基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统及检测方法

1.本发明涉及食品检测技术领域，具体涉及一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统。


背景技术：

2.食品中可能存在着合法使用的食品添加剂，也有可能存在着某些不法商家在食品中非法添加的非食用物质，这些在食品中非法添加的非食用物质被称为食品非法添加剂。食品问题主要集中在食品非法添加剂的使用、食品添加剂的乱用以及农兽药的滥用等方面。食品中出现上述问题会导致食品出现不安全、不合格的问题，这些问题的存在必然会危害消费者的健康。食品不安全主要会引发食源性疾病，对人体造成急性中毒、慢性中毒、过敏、影响身体发育、影响生育、致癌、致畸、致死等后果。而消费者无法直观地判断所购买的食品是否健康无害，此时对食品中不益于人体健康的成分的检测就显得尤为重要。
3.目前对食品成分的检测主要有以下几种方法：通过试纸直接显色或层析显色来定性的试纸法；与试剂反应后观察比色管颜色来定量的比色管比色法；用装有标准溶液的滴瓶滴定样品，根据消耗的滴数来判断被检测物质含量的滴定法；使抗体抗原之间发生特异性结合反应的酶联免疫吸附测定试剂盒法。上述方法虽然各有优劣，但相对而言操作过程复杂，也较难得到精准的食品中添加的相关物质的类型及浓度，所以得到的结果还有待完善。由于相关试剂的制备和仪器的需求，用户无法在家中进行快速且便捷的检测，并且即使在用户家中使用也仍存在一定的安全隐患，可行性较低。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种具有入户检测、操作便捷、检测的物质种类多样、检测精度高等优点的基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，包括检测盒、总光纤束、第一光纤分束器、第二光纤分束器、第一滤光片、第二滤光片、半导体激光器、拉曼光谱仪和计算机，所述的检测盒设于用户家庭，所述的检测盒包括输入接口、输出接口、二维码和试剂盒，所述的二维码粘贴在所述的检测盒上，所述的二维码用于供用户扫码以启动远程检测系统，所述的试剂盒设于所述的检测盒内，所述的试剂盒内设有一段光纤锥腰，所述的光纤锥腰由多模的石英光纤制成，所述的光纤锥腰的表面经硅烷化处理，经硅烷化处理的所述的光纤锥腰的表面吸附有星形的金纳米颗粒，所述的金纳米颗粒由二氧化硅包裹，所述的光纤锥腰的一端经光纤与所述的输入接口相连，所述的光纤锥腰的另一端经光纤与所述的输出接口相连，所述的总光纤束上经所述的第一光纤分束器分出有第一分叉光纤和第二分叉光纤，所述的总光纤束上经所述的第二光纤分束器分出有第三分叉光纤和第四分叉光纤，所述的半导体激光器的输出端依次经第一滤光片、第三分叉光纤、第一分叉光纤与所述的输入接口相连，所述的输出接口依次经第
二分叉光纤、第四分叉光纤、第二滤光片与所述的拉曼光谱仪的输入端相连，所述的拉曼光谱仪的输出端与所述的计算机的输入端相连，所述的计算机的触发信号输出端与所述的半导体激光器的输入端相连，所述的检测盒用于收集液态食品或用4-巯基苯甲酸溶液浸泡非液态食品后得到的食品浸泡液中所含待测物质的增强拉曼散射光信号，所述的拉曼光谱仪用于接收增强拉曼散射光信号、并将光信号转变为电信号后传输给所述的计算机，所述的计算机用于处理电信号数据，得到增强拉曼散射光谱数据并在预先建立的数据库中进行数据比对，确定所测物质的种类和浓度，最终将检测结果反馈至所述的用户家庭。
6.作为优选，所述的半导体激光器的输出端发出的激光的波长为785nm，功率为2.5～10mw，线宽为0.3nm。
7.作为优选，所述的第一分叉光纤、第二分叉光纤、第三分叉光纤和第四分叉光纤均为石英光纤，所述的第一光纤分束器和所述的第二光纤分束器的透过率大于或等于95％，分光比为50:50，分光比偏差为
±
8％。
8.作为优选，所述的第一滤光片为785nm的带通滤光片，所述的第二滤光片为785nm的高通滤光片。第一滤光片允许波长为785nm的激光信号透过。第二滤光片用以过滤掉785nm及以下的背景光，允许增强拉曼散射光透过，从而减小背景光的影响，提高检测结果的准确性。
9.作为优选，所述的拉曼光谱仪采用刻线数为800/mm的光栅作为分光元件，系统的狭缝宽度为20μm，信噪比高于6500:1。
