光检测载片及所适用的检测处理方法与流程

1.本技术涉及光检测技术领域，具体涉及光检测载片及所适用的检测处理方法。


背景技术：

2.在药物及其材料的销售、科研等药物流通中，使用者需确保药物成分的正确性。为此，在药物流通过程中，需要对药物及其材料进行成分定性检测。其中，对中医药物及其药物材料来说，由于植物中天然的有效成分多而复杂，在检测时需要尝试着进行成分提取操作，再利用检测设备对所提取的样本进行检测，以确认药物中的有效成分。如此使得中药中的成分检测过程时间很长。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述相关技术的缺点，本技术的目的在于提供一种光检测载片，用以克服上述相关技术中存在的药物检测操作流程长、检测操作复杂等技术问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本技术公开的第一方面提供一种光检测载片，其包括：衬底层，透射或反射太赫兹波；位于衬底层表面的金属图案层，在太赫兹波照射下形成经偏振抵消的基准信号波，其中，所述金属图案层包含多个谐振器单元，每个谐振器单元由非封闭形状的多个金属谐振器组成，其中金属谐振器的开口按顺/逆时针方向循环旋转一周完成一个周期；以及用于承载待测的样本；其中，在太赫兹波照射期间，承载所述样本的光检测载片透射或反射经偏振抵消的吸收信号波，所述吸收信号波是太赫兹波经过所述样本而被吸收能量后形成的。
5.在第一方面的某些实施例中，所述金属图案层排布至少一个谐振器单元；所述谐振器单元包含：多个金属谐振器；各金属谐振器是基于同一非封闭形状周期性循环旋转而得到的。
6.在第一方面的某些实施例中，所述非封闭形状包含具有开口的基本几何图形。
7.在第一方面的某些实施例中，所述开口的尺寸、金属谐振器的外形尺寸与太赫兹波的频段范围相关。
8.在第一方面的某些实施例中，所述金属谐振器的外形尺寸与太赫兹波的频段范围相关。
9.在第一方面的某些实施例中，所述金属谐振器的形状为非封闭环。
10.在第一方面的某些实施例中，所述金属谐振器的外环直径和内环直径中的至少一种，与太赫兹波的频段范围相关。
11.在第一方面的某些实施例中，所述光检测载片提供经多次定量累积而布设的样本的检测；其中，在对应各次定量累积的样本的太赫兹波检测期间，承载相应累积样本的光检测载片透射或反射出多种吸收信号波。
12.综上所述，本技术利用带有金属图案层的光检测载片，消除太赫兹波样本检测过程中的偏振相关属性，该特性有效增强了样本检测过程中的易测性，降低信号波的波动性。
另外，由于样本直接分布在光检测载片上，使得成分检测只需要微量样本粉末即可，远少于利用压片方式检测样本所需的样本量。再有，利用太赫兹波来对样本进行成分检测，由于有效减少了偏振光的影响，能获得更准确的频谱特征，有效提高太赫兹波检测设备的灵敏度。此外，采用多次定量滴液、和干燥的方式均匀布设样本，可方便太赫兹波检测设备将对应变化密度的各吸收信号波进行多信号检测，由此得到更加准确的成分信息；同时，上述操作避免人工误操，提高了检测效率。
13.本领域技术人员能够从下文的详细描述中容易地洞察到本技术的其它方面和优势。下文的详细描述中仅显示和描述了本技术的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，本技术的内容使得本领域技术人员能够对所公开的具体实施方式进行改动而不脱离本技术所涉及发明的精神和范围。相应地，本技术的附图和说明书中的描述仅仅是示例性的，而非为限制性的。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1显示为所述光检测载片的结构示意图。
16.图2显示为四个金属谐振器构成的谐振器单元的结构示意图。
17.图3显示为谐振器单元的又一结构示意图。
18.图4显示为太赫兹波检测设备的结构示意图。
19.图5显示为电子装置执行检测处理方法的流程示意图。
20.图6显示为基准频谱数据中的峰值与吸收频谱数据中的峰值的波形示意图。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
22.在下述描述中，参考附图，附图描述了本技术的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行模块或单元组成、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本技术。
23.虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件、信息或参数，但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如，第一变化规律可以被称作第二变化规律，并且类似地，第二变化规律可以被称作第一变化规律，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一变化规律和第二变化规律均是在描述一种变化规律，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一种变化规律。取决于语境，比如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”、或“当
