本發(fā)明涉及安全檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用拉曼光譜技術(shù)來對諸如保健品等食品進(jìn)行檢測以判斷保健品中是否添加有西藥的方法。

背景技術(shù)：

一些不法商家為達(dá)到提升功效或加快藥效的目的，在食品(如保健品)里違規(guī)添加西藥成分。西藥成分往往具有副作用，需要在醫(yī)生指導(dǎo)下服用，如果長期服用這類食品會(huì)危害身體健康，因此，對保健品的監(jiān)管非常重要。

目前對保健品中非法添加西藥的檢測主要采用色譜、質(zhì)譜等方法，這些方法檢測時(shí)間長，無法滿足現(xiàn)場快速篩查的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于拉曼光譜的檢測保健品中是否添加有西藥的方法，其能夠快速、高效、準(zhǔn)確地確定待測樣品(如保健品樣品)中是否包含違規(guī)的西藥成分。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下方式來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于拉曼光譜的檢測保健品中是否添加有西藥的方法，包括以下步驟：

(a)對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得待測樣品的原始拉曼光譜信號；

(b)將所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與一種或更多種西藥成分的參考原始拉曼光譜信號進(jìn)行對比以判定所述待測樣品的原始 拉曼光譜信號與所述西藥成分的參考原始拉曼光譜信號是否匹配；以及

(c)如果所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分中的一種或更多種的參考原始拉曼光譜信號匹配，則確定待測樣品中含有所述西藥成分；而如果所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分中的所有成分的參考原始拉曼光譜信號均不匹配，則對所述待測樣品進(jìn)行增強(qiáng)拉曼光譜測試，所述增強(qiáng)拉曼光譜測試的步驟包括：

(c1)對所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物進(jìn)行測量以獲得待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號；及

(c2)將所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號與一種或更多種西藥成分的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號進(jìn)行對比以判定所述待測樣品中是否含有所述西藥成分。

在一實(shí)施例中，在所述步驟(a)中，所述待測樣品的原始拉曼光譜信號通過對待測樣品的拉曼光譜的單次測量而獲得。

在一實(shí)施例中，所述步驟(a)包括：

(a1)連續(xù)地對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以采集多個(gè)拉曼光譜信號；

(a2)對所述多個(gè)拉曼光譜信號進(jìn)行疊加以形成疊加信號；以及

(a3)從該疊加信號中濾除熒光干擾信號以獲得待測樣品的原始拉曼光譜信號。

在一實(shí)施例中，所述步驟(a3)包括：

(a31)獲取該疊加信號的多個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)滿足采樣定律的要求；

(a32)基于該疊加信號的多個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)通過迭代方式計(jì)算熒光干擾信號；以及

(a33)從該疊加信號中減去熒光干擾信號。

在一實(shí)施例中，在所述步驟(a32)中，熒光干擾信號以如下迭代方式計(jì)算：

假定該疊加信號的數(shù)值采樣點(diǎn)序列為{y_n}，其中第i個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)為y_n(i)，經(jīng)過一次迭代計(jì)算得到序列為{y_n+1}，序列{y_n+1}中的第i個(gè)數(shù)值點(diǎn)為y_n+1(i)，其中

$y_{n+1}\left(i\right)=\min [y_n\left(i\right),\frac{y_n(i-m)+y_n(i+m)}{2}]$

其中m為正整數(shù)，上述迭代過程反復(fù)進(jìn)行，每進(jìn)行一次迭代，m的數(shù)值增加1，m的初始值為1，上述迭代過程反復(fù)進(jìn)行直至m值達(dá)到預(yù)定的閾值為止。

在一實(shí)施例中，在步驟(a1)之前，所述步驟(a)還包括：

(a00)對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行預(yù)測量以采集單個(gè)拉曼光譜信號；以及

(a01)對采集到的單個(gè)拉曼光譜信號中的拉曼特征強(qiáng)度進(jìn)行檢測，如果拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征，則直接將該單個(gè)拉曼光譜信號作為待測樣品的原始拉曼光譜信號并直接執(zhí)行步驟(b)；而如果拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征，則繼續(xù)執(zhí)行步驟(a1)-(a3)。

在一實(shí)施例中，在步驟(a01)中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述單個(gè)拉曼光譜信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

