一種拉曼光譜快速檢測(cè)儀的評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及儀器評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，尤其涉及一種拉曼光譜快速檢測(cè)儀的評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 拉曼光譜技術(shù)是分析各種分子結(jié)構(gòu)和鑒別物質(zhì)種類的最重要的光譜技術(shù)之一，以 拉曼光譜技術(shù)為核心的拉曼光譜快速檢測(cè)儀是采用拉曼光譜原理進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的儀 器，該儀器是由試劑盒（需采用增強(qiáng)基質(zhì)進(jìn)行樣品測(cè)量的儀器包含該試劑盒）、激發(fā)光源、 散射光收集系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)等組成，面 向快速便捷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需求，具有小型化、低成本，結(jié)合增強(qiáng)模塊可實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測(cè)等特 點(diǎn)，并可擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，已被廣泛用于的食品安全、環(huán)境科學(xué)，公共安全等領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)快 速檢測(cè)。
[0003] 但目前尚無綜合性的針對(duì)拉曼光譜快速檢測(cè)儀的評(píng)價(jià)和產(chǎn)品水平標(biāo)準(zhǔn)。因此，市 場(chǎng)上的拉曼光譜快速檢測(cè)儀的質(zhì)量參差不齊，且有部分的產(chǎn)品需要很多后續(xù)的技術(shù)開發(fā)才 可完成檢測(cè)，無法進(jìn)行快速檢測(cè)，對(duì)其推廣和應(yīng)用造成了一定影響。為此，需要建立拉曼光 譜儀的評(píng)價(jià)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使拉曼光譜快速檢測(cè)儀易于推廣并獲得廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種拉曼光譜快速檢測(cè)儀的評(píng)價(jià)方法，以用 于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的拉曼光譜快速檢測(cè)儀為評(píng)價(jià)主體，對(duì)包括增強(qiáng)基質(zhì)試劑盒、光譜數(shù)據(jù)庫(kù) 在內(nèi)的檢測(cè)儀進(jìn)行整體評(píng)價(jià)的方法和標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了拉曼光譜快速檢測(cè)儀的推廣應(yīng)用及其評(píng) 價(jià)方法的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種拉曼光譜快速檢測(cè)儀的評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟1、確定待評(píng)價(jià)的儀器為拉曼光譜快速檢測(cè)儀，并確定該拉曼光譜快速檢測(cè)儀 的評(píng)價(jià)參數(shù)，同時(shí)，根據(jù)所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的規(guī)格設(shè)置相應(yīng)的最佳測(cè)試條件，該評(píng)價(jià) 參數(shù)包括拉曼位移的準(zhǔn)確度、拉曼位移的重復(fù)性、拉曼光譜強(qiáng)度的重復(fù)性、靈敏度以及檢測(cè) 時(shí)間，所述靈敏度包括信噪比和檢出限；
[0007] 步驟2、對(duì)所述拉曼位移的準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)價(jià)，該拉曼位移的準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)過程如 下：
[0008] 將聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)樣品置于所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的信號(hào)采集探頭的聚焦處或 所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的樣品池，在該最佳測(cè)試條件下，測(cè)量所述聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)樣品的 拉曼光譜，利用高斯函數(shù)擬合獲得拉曼譜峰的拉曼位移值，重復(fù)測(cè)量3次，分別計(jì)算每次測(cè) 量的各拉曼譜峰的拉曼位移值與標(biāo)準(zhǔn)拉曼位移值中的對(duì)應(yīng)值之差，分別取出3次測(cè)量得到 的3個(gè)最大差值，再取3個(gè)最大差值中的最大值作為所述拉曼位移的準(zhǔn)確度；
[0009] 步驟3、對(duì)所述拉曼位移的重復(fù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，該拉曼位移的重復(fù)性的評(píng)價(jià)過程如 下：
[0010] 將聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)樣品置于所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的信號(hào)采集探頭的聚焦處或 所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的樣品池，在該最佳測(cè)試條件下，再重復(fù)測(cè)量6次聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn) 樣品的拉曼光譜，利用高斯函數(shù)擬合獲取6組拉曼譜峰的拉曼位移值和拉曼光譜強(qiáng)度的數(shù) 值，并記錄該拉曼譜峰的拉曼位移值和拉曼光譜強(qiáng)度變化，6次測(cè)得的拉曼譜峰的拉曼位移 值中最大差值和最小差值之差即為拉曼位移的重復(fù)性AS;
[0011] 同時(shí)，對(duì)所述拉曼光譜強(qiáng)度的重復(fù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，該拉曼光譜強(qiáng)度的重復(fù)性的評(píng)價(jià) 過程如下：
