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近红外反射光谱分析

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近红外反射光谱分析相关的论坛

  • 构建整粒油菜籽脂肪酸成分近红外反射光谱分析模型的研究

    选用具有多年份、多地点、变异大的497份油菜籽育种材料组成原始样品集,光谱经散射和数学预处理利用改良偏最小二乘法(MPLS)构建各脂肪酸近红外反射光谱(NIRS)校正模型,同时采用三种不同用量的样品杯进行NIRS建模分析。结果表明,以8g样品校正建模效果最好,六种脂肪酸的校正决定系数为0.74-0.98。同时以3和0.6g样品分别发展的校正模型效果也较好,两者分析效果相近,各项决定系数(RSQ1,1-VR)高,相应的各项误差(SEC,SECV)较低。该研究以完整油菜籽为样品所建立的脂肪酸NIRS模型,可直接用于育种材料选择、突变体筛选和种质资源的评价等研究。 主题词:近红外反射光谱;油菜籽;脂肪酸;校正模型 该文作者服务于浙江大学农业与生物技术学院农学系。 文中所采用的近红外仪器NIRSystems 5000系福斯公司产品,如需了解产品详情请洽福斯(中国)公司。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=22384]NIR脂肪酸研究[/url]

  • 【分享】近红外反射光谱与化学模式识别结合鉴别鱼粉类别

    近红外反射光谱与化学模式识别结合鉴别鱼粉类别鱼粉是目前最为理想的饲料蛋白源。随着饲料产量的逐年增长,我国每年从俄罗斯、美国、新西兰、秘鲁、智利等国进口大量鱼粉。按照鱼粉的生产原料划分,可分红鱼粉和白鱼粉,二者由于用途不同,造成价格、关税相差较大,但从外观和品质指标(蛋白、脂肪、灰分)都不能明显区分二者。本文的工作就是以鱼粉的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]图作为分析的对象,采用判别分析和主成分分析方法对鱼粉进行快速的分类研究。结果表明,此法可为鉴别红、白鱼粉提供一种可靠、简便的手段,盲样检测的准确率超过98%。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=69047]近红外反射光谱与化学模式识别结合鉴别鱼粉类别[/url]

  • 问一些红外反射光谱的问题

    我对红外反射光谱的基本特征不了解,还有如何分析红外光谱?请知道的大虾帮帮忙!或者推荐一本这方面的好书也行,谢谢!

  • 紫外-可见-红外光反射光谱分析求助

    紫外-可见-红外光反射光谱分析求助

    [table=100%][tr][td]本人测的固体粉末的紫外-可见-红外光反射光谱,波长在400和800nm出现跳跃上升,求大神答疑解惑,另外有什么关于紫外可见红外反射光谱的书籍请大家推荐一下,谢谢了[/td][/tr][/table][img=,648,538]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/06/201906241620135235_6227_1676638_3.png!w648x538.jpg[/img]

  • 求助:怎样测量样品微区的紫外-可见-近红外反射(或者透射)光谱

    本人急需测量样品的微区紫外-可见-近红外反射(或者透射)光谱,样品为附着于基片(玻璃或者石英片)上的膜。微区大小为几十微米。请教各位大虾:有没有紫外-可见分光光度计可以测量微区的光谱性质,并且测量的波长范围可以达到近红外区。或者有哪种仪器具有相关的附件可以达到这种要求(本人现在采用的紫外-可见分光光度计是日立公司的UV-4100型。)请各位大虾指教。先谢过了!

  • 【线上讲座232期】基于反射技术的红外光谱分析方法(之一:ATR衰减全反射光谱法)