在一實(shí)施例中，在步驟(a01)中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述單個(gè)拉曼光譜信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰且該拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度之比大于預(yù)定的第一閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰或雖然能夠搜索到拉曼特征峰但拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度之比不超過預(yù)定的第一閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

在一實(shí)施例中，在步驟(a2)和(a3)之間，所述方法還包括：

(ax)對所述疊加信號中的拉曼特征強(qiáng)度進(jìn)行檢測，如果拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征，則直接將該疊加信號作為待測樣品的原始拉曼光譜信號并直接執(zhí)行步驟(b)；而如果拉曼特征強(qiáng)度不足 以識別拉曼特征，則繼續(xù)執(zhí)行步驟(a3)。

在一實(shí)施例中，在步驟(ax)中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述疊加信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

在一實(shí)施例中，在步驟(ax)中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述疊加信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰且該拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述疊加信號的平均強(qiáng)度之比大于預(yù)定的第二閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰或雖然能夠搜索到拉曼特征峰但拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述疊加信號的平均強(qiáng)度之比不超過預(yù)定的第二閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

在一實(shí)施例中，在所述步驟(b)中，所述將所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與一種或更多種西藥成分的參考原始拉曼光譜信號的對比通過計(jì)算待測樣品的原始拉曼光譜信號與每種所述西藥成分的參考原始拉曼光譜信號的相似度來進(jìn)行。

在一實(shí)施例中，在所述步驟(c)中，所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號與一種或更多種西藥成分的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號的對比通過計(jì)算所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號與每種所述西藥成分的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號的相似度來進(jìn)行。

在一實(shí)施例中，所述基于拉曼光譜的檢測保健品中是否添加有西藥的方法還包括：在執(zhí)行步驟(b)之前，建立一種或更多種西藥成分的參考原始拉曼光譜信號的數(shù)據(jù)庫；以及在執(zhí)行步驟(c)之前，建立一種或更多種所述西藥成分的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號的數(shù)據(jù)庫。

在一實(shí)施例中，所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物由待測樣品與增強(qiáng)劑直接混合而成或由待測樣品的水溶液或有機(jī)溶液與增強(qiáng)劑混合而成。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案中的至少一個(gè)方面能夠通過結(jié)合原始拉曼光譜和增強(qiáng)拉曼光譜檢測待測樣品中是否添加有西藥成分。這種 方案可以兼顧和優(yōu)化檢測的準(zhǔn)確性與提高檢測效率的平衡，可以實(shí)現(xiàn)對于食品中是否添加違規(guī)西藥成分進(jìn)行準(zhǔn)確的快速篩查。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于拉曼光譜的西藥檢測方法的示意性流程圖；

圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的生成待測樣品的原始拉曼光譜信號的過程的流程圖；

圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的從疊加信號中濾除熒光干擾信號的流程圖；

圖4示意性地示出西地那非標(biāo)準(zhǔn)品的參考原始拉曼光譜信號；

圖5示意性地示出根據(jù)一示例的西地那非的樣品的單個(gè)拉曼光譜信號；

圖6-8示意性地示出根據(jù)一示例的某保健品的樣品單個(gè)拉曼光譜信號以及濾除熒光干擾信號前和濾除熒光干擾信號后的疊加信號；以及

圖9示意性地示出根據(jù)一示例的某保健品的樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號表示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發(fā)明實(shí)施方式的說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的一種限制。

拉曼光譜是一種分子振動(dòng)光譜，它可以反映分子的指紋特征，可用于對物質(zhì)的檢測，甚至可以實(shí)現(xiàn)對痕量物質(zhì)的檢測。利用拉曼光譜可以實(shí)現(xiàn)對于食品中是否存在違規(guī)的西藥成分進(jìn)行快速有效地檢測。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于拉曼光譜的檢測保健品中是否添加有西藥的方法的示意性流程圖。該方法包括以下步驟：

步驟100：對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得待測樣品的原始拉曼光譜信號；

步驟200：將所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與一種或更多種西藥成分的參考原始拉曼光譜信號進(jìn)行對比以判定所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分的參考原始拉曼光譜信號是否匹配；

步驟300：如果所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分中的一種或更多種的參考原始拉曼光譜信號匹配，則確定待測樣品中含有所述西藥成分；而如果所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分中的所有成分的參考原始拉曼光譜信號均不匹配，則對所述待測樣品進(jìn)行增強(qiáng)拉曼光譜測試。

