第18届国际近红外光谱会议(ICNIRS2017)在丹麦召开

　　仪器信息网讯 第18届国际近红外光谱会议于2017年6月11-15日在丹麦哥本哈根(Copenhagen)召开。来自37个国家的约500位代表参加了此次会议，中国代表团有19位代表。同时，有12位中国海外留学生及海外华人参加了会议，组成了强大的中国军团。参会论文267篇，其中大会邀请报告(plenary lecture)8篇，口头报告(oral presentation)49篇，墙报(poster)210篇。口头报告分为15个会议单元(session)，主题分别是化学计量学(2个单元)、奶制品和食品(2个单元)、制药和生物(2个单元)、水、土壤和环境(2个单元)、过程分析技术(2个单元)、理论和仪器(1个单元)和高光谱成像(2个单元)。

　　本次会议的主旨是“近红外光谱技术在工业中的应用”。会议安排了两场大会邀请报告，题目分别是“The use of NIRS in the Dairy Industry: New trends and applications (近红外光谱在工业生产奶制品中新的方向和新的应用)”和“NIRS in process control ? time is on my side (近红外光谱技术在过程控制中的应用，时间由我掌控)”。前者主要强调了近红外光谱技术在整个奶制品生产链条中的应用，后者介绍了近红外结合气相色谱技术在过程控制中的应用。在本研究方向有14场口头报告，分别介绍了近红外光谱技术用于奶制品、油料、糖料、制药等工业加工和运输过程中的质量监测。在这些研究工作中，“快速和自动化管理”是最突出的特点，很多研究工作不仅仅是使用商品仪器开展研究工作，还针对自己的研究对象开展了仪器的改装和测量方式的改进。但是近红外光谱技术较低的灵敏度在一定程度上制约了其在工业领域的进一步发展。

　　化学计量学一直是历届近红外光谱会议讨论的热点。本次会议安排了两场大会邀请报告，题目分别是“NIRS in big data cybernetics (近红外光谱大数据控制论)”和“How to stop worrying about calibrations and embrace the benefits of NIR? (如何解决校正模型的众多问题并发挥NIR的优势?)”。第一个报告强调了合理收集数据的重要性，并强调了两种数据分析的模式，即数据驱动(Data-driven)和理论驱动(Theory-driven)模式。前者强调设计一个可观察的流程，尽可能多的收集样品并检测多种性质，然后再建立模型，让数据说话;后者突出设计一个机器学习模型，收集合适的少量样品，用少量数据测试模型。对于大数据而言，数据驱动模式更有利于信息的提取。之后，报告人突出了面对海量近红外光谱数据时筛选信息的重要性，指出“近红外光谱是上帝给予人类内容丰富的一份大礼，但若不合理筛选利用，也与垃圾无异”。第二个报告突出了化学计量学算法在定性定量分析近红外光谱数据时的重要性。会议还有10场化学计量学方面的口头报告，研究内容涉及了正交化建模、数据降维、变量选择、模型转移等诸多化学计量学方法。这些方法在一定程度上改善了定性定量模型并拓宽了近红外光谱的适用范围，但是这些方法往往局限于某一种或一类物质的分析，难以全面推广。对化学计量学更深入的研究和探索仍是近红外光谱研究和应用领域中的重要任务之一。

　　作为近红外光谱技术的重要应用领域，农业、奶制品和食品方面安排了两场大会邀请报告，题目分别是“NIR Spectroscopy at work in wood science and technology (近红外光谱技术在林业科学中的应用)”和“Could Near Infrared Spectroscopy be useful to digital agriculture? (近红外光谱技术是否可以促进数字农业的发展?)”。前者提出了利用时间分辨近红外光谱技术(TOF-NIR)可以实时监测树木中的水分含量;后者展示了利用卫星遥感和近红外高光谱成像控制农业的播种、灌溉、施肥、除虫、收割等过程。在本研究方向有60余篇大会论文，分别介绍了近红外光谱在木材、农作物以及相关产品分析中的应用。在这些研究工作中，研究工作者深入分析了所研究对象的特性，针对这些特性设计了更适用的仪器或测量方法。