    欢迎大家前来与tianzhen老师一起就ATR衰减反射光谱技术知识的相关问题进行探讨~!活动时间:2013年09月09日——2013年09月18日【线上讲座232期】基于反射技术的红外光谱分析方法(之一:ATR衰减全反射光谱法) 主讲人:tianzhen--XRF & 颗粒度测量版面专家 活动时间:2013年09月09日——2013年09月18日 热烈欢迎tianzhen老师光临红外光谱版面进行讲座!http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_647674_1766615_3.gif引言对红外光谱来说,常规的透射分析分析方法已经远远不能满足现在样品多样化的要求。针对没的的样品要设计与之相适应的分析方法,不仅可以得到更加准确的结果,而且可能有效地节省分析时间,简化分析过程。但同时,在分析方法的完善及相关资料的全面性上来说,其它的分析方法还无法与透射法相比,但随着反射法硬件及分析方法的完善,反射分析方法正越来越多地受到重视,本讲座就对利用反射原理来进行样品分析的衰减全反射技术、漫反射技术及镜面反射技术做一个简单的介绍。本讨论共分三部分,每一部分分别关注前面提到的三种技术。由于内容比较多,讲座拟定分三期进行,第一期为衰减全反射技术、第二期漫反射技术及第三期镜面反射技术。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_647674_1766615_3.gif提要一、红外光的特点及红外光谱分析方法二、衰减全反射的原理及特点三、衰减全反射光谱的应用http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_647674_1766615_3.gif欢迎大家前来与tianzhen老师一起就ATR衰减反射光谱技术相关的内容进行探讨交流~!以上资料为tianzhen老师所著,未经tianzhen老师和仪器信息网同意任何个人和单位禁止转载!!!提问时间:2013年09月09日--09月18日答疑时间: 2013年09月09日--09月18日特邀佳宾:IR / NIR版面版主、专家以及从事红外光谱分析的同行们参与人员:仪器论坛全体注册用户活动细则:1、请大家就ATR技术知识的相关问题进行提问,直接回复本帖子即可,自即日起提问截至日期2013年09月18日2、凡积极参与且有自己的观点或言论的都有积分奖励(1-50分不等),提问的也有奖励3、提问格式:为了规范大家的提问格式,请按下面的规则来提问 :tianzhen老师您好!我有以下问题想请教,请问:……http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_647674_1766615_3.gif说明:本讲座内容仅用于个人学习,请勿用于商业用途,由此引发的法律纠纷本人概不负责。虽然讲座的内容主要是对知识与经验的讲解、整理和总结,但是也凝聚着笔者大量心血,版权归tianzhen老师和仪器信息网所有。本讲座是根据笔者对资料的理解写的,理解片面、错误之处肯定是有,欢迎大家指正。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_647674_1766615_3.gif

  • 【求助】怎么用复介电函数拟合出GaN的红外反射谱

    【求助】怎么用复介电函数拟合出GaN的红外反射谱

    怎么用复介电函数拟合出GaN的红外反射谱即用上述公式,结合载流子浓度,声子和载流子的阻尼常数,拟合出GaN的中红外反射光谱?含有虚数的函数该怎么计算和处理?谢谢!急!http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/12/201012221229_269039_1902368_3.jpg

  • 请问薄膜样品的红外反射率如何测?

    请问薄膜样品的红外反射率如何测?

    我在玻璃基底上涂了一层太阳能热反射膜,想测它的可见到红外的反射率,就是想得到附件里的文献里的反射率图谱,可见到近红外,我用紫外-可见-近红外分光光度计测试反射率,得到的曲线跟文献中还类似;红外波段,我试过了FTIR的ATR附件,可变角度SR镜面反射附件,测出来的曲线都不理想,得到的都是透过率曲线,还有很强的吸收峰,仪器操作员也不太懂,给我转换成反射率并归一化后,也不理想。。我想得到的不是对样品化学成分的分析曲线,而是想看看样品对红外光的反射率,应该是反射光强/原始入射光强,我就纳闷了,这么简单的实验,竟然这么难。。。请各位大牛给指点,希望跟大家交流。我的qq:1557362947。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/06/201406211731_502684_2904588_3.jpg

  • 紫外漫反射光谱的反射率大于100%是怎么回事?

    各位老师,我把固体粉末抹在BaSO4白板上做紫外漫反射光谱时,发现固体粉末的漫反射谱在近红外区的反射率竟然达到130%!!而在可见区和紫外区却是正常的低于100%,而我事先已经用BaSO4白板做了基线校正,BaSO4白板的反射率为100%。而且我做其它样品时都是正常的,为什么做这个样品却在近红外的反射率达到130%??急盼各位老师给我指点迷津!!万分感谢!!