所述增強(qiáng)拉曼光譜測試的步驟還可以具體包括：

步驟301：對所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物進(jìn)行測量以獲得待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號；以及

步驟302：將所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號與一種或更多種西藥成分的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號進(jìn)行對比以判定所述待測樣品中是否含有所述西藥成分。

在上述實(shí)施例中，采用了原始拉曼光譜和增強(qiáng)拉曼光譜相結(jié)合的方式，原始拉曼光譜是指通過直接對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量而得到的拉曼光譜信號，而增強(qiáng)拉曼光譜是指通過對待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物的拉曼光譜進(jìn)行測量而得到的拉曼光譜信號。所謂“參考原始拉曼光譜信號”和“參考增強(qiáng)拉曼光譜信號”分別表示的是通過對標(biāo)準(zhǔn)的或可供參照的某種西藥成分的樣品進(jìn)行測量得到的原始拉曼光譜信號和增強(qiáng)拉曼光譜信號。

采用以上方式，可以高效準(zhǔn)確地檢測待測樣品中是否添加有西藥。一方面，由于在實(shí)際中微量的添加西藥無法達(dá)到提升功效或加快藥效的目的，食品(如保健品)中違規(guī)添加的西藥含量一般大于1％，所以往往采用對待測樣品進(jìn)行直接測量獲取原始拉曼光譜進(jìn)行光譜比對就可以得出結(jié)果，這可以使得對違規(guī)添加西藥成分的檢測能夠迅速完成，尤其適于現(xiàn)場的快速篩查。另一方面，在一些情況 下，僅借助于原始拉曼光譜難以獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，因此，上述實(shí)施例中還采用了對于原始拉曼光譜比對沒有檢測出西藥成分的樣品通過增強(qiáng)拉曼光譜進(jìn)行進(jìn)一步檢測。這可以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。與僅采用增強(qiáng)拉曼光譜檢測的方法相比，本發(fā)明的實(shí)施例的方法可以提高檢測速度，節(jié)約成本。

作為示例，在上述步驟100中，所述待測樣品的原始拉曼光譜信號可以通過對待測樣品的拉曼光譜的單次測量而獲得。這種方式最為簡便快捷，尤其適于提高檢測效率。

然而，另一方面，在利用拉曼光譜對待測樣品進(jìn)行檢測時(shí)，可能會(huì)受到熒光的干擾。該熒光可能由待測樣品本身產(chǎn)生，也可能由包裝物等其它物質(zhì)產(chǎn)生。而熒光光譜在頻帶上可能覆蓋拉曼光譜的范圍且強(qiáng)度往往遠(yuǎn)大于拉曼光譜。因此，在進(jìn)行拉曼光譜檢測時(shí)，從待測樣品收集到的拉曼光譜信號如果包含較強(qiáng)熒光信號時(shí)，可能無法正確地從拉曼光譜信號中提取特征峰來完成對待測物(如被添加到保健品中的西藥)的識別。對于在食品(如保健品)中添加西藥的情況，由于食品本身的成分非常復(fù)雜，除去主要成分外還可能含有某些添加劑，因而，某些樣品難以避免地會(huì)存在熒光干擾。為了更全面地適應(yīng)于多種食品(如保健品)的檢測要求，去除這種干擾是有意義的。

圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的生成待測樣品的原始拉曼光譜信號的過程的流程圖。作為示例，上述步驟100可以包括：

步驟110：連續(xù)地對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以采集多個(gè)拉曼光譜信號；

步驟120：對所述多個(gè)拉曼光譜信號進(jìn)行疊加以形成疊加信號；以及

步驟130：從該疊加信號中濾除熒光干擾信號以獲得待測樣品的原始拉曼光譜信號。

在現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過延長曝光時(shí)間來提高拉曼光譜的信號強(qiáng)度，但是在實(shí)際的拉曼光譜檢測儀器中，單次采集的拉曼光譜信號的強(qiáng)度是有限制的，以避免光功率過大對探測器的損壞。而在本 申請的實(shí)施例中，采用了對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行連續(xù)測量并將采集到的多個(gè)拉曼光譜信號進(jìn)行疊加以增強(qiáng)信號強(qiáng)度，能夠避免上述不利影響。所述“多個(gè)”可以例如是2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、10個(gè)、15個(gè)、50個(gè)等等。

