基于多波长频率编码的药液成分检测系统设计

来源：电子测量技术杂志2025年第23期北京时间：

作者：蒋力耀，蔡玉琴，朱永炳，徐季，陶治

单位：1.南京信息工程大学电子与信息工程学院 南京 210044; 2.南京信息工程大学集成电路学院 南京 210044; 3.治芯电子科技(连云港)有限公司 连云港 222042

摘要：静脉用药的个体化治疗对药液成分的快速、精准检测提出了更高要求，尤其是在复杂基质下微量成分的识别仍面临挑战。本研究提出了一种基于频率编码与近红外光谱联用的多波长同步检测系统，在一定程度上克服了水在近红外区吸收造成的谱线重叠问题，同时弥补了单一波长激光在识别溶质种类及其浓度方面的局限性。该系统通过850~1 550 nm范围内八组LD激光器的独立频率编码，结合锁相放大算法进行信号解调，有效抑制了多波长之间的干扰，提高了信号准确性和响应速度。系统集成了高灵敏度的InGaAs阵列探测器，能够捕捉C—N（1 380~1 430 nm）和N—H（1 500~2 100 nm）的吸收特征。通过神经网络建立光谱与浓度的映射模型，检测时间缩短至2 s，显著提升了效率。实验结果表明，在盐酸氨溴索（0.1~2 mg/mL）与比阿培南（10~30 mg/mL）溶液中，浓度检测误差控制在≤5%（n=20），优于传统HPLC方法（5%~8%）。这一结果证明了该系统在药液成分快速检测及个体化用药监控中的潜力，具有广泛应用前景。

关键词：频率编码;近红外光谱;药液成分检测;多波长同步检测

基金资助：国家重点研发计划课题(2022YFB4401301)、国家自然基金重大研究计划(92264103)、江苏省研究生实践创新计划（SJCX25_0504）项目资助