……
时”。
24.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
25.还有，本文中提及的均匀一词，并非是经量化而确定的单位空间范围内物质的密度数据；而是以检测出成分信息为目标，在实验可操作的前提下，对物质进行分散/覆盖/铺设等处理后而形成的分散状态。
26.另外，本文中提及的测试范围的边界数据，并非限定于整数级，还应包含基于可容忍误差而确定的更高精度范围，如
±
0.1、
±
0.01等。
27.对于中药药物来说，由于其原料取自于植物，而不同植物的外形具有相似性，因此，难以通过一次性的检测来确定中药药物的成分与所预测的植物是相对应的。例如，人参、西洋参和三七三种植物，其由于属于同一植物属性类别，因而具有相似的植物特征，如叶、茎的形状、颜色、气味等，但却具有不同的药物成分(简称成分)。因此，其药物的成分信息不能仅依据植物特征来进行确定。其中，所述成分信息包括如中药等药用植物信息，和/或药用植物信息中作为药物的天然有效提取物信息。其中天然有效提取物举例包括人参中的人参皂甙等。
28.以中药类药物样本为例，所送检的药物样本通常呈粉末、碎片等物理形态。为了检测出送检的药物样本中的成分信息，在一些示例中，技术人员需要利用药物样本中可能的成分的物理特性，如密度、极性、相溶性等，进行分离，以提取出具有一定浓度的提纯溶液，通过对提纯溶液进行显微成像检测，以识别提纯溶液中生物大分子的细胞，如此，得到相应药物样本的成分信息。当所检测的药物样本的成分不确定时，技术人员需要执行多种分离和光谱检测。这使得为了得到准确结论而需提供充足的样本，以及整个检测操作复杂度较高，一次送检的时长在一周左右。
29.为了提高药物样本的成分检测的操作效率，在又一些示例中，技术人员采用将多种分离得到的提纯溶液分别滴入不同的光检测载片(又叫光检测装置、或检测芯片)上，利用显微成像技术进行成分识别，以提高检测通量。然而，这并未实质上降低检测操作的复杂度。
30.为了有效降低检测操作的复杂度，提高检测效率，在又一些示例中，技术人员将待测的样本与辅料(例如聚乙烯粉末)按照预设的重量比进行制粉混合，并压制呈待测压片；讲待测压片夹持在检测架上；利用光学检测仪器对压片中的样本进行光谱分析，以确定相应的成分信息。然而，在预设的太赫兹频段内对压片中的样本进行检测。由于光波传播期间产生随机偏振波等，压片所透射或反射的吸收光中包含偏振光信号。由此使得吸收光中反映成分信息的特征频谱不明显。
31.基于上述粉末状药物样本的检测方式而推广至如危险品粉末、毒品粉末等样本等其他微量检测方式，为了在简化检测操作的基础上提高检测准确度，本技术提供一种可检测样本的光检测载片。所述光检测载片用于承载均匀布设在其表面的待测的样本，并与样
本一并放置在太赫兹波检测设备中，用以抑制光的有效频段中的偏振波对作用于样本后的吸收信号波的干扰。
32.在此，由于太赫兹波段的信号波可作用于药物中大部分生物大分子的特征，所述光检测载片为用于抵消太赫兹波段下的偏振光，且透射或反射经药物样本吸收能量后的吸收信号波的载片。其中，太赫兹波段的信号波为频率介于0.1thz到10thz范围的电磁波，波长在0.03到3mm范围。不同的药物样本中的成分对太赫兹波的频段范围不完全一样，故而，光检测载片的结构与待测药物样本所对应的太赫兹波的频段相关。为了利用同一结构的光检测载片，检测多种药物样本的成分信息，预先根据太赫兹波的频段及其可检测的至少一种药物样本，选型光检测载片。其中，所能检测的药物样本是根据《中国药典》中提供的药物范围而确定的。例如，同一太赫兹波段可对应人参、西洋参和三七等药物，当对待测药物样本进行这三种中至少一种成分检测时，选型一种光检测载片，并配合相应的太赫兹波的频段，即可进行至少一种成分检测。
33.请参阅图1，其显示为所述光检测载片的结构示意图。所述光检测载片包括衬底层10和金属图案层11。所述光检测载片可被夹持在检测架上，或者放置在中空结构的检测台上。
34.其中，所述衬底层为对太赫兹波透射或反射的材料制备而成的。例如，所述衬底层采用聚酰亚胺、二氧化硅、或石英等对太赫兹波具有较好透射或反射能力的材料制备而成。其中，不同介电常数的材料及其所制造的衬底层的厚度，在太赫兹波的不同频段呈现不同的响应规律。所述太赫兹波的波段用于供样本吸收其中特定波段的能量，而使得衬底层透射或反射出吸收信号波。
35.所述金属图案层位于衬底层表面，在太赫兹波照射下产生经偏振抵消的基准信号波。
36.在一些示例中，所述衬底层的表面排布有预设图案的装配凹槽，具有对应图案的金属结构与所述装配凹槽相匹配，以使金属结构的表面在衬底层表面形成金属图案层。
37.为了避免样本以液滴形式滴在光检测载片上，而出现液体渗漏，在另一些示例中，所述光检测载片为基于芯片制备方式而制成的载片。具体地，所述金属图案层为利用芯片制造技术而在衬底表面制造出的金属薄膜结构。其中，所述金属材料举例为铜、金等。金属薄膜结构所形成的图案使太赫兹波经金属图案层和衬底层所透射或反射出的各种信号波偏振无关。其中，利用金属图案层上带有图案的金属薄膜，金属图案层的每一个单位图案受太赫兹波作用都产生偏振，且方向不同，利用金属图层的整体设计，使多个方向的谐振相互抵消。而使得透射或反射的各种信号波偏振无关。其中，所述偏振抵消包括削弱偏振或完全抵消偏振。