通過將多個(gè)拉曼光譜信號疊加，可以提高信號強(qiáng)度，以更容易地去除熒光干擾信號。作為一示例，如圖3所示，從疊加信號中濾除熒光干擾信號可以通過以下步驟來進(jìn)行：步驟131，即獲取該疊加信號的多個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)滿足采樣定律的要求；步驟132，即基于該疊加信號的多個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)通過迭代方式計(jì)算熒光干擾信號；和步驟133，即從該疊加信號中減去熒光干擾信號。

為了計(jì)算熒光干擾信號，疊加信號需要具備離散數(shù)值的形式，如果疊加信號為連續(xù)的模擬曲線，則需要通過采樣轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)值形式。但在實(shí)際中，該疊加信號往往已經(jīng)為離散數(shù)值形式，在這種情況下，直接地獲取數(shù)值采樣點(diǎn)即可，為了保證離散信號的保真度，采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)滿足采樣定律的要求。

熒光信號與拉曼特征信號相比，變化相對緩慢平滑。作為一示例，熒光干擾信號可以按照如下方式進(jìn)行迭代計(jì)算：

假定該疊加信號的數(shù)值采樣點(diǎn)序列為{y_n}，其中第i個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)為y_n(i)，經(jīng)過一次迭代計(jì)算得到序列為{y_n+1}，序列{y_n+1}中的第i個(gè)數(shù)值點(diǎn)為y_n+1(i)，其中

$y_{n+1}\left(i\right)=\min [y_n\left(i\right),\frac{y_n(i-m)+y_n(i+m)}{2}]$ 式(1)

其中m為正整數(shù)，上述迭代過程反復(fù)進(jìn)行，每進(jìn)行一次迭代，m的數(shù)值增加1，m的初始值為1，上述迭代過程反復(fù)進(jìn)行直至m值達(dá)到預(yù)定的閾值為止。經(jīng)過迭代計(jì)算得到的結(jié)果即為熒光干擾信號。

在上述式(1)中，“min[…,…]”表示取最小值運(yùn)算，顯然，參與每次迭代運(yùn)算的數(shù)值點(diǎn)的序號應(yīng)當(dāng)滿足i-m大于零且i+m不超過序列{y_n}的總長度。不滿足該條件的數(shù)值點(diǎn)在迭代運(yùn)算過程中可以保持原值不變。

在一示例中，m的預(yù)定的閾值根據(jù)所述疊加信號的平滑程度來確定。例如，可以要求當(dāng)?shù)Y(jié)果的序列中的相隔2m的兩個(gè)點(diǎn)的波數(shù)寬度大于最小峰寬但小于熒光包絡(luò)寬度時(shí)，認(rèn)為該m值達(dá)到該預(yù)定的閾值。

在一示例中，如果為了進(jìn)一步提高計(jì)算精度，還可以在進(jìn)行上述迭代計(jì)算之前，先對該疊加信號進(jìn)行求自然對數(shù)或求平方處理。

雖然在上述示例中以由式(1)和式(2)所示的迭代方法為例對計(jì)算熒光干擾信號進(jìn)行了介紹，但是，應(yīng)當(dāng)理解，這不是必須的。本領(lǐng)域中的求解光滑譜信號的方法也可以用于求解上述熒光干擾信號，但方法可能更復(fù)雜，計(jì)算效率可能較低。

通過上述方式，可以將原始拉曼光譜信號中的熒光干擾信號濾除，以提高檢測精度，對于熒光干擾強(qiáng)、拉曼信號弱的樣品尤其有效。圖6-圖8示出了利用上述示例性方法來去除熒光干擾信號的示例。圖6示出的是直接對某保健品的樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量所得到的單個(gè)拉曼光譜信號。從圖6中難以看出具有顯著特征的信號信息。圖7示出的是將經(jīng)過連續(xù)測量后得到的多個(gè)拉曼光譜信號疊加后得到的信號。與圖6相比，圖7已經(jīng)能夠顯現(xiàn)出一些信號特征。而圖8則是將該疊加信號去除熒光干擾信號之后得到的原始拉曼光譜信號。從圖8中可以看出，該信號具有清晰的特征強(qiáng)度。由此可見，上述去除熒光干擾的方式可以有效地提高信號的特征強(qiáng)度，為對參考的拉曼光譜信號進(jìn)行比對提供良好的基礎(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)上述從疊加信號中濾除熒光干擾信號的過程，可以采用一種熒光干擾去除裝置，該裝置可以包括：用于獲取該疊加信號的多個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)的單元、用于基于該疊加信號的多個(gè)數(shù)值采樣點(diǎn)通過迭代方式計(jì)算熒光干擾信號的單元以及用于從該疊加信號中減去熒光干擾信號的單元。該熒光干擾去除裝置例如可以由電路硬件、固件或軟件等形式實(shí)現(xiàn)。