  • 【线上讲座236期】基于反射技术的红外光谱分析方法(之二:漫反射技术光谱法)。。。即日起至12月14日

    欢迎大家前来与tianzhen老师一起就漫反射光谱技术知识的相关问题进行探讨!活动时间:2013年12月05日——2013年12月14日【线上讲座236期】基于反射技术的红外光谱分析方法(之二:漫反射技术光谱法) 主讲人:tianzhen--XRF & 颗粒度测量版面专家 活动时间:2013年12月05日——2013年12月14日 热烈欢迎tianzhen老师光临红外光谱版面进行讲座!http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif引言对红外光谱来说,常规的透射分析分析方法已经远远不能满足现在样品多样化的要求。针对没的的样品要设计与之相适应的分析方法,不仅可以得到更加准确的结果,而且可能有效地节省分析时间,简化分析过程。但同时,在分析方法的完善及相关资料的全面性上来说,其它的分析方法还无法与透射法相比,但随着反射法硬件及分析方法的完善,反射分析方法正越来越多地受到重视,本讲座就对利用反射原理来进行样品分析的衰减全反射技术、漫反射技术及镜面反射技术做一个简单的介绍。本讨论共分三部分,每一部分分别关注前面提到的三种技术。由于内容比较多,讲座拟定分三期进行,第一期为衰减全反射技术http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20130908/4954048/、第二期漫反射技术及第三期镜面反射技术。http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif提要一、红外光的特点及红外光谱分析方法二、漫反射的原理及特点三、漫反射光谱的应用http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif欢迎大家前来与tianzhen老师一起就漫反射光谱技术相关的内容进行探讨交流!以上资料为tianzhen老师所著,未经tianzhen老师和仪器信息网同意任何个人和单位禁止转载!!!提问时间:2013年12月05日--12月14日答疑时间: 2013年12月05日--12月14日特邀佳宾:IR / NIR版面版主、专家以及从事红外光谱分析的同行们参与人员:仪器论坛全体注册用户活动细则:1、请大家就漫反射技术知识的相关问题进行提问,直接回复本帖子即可,自即日起提问截至日期2013年12月14日2、凡积极参与且有自己的观点或言论的都有积分奖励(1-50分不等),提问的也有奖励3、提问格式:为了规范大家的提问格式,请按下面的规则来提问 :tianzhen老师您好!我有以下问题想请教,请问:……http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif说明:本讲座内容仅用于个人学习,请勿用于商业用途,由此引发的法律纠纷本人概不负责。虽然讲座的内容主要是对知识与经验的讲解、整理和总结,但是也凝聚着笔者大量心血,版权归tianzhen老师和仪器信息网所有。本讲座是根据笔者对资料的理解写的,理解片面、错误之处肯定是有,欢迎大家指正。http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif

  • 近红外漫反射对于谷粒的探测深度(probe depth)

    各位做食品,饲料,农业的兄弟,谁能够说说一个大概的近红外漫反射(非透射)对谷粒的探测深度啊?看到过很多用漫反射的方法做谷物全粒分析的,比如置顶的玉米分析的文章,但是具体近红外的探测深度在什么数量级,cm?mm?还是um?似乎没有人提到过啊。多谢!还有,近红外对谷物的漫反射光谱的吸收强度是不是比透射光谱要低一个数量级以上?谁有实际经验的也说说看?