10.一种利用上述基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统实施的检测方法，包括以下步骤：
11.(1)标准溶液的制备
12.配制不同浓度的某种待测物质的标准溶液；
13.(2)标准曲线的建立
14.(2-1)将步骤(1)配制的一个浓度的标准溶液倒入试剂盒中，直至填满试剂盒；
15.(2-2)扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统；
16.(2-3)计算机触发半导体激光器，半导体激光器发出的激光由第一滤光片滤光后，经第三分叉光纤、第一分叉光纤和输入接口射入检测盒，得到包含试剂盒中待测物质的光谱信息的增强拉曼散射光信号，增强拉曼散射光信号经输出接口进入第二分叉光纤、第四分叉光纤后进入第二滤光片，由第二滤光片过滤掉背景光后进入拉曼光谱仪，拉曼光谱仪将光信号转变为电信号后传输给计算机，由计算机处理电信号数据，得到待测物质的增强拉曼散射光谱数据；
17.(2-4)重复两次步骤(2-1)～步骤(2-3)，汇总三次检测得到的待测物质的增强拉曼散射光谱数据并取平均值；
18.(2-5)重复步骤(2-1)～步骤(2-4)，得到其他不同浓度的待测物质的增强拉曼散射光谱数据的平均值；
19.(2-6)根据得到的增强拉曼散射光谱数据的平均值数据中待测物质的特征峰的相对峰值强度和待测物质的浓度数据，利用最小二乘法拟合建立待测物质的相对峰值强度与待测物质的浓度关系直线；
20.(3)重复步骤(1)～步骤(2)，得到4-巯基苯甲酸和其他不同种类待测物质的相对
峰值强度与待测物质的浓度关系直线，汇总所有的浓度关系直线，建立数据库；
21.(4)将4-巯基苯甲酸粉末用酒精溶解后，用超纯水配制成浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液，重复三次步骤(2-1)～步骤(2-3)，汇总三次检测得到的4-巯基苯甲酸的增强拉曼散射光谱数据并取平均值，得到10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液的增强拉曼散射光谱数据，放入步骤(3)中建立的数据库中；
22.(5)用户家庭将拟检测的液态食品或用浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液浸泡非液态食品后得到的食品浸泡液倒入试剂盒中，填满试剂盒后，扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统，最终由计算机根据得到的增强拉曼散射光谱中的相对峰值强度，在数据库中进行数据比对，确定所测物质的种类和浓度，并将检测结果反馈至用户家庭。
23.作为优选，在进行步骤(5)之前，用户家庭先将浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液填满试剂盒，扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统，由计算机根据得到的增强拉曼散射光谱中的相对峰值强度，在数据库中进行数据比对，确定检测结果为4-巯基苯甲酸及其浓度后，先用超纯水洗净试剂盒，再进行步骤(5)。在进行步骤(5)之前增加上述操作，可判定整个系统通路，确保系统可正常使用。此外，通过上述操作可检测用户家庭的光纤传输损耗，便于数据分析中心对该家庭的其他检测数据进行调整。
24.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
25.一、本发明基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，将检测盒设于用户家庭，而第一滤光片、第二滤光片、半导体激光器、拉曼光谱仪等相关大型仪器可集中安置在社区、养老院等区域，计算机可集中安装在数据分析中心，用户在家中即可利用检测盒进行物质检测，并且检测结果能及时反馈给用户家庭；
26.二、本发明在检测盒内设置光纤锥腰，获取包含待测物质的光谱信息的增强拉曼散射光信号，其中光纤锥腰由多模的石英光纤制成，且光纤锥腰的表面吸附有星形的金纳米颗粒、金纳米颗粒由二氧化硅包裹，该光纤锥腰与待测物质之间的接触面积大，单位面积上的功率较小，从而不容易破坏金纳米颗粒的结构；同时星形的金纳米颗粒具有更多尖端，在尖端能产生更多热点，有助于拉曼信号的放大，克服拉曼光谱灵敏度低的缺点；此外，使用二氧化硅包裹金纳米颗粒，起到防止金纳米颗粒的氧化以及减小毒性的作用；