作為示例，上述步驟100還可以包括可選的步驟，如圖2中虛線部分所示。例如，在步驟110之前，所述步驟100還可以包括：

步驟101：對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行預(yù)測量以采集單個(gè)拉曼 光譜信號；和

步驟102：對采集到的單個(gè)拉曼光譜信號中的拉曼特征強(qiáng)度進(jìn)行檢測，如果拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征，則直接將該單個(gè)拉曼光譜信號作為待測樣品的原始拉曼光譜信號并直接執(zhí)行步驟200，即，與一種或更多種西藥成分的參考原始拉曼光譜信號進(jìn)行對比；而如果拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征，則繼續(xù)執(zhí)行步驟110-130。這是為了在待測樣品中的熒光干擾信號較弱而不影響拉曼光譜測量的情況下跳過后續(xù)連續(xù)測量和去除熒光干擾的步驟，以提高檢測效率。

在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，實(shí)際上綜合了單個(gè)原始拉曼光譜信號檢測、疊加的原始拉曼光譜信號檢測和增強(qiáng)拉曼光譜信號檢測三種方式。這三種檢測方式層層遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了檢測效率和準(zhǔn)確性的最佳平衡。

作為示例，在上述步驟102中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述單個(gè)拉曼光譜信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

替代地，在一示例中，在上述步驟102中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述單個(gè)拉曼光譜信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰且該拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度之比大于預(yù)定的第一閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰或雖然能夠搜索到拉曼特征峰但拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度之比不超過預(yù)定的第一閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

上述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度表征了拉曼光譜特征強(qiáng)度和熒光干擾信號的強(qiáng)度的組合，因而，拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度之比反映了拉曼特征峰的強(qiáng)度與熒光干擾信號的強(qiáng)度的對比關(guān)系。該第一閾值可以根據(jù)儀器精度、計(jì)算誤差等來確定，例如可以確定為0.5、1、3等等。

在一示例中，如圖2所示，在步驟120和步驟130之間，還可 以包括步驟12x：對所述疊加信號中的拉曼特征強(qiáng)度進(jìn)行檢測，如果拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征，則直接將該疊加信號作為待測樣品的原始拉曼光譜信號并直接執(zhí)行步驟200；而如果拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征，則繼續(xù)執(zhí)行步驟130。在拉曼特征強(qiáng)度與熒光干擾信號強(qiáng)度都相對偏弱的情況下，有可能在通過連續(xù)測量和信號疊加對拉曼光譜信號的總強(qiáng)度進(jìn)行增強(qiáng)的情況下，就能夠正確的檢測到拉曼光譜信號中的拉曼特征，如特征峰。這樣，采用上述步驟12x，就能夠避免對于熒光干擾信號的不必要的計(jì)算，以提高計(jì)算效率。

作為示例，在步驟12x中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述疊加信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

在另一示例中，在步驟12x中，對拉曼特征強(qiáng)度的檢測通過在所述疊加信號中搜索拉曼特征峰來實(shí)現(xiàn)，如果能夠搜索到拉曼特征峰且該拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述疊加信號的平均強(qiáng)度之比大于預(yù)定的第二閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度足以識別拉曼特征；如果不能搜索到拉曼特征峰或雖然能夠搜索到拉曼特征峰但拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述疊加信號的平均強(qiáng)度之比不超過預(yù)定的第二閾值，則確定拉曼特征強(qiáng)度不足以識別拉曼特征。

