机台38、一穿孔组33、一开关件34、一重量测量单元35和一萃取滴管36,萃取机台38设置有一置放部31,在萃取机台38内设置有一与置放部31相连通的检测通道32,穿孔组33活动组设在检测通道32内,穿孔组33夹抵并且刺穿待测容器1,开关件34枢设在萃取机台38,并且与穿孔组33连动设置,重量测量单元35与置放部31相对应,并且组设在检测通道32,萃取滴管36组设在萃取机台38的末端,并且与检测通道32相连通,萃取滴管36设置有一滴定端361,溶剂经由萃取机台38与待检测物混合形成萃取液,重量测量单元35输出重量太阳城集团;一管路4,管路4连通溶剂处理装置2和萃取装置3的检测通道32。
一浓缩装置5,包括一移动平台51和一收集容器52,移动平台51设置有一加热部53,收集容器52放置在加热部53,萃取液通过加热和萃取滴管36吹气的方式加速溶剂的挥发,从而提升萃取液的浓度,使 萃取液成为浓缩液。
一检测单元6,包括一取样装置61、一光聚焦控制组62和一检测载片63,检测载片63组设在移动平台51上,检测载片63的端面设置有一结合部631,结合部631与浓缩液中的分子结合,光聚焦控制组62投射光线后读取一拉曼光谱讯号。
一电子装置7,本发明的电子装置7可以是计算机设备或其它电子产品,电子装置7电性连结溶剂处理装置2、萃取装置3、浓缩装置5、检测单元6,电子装置7接收拉曼光谱讯号分析检测物中所含有的化学物质,同时电子装置7接收重量太阳城集团。
本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第二实施例,请参阅图9和图10,该检测装置包括︰一待测容器1,待测容器1用于贮存待检测物;一溶剂处理装置2,用于贮存并加热溶剂;一萃取装置3,萃取装置3设置有一置放部31,萃取装置3设置有一与置放部31相连通的检测通道32,萃取装置3包括一穿孔组33、一开关件34、一重量测量单元35和一出口端37,穿孔组33活动组设在检测通道32内,穿孔组33夹抵并且刺穿待测容器1,开关件34枢设在萃取装置3,并且与穿孔组33连动设置,重量测量单元35与置放部31相对应,并且组设在检测通道32,出口端37与检测通道32相连通,已加热的溶剂由管路4导入到检测通道32中,并经过穿孔组33溶解待测容器1内的待检测物从而产生萃取液,重量测量单元35输出重量太阳城集团;一管路4,管路4连通溶剂处理装置2和萃取装置3的检测通道32;一检测试管8,检测试管8组设在出口端37并且与检测通道32相连通,检测试管8内环绕设置一结合部81,该萃取液通入到检测试管8内与结合部81结合;一检测单元6,包括一光聚焦控制组62,光聚焦控制组62投射光线到结合部81后读取一拉曼光谱讯号;一电子装置7,与溶剂处理装置2、萃取装置3、检测单元6电性连结,电子装置7接收拉曼光谱讯号,并分析拉曼光谱讯号,来获得检测物中所含有的化学物质太阳城集团,电子装置7接收该重量太阳城集团。
由此,通过溶剂处理装置2和萃取装置3获得浓缩液,并通过浓缩液的分子与检测试管8的结合部81结合后,经由光聚焦控制组62读取 拉曼光谱讯号和重量测量单元35提供的重量太阳城集团给电子装置7,电子装置7通过分析比对该待检测物的重量太阳城集团和拉曼光谱讯号后,重新组合待检测物的化学物质,来达到定性和定量待检测物的效果,提供快速并且简易的操作、全自动化并且灵敏度高的检测功能,让使用者能快速的检测待检测物所包含的化学物质,并达到品管和检测的效果(本发明的第二实施例与第一实施例的差异点在于,本发明只需通过装设在萃取装置3的末端的检测试管8,使萃取液中的分子与检测试管8结合,即可加以定性、定量萃取液的分子而分析出萃取液的化学成分,并且不需要浓缩装置5,由于其它装置和结构与第一实施例相同,不再重复说明)。