27.三、本发明利用拉曼散射光谱中的不同特征峰来识别不同的待测物质，并且根据拟合得到的标准直线来确定待测物质的浓度，具有入户检测、操作便捷、检测的物质种类多样、检测精度高等优点，且检测中使用的检测盒具有安装便捷和便携的特点，在食品检测领域有着广泛的应用前景，并且有望与现有的商用光纤网络连通使用。
附图说明
28.图1为实施例1中远程检测系统的结构连接框图；
29.图2为实施例1中检测盒的结构示意图；
30.图3为实施例1中光纤锥腰的结构示意图；
31.图4为实施例2中得到的699cm-1
处三聚氰胺的特征峰的相对峰值强度与三聚氰胺的浓度关系直线；
32.图5为实施例2中得到的1164cm-1
处糖精钠的特征峰的相对峰值强度与糖精钠的浓度关系直线；
33.图6为实施例2中得到的1377cm-1
处福美双的特征峰的相对峰值强度与福美双的浓度关系直线；
34.图7为4-mba的sers光谱图；
35.图8为4-mba和福美双同时存在时的sers光谱图。
具体实施方式
36.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
37.实施例1：一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，如图1所示，包括检测盒4、总光纤束5、第一光纤分束器6、第二光纤分束器7、第一滤光片8、第二滤光片9、半导体激光器10、拉曼光谱仪11和计算机12，检测盒4设于用户家庭1，第一滤光片8、第二滤光片9、半导体激光器10、拉曼光谱仪11集中安置在社区、养老院等区域2，计算机12集中安装在数据分析中心3。如图2所示，检测盒4包括输入接口41、输出接口42、二维码43和试剂盒44，二维码43粘贴在检测盒4上，二维码43用于供用户扫码以启动远程检测系统，试剂盒44设于检测盒4内，试剂盒44内设有一段长度为2～3cm的光纤锥腰45，光纤锥腰45由多模的石英光纤制成，光纤锥腰45的表面经硅烷化处理，经硅烷化处理的光纤锥腰45的表面吸附有星形的金纳米颗粒46，如图3所示，金纳米颗粒46由二氧化硅包裹，光纤锥腰45的一端经光纤与输入接口41相连，光纤锥腰45的另一端经光纤与输出接口42相连，总光纤束5上经第一光纤分束器6分出有第一分叉光纤61和第二分叉光纤62，总光纤束5上经第二光纤分束器7分出有第三分叉光纤71和第四分叉光纤72，半导体激光器10的输出端依次经第一滤光片8、第三分叉光纤71、第一分叉光纤61与输入接口41相连，输出接口42依次经第二分叉光纤62、第四分叉光纤72、第二滤光片9与拉曼光谱仪11的输入端相连，拉曼光谱仪11的输出端与计算机12的输入端相连，计算机12的触发信号输出端与半导体激光器10的输入端相连，检测盒4用于收集液态食品或用4-巯基苯甲酸溶液浸泡非液态食品后得到的食品浸泡液中所含待测物质的增强拉曼散射光信号，拉曼光谱仪11用于接收增强拉曼散射光信号、并将光信号转变为电信号后传输给计算机12，计算机12用于处理电信号数据，得到增强拉曼散射光谱数据并在预先建立的数据库中进行数据比对，确定所测物质的种类和浓度，最终将检测结果反馈至用户家庭1。
38.实施例1中，光纤锥腰45采用已知的氢氧焰加热-步进电机拉伸法进行制备并进行常规的硅烷化处理，所用的多模的石英光纤的纤芯直径为105微米，包层厚度为20微米，纤芯和包层总直径为125微米，起到了加强倏逝波的作用。
39.实施例1中，半导体激光器10的输出端发出的激光的波长为785nm，功率为2.5～10mw，线宽为0.3nm；第一分叉光纤61、第二分叉光纤62、第三分叉光纤71和第四分叉光纤72均为石英光纤，第一光纤分束器6和第二光纤分束器7的透过率大于或等于95％，分光比为50:50，分光比偏差为
±
8％；第一滤光片8为785nm的带通滤光片，第二滤光片9为785nm的高通滤光片；拉曼光谱仪11采用刻线数为800/mm的光栅作为分光元件，系统的狭缝宽度为20μm，信噪比高于6500:1。
40.日常生活中已知的食品非法添加剂的使用、食品添加剂的乱用以及农兽药的滥用的例子，例如牛奶的三聚氰胺、白酒中的糖精钠、蔬菜瓜果表面残留的福美双。三聚氰胺为有机化合物，会损害肾功能，导致急性肾功能衰竭甚至死亡；糖精钠为甜味剂，不能为人体