與上述步驟102相似，上述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度表征了拉曼光譜特征強(qiáng)度和熒光干擾信號的強(qiáng)度的組合，因而，拉曼特征峰的強(qiáng)度與所述拉曼光譜信號的平均強(qiáng)度之比反映了拉曼特征峰的強(qiáng)度與熒光干擾信號的強(qiáng)度的對比關(guān)系。該第二閾值可以根據(jù)儀器精度、計(jì)算誤差等來確定，例如可以確定為0.5、1、3等等。上述第二閾值和第一閾值可以相同，也可以不同。

在上述實(shí)施例中的平均強(qiáng)度可以是信號強(qiáng)度的算術(shù)平均值或幾何平均值等。

作為示例，在所述步驟200中，所述將所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與一種或更多種所述西藥成分的參考原始拉曼光譜信號的對比通過計(jì)算待測樣品的原始拉曼光譜信號與每種所述西藥成分 的參考原始拉曼光譜信號的相似度來進(jìn)行，如果該相似度超過第三閾值，則判定所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分的參考原始拉曼光譜信號匹配，反之，如果該相似度沒有超過第三閾值，則判定所述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分的參考原始拉曼光譜信號不匹配。

相似度的計(jì)算有多種方法，比如相關(guān)算法、最大似然法、絕對值算法等等。例如，假定某種有可能被加入到保健品中的西藥成分的原始拉曼光譜信號為A(x)，待測樣品的原始拉曼光譜信號為B(x)，在一示例中，采用最大似然算法，可以通過式(2)對兩者的相似度進(jìn)行計(jì)算：

$\mathrm{Corr}=(1-\sqrt{1-\frac{A\left(x\right)\·B\left(x\right)}{\sqrt{A\left(x\right)\·A\left(x\right)}\sqrt{B\left(x\right)\·B\left(x\right)}}})\×100\%$ 式(2)

其中Corr表示該種西藥成分的原始拉曼光譜信號和待測樣品的原始拉曼光譜信號的相似度，“·”表示點(diǎn)積運(yùn)算。

在另一示例中，采用相關(guān)算法，可以對A(x)和B(x)分別進(jìn)行采樣以各獲得n個(gè)采樣點(diǎn)，分別表示為A₁,A₂,…,A_n以及B₁,B₂,…,B_n，某種西藥成分的原始拉曼光譜信號和待測樣品的原始拉曼光譜信號的相似度Corr可以根據(jù)式(3)進(jìn)行計(jì)算：

$\mathrm{Corr}=\frac{{((A\left(x\right)-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i}{n})\·(B\left(x\right)-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{B}_i}{n}))}^2}{((A\left(x\right)-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i}{n})\·(A\left(x\right)-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i}{n}))((B\left(x\right)-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{B}_i}{n})\·(B\left(x\right)-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{B}_i}{n}))}\×100\%$ 式(3)

其中，“·”也表示點(diǎn)積運(yùn)算。

在另一示例中，還可以采用絕對值算法，亦可以對A(x)和B(x)分別進(jìn)行采樣以各獲得n個(gè)采樣點(diǎn)，分別表示為A₁,A₂,…,A_n以及B₁,B₂,…,B_n，某種西藥成分的原始拉曼光譜信號和待測樣品的原始拉曼光譜信號的相似度Corr可以根據(jù)式(4)進(jìn)行計(jì)算：

$\mathrm{Corr}=(1-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|A_i-B_i|}{n})\×100\%---\left(4\right)$

上述相似度計(jì)算可以針對整個(gè)拉曼光譜信號進(jìn)行，也可以僅針對于拉曼光譜信號中具有特征部分的局部進(jìn)行。

在本申請中，術(shù)語“特征部分”是指某種西藥成分或待測樣品的拉曼光譜信號中有別于其它的物質(zhì)成分的拉曼光譜信號的關(guān)鍵部分。例如，所述特征部分可以是一個(gè)或更多個(gè)特征峰、特征谷、相位拐點(diǎn)等等。