本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第三实施例,请参阅图11和图12,该检测装置包括,一待测容器1,待测容器1用于贮存待检测物;一溶剂处理装置2,用于贮存、加热和加压溶剂;一萃取装置3,包括一萃取机台38、一穿孔组33、一开关件34、一重量测量单元35和一萃取滴管36,萃取机台38设置有一置放部31,萃取机台38内设置有一与置放部31相连通的检测通道32,穿孔组33活动组设在检测通道32内,穿孔组33夹抵并且刺穿待测容器1,开关件34枢设在萃取装置3,并且与穿孔组33连动设置,重量测量单元35与置放部31相对应,并且组设在检测通道32,萃取滴管36组设在萃取机台38的末端,并且与检测通道32相连通,萃取滴管36设置有一滴定端361,溶剂经由萃取装置3与待检测物混合形成萃取液,重量测量单元35输出一重量太阳城集团;一管路4,管路4连通溶剂处理装置2和萃取装置3的检测通道32;一浓缩装置5,包括一移动平台51和一检测容器9,移动平台51设置有一加热部53,检测容器9置放在加热部53,检测容器9内具有一结合部91,萃取液在检测容器9内,经过加热和吹气浓缩成为浓缩液,该浓缩液内的分子与结合部91结合;一检测单元6,包括一光聚焦控制组62,光聚焦控制组62包括一光源装置621(本实施例的光源装置621为雷射头),光源装置621的一端设置有一出光头6213,出光头6213穿设移动平台51并且与检测容器9的结合部91相对应,光源装置621投射光线经出光头6213到结合部91后读取一拉曼光 谱讯号;一电子装置7,与溶剂处理装置2、萃取装置3、浓缩装置5、检测单元6电性连结,电子装置7接收拉曼光谱讯号分析检测物中所含有的化学物质,同时电子装置7接收该重量太阳城集团。
由此,通过溶剂处理装置2和萃取装置3获得萃取液,并且通过该萃取液的分子与检测容器9的结合部91结合,并通过加热和吹气过程将萃取液浓缩为浓缩液,再由光聚焦控制组62读取拉曼光谱讯号和重量测量单元35提供的重量太阳城集团给电子装置7,电子装置7分析比对该待检测物的重量太阳城集团和拉曼光谱讯号后,重新组合该待检测物的化学物质,以达到定性和定量待检测物的效果,提供快速并且简易的操作、全自动化并且灵敏度高的检测功能,让使用者能快速的检测待检测物所包含的化学物质,并达到品管和检测的效果,上述为低浓度液体样品的实施例说明。
本发明的第三实施例,当检测高浓度液体或粉状固态样品时,第三实施例中将装有二毫升的高浓度液体或粉状固态待测物放到检测容器9中,光源装置621自动聚焦定位在检测容器9的结合部91并且读取拉曼光谱(Raman Spectrum),并且输入拉漫光谱(Raman Spectrum)到电子装置7。
此外,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第一实施例、第二实施例和第三实施例包括下列技术特征。
(一)请参阅图2所示,溶剂处理装置2包括一储存溶剂的贮液瓶21、一加热溶剂的加热室22、两个电磁阀23、24和一与加热室22相连通的加压泵25(本发明的第一和第三实施例的加压泵25为泵,第二实施例的加压泵25为气压瓶),管路4包括一前管路41和一后管路42,前管路41连通贮液瓶21和加热室22,后管路42连通加热室22和检测通道32,两个电磁阀23分别组设在前管路41和后管路42上,通过两个电磁阀23调整贮液瓶21与加热室22和加热室22与检测通道32为导通状态或者阻却状态,加压泵25开动后产升压力来推送溶剂通过管路4到检测通道32内,最后与待测容器1中的检测物质混合后,推送萃取液经过萃取滴管36到外的功能,另外当设置在前管路41的电磁阀23为关闭状态时,开动加压泵25能推动加热室22内的气体经后管路42、检测通 道32到萃取滴管36外,从而达到吹气的效果。本发明的第二实施例中的管路4包括一第一管路43和一第二管路44,第一管路43连通加压泵25和检测通道32,第二管路44连通贮液瓶21和检测通道32,并且在第一管路43上设置有一第一阀门431,第二管路44上设置有一第二阀门441。
(二)请参阅图2和图7所示,进一步说明穿孔组33的细节结构,穿孔组33包括两个相对设置的针管片331,当待测容器1从置放部31放入到检测通道32时,二针管片331分别位于待测容器1的前端面和后端面,各针管片331的形状与待测容器1的结构相对应,各针管片331的一端面具有多个针管3311,当两个针管片331夹抵待测容器1的两侧时,各针管片331的多个针管3311会穿入待测容器1内,使得待测容器1的内部与检测通道32相互连通。