所消化，在人体中过量蓄积易引发癌症；福美双为杀虫剂，摄入会产生中等毒性，吸入会产生剧毒。以下实施例2中，针对这三种物质，采用本发明方法对其进行检测。
41.实施例2：利用实施例1的基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统实施的检测方法，包括以下步骤：
42.(1)标准溶液的制备
43.(1-1)准确称取10份三聚氰胺，再分别将其溶解在同样的牛奶中，配制出浓度分别为0.2mg/l、0.5mg/l、1.0mg/l、2.0mg/l、3.0mg/l、4.0mg/l、5.0mg/l、6.0mg/l、8.0mg/l、10.0mg/l的三聚氰胺牛奶溶液，作为三聚氰胺的标准溶液；
44.(1-2)准确称取10份糖精钠，再分别将其溶解在同样的白酒中，配制出浓度分别为40mg/l、20mg/l、10mg/l、8mg/l、6mg/l、4mg/l、2mg/l、1mg/l、0.8mg/l、0.5mg/l的糖精钠白酒溶液，作为糖精钠的标准溶液；
45.(1-3)将10份福美双分别用浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液(即4-mba溶液，配制方法：将4-巯基苯甲酸粉末用酒精溶解后，用超纯水配制而成)稀释，配制出浓度分别为1
×
10-10
mol/l、1
×
10-9
mol/l、1
×
10-8
mol/l、1
×
10-7
mol/l、1
×
10-6
mol/l、1
×
10-5
mol/l、1
×
10-4
mol/l、1
×
10-3
mol/l、1
×
10-2
mol/l、1
×
10-1
mol/l的福美双4-mba溶液，作为福美双的标准溶液；
46.(2)标准曲线的建立
47.(2-1)将步骤(1)配制的一个浓度的三聚氰胺的标准溶液倒入试剂盒中，直至填满试剂盒；
48.(2-2)扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统；
49.(2-3)计算机触发半导体激光器，半导体激光器发出的激光由第一滤光片滤光后，经第三分叉光纤、第一分叉光纤和输入接口射入检测盒，得到包含试剂盒中三聚氰胺的光谱信息的增强拉曼散射光信号，增强拉曼散射光信号经输出接口进入第二分叉光纤、第四分叉光纤后进入第二滤光片，由第二滤光片过滤掉背景光后进入拉曼光谱仪，拉曼光谱仪将光信号转变为电信号后传输给计算机，由计算机处理电信号数据，得到三聚氰胺的增强拉曼散射光谱数据；
50.(2-4)重复两次步骤(2-1)～步骤(2-3)，汇总三次检测得到的三聚氰胺的增强拉曼散射光谱数据并取平均值；
51.(2-5)重复步骤(2-1)～步骤(2-4)，得到其他不同浓度的三聚氰胺的标准溶液的增强拉曼散射光谱数据的平均值；
52.(2-6)根据得到的增强拉曼散射光谱数据的平均值数据中699cm-1
处三聚氰胺的特征峰的相对峰值强度和三聚氰胺的浓度数据，利用最小二乘法拟合建立1条699cm-1
处三聚氰胺的特征峰的相对峰值强度与三聚氰胺的浓度关系直线(如图4所示)；
53.(3)重复步骤(1)～步骤(2)，得到1164cm-1
处糖精钠的特征峰的相对峰值强度与糖精钠的浓度关系直线(如图5所示)，以及1377cm-1
处福美双的特征峰的相对峰值强度与福美双的浓度关系直线(如图6所示)，步骤(1-3)中配制的一种标准溶液——浓度为1
×
10-3
mol/l的福美双4-mba溶液的sers光谱图如图8所示，即4-mba和福美双同时存在时的sers光谱图，汇总所有的三聚氰胺、糖精钠、福美双的浓度关系直线，建立数据库；
54.(4)将4-巯基苯甲酸粉末用酒精溶解后，用超纯水配制成浓度为10-3
mol/l的4-巯
基苯甲酸溶液，重复三次步骤(2-1)～步骤(2-3)，汇总三次检测得到的4-巯基苯甲酸的增强拉曼散射光谱数据并取平均值，得到10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液的增强拉曼散射光谱数据(4-mba的sers光谱图见图7)，放入步骤(3)中建立的数据库中；
55.(5)用户家庭需要检测牛奶中是否含有三聚氰胺、白酒中是否含有糖精钠或蔬菜表面是否残留有福美双时，将拟检测的牛奶、白酒或洗菜水倒入试剂盒中，填满试剂盒后，扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统，最终由计算机根据得到的增强拉曼散射光谱中的相对峰值强度，在数据库中进行数据比对，确定所测物质的种类和浓度，并将检测结果反馈至用户家庭。若所测溶液中含有三聚氰胺，则计算机通过699cm-1