  • 【资料】近红外光谱法在药物分析中的应用

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法在药物分析中的应用冯艳春 胡昌勤(中国药品生物制品检定所 北京 100050) 近红外(Near Infrared,NIR)光谱的波长范围是780~2526nm(12820~3959cm-1),通常又将此波长范围划分为近红外短波区(780~1100nm)和近红外长波区(1100~2526nm)。由于该区域主要是O-H,N-H,C-H,S-H等含氢基团振动光谱的倍频及合频吸收,谱带宽,重叠较严重,而且吸收信号弱,信息解析复杂,所以虽然该谱区发现较早,但分析价值一直未能得到足够的重视。近年来,由于巨型计算机与化学统计学软件的发展,特别是化学计量学的深入研究和广泛应用,使其成为发展最快、最引人注目的光谱技术[1]。而且由于该技术方便快速,无需对样品进行预处理,适用于在线分析等特点,在药物分析领域中正不断得到重视与应用。1[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的测量根据NIR光谱的获得方式,通常有透射(Transmittance)和漫反射(DiffuseReflectance)两种[2]。透射测定法的定量关系遵从Lambert-Beer定律,主要适用于液体样品,其正常的工作波长范围是850~1050nm[3]。浙江大学的史月华等人用该原理,在93%~97.4%的浓度范围内利用维生素E在6061~5246cm-1处的近红外吸收峰面积积分值和其浓度关系建立回归方程,对已知浓度的样品进行预测,误差及相对误差均在0.79%~0.9%内[4,5]。漫反射测定法是对固体样品进行近红外测定常用的方法。当光源垂直于样品的表面,有一部分漫反射光会向各个方向散射,将检测器放在与垂直光成45o角的位置测定散射光强的方法称为漫反射法。漫反射光强度A与反射率R的关系为 式中,R1为反射光强,R0为完全不吸收的表面反射光强。国内已有人先后用漫反射技术测定了精氨酸阿司匹林[6] 、安乃近[7] 、芦丁和维生素E[8] 等的含量,并且用反射光谱法对磺胺噻唑[9]进行质量评价。 以透射和漫反射为测试基础,为适应不同物质在不同状态时直接测定其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],90年代以来光纤技术在NIR中得到了广泛应用。光纤不仅可方便的传输光谱信号,各式各样的光纤探头还极大地方便了NIR进行各类快速在线分析。2[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在药物分析中的应用2.1应用范围[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法在药物分析领域中的应用范围相当广泛,它不仅适用于药物的多种不同状态如原料[10]、完整的片剂、胶囊与液体等制剂[11],还可用于不同类

  • 【线上讲座240期】基于反射技术的红外光谱分析方法(之三:镜面反射技术光谱法)···火热上线 ······至5月18日

    欢迎大家前来与tianzhen老师一起就镜面反射光谱技术知识的相关问题进行探讨!活动时间:2014年05月09日——2014年05月18日【线上讲座240期】基于反射技术的红外光谱分析方法(之三:镜面反射技术光谱法) 主讲人:tianzhen--XRF & 颗粒度测量版面专家 活动时间:2014年05月09日——2014年05月18日 热烈欢迎tianzhen老师光临红外光谱版面进行讲座!http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif引言对红外光谱来说,常规的透射分析分析方法已经远远不能满足现在样品多样化的要求。针对没的的样品要设计与之相适应的分析方法,不仅可以得到更加准确的结果,而且可能有效地节省分析时间,简化分析过程。但同时,在分析方法的完善及相关资料的全面性上来说,其它的分析方法还无法与透射法相比,但随着反射法硬件及分析方法的完善,反射分析方法正越来越多地受到重视,本讲座就对利用反射原理来进行样品分析的衰减全反射技术、漫反射技术及镜面反射技术做一个简单的介绍。本讨论共分三部分,每一部分分别关注前面提到的三种技术。由于内容比较多,讲座拟定分三期进行,第一期为衰减全反射技术http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20130908/4954048/、第二期漫反射技术http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20131204/5092349/、第三期镜面反射技术。http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif提要一、镜面发射技术应用领域二、镜面反射技术的类型、原理三、镜面反射技术光谱的应用http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif欢迎大家前来与tianzhen老师一起就镜面反射光谱技术相关的内容进行探讨交流!以上资料为tianzhen老师所著,未经tianzhen老师和仪器信息网同意任何个人和单位禁止转载!!!提问时间:2014年05月09日--05月18日答疑时间: 2014年05月09日--05月18日特邀佳宾:IR / NIR版面版主、专家以及从事红外光谱分析的同行们参与人员:仪器论坛全体注册用户活动细则:1、请大家就镜面反射技术知识的相关问题进行提问,直接回复本帖子即可,自即日起提问截至日期2014年05月18日2、凡积极参与且有自己的观点或言论的都有积分奖励(1-50分不等),提问的也有奖励3、提问格式:为了规范大家的提问格式,请按下面的规则来提问 :tianzhen老师您好!我有以下问题想请教,请问:……http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif说明:本讲座内容仅用于个人学习,请勿用于商业用途,由此引发的法律纠纷本人概不负责。虽然讲座的内容主要是对知识与经验的讲解、整理和总结,但是也凝聚着笔者大量心血,版权归tianzhen老师和仪器信息网所有。本讲座是根据笔者对资料的理解写的,理解片面、错误之处肯定是有,欢迎大家指正。http://img3.17img.cn/bbs/upfile/2009226105115.gif

  • 【分享】-----应用近红外光谱定量分析技术多成分、快速检测饲料品质 !!!