(三)请参阅图1,图9和图11所示,光聚焦控制组62包括一光源装置621和一光谱仪622(本实施例为拉曼光谱仪),光源装置621可以投射雷射光、紫外光(UV)、近红外光(Near Infra red:NIR)、远红外光(Far Infra red:FIR)或可见光,本实施例为雷射光,光源装置621包括一发光源6211、一出光头6213、一组设在出光头6213的焦距调整机构6214,发光源6211组设在光源装置621内的一端,发光源6211投射至少一波长的光线(例如785nm或638nm,或532nm),并且产生至少一投射光路6215和至少一回程光路6216,出光头6213组设在光源装置621的另一端,出光头6213与检测载片63相对应;至少一投射光路6215按照顺序经过一第一准直透镜6217、一激光线过滤器6218、一色滤光片6219(呈45度倾斜)、一分束器6220(T95/R5分束器6220,呈负45度倾斜)最后通过出光头6213(出光头6213设置有聚焦镜片)到检测载片63的结合部631,投射光路6215在分束器6220(T95/R5分束器6220)产生一通过分束器6220到检测载片63的一第一对焦光路6221,和一被分束器6220反射的第二对焦光路6222,第二对焦光路6222投射通过一第二聚焦镜6223到一组设在光源装置621的感光组件6224(感光组件6224为光电二级管)(该至少一波长的光线经分束器6220后,95%的光线能量进入到第一对焦光路6221,5%的该至少一波长之光 线能量进入到第二对焦光路6222),第一对焦光路6221和第二对焦光路6222之间的夹角为直角,并且透过电子装置7比对第一对焦光路6221的路径长度和第二对焦光路6222的路径长度的差异通过焦距调整机构6214(音圈电动机)调整焦距,焦距范围为5公厘到8公厘,焦距调整机构6214、感光组件6224和光谱仪622与电子装置7电性连接。
至少一回程光路6216从检测载片63的结合部631按照顺序经过出光头6213、色滤光片6219、一反射片6225、一第二准直透镜6226和一组设在光源装置621的内壁的长传滤光器6227,长传滤光器6227与光谱仪622电性连接(长传滤光器6227与光谱仪622通过光纤系统电性连接,这是熟知技术,所以不再加以说明它的细节作动方式),由此光聚焦控制组62能读取拉曼光谱(Raman Spectrum),并且输入到电子装置7进行定性和定量分析。
(四)请参考图1和图17所示,为了控制发光源6211投射的波长、功率、光线强度和发亮状态,例如选择不激发荧光放射的远红外线发光源6211来降低背景荧光噪声的产生,还包括一与发光源6211电性连接的光聚焦控制装置623,发光源6211设置有至少两个发光晶粒62111,光聚焦控制装置623调控任一发光晶粒62111的发光状态和发光波长,本实施例通过两个发光晶粒62111,分别投射两种不同波长的光线(例如784nm和785nm,或者637nm和638nm,或者531nm和532nm),并比对两光线来减除产生的背景荧光噪声。
(五)请参阅图16所示,电子装置7包括一数据储存单元71、一接收单元72和一处理单元73,数据储存单元71与接收单元72和处理单元73相互数据传输,数据储存单元71储存多个样品重量太阳城集团、多个样品拉曼光谱太阳城集团和多个样品散射强度数值,由此处理单元73通过待鉴定物的重量太阳城集团、拉曼光谱太阳城集团和散射强度数值的相对关系、最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据分析,比对数据储存单元71内的该多个样品重量太阳城集团、该复多个样品拉曼光谱太阳城集团和该多个样品散射强度数值进行基线校正、荧光光谱的相减,以及数据定性和定量分析检测物所含有的化学物质。
(六)请参阅图7所示,移动平台51包括多个位移马达511,多个位移马达511提供移动平台51多向位移和旋转。
(七)请参阅图1所示,该取样装置61包括多个移动马达611和一取样器612,多个移动马达611提供取样器612多向位移和旋转,取样器612为定量针(Syringe)、定量吸液管(Pipette)或者电动自动定量吸液器(Motorized Auto-Pipette),通过电子装置7控制复数字在移动平台51上的位移马达511和位于取样器612上的移动马达611,达到全自动化的效果。