38.上述单位图案可以是不一致的，以利用不一致图案的金属薄膜所形成的多方向谐振而抵消偏振。其中，每个单位图案的金属薄膜又称为金属谐振器。所述金属图案层包含多个谐振器单元，每个谐振器单元由非封闭形状的多个金属谐振器组成，其中金属谐振器的开口按顺/逆时针方向循环旋转一周完成一个周期。例如，各金属谐振器的形状不同，且在太赫兹波的照射下形成彼此方向不同的增强电场；利用各开口循环旋转的周期关系，各增强电场整体上抵消了太赫兹波中的偏振效应，来实现透射或反射衬底层的各信号波偏振无关。
39.所述金属谐振器的非封闭形状举例包含具有开口的基本几何图形。其中，所述基本几何形状举例包括：线段、折线、或弧形等。
40.所述金属图案层排布至少一个谐振器单元。所述谐振器单元是将按预设图案制成的、且彼此间隔的至少两个金属谐振器的组合；所述谐振器单元作为一个可以抵消谐振器单元面积所接收的太赫兹波偏振。在金属图案层上排布有至少一个所述谐振器单元，以使得光检测载片接收太赫兹波的整个有效接触面都具有偏振抵消能力。其中，各谐振器单元之间呈现基于单个谐振器单元的旋转、偏移而分布在衬底层上的特征，以形成金属图案层。为易于制造，所述金属谐振器的形状包括具有开口的图形包括非封闭环。
41.为了提高光检测载片对太赫兹波的偏振抵消效果，金属图案层中的金属谐振器的尺寸、相邻金属谐振器之间的间距范围，谐振器单元之间的间距范围，和谐振器单元覆盖衬底层的面积比中的至少一种等，与太赫兹波的波段相关。所述太赫兹波的波段用于供样本吸收其中特定波段的能量，而使得经金属图案层偏振抵消后所透射或反射的吸收信号波偏振无关。
42.在一些示例中，所述谐振器单元中的每个金属谐振器的轮廓形状，是基于一非封闭形状旋转而得到的。所述非封闭形状举例为线段、折线、或带有开口的环形等。所述环形举例如以下任一种：圆环形、椭圆圆环形、或环形的n边形等，n大于等于3。例如，所述金属谐振器的轮廓形状为一边上具有开口的三角环形。又如，所述金属谐振器的轮廓形状为直角折线形状。为了使金属谐振器在太赫兹波的作用下而产生在预设方向上增强的谐振，所述环形形状为带有开口的环形形状为弧状环形，如c形形状。
43.在上述示例所提供的金属谐振器的结构中，其金属谐振器举例采用宽度一致的金属薄膜来形成相应的非封闭形状。所述金属谐振器的宽度、和/或开口的尺寸，与太赫兹波的频段相关。例如，开口的尺寸与太赫兹波的波段的波长范围相关。以太赫兹波的频段在[1,3]thz之间为例，对应地，开口尺寸在[3,4]μm之间。
[0044]
所述谐振器单元中的多个金属谐振器整体抵消多个主方向正交和/或多个主方向相反的偏振。在一具体示例中，所述谐振器单元中的各金属谐振器按照循环旋转的排布规则，如此使得基于各开口方向而产生的谐振增强的方向整体抵消太赫兹波中的偏振。其中，所述谐振器单元中的各金属谐振器是以360
°
为一循环周期，以相同或不同的角度偏转进行旋转排布的，使得旋转后的各金属谐振器整体上抵消太赫兹波中的偏振属性。
[0045]
请参阅图2，其显示为四个金属谐振器构成的谐振器单元的结构示意图，每个金属谐振器为具有开口的圆环形，各金属谐振器依据顺时针旋转方向旋转而得到的中心对称的排布结构。其中，所述顺时针旋转方向仅为举例。
[0046]
在另一具体示例中，所述谐振器单元中的各金属谐振器共同形成非封闭的、中心对称的环形结构，其中所述环形结构中非封闭处所形成的开口中心对称。请参阅图3，其显示为谐振器单元的又一结构示意图，金属谐振器为具有60
°
角的折线形状，所述谐振器单元中的三个金属谐振器为通过旋转而围成的中心对称的非封闭等边三角形环形；由两两金属谐振器之间的间隔所形成的非封闭处也是中心对称的。
[0047]
需要说明的是，上述示例仅为举例，基于中心对称而围成的非封闭形状还可以举例为五边形环形、六边形环形等。基于中心对称而围成非封闭形状的各金属谐振器，可通过按照太赫兹波的频段范围而选择制造金属谐振器的尺寸，其包括开口尺寸、和/或外形尺
寸。以图2所示的形状为例，金属谐振器所适用的太赫兹波的频段范围在[1,3]thz，则其开口尺寸在[3,4]μm范围内，以及内圆直径在[9,11]μm范围内，外圆直径在[19,21]μm范围内，线宽在[4.5,5.5]μm范围内。基于该尺寸范围所得到的谐振器单元，在不同功率、不同太赫兹偏振下，具有相同的等效电感电容。
[0048]
所述金属图案层和衬底层在未承载样本时，在太赫兹波的照射下，产生经偏振抵消的基准信号波。该基准信号波反映了光检测载片的材料在太赫兹波的作用下所形成的信号波。为了防止在检测样本过程中，光检测载片本身对样本吸收太赫兹波后形成的吸收信号波的影响，所述基准信号波用于作为吸收信号波的基准信号。
[0049]
所述金属图案层用于承载所分布的待测的样本。在太赫兹波照射期间，所述金属图案层和衬底层透射或反射经偏振抵消的吸收信号波，所述吸收信号波是太赫兹波经过所述样本而被吸收能量后形成的。
[0050]
