第四届近红外光谱学术会议大会报告集锦

　　仪器信息网讯 2012年9月12-15日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会近红外光谱专业委员会主办，桂林电子科技大学协办的全国第四届近红外光谱学术会议在桂林举行，来自近红外光谱相关领域的专家学者、仪器用户等200多人参加了会议。

　　本届大会邀请了国内有丰富经验的近红外光谱分析专家、学者和仪器专家作专题报告及进行近红外光谱分析技术交流，同时还邀请了国外知名学者和海外华裔学者与会。各位专家围绕近红外光谱技术的发展及最新应用做了精彩的报告。

报告人：北京化工大学 袁洪福教授

报告题目：中国近红外光谱分析发展之考虑

　　袁洪福教授首先介绍了我国近红外光谱应用研究的发展历史，从上个世纪70年代末最早在饲料领域应用开始，经过30余年的发展，我国近红外分析学科已经形成了包括科研、应用和仪器产业等完整体系，成立了学术交流平台——近红外光谱专业委员会，培养了大量的人才。然而也存在着前期发展目标不明确，研究相对分散，与国家社会发展重大需求结合不够密切，还停留在发表文章阶段，解决实际问题深度不够，没有把近红外分析优势和效果凸显出来。今后，近红外的发展必须与国家重大需求紧密结合，重点领域是品质分析、过程分析与控制。要针对药品、食品、粮食、饲料、生鲜肉、纺织等重要民生物资的品质安全对近红外快速分析技术的需求，开展实用近红外分析技术的研究，通过建立成功示范，逐步实现技术的普及应用。并要花费大力气解决制约我国近红外分析广泛使用的技术瓶颈：1.目前我国缺乏经济合理和性能优良的近红外专用分析仪器；2.缺乏实用分析模型及其模型共享技术。

　　另外，袁洪福教授介绍说为了组织和推进我国近红外光谱分析的持续发展，2010年近红外光谱专业委员会组织了“分子光谱多元校正分析方法通则”国家标准立项申请并获批立项，目前该标准已经完成征求意见阶段的工作。2012年，近红外专业委员会组织申请了题为“中国近红外光谱分析关键技术问题、应用和发展战略”香山科学会议，并且获得批准，2012年11月27日-29日将在北京香山举行。

报告人：NIR Application Consultants Inc. Katy W.G.Hansen女士

报告题目：Semi-Automatic Near Infrared Spectroscopy for at Line Oleo-Chemicals Raw Material Screening

　　Hansen女士介绍了近红外光谱技术在油料化工原材料在线分析当中的应用。为了提高分析速度，Hansen女士研发了一种结合自动进样器的半自动控制的近红外光谱仪，通过一次扫描，就能筛选出符合生产要求的原材料。该技术能够节省生产成本和人力，并且能够减少化学品和试剂的使用。

　　另外，Hansen女士还介绍了近红外光谱技术未来的发展前景，“作为一门实用科学，近红外技术将更多的聚焦于实际应用，将在工业、制药、农业和食品等领域发挥重要作用，可用于在线、离线分析，美国FDA已经将近红外光谱技术作为药品分析的标准方法。同时也可以与其他分析技术如GC-MS、ICP-MS、NMR、LC-MS、DSC等联用。”

报告人：清华大学 罗国安教授

报告题目：中药生产过程质量监控中的近红外光谱分析关键技术、应用及前景

　　在报告中，罗国安教授指出：“中药是一个典型的复杂系统，来源广泛，成分众多，质控指标多，质量控制难。安全、有效和质量可控是社会对中药的基本要求。质量源于设计，过程监控在中药质量控制中将起到重要作用。近红外光谱技术作为‘多快好省’的绿色分析技术，是中药质量在线分析、智能控制的仪器基础。可实现多成分同时检测，且检测时间短，可用于生产过程的在线监控。近红外在线分析系统可以在线监测有效成分、在线监测提取过程指纹图谱相似度，可确定提取过程终点，保证不同批次的均一性。近红外系统应用于中药提取过程在线检测与控制是可行的。”

报告人：天津大学 徐可欣教授

报告题目：近红外用于人体健康相关领域时须面对的挑战

　　徐可欣教授介绍说：“近红外光谱法在农业、工业等领域的成分快速检测或监测中已经有不少成功的例子。近年来随着人们对于生活质量要求的提高，同时由于有许多用其他方法不能解决的与人体健康有关的问题的存在，促使了人们尝试将近红外光谱技术用于人体健康的相关领域，如人体血糖浓度的无创伤检测，环境中微量化学成分的检测，食品安全性的快速检测方法等。”

　　徐可欣教授在报告中以自己课题组近年来在上述几方面的研究工作为例，讨论了红外光谱技术用于这些领域的共性问题，展望了解决此类问题的可能的方法，讨论被测对象特点与测量技术和期待目标之间的关系。