另外,本发明的第一实施例,请参阅图15所示,检测载片63(检测载片63为检测芯片)的结合部631、第二实施例的检测试管8的结合部81和第三实施例的检测容器9的结合部91为化学、物理、或生物相亲合性的浓缩载体或表面增强拉曼活性载体(SERS-active substrate),表面增强拉曼活性载体为金属颗粒的溶胶体,如银、金、铜、镍…等。金属表面具有介观或微观的粗糙表面,通过浓缩液中的化学分子,金属表面的官能基团能被活性载体吸附,这样利用表面增强拉曼散射光谱(SERS)进行微量的分子鉴定和奈米表面的光谱鉴定,这样即使通过少量的分子量,也可达到高灵敏度的鉴定。其中第一实施例的结合部631表面设置有一拉曼光谱聚光焦点片633,拉曼光谱聚光焦点片633为硅片或其它拉曼元谱标样,来供聚光焦点设定的应用,并且在结合部631的外周设置有一浓缩限制环632(Retaining Ring),浓缩限制环632的材质为石蜡环、特佛龙(Teflon)或其它配合浓缩液相对的化学、物理、生物相互排斥性或亲合性的化学材质,用来限制浓缩液滴加到检测载片63的范围并且保持浓缩液分布的均匀性和可靠性。发光源6211投射波长为520nm的光线扫描拉曼光谱聚光焦点片633,来达到最高强度自动设定光源对检测载片63的聚焦点。
根据前述的本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置的第一实施例和进一步技术特征,继续说明本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法,请参阅图12且同时配合图1至图8所示,(一)样品定位︰将装备有待测物的待测容器1投入到萃取装置3,待测物位于重量测量单元35上,重量测量单元35产生重量 太阳城集团,接着操作开关件34使得穿孔组33夹抵并部分穿入待测容器1,同时关闭置放部31;(二)溶剂处理︰将溶剂处理装置2内的溶剂(溶剂为有机溶剂、水溶剂、混合溶剂或二氧化碳)加热和加压并且输送到萃取装置3,其细节过程为启动位于前管路41的电磁阀23让溶剂自贮液瓶21流到加热室22加热到设定温度,而后关闭电磁阀23。(三)萃取︰溶剂流入待测容器1内与待测物混合并且产生萃取液,而萃取滴管36将收集的该萃取液滴入到收集容器52内,其细节过程是调整移动平台51使得收集容器52开口对准萃取滴管36的滴定端361,启动位于后管路42的电磁阀24,并且启动加压泵25将已加热的溶剂传送到检测通道32内,并且从针管片331流入到待测容器1内与待测物混合并且产生萃取液,再通过萃取滴管36将收集的萃取液滴入到收集容器52内(加压泵25产生0.1kg/cm2~1000kg/cm2范围的压力)。(四)浓缩︰加热和吹气加速收集容器52内的萃取液挥发得到一浓缩液;(五)分析︰取样装置61吸取该浓缩液,并且将该浓缩液滴加到检测载片63与结合部631结合再吹气干燥后,通过光聚焦控制组62照射后读取拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置7进行分析,电子装置7分析比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团,来分析待检测物中所含有的化学物质,其细节过程为位移马达511将移动平台51位移到取样器612的下方,取样器612通过移动马达611使得取样器612的末端置入收集容器52内并且移动马达611吸取定量(例如0.5微升)浓缩液,后位移马达511使得检测载片63对准取样器612,将吸取的浓缩液滴加到检测载片63的结合部631,结合部631将样品进行快干处理后,位移马达511将移动平台51位移到光聚焦控制组62下,通过投射光线(雷射激光)和光谱仪622(拉曼光谱仪)读取拉曼光谱(Raman Spectrum),并且输入到电子装置7来读取拉曼光谱(Raman spectrum)进行比对。
其中,本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第一实施例包括下列进一步技术特征。
(一)在分析步骤中,电子装置7将待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在电子装置7内的多个样品拉曼光谱讯号、复数样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分 析、应用最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据来分析待检测物所含有的化学物质,以此提供全自动化并且简易的操作,达到快速检测、定性、和定量待侧容器1中的检测物的结果。