其中，所述样本为供光检测而适量消耗的对象；其可以是液态状样本。其中，所述液态状样本包括样本本身为液态的样本，经溶剂溶解后形成的样本，或者利用密度与样本相似的溶液而将样本悬浮在溶液中。为了减少液态状样本中的待测成分以及无关的成分分别在太赫兹波的作用下所吸收的光能频段，从而产生较大的检测误差，所述样本为粉末状样本。
[0051]
不同的样本吸收太赫兹波中不同频段的能量，以使得透射或反射出的太赫兹波的相应频段发生变化所产生的信号特征(又称为吸收特征)。透过光检测载片和样本的信号波，由于携带了吸收特征，可被相应的太赫兹检测设备所检测，进而通过信号分析得到成分信息的结果。与基准信号波相似地，由于金属图案层的偏振抵消操作，吸收信号波相对于太赫兹波也是偏振无关的。
[0052]
在一些示例中，粉末状样本可以如前所述的压片。在另一些示例中，考虑到压片中的粉末状样本的密度为固定值，为了基于不同密度而检测出多种成分信息，需制作多个密度不同的压片，这使得重复性的人工检测操作较多，容易出错。为了能够更方便地调整粉末状样本的密度，以便检测不同成分的吸收特征，所述粉末状样本可多次均匀地累积布设在金属图案层上。换言之，所述粉末状样本并非以压片形式混合在辅料中，而是均匀地、分散在所述金属图案层表面上。如此，所述金属图案层及经多次累积地均匀布设的粉末状样本，在接收太赫兹波时，对应透射或反射出多种吸收信号波。各吸收信号波中的吸收特征与所布设的粉末状样本的密度及因密度渐浓而产生的吸收特征相关。
[0053]
在一些具体示例中，所述粉末状样本被喷洒在光检测载片上，以形成均匀布设的待检测样本。
[0054]
在另一些具体示例中，粉末状样本被均匀地与溶液混合。所述溶液为一种基于密度、或物理相容性等物理特性，使得待测的粉末状样本均匀分布的物质。其中，所述均匀分布举例包括经物理反应而溶解所形成的状态，或者根据溶液与粉末状样本的相似密度而形成的悬浮状态。其中，所述物理反应是指经分子扩散、能量均衡、或密度均衡的过程。所述光检测载片承载混合粉末状样本的液体。为了避免液体中的溶液中的成分受太赫兹波作用而产生能量吸收/释放，使得光检测载片所透射或反射的吸收信号波中混杂有溶液中成分的特征信息，所述溶液在检测前需被去除。在此，为了去除溶液，所述溶液为一种易挥发的液体，如乙醇、或水等。当混合粉末状样本的液体被滴在光检测载片上时，待溶液挥发后，粉末
状样本均匀布设在光检测载片上。
[0055]
使用易挥发的溶液还有利于改变待测的粉末状样本的密度。例如，利用多次、定量地在同一光检测载片上滴入混合粉末状样本的液体，来实现待测的粉末状样本的密度逐渐增加的目的。
[0056]
随着布设在光检测载片上的粉末状样本的密度增加，所产生的吸收特征也会发生变化。例如，随着布设在光检测载片上的粉末状样本的密度增加，吸收信号波中的吸收特征变强。又如，随着布设在光检测载片上的粉末状样本的密度增加，吸收信号波中的吸收特征由不可测到可测。
[0057]
利用上述光检测载片的金属图案层的偏振抵消，以及衬底层透射或反射太赫兹波的功能，所述光检测载片，所述光检测载片在太赫兹波环境中，无论太赫兹波的强度是否变化，所透射或反射的信号波均可实现偏振无关的效果。
[0058]
本技术还提供一种太赫兹波检测设备。其中，所述太赫兹波检测设备利用待测样本对太赫兹波的吸收作用，对样本的成分进行检测。
[0059]
请参阅图4，其显示为本技术提供的太赫兹波检测设备的结构示意图。其中，所述太赫兹波检测设备2包括载物机构21、太赫兹波发生器22、和检测处理装置23。
[0060]
所述载物机构用于装配光检测载片。其中，所述光检测载片举例为上述图1-图3及其各示例所提供的光检测载片，或者其他可由所述太赫兹波检测设备检测到成分信息的光检测载片。
[0061]
在一些示例中，所述载物机构包括至少一活动端的夹持部。所述夹持部用于夹持分布有样本的光检测载片的边缘。例如，所述夹持部包含活动端和固定端，所述活动端与固定端形成中空结构，光检测载片通过活动端的弹性边形，卡箍在活动端与固定端之间，以将所均匀分布的样本固定在中空区域。所述夹持部还可以包含两个活动端，两个活动端可相对移动，由此便于光检测载片的安装与拆卸。所述夹持部的数量可以为一个或多个。所述夹持部的数量为多个，则凹槽结构呈矩阵排列。
[0062]
在另一些示例中，所述载物机构包含带有中空结构的载物台。所述载物台包含至少一个凹槽结构。所述凹槽结构的数量为多个，则凹槽结构呈矩阵排列。每一凹槽结构的尺寸大于等于光检测载片。每一凹槽结构的底面具有中空区域，光检测载片上均匀分布的样本对应于所述中空区域。
[0063]
太赫兹波发生器向所述光检测载片的金属图案层出射太赫兹波。
[0064]
所述太赫兹波发生器包括光源、光路系统。其中，所述光源是提供包含太赫兹波段的宽波段发光体，如汞灯等。或者，所述光源为利用晶格震动而产生太赫兹波段的电磁发生器等。
[0065]
所述光路系统为将光源所射出的太赫兹波引导至光检测载片方向。其中，所引导的太赫兹波的波段对应于光检测载片所作用的波段。所述光路系统在光源的光波出射方向上，设置包含光反射组件、光束聚焦组件、扩散组件、分光组件、光滤波组件中的至少一种，以改变光传播方向、和/或光斑尺寸。其中，光路系统中的各组件可以是基于光学镜片、电磁电路、或半导体集成电路中的至少一种而设计得到的。