报告人：中国农业大学 闵顺耕教授

报告题目：近红外显微光谱成像的基础研究及应用

　　“图像分析化学，尤其是近红外图像分析以及成像方法学，正逐渐成为对分析样品表面进行高品质光谱分析的一种有效的分析手段。目前制约近红外显微图像技术发展的主要因素是化学成像的方法问题，近红外显微图像技术很大意义上是多种成分的复合图像，即使单一波长，也是多种官能团信息的叠加，从而导致无法对特定化合物进行成像，也就无法知道化合物在样品中的分布情况。”

　　闵顺耕教授课题组研究了干样品和鲜活样品成像的方法，采用剥离技术进行图像分离，包括导数法、PCA、PLS、ALS等方法用于显微图像中的光谱信息提取和分离，并与常规的相关光谱成像和化学成像对比，成像效果有了明显的改善。同时采用PLS、ALS方法进行微区定量分析，获得了特定化学成分的真是含量分布，并应用于食品安全中的污染物检查。

报告人：南开大学 邵学广教授

报告题目：近红外光谱用于复杂体系中的化学计量学方法研究——微量成分分析

　　邵学广教授介绍说，“由于近红外光谱信号弱，在复杂体系分析中多组分信号严重重叠，导致近红外光谱分析的检测灵敏度低，解释性差。为了改善近红外光谱分析的灵敏度问题，采用吸附材料对溶液中微量成分进行富集，再进行漫反射光谱分析可以改善近红外光谱分析的灵敏度；间接校正技术的应用也可以使近红外光谱用于金属离子及复杂体系中的微量成分分析。”

　　最后邵学广教授指出：“近红外光谱技术用于微量分析仍然存在误区和争论。一般认为近红外光谱技术的灵敏度仍无法与色谱、电化学等方法相比，近红外光谱技术用于微量分析仍需继续努力。”

报告人：华东理工大学 杜一平教授

报告题目：近红外光谱分析低含量组分的能力评价

　　杜一平教授在报告中提到：“富集技术是提高近红外光谱技术检测灵敏度的一个简单实用的手段，但在设计富集装置时应该充分考虑近红外光谱技术的优点，如简单、快速等。另外纯粹的金属离子在理论上是不能产生近红外信号的，因此近红外光谱技术不适合于检测金属离子，但通过富集技术可以将金属离子与有机官能团相结合，实现金属离子的间接检测。”

　　杜一平教授分别介绍了静态富集-近红外光谱检测低含量氨基甲酸乙酯，在线富集-近红外光谱检测水中低含量铅、整体住富集-近红外光谱检测技术、流化床富集-近红外光谱检测技术。并分别对静态和动态富集条件下近红外光谱检测能力进行评估。

报告人：中南大学 梁逸曾教授

报告题目：近红外光谱分析长变量选择的重要性——兼论经典校正与逆校正模型之异同

　　梁逸曾教授在报告中通过比较两个近红外光谱的不同解空间，即所谓组分光谱解空间和波数变量解空间，重点讨论了经典校正与逆校正模型的异同，在此基础上还进一步讨论了偏最小二乘(PLS)方法的优越性和局限性。通过对不同实际数据分析的解析，说明大部分近红外光谱，其中特别是一些复杂体系的近红外量测数据，正确的变量选择将对近红外光谱建模有着十分重要的作用，有时甚至是必须的。

报告人：桂林电子科技大学 杨辉华教授

报告题目：高性能计算及其在近红外光谱分析中的初步应用

　　杨辉华教授在报告中介绍说：“化学计量学为各种化学信号解析、数据处理、统计分析等提供了有效的工具和方法。近年来，由于单机的计算能力在不断增强，对于简单算法和少量数据，其计算能力和速度都有很大的提升。但是由于近红外光谱仪器越来越精密，可以得到高分辨率的光谱信息；建模的样本数据量很大；近红外光谱一次测量可以分析多个物理化学性质，对每个性质均需建模；算法需要做参数优化；光谱建模前需要剔除各种噪声干扰，需要进行光谱预处理；对于某些应用，建模工作量非常大。因此近红外光谱分析数据规模大、维数高，要得到优化的模型，计算量非常大。”

　　杨辉华教授从计算机科学与技术的角度，以光谱分析中常用的偏最小二乘(PLS)、支持向量机(SVM)算法为例，对如何实现化学计量学算法的高性能计算，提出一些想法，并给出实验室的一些初步成果，如SVM交互验证的多线程实现、基于云计算框架的高性能化学计量算法，以及基于GPU计算的高性能化学计量算法。

　　最后，杨辉华教授表示：“计算机科学与技术的发展速度非常快，可为化学计量学提供日新月异的工具和方法。我们如果合理利用这些新成果，将能更好、更快、更方便地挖掘出化学信号、数据中潜藏的知识，为我所用。”