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url](Near lnfrared Spectroscopy,NIBS)分析技术是20世纪70年代发展起来的一种新的成分分析技术,其应用波长范围大约为3-0.70um,属红外光谱范围,是电磁波的一个组成部分。NIRS作为电磁波的一个组成部分,具有电磁波和物体作用时表现出的一般特性,如透射、漫反射、吸收等,此外,其最突出的特点是这一光谱区域为含氢基团的倍频和合频吸收区。物质的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是其中各基团振动的倍频和组合频率的综合吸收表现。尽管朗伯一比尔(Lamher-Beer)定律适合每个基团的吸收强度与其含量之间的定量关系,但对于一个吸收峰高度叠加光谱的定量分析,简单地应用朗伯一比尔定律显然是不合适的。这也是传统的光谱工作者避开近红外区的原因之一。 早期的NIRS分析技术主要是利用近红外的透射(Near lnfrared Transmittance,NIT)光谱测定液体中的水分含量和苯、乙醇等含一OH基团的化合物[刨。由于大多数食品和农产品的未破坏无损伤物料对NIRS来说是不透明体,测量其透射率有一定困难,所以该技术未能用于食品和农产品分析。真正使NIBS分析技术应用于农产品方面是1976年Norris将近红外反射光谱应用于谷物的水分研究并提出相对NIRS定量分析技术之后,其理论是:物质中某一化学成分的含量与近红外区内多个不同的波长点吸收率呈线性关系。 通过对一批已知其化学成分含量的NIRS校正,可获得X个波长点的回归系数,再用这个被确定的模型来预测未知样品中该化学成分的含量。 近十几年来,随着计算机技术的发展,大量光谱数据的处理成为可能;同时,NIRS分析技术本身也不断地发展,如采用的光谱区段、进样方法、光谱采集方法及定标用的统计方法等,都使NIBS分析技术的应用日益广泛,由最早谷物中水分含量的测定发展到同时测定谷物中的蛋白质、淀粉、油分等多种组分,应用范围也由农业扩展到食品、医药、纺织、石油等行业。2 国内外应用NIB分析技术检测饲料品质情况 NIBS分析技术毕竟是在对农产品尤其是谷物品质分析的研究中形成和发展起来的,目前文献涉及的NIBS分析绝大多数是相对NIB分析,而且多数是农产品方面的品质分析和应用研究,在饲料方面的应用也几乎全是对饲料作物及其产品的品质分析和应用研究。近十几年来笔者检索到的用NIRS分析技术测定水分和/或蛋白质和/或脂肪的报道共有221篇,除26篇涉及医学、15篇涉及环境生态、9篇涉及木材及其加工等行业外,其余171篇都是关于农产晶类的研究,其中饲料类33篇。这33篇报道,都采用相对NIR分析方法。 虽然相对NIB分析技术作为预测粗蛋白含量的快速检测方法已于1989年被AOAC首次通过,但由于该方法在实际应用中技术性能变化较大,AOAC也只是对该方法作一些规则性描述。上述33篇饲料类文献表明,长期以来许多学者对相对NIB分析技术作了很多研究,水分、蛋白质、脂肪、灰分是做得比较多的项目,定标应用效果良好,参见文献国外的实验材料多数选单一原料,也有报道混合饲料的相对NIB效果差于单一原料,对动物性饲料原料或混料的研究较少。 我国NIBS分析技术的研究起步较晚。"七五"期间,以中国农业科学院畜牧所为主,全国约20家研究所联合研制了一些饲料质量分析定标软件,如饲料用玉米、大豆粕、苜宿粉、蛋鸡配合饲料中的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗纤维(CF)和灰分含量定标软件以及6种饲料的消化能(DE)和代谢能(ME)、4种饲料原料的氨基酸(AA)、6种饲料的植酸磷、饲料添加剂中喹乙醇分析软件。