[0066]
所述检测处理装置设置在光检测载片的透射或反射光路上。检测处理装置可靠近或贴设在载物机构的另一侧，以接收从光检测载片所透射或反射的信号波。在光检测载片
上的金属图案层的作用下，所透射或反射的信号波偏振无关。
[0067]
为了有效防止光检测载片的材质因受太赫兹波的影响而对成分检测产生干扰，所述检测处理装置需接收用于反映光检测载片自身材料对太赫兹波作用下的信号波，该信号波又称为基准信号波。例如，在进行成分检测之前，技术人员先操作太赫兹波检测设备执行：太赫兹波发生器出射太赫兹波；检测处理装置获取待布置样本的光检测载片的基准信号波。
[0068]
在光检测载片上均匀布置样本后，所述检测处理装置还接收光检测载片自身和样本所透射或反射的吸收信号波。其中，所述吸收信号波是样本中的成分在太赫兹波作用下吸收能量后经光检测载片透射或反射而形成的信号波。
[0069]
在一些示例中，为了使检测处理装置接收到基准信号波和吸收信号波，技术人员需要按工作顺序操作太赫兹波检测设备，如，先在载物机构上放入空载的光检测载片，运行太赫兹波检测设备以使检测处理装置接收基准信号波；再取出光检测载片并均匀布置样本，再运行太赫兹波设备以使检测处理装置接收吸收信号波。若所检测的样本需要调整样本的密度，则技术人员需要多次、定量地在光检测载片上执行均匀布置样本的操作，以使检测处理装置多次接收对应密度的吸收信号波。
[0070]
在另一些示例中，为了更便捷、精准地处置检测过程。所述太赫兹波检测设备还包括：样本采集结构用于将待测的样本均匀布设在光检测载片上。如此，技术人员只需将空载的光检测载片放入检测设备，通过自动或手动操作检测设备即可实现成分检测。
[0071]
在此，所述样本采集结构包括：样本容器、和样本布设机构。
[0072]
所述样本容器用于存储粉末状样本，或者样本液。所述样本容器举例为试管等。其中，样本液为将待测的粉末状样本和溶液混合形成的。所述溶液为一种基于密度、或物理相容性等物理特性，使得待测的粉末状样本均匀分布的物质。其中，所述均匀分布举例包括经物理反应而溶解所形成的状态，或者根据溶液与粉末状样本的相似密度而形成的悬浮状态。其中，所述物理反应是指经分子扩散、能量均衡、或密度均衡的过程。
[0073]
所述样本布设机构用于将样本容器中的样本，或者样本液均匀布设在光检测载片上。
[0074]
对应于布设样本的样本布设机构，其举例包括：喷嘴、喷嘴控制器、和喷嘴移动机构。其中，喷嘴控制器用于定量地吸取样本容器中的样本并输出至喷嘴。例如，喷嘴控制器举例包括蠕动泵等。喷嘴装配在喷嘴移动机构上。所述喷嘴移动机构用于将喷嘴定位至光检测载片上，以及在太赫兹波发生器出射太赫兹波前，将喷嘴移开。
[0075]
对应于布设样本液的样本布设机构，其举例包括移液机构和干燥机构。所述移液机构用于将粉末状样本混合在溶液中而形成的样本液，滴至所述光检测载片上。
[0076]
具体地，所述移液机构定位于样本容器和光检测载片，并在二者之间移动。所述移液机构包括汲取器、和汲取器的移动机构。汲取器定量地吸取样本液，以及将所吸取的样本液滴在光检测载片上。汲取器装配在汲取器的移动机构上，在移动机构的带动下，利用定位技术在样本容器和光检测载片之间移动。其中，在定位至样本容器位置时，移动机构带动汲取器伸入样本容器以定量吸取样本液。在定位至光检测载片位置时，移动机构带动汲取器将定量吸取的样本液滴，滴在光检测载片上。其中，所定量吸取的样本液的体量供覆盖在光检测载片的至少一个谐振器单元，以使所透射或反射的吸收信号波包含偏振无关的吸收特
征。
[0077]
为了避免液体中的溶液中的成分受太赫兹波作用而产生能量吸收/释放，使得光检测载片所透射或反射的吸收信号波中混杂有溶液中成分的特征信息，所述溶液在检测前需被去除。所述溶液为一种易挥发的液体，如乙醇、或水等。当混合粉末状样本的液体被滴在光检测载片上时，待溶液挥发后，粉末状样本均匀布设在光检测载片上。
[0078]
干燥机构用于除去溶液以在所述光检测载片上形成均匀分布的粉末状样本。在一些示例中，所述干燥机构为被动式干燥机构。如设置在太赫兹波检测设备上的通风口等，该通风口与载物机构空气流通。太赫兹波检测设备根据所定量吸取的液体体积而预设等待时长，以在出射太赫兹波之前，使样本液中的溶液挥发。在另一些示例中，所述干燥机构为主动式干燥机构，如设置在载物机构侧面、或载物机构所在检测室的风口，以及在光检测载片表面形成空气流动的风控制器。所述风控制器举例包括通风风机、和/或加热器等。例如，在移液机构将样本液滴在光检测载片上后，干燥机构按照预设时长，加热载物机构或载物机构所在的检测室，以去除易挥发溶液，使得样本液中的粉末状样本均匀布设在光检测载片上。
[0079]
利用上述任一种布设方式，检测处理装置可在布设样本之前获取基准信号波，以及再布设样本之后获取吸收信号波。
[0080]
所述检测处理装置利用所述基准信号波对吸收信号波进行信号分析，以得到样本所包含的成分信息。其中，所述检测处理装置通过执行检测处理方法来输出样本的成分信息的检测结果。所述检测处理装置包括太赫兹波探测器、和电子装置。
[0081]