[0012] 將6次測(cè)得的拉曼光譜強(qiáng)度的數(shù)值代入貝塞爾公式計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，即為拉 曼光譜強(qiáng)度的重復(fù)性，計(jì)算公式如下：
[0014] 式中：S:表示拉曼光譜強(qiáng)度的重復(fù)性，其單位為％ ;I i表示第i次拉曼光譜強(qiáng)度 的數(shù)值;I表示6次拉曼光譜強(qiáng)度的平均值；n是表示測(cè)量的次數(shù)；
[0015] 步驟4、對(duì)所述信噪比進(jìn)行評(píng)價(jià)，該信噪比的評(píng)價(jià)過程如下：
[0016] 對(duì)于直接照射樣品進(jìn)行檢測(cè)的拉曼光譜快速檢測(cè)儀，檢驗(yàn)該拉曼光譜快速檢測(cè) 儀的信噪比；將激光聚焦在處理干凈的單晶硅的表面上，在該拉曼光譜快速檢測(cè)儀的最 佳測(cè)試條件下，測(cè)試其拉曼光譜，記錄位于940cmiiAcm1范圍內(nèi)的娃拉曼譜峰的強(qiáng)度 和位于600cm1~800cm1范圍內(nèi)的基線噪聲強(qiáng)度，重復(fù)上述步驟3次，每次測(cè)得的位于 940cm 范圍內(nèi)的娃拉曼譜峰的強(qiáng)度和位于600cm1~800cm1范圍內(nèi)的基線噪聲 強(qiáng)度之比為該次測(cè)量的信噪比，取3次信噪比的最大值作為該拉曼光譜快速檢測(cè)儀的信噪 比；
[0017] 步驟5、對(duì)所述檢出限進(jìn)行評(píng)價(jià)，該檢出限的評(píng)價(jià)過程如下：
[0018] 對(duì)于采用增強(qiáng)基質(zhì)進(jìn)行樣品測(cè)量的拉曼光譜快速檢測(cè)儀，檢驗(yàn)該拉曼光譜快速檢 測(cè)儀的檢出限；根據(jù)該拉曼光譜快速檢測(cè)儀建立的目標(biāo)物測(cè)量的方法配制目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶 液，該目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為該拉曼光譜快速檢測(cè)儀所標(biāo)稱的目標(biāo)物檢出限的10倍，并 使用該拉曼光譜快速檢測(cè)儀提供的配套試劑盒對(duì)配制后的目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行處理，并分 別進(jìn)行11次測(cè)定，并記錄各次測(cè)量的濃度示值；
[0019] 將11次測(cè)量的濃度示值進(jìn)行檢出限計(jì)算，計(jì)算公式如下：
[0020] DL= (2S/I)Xc
[0021] 式中：DL表示最低檢測(cè)濃度，其單位為mg/L;1表示11次目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)量的 平均值；S表示11次目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；c表示目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，其 單位為mg/L;
[0022] 同時(shí)，對(duì)所述檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行評(píng)價(jià)，該檢測(cè)時(shí)間的評(píng)價(jià)過程如下：
[0023] 至少統(tǒng)計(jì)該目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液11次測(cè)量中1次測(cè)量的檢測(cè)時(shí)間，并計(jì)算其最大值； 步驟2、步驟3、步驟4及步驟5沒有先后順序；
[0024]步驟6、得出評(píng)價(jià)結(jié)果：
[0025] 要求1、所述拉曼位移的準(zhǔn)確度不超過4cmS
[0026] 要求2、所述拉曼位移的重復(fù)性不超過1cmS
[0027] 要求3、所述拉曼光譜強(qiáng)度的重復(fù)性不大于5% ;
[0028] 要求4、對(duì)于直接照射樣品進(jìn)行檢測(cè)的拉曼光譜快速檢測(cè)儀，測(cè)量單晶硅位于 940cmiiAcm1范圍內(nèi)的娃拉曼譜峰的強(qiáng)度清晰可見，且信噪比不低于3:1 ;
[0029] 要求5、對(duì)于采用增強(qiáng)基質(zhì)進(jìn)行樣品檢測(cè)的拉曼光譜快速檢測(cè)儀，相應(yīng)目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn) 溶液的檢出限滿足拉曼光譜快速檢測(cè)儀標(biāo)稱的限量要求；
[0030] 要求6、該目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液的檢測(cè)時(shí)間的最大值不大于20min;
[0031] 若同時(shí)達(dá)到以上要求，則說明所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的技術(shù)性能符合檢測(cè)目標(biāo) 預(yù)期的要求；否則，說明所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的技術(shù)性能不符合檢測(cè)目標(biāo)預(yù)期的要求。
[0032] 進(jìn)一步地，所述拉曼光譜快速檢測(cè)儀的最佳測(cè)試條件包括激光波長(zhǎng)的最佳值、光 譜范圍的最佳值、激光最大功率的最佳值、積分時(shí)間的最佳值、累積次數(shù)的最佳值和預(yù)熱時(shí) 間的最佳值。
[0033] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0034] 1、提出了拉曼光譜快速檢測(cè)儀的標(biāo)準(zhǔn)，即定義、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、 包裝、運(yùn)輸及貯存等；
[0035] 2、該方法將促進(jìn)拉曼光譜快速檢測(cè)儀的推廣應(yīng)用及其評(píng)價(jià)技術(shù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn) 化；
[0036] 3、提出以拉曼光譜快速檢測(cè)儀為主體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該拉曼光譜快速檢測(cè)儀的光譜 儀和增強(qiáng)試劑盒的使用應(yīng)滿足目標(biāo)物測(cè)量過程的快速、便捷的要求，能夠在20min內(nèi)給出 檢測(cè)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的拉曼光譜快速檢測(cè)儀的目標(biāo)物檢測(cè)性能的直接、有效評(píng) 價(jià)；
[0037] 4、以物理方法（以聚苯乙烯評(píng)價(jià)波數(shù)準(zhǔn)確度、波數(shù)重復(fù)性、光譜強(qiáng)度重復(fù)性，以單 晶硅二階峰評(píng)價(jià)