之后,中科院长春光机所研制出了具有9个滤光片NIRl501型近红外反射光谱仪,到1996年出现了该国产NIR分析仪在饲料检测中的应用研究。与国外情况相似,我国的NIBS技术也多以粮谷作物及其产品为研究对象,文献中提及的"饲料"都是饲草类或粮谷类配合饲料。文献于1996年应用国产滤光片式NIR分析仪对全国各饲料厂及原料供应商采集的50个鱼粉样品(48个用于定标)的水分、粗蛋白含量进行定标、预测,效果良好。同年,福建省测试技术研究所用NIR分光光度计成功地测定成鳗饲料中粗纤维含量。王文杰报道曾用NIR技术对预混料中维生素A、喹乙醇、土霉素的检测进行研究,证明NIR是一种有应用价值的监测手段。丁丽敏用NIR技术对鱼粉的氨基酸含量和豆粕、玉米的真可消化氨基酸含量进行定标和预测,结果表明鱼粉赖氨酸和总的氨基酸的定标效果达到可利用程度,而蛋氨酸和胱氨酸的定标精度有待进一步提高;豆粕中除与胱氨酸有关的方程较差外,其它氨基酸的定标方程经检验有良好的预测性能;玉米真可消化氨基酸的定标性能不如豆粕好,目前还不能实际应用。3 饲料领域中如何应用NIRS定量分析技术 上述国内外研究工作均采用相对NIR法,尚未见NIT分析技术在饲料领域中的研究报道。纵观近10年来国内外的应用研究情况,应用NIRS作为饲料的定量分析技术,都遵循这样的过程--定标(Calibration)和预测(Prediction)。定标目的在于建立常规分析方法和NIRS分析法得到的结果之间可靠的函数关系,包括定标样品的选择,常规法测定定标样品某成分含量,获取定标样品的光谱数据并进行数学处理,经回归计算产生某成分的定标方程,再对该成分定标方程的准确性进行评价。定标样品在数量理论上只要比回归自由度的数目多一个就可以计算,但实际上数量越多,定标方程越有普遍意义。实际工作中,至少应考虑取50个样品。光谱数据的预处理和采用的回归校正方法是影响定标方程效果的主要因素,预处理较多采用趋势变换法、标准正态变量转换法、乘性散射校正法和加权乘性散射校正法等,回归校正方法常用逐步回归分析法(SMLR)、主成分分析法(PCR)、最小偏差分析法(PLS)和傅立叶转化等,其中PLS法是目前NIBS分析上应用最多的回归方法。预测是考察定标方程在实际应用中的可行性,其样品的选择和处理与定标用的样品大致一样,只是样品数目和成分含量分布不必象定标样品严格,结果需用预测标准差(Standard Error of Prediction)和相关系数(Rc)来衡量。为了获得满意的Rc要注意尽量多收集样品,并增加样品的覆盖范围,使各不同含量水平的定标样品数目尽可能均匀分布。 上述国内外研究工作为我国饲料行业应用NIRS分析技术提供了大量的经验和基础数据,但是近10年来我国NIRS分析技术在仪器和研究方法上均落后于欧美国家,目前NIBS分析技术还没有在我国农业科研和生产中得到真正的应用。由于应用NIRS分析技术作为一种定量分析方法,与化学法或物理化学法相比,主要具有如下优点:(1)无需称样,可以连续无限次地进行分析;(2)样品制备简单,只需粉碎,不用任何化学试剂处理,或者根本不用样品制备,对样品无损耗,测定后仍可作它用;(3)测定快速,只需几秒钟或几分钟即可完成,且一次可完成多个成分的测定。因此,NIRS分析法也称无损分析法,已引起化学和分析测试工作者的普遍重视,许多科学家认为此种技术将成为21世纪快速、实时分析和过程分析的最先导技术。