所述太赫兹波探测器用于将吸收信号波和基准信号波分别转为相应的吸收电信号和基准电信号。
[0082]
在此，利用对太赫兹波-电磁之间的能量转换原理，所述太赫兹波探测器将光信号转换为电信号。所述太赫兹波探测器可以为一维、或二维探测器。例如，所述太赫兹波探测器为用于探测探测太赫兹波的天线，或者太赫兹成像器件等。所述太赫兹波探测器通过将所感应到的太赫兹波的强弱转换成相应的电信号。在本示例中，所述太赫兹波探测器接收太赫兹波发生器出射太赫兹波期间的信号波，以分别获取在太赫兹波作用期间的基准信号波和对应至少一种密度的吸收信号波。
[0083]
所述太赫兹波探测器将所述基准信号波转换为基准电信号，以及将吸收信号波转换为吸收电信号。所述基准电信号和吸收电信号可为模拟信号。为便于数字处理的电子装置进行数据分析，所述基准电信号和吸收电信号为对模拟信号采样而得到的数字信号。
[0084]
所述电子装置为可以执行数字计算、和逻辑处理的计算设备，其举例为个人计算机设备、服务器、包含嵌入式逻辑电路的设备等。所述电子装置可兼具太赫兹波检测设备的主设备的功能，来控制太赫兹波检测设备中的太赫兹波发射器、和太赫兹波探测器的运行过程，甚至还控制样本采集装置，以使得各硬件之间按时序执行。所述电子装置至少包括处理器和存储器，还可以包括：与各硬件的接口单元、显示单元、网络通信单元、输入单元中的至少一种等硬件。
[0085]
至少一个存储器用于存储至少一个程序，所述至少一个程序可供所述至少一个处理器执行检测处理方法。所述至少一个存储器还存储基准电信号和吸收电信号等。其中，所述至少一个程序包括用于供技术人员操作的可视化界面的程序，以及基于可视化界面的触
发而调取执行检测处理方法的程序等。
[0086]
在此，至少一个存储器包括但不限于：只读存储器(read-only memory，简称rom)、随机存取存储器(random access memory，简称ram)、非易失性存储器(nonvolatile ram，简称nvram)。例如，至少一个存储器包括闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中，至少一个存储器还可以包括远离一个或多个至少一个处理器的存储器，例如经由rf电路或外部端口以及通信网络访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网、广域网、存储局域网等，或其适当组合。存储器控制器可控制设备的诸如cpu和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。
[0087]
至少一个接口单元，各接口单元分别用于输出可视化界面、接收按照技术人员的操作而产生的人机交互事件、与太赫兹波探测器(和/或太赫兹波发生器)数据通信等。例如，所述接口装置包括但不限于：如hdmi接口或usb接口的串行接口，或并行接口等。
[0088]
所述网络通信单元为利用有线或无线网络进行数据传输的硬件和软件，其举例包括但不限于：包含网卡的集成电路、如wifi模块、或蓝牙模块等局域网络模块、如移动网络等广域网络模块等。
[0089]
所述显示单元用于显示数据处理系统运行时所呈现的可视化界面，即一种操作界面。所述显示单元举例包括显示器，所述显示器在集成有触摸感应器的情况下，可作为显示和产生输入事件的硬件装置。所述显示装置可通过接口装置中的接口单元(如hdmi接口)、或网络通信装置(如wifi模块)等与至少一个处理器数据连接。
[0090]
所述输入单元用于供技术人员操作，其基于技术人员操作而产生的信号被至少一个处理器所处理后可触发对一些程序的调用，以执行相应步骤。所述输入装置举例包括鼠标、键盘、输入板等。
[0091]
所述至少一个处理器包括一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(asic)、一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(field programmable gate array，简称fpga)、或它们的任何组合。
[0092]
所述至少一个处理器按照所存储的至少一程序来协调各硬件装置执行检测处理方法。请参阅图5，其显示为电子装置执行检测处理方法的流程示意图。
[0093]
在步骤s110中，获取反映太赫兹波透射或反射一空载的光检测载片的基准信号波的基准电信号。
[0094]
电子装置按照操作时序，控制太赫兹波发生器在光检测载片空载期间，发出太赫兹波，并控制太赫兹波探测器接收所透射或反射的信号波，以得到对应的基准电信号。电子装置将所述基准电信号存储在存储器中，以供后续计算。基准电信号反应太赫兹波透射或反射空载的光检测载片期间的时域信号。
[0095]
在步骤s120中，获取反映太赫兹波透射或反射承载有均匀分布有样本的所述光检测载片的吸收信号波的吸收电信号。其中，由于光检测载片的偏振抵消作用，所述基准信号波和吸收信号波均为经偏振抵消的信号波。
[0096]
电子装置按照操作时序，控制太赫兹波发生器在光检测至少一次布设样本后，发出太赫兹波，并控制太赫兹波探测器接收所透射或反射的信号波，以得到对应次数的至少一个吸收电信号。电子装置将历次吸收电信号存储在存储器中，以供执行步骤s130。历次得到的吸收电信号反应太赫兹波透射或反射相应次布设样本后的光检测载片期间的时域信