的特征峰确定三聚氰胺，并通过拟合建立的699cm-1
处三聚氰胺的特征峰的相对峰值强度与三聚氰胺的浓度关系直线确定三聚氰胺的浓度。若所测溶液中含有糖精钠，则计算机通过1164cm-1
的特征峰确定糖精钠，并通过拟合建立的1164cm-1
处糖精钠的特征峰的相对峰值强度与糖精钠的浓度关系直线确定糖精钠的浓度。若所测溶液中含有福美双，则计算机通过1377cm-1
的特征峰确定福美双，并通过拟合建立的1377cm-1
处福美双的特征峰的相对峰值强度与福美双的浓度关系直线确定福美双的浓度。
56.在进行上述步骤(5)的检测之前，用户家庭可先将浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液填满试剂盒，扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统，由计算机根据得到的增强拉曼散射光谱中的相对峰值强度，在数据库中进行数据比对，确定检测结果为4-巯基苯甲酸及其浓度后，先用超纯水洗净试剂盒，再进行步骤(5)。这样做的目的是在检测前先判定整个系统通路，确保系统可正常使用。
57.在上述实施例2中，仅借助检测牛奶中的三聚氰胺、白酒中的糖精钠、洗菜水中的福美双的检测来说明本发明方法与特点，其目的在于能使本领域的技术人员按发明内容进行实施，但被测对象范围并不局限于三聚氰胺、糖精钠和福美双，本发明在实际应用中可根据不同用户需求进行个性化检测。因此，凡依据本发明所提出的原理、方法所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，其特征在于，包括检测盒、总光纤束、第一光纤分束器、第二光纤分束器、第一滤光片、第二滤光片、半导体激光器、拉曼光谱仪和计算机，所述的检测盒设于用户家庭，所述的检测盒包括输入接口、输出接口、二维码和试剂盒，所述的二维码粘贴在所述的检测盒上，所述的二维码用于供用户扫码以启动远程检测系统，所述的试剂盒设于所述的检测盒内，所述的试剂盒内设有一段光纤锥腰，所述的光纤锥腰由多模的石英光纤制成，所述的光纤锥腰的表面经硅烷化处理，经硅烷化处理的所述的光纤锥腰的表面吸附有星形的金纳米颗粒，所述的金纳米颗粒由二氧化硅包裹，所述的光纤锥腰的一端经光纤与所述的输入接口相连，所述的光纤锥腰的另一端经光纤与所述的输出接口相连，所述的总光纤束上经所述的第一光纤分束器分出有第一分叉光纤和第二分叉光纤，所述的总光纤束上经所述的第二光纤分束器分出有第三分叉光纤和第四分叉光纤，所述的半导体激光器的输出端依次经第一滤光片、第三分叉光纤、第一分叉光纤与所述的输入接口相连，所述的输出接口依次经第二分叉光纤、第四分叉光纤、第二滤光片与所述的拉曼光谱仪的输入端相连，所述的拉曼光谱仪的输出端与所述的计算机的输入端相连，所述的计算机的触发信号输出端与所述的半导体激光器的输入端相连，所述的检测盒用于收集液态食品或用4-巯基苯甲酸溶液浸泡非液态食品后得到的食品浸泡液中所含待测物质的增强拉曼散射光信号，所述的拉曼光谱仪用于接收增强拉曼散射光信号、并将光信号转变为电信号后传输给所述的计算机，所述的计算机用于处理电信号数据，得到增强拉曼散射光谱数据并在预先建立的数据库中进行数据比对，确定所测物质的种类和浓度，最终将检测结果反馈至所述的用户家庭。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，其特征在于，所述的半导体激光器的输出端发出的激光的波长为785nm，功率为2.5～10mw，线宽为0.3nm。3.根据权利要求1所述的一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，其特征在于，所述的第一分叉光纤、第二分叉光纤、第三分叉光纤和第四分叉光纤均为石英光纤，所述的第一光纤分束器和所述的第二光纤分束器的透过率大于或等于95％，分光比为50:50，分光比偏差为
±