  • 【原创】近红外光谱分析技术在药学领域中的应用

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在药学领域中的应用摘要:综述了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在药学领域中的应用,包括[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法在原料药的分析、药物制剂的分析和制药过程中的质量控制等等。关键词 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],药学,应用 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术自70年代以来取得了重要进展,特别在药学领域,已有大量文献介绍[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在这些方面的应用。1 原料药的分析 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法可用于原料药活性成分的分析。Mark等使用马氏距离分类技术,通过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对制药原料进行定性鉴别。Shah等则分别用马氏距离法和SIMCA法这两种分类方法对制药原料的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进行分类。另外,原料药的结晶状态、粒径和密度在制剂生产和控制主要活性成分的过程中非常重要,可用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对原料药的不同物理性质进行检测。Dreassi等利用近红外反射光谱,根据药物的不同物理性质,对扑热息痛、布洛芬等几种原料药进行了成功的鉴别。2 药物制剂的分析 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在药物制剂的分析方面的应用有了很大的发展。在早期,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法和传统分析方法一样,需要用溶剂提取制剂样品中的待测成分后进行测定。随着近红外分析仪的发展,计算机科学和化学计量学的进步,可以用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法对制剂样品进行无损分析。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术所具备的这种传统分析方法无可比拟的优越性,也为实现生产过程实时在线的质量控制提供了新的手段。2.1 制剂中活性的含量测定 最早使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对片剂药物进行含量测定的是FDA的Sherken。他用近红外法测定一系列的甲丙氨酯标准溶液,建立了计算甲丙氨酯片含量的校正方程。几年后,Zappala等继续考察了近红外对片剂和缓释胶囊中甲丙氨酯的含量分析,对Sherken的方法作了改进。Allen用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法定量测定了片剂中的卡立普多、非那西丁和咖啡因。为降低近红外分析的检测限,Corti等尝试在分析前用氯仿进行提取,测定了口服避孕药中的炔雌醇和炔诺酮。Chasseur使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析了西米替丁颗粒的含量,并用紫外光谱法作对照,结果基本一致。Corti等在用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析胶质和粉末基质中酮替芬含量时,考察了校正样品的浓度范围对结果的影响,并在此基础上分析了雷尼替丁片的含量。为建立用于药物制剂的可靠而稳定的数学模型,Jouan-Rimbaud等考察了多种校正方法后发现,可以通过特征选择改善多元校正。 Jensen等将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]用于胺碘酮薄膜包衣片的分析,为消除薄膜包衣可能产生的干扰,在采集[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]前除去了包衣。而Wang等在第9届[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]国际会议上的一篇报告指出,除去包衣并不必要。他们用近红外发射光谱透过厚的胶囊壁,成功地测定了雷尼替丁胶囊中活性成分的含量。2.2 药物制剂的鉴别和分类 Ciurczak等用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对含三种活性成分的药物制剂进行了分析,分别考察了光谱的减除、光谱的再现和判别分析等数据处理方法在制剂的组成成分鉴别和制剂样品分类中的应用。Corti等将马氏距离用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的分类,对10种抗生素制剂进行定性区分,所有待测样品都得到了很好的分类。Wu等采用主成分分析和偏最小二乘算法进行光谱的特征选择,从而实现对不同剂量的同种药物制剂的区分。Lodder等在1987年提出了基于近红外反射分析检测完整胶囊的方法。为达到快速、简便测定胶囊的目的,他们设计了一种特殊的反射器,无需打开胶囊剂,即可直接放入反射器进行测定。Lodder等还将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]用于对片剂的直接测定,使用改进的载样装置分析阿司匹林片剂,得到了较好的分类结果。Dempster等开发了一种非侵入式近红外反射分析法,采用光纤传感器透过包装材料直接测定样品,能够识别成分相同,但包衣材料不同的片剂。 在国内,任玉林等对近红外在药品无损分析中的应用进行了一系列研究。他们应用几种多变量统计分类技术,对磺胺噻唑、美迪康等粉末药品进行了非破坏性分析,成功地鉴别出合格药、劣药和假药。