(二)为了减少噪声,光聚焦控制组62放射第一光线和第二光线,该第一光线和该第二光线的波长十分相近,以此扫描检测待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,以此做荧光光谱的相减和基线校正来得到检测深色样品的定性和定量结果,或着该光聚焦控制组62放射一远红外光,以此扫描检测待检测物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到可以检测深色样品的定性和定量的结果,例如应用在红酒定性和定量的结果(无论第一光线或者第二光线的光线路径都与第图13相同,所以不再另外绘图表示,并且不再重复说明)。
请参阅图17所示,图17为本发明通过雷射波长为785nm来检测三聚氰胺(Melamine)(化学式:C3H6N6),化学结构式如下︰

图17中的纵轴坐标为强度(Intensity(counts/s)),横轴坐标为波数(Wavenumber(cm-1)),三聚氰胺在378.7cm-1、387.6cm-1、581.5cm-1、675.9cm-1、774.7cm-1、986.2cm-1、1445.3cm-1、1560.2cm-1的强度较强,在675.9cm-1的波峰最高。
请参阅第图18所示,图18为本发明通过雷射波长785nm来测量三聚氰胺(Melamine)在检测载片63(SERS)基板上的灵敏度,所得拉曼位移光谱在300cm-1到1800cm-1的范围,图中A到F分别为不同浓度的三聚氰胺(Melamine),A的浓度为10-2molL-1、B的浓度为10-3molL-1、C的浓度为10-4molL-1、D的浓度为10-5molL-1、E的浓度为10-6molL-1、F的浓度为10-7molL-1,G为SERS基板金物质(gold subtrate),由图20可以看出,本发明的E仍然可以明显的测出676cm-1的波峰,所以本发明的灵敏度可以达到三聚氰胺(Melamine)的浓度为10-6molL-1。
请参阅第图20所示,图20为本发明将10-4M三聚氰胺在检测载片63(SERS基板)上通过调整聚焦距离所得到的在675.9nm(三聚氰胺)和在520nm(Si)的拉曼光谱.。当聚焦距离从C调到B到A时达到最佳拉曼光谱强度,A为最佳的聚焦距离。
本发明根据上述的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置,进一步说明本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第二实施例,请参阅图20所示,再同时配合图9和图10所示,该检测方法包括下列步骤︰(一)样品定位︰将装有待测物的待测容器1投入到萃取装置3,接着操作开关件34使得穿孔组33夹抵待测容器1并且部分穿入待测容器1;(二)溶剂处理︰将溶剂处理装置2内的溶剂加热并且加压输送到萃取装置3;(三)萃取︰溶剂流入到待测容器1内与待测物混合产生萃取液;(四)分析︰萃取液从出口端37送到检测试管8,该萃取液内的分子与结合部81结合,加热和吹气干燥后,通过光聚焦控制组62读取一拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置7进行分析,电子装置7比对拉曼光谱讯号和重量太阳城集团来分析该待检测物中所含有的化学物质。(本发明的第二实施例的步骤流程与第一实施例的步骤流程的差别在于,第二实施例不需要浓缩步骤,而是直接通过萃取装置3导出该萃取液到检测试管8中,其它流程的详细过程与第一实施例相同,所以不再重复说明)。