　　制药和生物制药同样是本次会议的重要主题，会议安排了一场大会邀请报告，题目是“Current and future applications of Near-infrared in Pharmaceutical and Biopharmaceutical Industry(近红外光谱技术在制药和生物制药中应用的现状和未来)”。报告者介绍了近红外光谱在制药领域未来的发展趋势。精准医疗已成为医学领域的发展趋势，个性化医疗需要控制给药的精准性，因此，近红外光谱技术可以在此领域大展身手。使用近红外光谱技术控制药物中的有效成分含量，可以实现针对不同病人的个性化给药。同时，结合现阶段热门的3D打印技术，可以快速打印药片、胶囊、冲剂等不同形式的药物。之后报告者指出规范的行业标准是近红外光谱技术在制药领域取得长远发展的前提。值得一提的是，在制药与生物制药单元有两个来自中国学者的报告，分别是山东大学博士后李连带来的“Qualitative and quantitative monitoring the ethanol precipitation process in human albumin separation by near infrared spectroscopy (近红外光谱技术定性定量监测人血清白蛋白乙醇沉淀过程)”和江苏科技大学颜辉老师带来的“Identifcation of fengdou produced from different dendrobium species by a handheld NIR Spectrometer based on DLP Technology and Cars-Plsda evaluation (利用基于DLP技术的手持式红外光谱仪和Cars-PLSDA评估方法识别石斛科枫斗植物)”。两个报告精彩地体现了近红外技术在制药过程和中药识别领域的应用。

　　高光谱与成像技术作为近红外光谱技术的发展前沿，会议安排了一场大会邀请报告：“Clinical Neuro-Monitoring with Diffuse Correlation Spectroscopy (漫反射相关光谱用于婴儿临床状态监测)”。报告者将无创的近红外光谱技术和漫反射相关光谱(DCS)技术用于婴儿临床监测，发明了监测大脑血流量和氧气代谢的新仪器和新方法。在多年的研究过程中，报告人致力于改善DCS技术用于血流量测量的灵敏度、速度和准确性。经过大量的模型验证和临床试验，新型仪器正在逐步商品化。之后的口头报告中高光谱成像应用到了食品、农业、医疗等各个领域，极大地拓展了近红外光谱的应用。

　　对于理论和仪器的主题，会议安排了一场大会邀请报告和三场口头报告。介绍了NIRS的理论和技术进步及其对工业的影响，同时还展示了小型手持仪器在空气检测、食品质量保证等领域的发展。水、土壤与环境是本次会议独具特色的一个主题。大会安排了5场口头报告，介绍了使用近红外光谱技术寻找考拉地域分布的秘密，探寻红木的起源，对废旧木材分类整理等有趣的话题。其中日本神户大学的Roumiana Tsenkova教授介绍了一个新颖的观点——水光谱组学。她的报告题目是“On different roles of water in soft contact lenses – Near Infrared and Aquaphotomics study (利用近红外光谱和水光谱组学研究隐形眼镜中水的不同功能)”。她提出水和溶液中的其他分子就像太极阴阳一般相辅相成。因此，水如镜子一样，可以通过水的光谱特征能反映出溶质的特性。以隐形眼镜中的水为例，水以三种不同状态存在，即与隐形眼镜材料紧密连接、非紧密连接和自由状态。随着时间变化隐形眼镜中三种水的含量会发生明显变化，通过水结构的变化模式可以有效的检测隐形眼镜的质量。

　　本次大会为了表彰Lars Munck教授为近红外技术发展做出的杰出贡献，特意安排了主题为“The unreasonable efficiency of near infrared spectroscopy (近红外光谱技术高效能的不合理之处)”的报告。Munck老先生阐述了近红外光谱技术的五个不利因素，解释了在生物领域的应用中可能出现“结果完美但不一定合理”的原因，警示研究者要从数据出发而不要盲目地相信数学模型。之后老先生介绍了“近红外光谱文化(NIRS culture)”，回顾历史，展望未来，从开始将近红外光谱技术引入分析化学，到化学计量学在近红外光谱中的应用，再到现阶段近红外光谱可以作为“指纹”对物质进行定性定量分析。老先生精彩的报告给我们带来了诸多启迪，为近红外光谱技术今后的发展指明了方向。

　　本次会议秉持了“充实、严谨、轻松”的特点，与会代表同心协力，会议日程内容充实，学术报告严谨认真，会后交流轻松愉悦。会议场所的音响投影设备先进，给予参会者极佳的视听体验。而会议的开幕式、宴会、各种主题晚宴则秉持着北欧极简平淡的风格。与之相比令人激动的是，中国代表团要为争取ICNIRS2021举办权而战!在做好了充分的会前准备的基础上，由青年学者和中国海外留学生组成了活力四射的“志愿团”，向与会代表宣传了近红外在中国的发展，发放了设计精美的纪念品，播放了内容生动丰富、画面宏伟大气的宣传片。经过为期四天的共同努力，2017年6月14日晚终于获得了ICNIRS2021的主办权!

　　本文作者：南开大学化学学院 崔晓宇 蔡文生 邵学广

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