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北京澳作生態儀器有限公司
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石斛又名仙斛蘭韻、不死草、還魂草、紫縈仙株、吊蘭、林蘭、禁生等。藥用植物，性味甘淡微咸，益胃生津，滋陰清熱。用于陰傷津虧，口干煩渴，食少干嘔，病后虛熱，目暗不明。同時還具有抗白內障、抗氧化、抗腫瘤、提高免疫力的作用。然而不同時間采集的石斛中氨基酸、微量元素等含量各不同，其對應藥用價值、價格也不同。因此石斛等級的分類研究具有重要意義。為快速鑒別不同價格、不同藥效的石斛，我們利用激光誘導擊穿光譜技術結合分類模型對石斛進行了分類分析研究。
近年來激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術作為一種新興的元素檢測和分析技術已經廣泛的應用于生態樣品測量、種質資源鑒定、中藥材、珠寶、地質及工業等諸多領域。當激光作用于樣品表面時，在極短的時間內誘導產生含有樣品物質信息的等離子體。通過對等離子體發出的光譜進行收集分析，建立光譜與元素一一對應的關系。由此可以檢測出元素周期表中的大部分元素，檢測限可達ppm級。通過標準物質定標后可以進一步得到元素的含量信息。
實驗裝置我們采用EcoChem激光光譜元素分析系統。激光能量200mJ@1064nm，能量輸出0-99%可調；重現率20Hz，脈寬<6n；光斑大小50-250μm連續可調；自動雙光閘，穩定控制激光能量和LIBS信號；檢測器譜寬190-1040nm，光譜精度±0.05nm，門延遲0.5ns-1ms，分辨率0.5ns；樣品自動高度調整的功能；三維全自動工作臺；樣品室可通入氦氣或氬氣。
取5種不同的石斛樣品，5種樣品分為5個等級，1-5分別為價格1000元/500克至300元/500克不等。經過粉碎研磨，壓片，壓片模具直徑13毫米，壓力15噸，保壓時間5分鐘。經過實驗，得到了樣品主要組成元素的信息，見左下圖，信號及強度較明顯。通過主成分分析對5種樣品進行初步分類分析，樣品1、樣品4得到了很好的分類結果，樣品2、3、5有部分重疊信息，見右下圖。我們需要進一步優化細分。
石斛樣品的主要元素譜圖
樣品1-5的主成分分類結果
經過參數優化后，得到如下圖的分類實驗結果，1-5種石斛樣品分類結果明確。經過驗證，分類識別率也達到了99%。
優化后的分類結果
識別率分析
激光誘導擊穿光譜技術作為一種新興的、快速的、微損的微區化學分析技術，有著傳統儀器所不具備的更多功能。隨著這一技術的發展，它必將在中藥材分析研究領域發揮越來越重要的作用。
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