号。
[0097]
在步骤s130中，利用所述基准电信号，对吸收电信号进行频谱分析，以得到所述样本所包含的成分信息。
[0098]
在此，电子装置通过时域-频域转换，将所得到的基准电信号和吸收电信号转换为频域的基准频谱数据和吸收频谱数据。利用吸收频谱数据相对于基准频谱数据在频谱上所产生的变化，来检测样本的成分信息。
[0099]
在一些示例中，电子装置根据单次吸收电信号与基准电信号的频谱变化，来进行成分检测。对于包含多种成分信息的待测样本(如药物样本)来说，可测的样本中的一些成分含量较低，所使用的太赫兹波检测设备难以从吸收信号波中提取出表示吸收特征的频谱描述，因此，通过逐渐增加密度的方式，检测不同密度下的各吸收电信号与基准电信号的频谱变化，由此分析出多种成分信息。
[0100]
所述电子装置执行步骤s131，检测吸收电信号的频谱相对于基准电信号的频谱的第一变化规律，以及根据所述第一变化规律确定所述样本的成分信息。
[0101]
其中，所述第一变化规律是预先对已知的多种药物成分进行太赫兹波测试而得到的。所述第一变化规律包括以下至少一种：基于频谱的峰值偏移量而得到的变化规律、基于频谱的平均宽度偏移量而得到的变化规律、和基于频谱的峰形状的变化规律。
[0102]
在所述第一变化规律中，预设有描述变化规律的频谱特征区间和成分信息之间的对应关系，或者描述频谱特征区间、样本的密度区间、和成分信息之间的对应关系。其中，所述频谱特征为第一变化规律中所描述的各种频谱数据。密度区间为光检测载片上单位面积所覆盖的样本的体积。在此，根据布设在光检测载片上的样本的次数及其历次的定量信息(如溶液浓度、或者喷粉量)，电子装置确定光检测载片上的样本的密度。上述任一种对应关系是预先经实验测试得到的，可以配置表等形式保存在电子装置中。
[0103]
在一些实施例中，各频谱特征区间之间无重叠。例如，在各频谱特征区间与成分信息的对应关系中，各频谱特征区间之间无重叠。又如，在各频谱特征区间、密度区间与成分信息的对应关系中，各频谱特征区间之间无重叠。
[0104]
在另一些实施例中，不同成分信息所对应的各频谱特征区间之间(或各密度区间之间)至多部分重叠。例如，在各频谱特征区间、密度区间与成分信息的对应关系中，各频谱特征区间之间部分重叠，以及密度区间无重叠。又如，在各频谱特征区间、密度区间与成分信息的对应关系中，各频谱特征区间之间无重叠，以及密度区间部分重叠。
[0105]
以第一变化规律包括基于频谱的峰值偏移量而得到的变化规律为例，电子装置提取所接收的吸收频谱数据中的至少一个峰值；以基准频谱数据中的单一峰值或预设频段的峰值为基准峰值，计算所提取的各峰值与基准峰值之间的频谱偏移量；依据预设的包含频谱偏差范围与所对应的成分信息之间的对应关系，确定待测的样本的成分信息。其中，提取至少一个峰值的方式举例包括：根据单位频段上幅值的变化量确定吸收频谱数据中的相对峰值和相对谷值，通过检测相邻的相对峰值和相对谷值之间的幅值偏差，确定将幅值偏差超出预设偏差阈值的相对峰值所对应的频谱作为吸收频谱数据中的峰值。
[0106]
请参阅图6，其显示为基准频谱数据中的峰值与吸收频谱数据中的峰值的波形示意图。电子装置分别检测到的基准频谱数据和吸收频谱数据，其中，虚线表示基准频谱数据，实线表示吸收频谱数据；电子装置根据上述任一种对应关系，检测基准频谱数据和吸收
频谱数据各自峰值之间的频谱偏差，以确定相应的成分信息。
[0107]
以第一变化规律包括基于频谱的平均宽度偏移量而得到的变化规律为例，电子装置分别确定所接收的基准频谱数据和吸收频谱数据的平均宽度的频谱范围，以用来表示各频谱数据在相应频谱范围内所集中的能量。电子装置通过检测两类频谱数据的频谱范围的偏移量，来得到相应的成分信息。仍可参见图6，电子装置根据上述任一种对应关系，检测基准频谱数据和吸收频谱数据各自频谱范围{a1,a2}和{a3,a4}之间的偏移量，以确定相应的成分信息。
[0108]
以第一变化规律包括基于频谱的峰形状的变化规律为例，电子装置分别确定所接收的基准频谱数据和吸收频谱数据中峰-谷之间的斜率；根据上述任一种对应关系，检测两个斜率的变化，从而确定相应的成分信息。
[0109]
当密度渐浓的过程中，同一成分所吸收的能量也变大，其对应的吸收特征会发生变化。为此，在另一示例中，通过定量地、多次在光检测载片上布设样本，以供电子装置多次获得不同密度下的吸收电信号。所述检测处理方法还包括步骤s132：基于每次累积而在光检测载片上的样本，检测所述样本中的成分信息。
[0110]
在此，通过对随密度变化而变化的多个吸收频谱数据进行频谱偏差的分析，来检测样本中的成分信息。
[0111]
具体地，电子装置将历次获取的各吸收电信号转换为对应的各吸收频谱数据；计算各吸收频谱数据分别相对于基准频谱数据的各偏移量。除了可利用上一示例中所提及的根据第一变化规律而检测成分信息之外，电子装置还通过检测各偏移量变化所形成的第二变化规律，确定相应样本中的成分信息。
[0112]