本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第二实施例还包括下列技术特征︰(一)在分析步骤中,电子装置7将待检测物的拉曼光谱讯号、重量太阳城集团与储存在电子装置7内的多个样品拉曼光谱讯号、多个样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据来分析待检测物所含有的化学物质。(二)光聚焦控制组62放射第一光线和第二光线,该第一光线和第二光线的波长相近,以此扫描检测该待检测物时,产生第一光谱图和第二光谱图,以此做荧光光谱的相减和基线校正来得到检测深色样品的定性和定量结果,或者光聚焦控制组62放射一远红外光,以此扫描检测该待检 测物时,产生不含荧光的噪声的拉曼光谱图从而达到可以检测深色样品的定性和定量结果。(三)在样品定位步骤中,重量测量单元35测量该待测物的重量数据到电子装置7内。(四)溶剂处理步骤中,开启第二阀门441使得贮液瓶21中的溶剂传送到加热室22加热。(五)该溶剂为有机溶剂、水、混合溶剂或二氧化碳。(六)在溶剂处理步骤中,加压泵25送出的气体的气压为0.1kg/cm2~1000kg/cm2。(七)在萃取步骤中,开启第一阀门431使得加压泵25内的气体流入到检测通道32内,并且推送溶剂到待测容器1内,最后到检测试管8中与结合部81结合。
本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第二实施例在上述进一步术特征中的第(一)至第(六)项与第一实施例中的细节流程步骤相同,所以不再重复说明。
本发明根据上述的本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置,进一步说明本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第三实施例,请参阅图6并且同时配图11和图12所示,该检测方法的步骤包括︰样品定位︰将装备有待测物的待测容器1投入到萃取装置3,该待测物位于重量测量单元35上,重量测量单元35产生重量太阳城集团,接着操作开关件34使得穿孔组33夹抵并且部份穿入待测容器1;溶剂处理︰将溶剂处理装置2内的溶剂加热和加压并且输送到萃取装置3(溶剂处理通过加压泵25推送已加热溶剂从溶剂处理装置2到萃取装置3,加压泵25产生0.1kg/cm2~1000kg/cm2范围的压力);萃取︰该溶剂流入到待测容器1内与待测物混合并且产生一萃取液,萃取滴管36将收集的该萃取液滴加到检测容器9内(本实施例中为有机溶剂、水溶剂或混合溶剂);浓缩︰加热和吹气检测容器9内的该萃取液,使溶剂挥发得到一浓缩液;分析︰光聚焦控制组62照射检测容器9的结合部91后,读取拉曼光谱讯号,并且输入到电子装置7进行分析,电子装置7分析比对该拉曼光谱讯号和该重量太阳城集团,来分析待检测物中所含有的化学物质。
本发明的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测方法的第三实施例还包括下列技术特征︰(一)该检测方法为浓缩液与检测容 器9中的结合部91结合后,直接通过光聚焦控制组62照射取得取得拉曼光谱,并且将该拉曼光谱传输到电子装置7中进行比对。(二)另外,在分析步骤中,电子装置7将待检测物的拉曼光谱讯号和重量太阳城集团与储存在电子装置7中的多个样品拉曼光谱讯号和多个样品重量太阳城集团进行比对、基线校正、荧光光谱的相减、数据定性和定量分析、应用最小平方误差法(Least Square Method)和完全限制条件最小平方误差法(Full Constrained Least Square Method)的数据来分析待检测物所含有的化学物质(该检测方法所达成的效过与第一和第二实施例相同,所以不再重复说明)。
因此,本发明提供的智能型自动化的化学物质定性和定量的检测装置和检测方法,达到定性和定量待检测物的效果,提供快速并且简易的操作、全自动化并且灵敏度高的检测功能,让使用者能快速的检测所述待检测物所包含的化学物质,并达到品管和检测定性以及定量的效果。
太阳城集团需要声明的是,上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用,不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内,当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

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