在某種西藥成分的原始拉曼光譜信號包括特征峰的情況下，上述相似度可以基于所述特征峰的峰位、峰寬和/或峰高來進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。在一示例中，在計(jì)算所述相似度之前，還可以對所述特征峰進(jìn)行搜索和排序。在某種西藥成分的原始拉曼光譜信號或增強(qiáng)拉曼光譜信號的特征峰比較明顯的情況下，在實(shí)際中，相似度計(jì)算甚至可以簡化成搜索待測樣品的原始拉曼光譜信號或增強(qiáng)拉曼光譜信號中是否在某一個(gè)或多個(gè)位置上存在與某種西藥成分的原始拉曼光譜信號或增強(qiáng)拉曼光譜信號的特征峰相對應(yīng)的特征峰來直接進(jìn)行確定。

作為示例，在所述步驟300中，所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號與一種或更多種西藥成分(在保健品中可能被添加)的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號的對比通過計(jì)算所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號與每種所述西藥成分的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號的相似度來進(jìn)行，如果該相似度超過第四閾值，則判定待測樣品中含有所述西藥成分，反之，如果該相似度沒有超過第四閾值，則判定待測樣品中不含有所述西藥成分。

第三閾值和第四閾值可以相等，也可以不相等。第三閾值和第四閾值可以根據(jù)實(shí)際的檢測需要、檢測儀器的精度等因素來給出。

對于待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號與某種西藥成分的增強(qiáng)拉曼光譜信號的相似度的計(jì)算，與上述待測樣品的原始拉曼光譜信號與所述西藥成分的原始拉曼光譜信號的相似度的計(jì)算基本相同，在此不再贅述。以上僅是給出了一些相似度計(jì)算的示例，本領(lǐng)域技術(shù)人 員所知的一些其他的相似度計(jì)算方法也是可行的。

作為示例，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的拉曼光譜的檢測保健品中是否添加有西藥的方法還可以包括：在執(zhí)行步驟200之前，建立一種或更多種西藥成分的參考原始拉曼光譜信號的數(shù)據(jù)庫。類似地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的拉曼光譜的檢測保健品中是否添加有西藥的方法還可以包括：在執(zhí)行步驟300之前，建立一種或更多種西藥成分的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號的數(shù)據(jù)庫。

圖4示出了一種示例性西藥成分(西地那非)標(biāo)準(zhǔn)品的參考原始拉曼光譜信號。圖5示出的是某保健品的樣品的原始拉曼光譜信號，其中箭頭所指示的是原始拉曼光譜信號中的特征峰。經(jīng)過上述實(shí)施例所述的過程可以得出兩者是相匹配的，也就是說，該保健品的樣品含有這種西藥成分(西地那非)，是違規(guī)的。

作為示例，所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物由待測樣品與增強(qiáng)劑直接混合而成或由待測樣品的水溶液或有機(jī)溶液與增強(qiáng)劑混合而成。圖9示出了一種示例性的某保健品的樣品的增強(qiáng)拉曼光譜信號，其中箭頭所指示的是增強(qiáng)拉曼光譜信號中的特征峰。其也可以用于與西藥成分標(biāo)準(zhǔn)品的參考增強(qiáng)拉曼光譜信號進(jìn)行比對以判定是否在待測樣品中含有該西藥成分，具體過程不再贅述。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，作為示例，增強(qiáng)劑可以包含尺度在1-1000nm范圍內(nèi)的金屬納米顆粒材料、金屬納米線、金屬納米團(tuán)簇、碳納米管和碳納米顆粒中任一種或它們的組合。在另一示例中，增強(qiáng)劑可以包含金屬納米材料，也可在包含金屬納米材料的同時(shí)還包含氯離子、溴離子、鈉離子、鉀離子或硫酸根離子。所述金屬例如可以包括金、銀、銅、鎂、鋁、鐵、鈷、鎳、鈀或鉑中的任一種或它們的組合。在待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物中，西藥成分的粒子會(huì)附著于增強(qiáng)劑材料的表面，而增強(qiáng)劑材料表面的電磁場會(huì)使得西藥成分的拉曼光譜信號得到增強(qiáng)。

作為示例，拉曼光譜數(shù)據(jù)的獲取，可以通過利用激光器發(fā)出的激光照射待測樣品，并對由激光照射待測樣品產(chǎn)生的拉曼散射光進(jìn)行提取并進(jìn)行光譜分析而得出拉曼光譜信號。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述待測樣品可以為保健品的樣品。

雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是附圖中公開的實(shí)施例旨在對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行示例性說明，而不能理解為對本發(fā)明的一種限制。

雖然本發(fā)明總體構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對這些實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。