其中，所述第二变化规律是预先对已知的多种药物成分进行太赫兹波测试而得到的。所述第二变化规律包含经预先测试而得到的反映密度渐浓而产生的各种频谱特征区间与成分信息之间的对应关系；或者各种频谱特征相对于密度变化的变化率、与成分信息之间的对应关系。其中，所述频谱特征为对应第二变化规律中所描述的各种频谱数据。密度变化区间为光检测载片上单位面积所覆盖的样本的体积的变化量。所述第二变化规律举例包括多次测量得到的各频谱基于以下至少一种而确定的规律：各次测量的频谱峰值的各偏移量、多次测量中特征峰的频段、和多次测量中频谱的平均宽度偏移量。
[0113]
以第二变化规律包括基于各次测量的频谱峰值的各偏移量而确定的规律为例，电子装置计算所述各偏移量的频谱偏移宽度，和/或所述频谱偏移宽度相对于密度变化的变化量；根据据此预设的对应关系来确定相应的成分信息。
[0114]
以第二变化规律包括基于多次测量中特征峰的频段而确定的规律为例，电子装置统计各次测量所得到的特征峰的频谱位置；根据据此预设的对应关系来确定相应的成分信息。
[0115]
以第二变化规律包括基于多次测量中频谱的平均宽度偏移量而确定的规律为例，电子装置计算经多次测量而得到的平均宽度偏移的总偏移量，和/或所述平均宽度偏移量相对于密度变化的变化量；根据据此预设的对应关系来确定相应的成分信息。
[0116]
需要说明的是，电子装置通过检测吸收电信号的频谱相对于基准电信号的频谱的方式，还可以是根据预先的已知样本而确定利用上述第一变化规律和第二变化规律中的任一种或多种，或者在上述至少一种的基础上进行改进而得到的。
[0117]
利用上述至少一种检测示例，还可以检测样本中的多种成分信息。例如，通过检测样本中的成分信息包括人参皂甙、和水杨酸铵等药物有效成分，而确定待测样本包含人参。又如，通过检测样本中的成分信息包括黄酮苷、和氨基酸等药物有效成分，而确定待测样本包含三七。再如，通过检测样本中的成分信息包括人参二醇单体皂苷等药物有效成分，而确定待测样本包含西洋参。又如，通过检测样本中的成分信息包括人参皂甙、水杨酸铵、和黄酮苷、氨基酸等药物有效成分，而确定待测样本包含人参和三七。
[0118]
本技术利用带有金属图案层的光检测载片，消除太赫兹波在传输过程中的偏振，使得透射或反射的太赫兹波具有偏振无关的特性，该特性有效增强了样本吸收太赫兹波的能量后在所透射或反射的太赫兹波中的吸收特征的易测性，降低信号波的偏振属性。另外，利用太赫兹波来对样本进行成分检测，由于有效减少了偏振光的影响，能获得更准确的频谱特征，有效提高太赫兹波检测设备的灵敏度。此外，采用多次定量滴液、和干燥的方式均匀布设样本，可方便太赫兹波检测设备将对应变化密度的各吸收信号波进行多信号检测，由此得到更加准确的成分信息；同时，上述操作避免人工误操，提高了检测效率。
[0119]
另外，本技术中的检测处理方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
[0120]
于本技术提供的实施例中，所述计算机可读写存储介质可以包括只读存储器、随机存取存储器、eeprom、cd-rom或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、u盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(dsl)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术，从网站、服务器或其它远程源发送的，则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、dsl或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质，而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(cd)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。
[0121]
在一个或多个示例性方面，本技术所述方法的计算机程序所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任意组合的方式来实现。当用软件实现时，可以将这些功能作为一个或多个指令或代码存储或传送到计算机可读介质上。本技术所公开的方法或算法的步骤可以用处理器可执行软件模块来体现，其中处理器可执行软件模块可以位于有形、非临时性计算机可读写存储介质上。有形、非临时性计算机可读写存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。
[0122]
本技术上述的附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于此，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一
个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0123]
上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。