8％。4.根据权利要求1所述的一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，其特征在于，所述的第一滤光片为785nm的带通滤光片，所述的第二滤光片为785nm的高通滤光片。5.根据权利要求1所述的一种基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统，其特征在于，所述的拉曼光谱仪采用刻线数为800/mm的光栅作为分光元件，系统的狭缝宽度为20μm，信噪比高于6500:1。6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统实施的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)标准溶液的制备配制不同浓度的某种待测物质的标准溶液；(2)标准曲线的建立(2-1)将步骤(1)配制的一个浓度的标准溶液倒入试剂盒中，直至填满试剂盒；(2-2)扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统；(2-3)计算机触发半导体激光器，半导体激光器发出的激光由第一滤光片滤光后，经第
三分叉光纤、第一分叉光纤和输入接口射入检测盒，得到包含试剂盒中待测物质的光谱信息的增强拉曼散射光信号，增强拉曼散射光信号经输出接口进入第二分叉光纤、第四分叉光纤后进入第二滤光片，由第二滤光片过滤掉背景光后进入拉曼光谱仪，拉曼光谱仪将光信号转变为电信号后传输给计算机，由计算机处理电信号数据，得到待测物质的增强拉曼散射光谱数据；(2-4)重复两次步骤(2-1)～步骤(2-3)，汇总三次检测得到的待测物质的增强拉曼散射光谱数据并取平均值；(2-5)重复步骤(2-1)～步骤(2-4)，得到其他不同浓度的待测物质的增强拉曼散射光谱数据的平均值；(2-6)根据得到的增强拉曼散射光谱数据的平均值数据中待测物质的特征峰的相对峰值强度和待测物质的浓度数据，利用最小二乘法拟合建立待测物质的相对峰值强度与待测物质的浓度关系直线；(3)重复步骤(1)～步骤(2)，得到其他不同种类待测物质的相对峰值强度与待测物质的浓度关系直线，汇总所有的浓度关系直线，建立数据库；(4)将4-巯基苯甲酸粉末用酒精溶解后，用超纯水配制成浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液，重复三次步骤(2-1)～步骤(2-3)，汇总三次检测得到的4-巯基苯甲酸的增强拉曼散射光谱数据并取平均值，得到10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液的增强拉曼散射光谱数据，放入步骤(3)中建立的数据库中；(5)用户家庭将拟检测的液态食品或用浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液浸泡非液态食品后得到的食品浸泡液倒入试剂盒中，填满试剂盒后，扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统，最终由计算机根据得到的增强拉曼散射光谱中的相对峰值强度，在数据库中进行数据比对，确定所测物质的种类和浓度，并将检测结果反馈至用户家庭。7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，在进行步骤(5)之前，用户家庭先将浓度为10-3
mol/l的4-巯基苯甲酸溶液填满试剂盒，扫描检测盒上的二维码，启动远程检测系统，由计算机根据得到的增强拉曼散射光谱中的相对峰值强度，在数据库中进行数据比对，确定检测结果为4-巯基苯甲酸及其浓度后，先用超纯水洗净试剂盒，再进行步骤(5)。

技术总结
本发明公开的基于光纤表面增强拉曼散射的远程检测系统包括检测盒、总光纤束、第一光纤分束器、第二光纤分束器、第一滤光片、第二滤光片、半导体激光器、拉曼光谱仪和计算机，检测盒包括输入接口、输出接口、二维码和试剂盒，半导体激光器的输出端依次经第一滤光片、第三分叉光纤、第一分叉光纤与输入接口相连，输出接口依次经第二分叉光纤、第四分叉光纤、第二滤光片与拉曼光谱仪的输入端相连，拉曼光谱仪的输出端与计算机的输入端相连，计算机的触发信号输出端与半导体激光器的输入端相连。本发明系统具有入户检测、操作便捷、检测的物质种类多样、检测精度高等优点，且其检测盒具有安装便捷和便携的特点，在食品检测领域有着广泛的应用前景。应用前景。应用前景。


技术研发人员：张培晴 戴心怡 葛恺鑫 陶攀 刘婷 李耀威 张巍 王训四 戴世勋
受保护的技术使用者：宁波大学
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/12