2.3 水分的测定 由于水分子在近红外区有一些特征性很强的合频吸收带,而其它各种分子的倍频与合频吸收相对较弱,这使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]能够较为方便地测定药物和其它化学物质中水分的含量。Jones等利用近红外分析对冻干剂中的含水量进行了测定。用这种方法每小时可测定40个样品,并且结果与Karl Fischer法一致。作者认为,近红外法避免了空气中水分的干扰,因此与Karl Fischer法相比有其优越性。Corti等也将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法应用于盐酸雷尼替丁片中含水量的分析控制。2.4 片剂的溶出度测定 Zaunikos等将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法用于卡马西平片的溶出度测定。Drennen等继续进行了这方面的研究,用近红外法对溶出度不同的卡马西平片进行了正确分类。3 制药过程中的质量控制 制药过程控制分析是药物分析的一个重要研究内容。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析的最大特点是操作简便、快速,可不破坏样品进行原位测定,可不使用化学试剂,不必对样品进行预处理,可直接对颗粒状、固体状、糊状、不透明的样品进行分析。这些特点使得近红外分析技术特别适宜于在线的过程控制分析。3.1 粉末混合过程控制 Sekulic等使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对粉末混合均匀性进行在线监测。混合物样品中含10%苯甲酸钠、39%微晶纤维素、50%乳糖和1%滑石粉。首先用商品[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]收集样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]数据,然后用软件包对数据进行处理。结果表明,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术作为一种对药物混合均匀性的“实时”的非侵入式分析方法是可行的、有效的。3.2 包衣过程监控 Kirsch等发现片剂样品[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的变化与包衣的厚度之间存在相关性。他们对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法在片剂的包衣过程监控中的应用作了进一步的考察。在用乙基纤维素(EC)或羟丙基纤维素(HPMC)进行包衣的过程中,按一定的时间间隔取样,测定片剂样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]。采用二阶导数变换和多元散射校正两种方法对光谱进行处理,然后用主成分分析建立计算包衣厚度的校正模型。由于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法具有非破坏性,可以进一步测定样品的溶出度,考察包衣厚度与溶出度的相关性,从而更好地控制包衣制剂的质量。 为控制药物活性成分的释放,研究人员正在研究一种以包衣技术为核心的制剂新工艺,即在缓释药物片心外包上一层含有快速释放药物的包衣。这需要一种能够对外层包衣中药物活性成分进行快速、非破坏性的定量分析方法,对这种高精度要求的包衣过程进行监控。Buchanan等选择了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法,所得结果与HPLC测试结果一致。这表明能够用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法更加快速有效地对新的包衣工艺进行质量评价。3.3 片剂生产过程控制 Dreassi等对近红外反射分析在抗生素片剂生产控制中的应用进行了研究,采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析法结合化学计量学方法对抗菌素头孢呋肟酯片剂的生产进行全过程监测。他们用对原始光谱数据的判别分析、对主成分分析得分的判别分析和聚类分析三种方法分别对头孢呋肟酯的原料药、颗粒、片心和片剂进行了鉴别,结果较好;并用多元线性回归和偏最小二乘法对该化合物的含量和含水量进行定量分析,也取得了满意的结果。 近年来,随着仪器、软件以及样品处理技术的发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在药学领域中的应用取得了很大进步。使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术对药物制剂进行快速的非破坏性分析已成为可能,制药工业企业也已开始发展近红外方法对药物生产过程的各个环节进行监控。并且,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术已得到药品质量管理部门如美国FDA和加拿大卫生部(Health Protection Branch)的重视。由此可见,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术受到了越来越多的关注。随着[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]技术的不断提高和化学计量学的发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在药学领域中的应用将越来越广泛。

  • 关于红外发反射率的测量

    经常看到表征红外光学材料的光学性能的时候就会出现两张图:红外透过率和红外反射率。这个反射率就是常说的这个R,1=R+T+A。理论计算R=(1-n)^2 /(1+n)^2. 我想问一下红外反射率也是用红外光谱测量的吗?是反射角为多少的时候测量的?垂直入射的时候吗?看文献上从来都没有解释过。另外还有一个问题,反射光谱是怎么测量的,测得的数据就是反射率吗?补充一下测试的光学材料都是镜面抛光的。

  • 【分享】近红外光谱技术在粮油检测中的应用

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在粮油检测中的应用0前言 近红外光(near infrared,NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的电磁波,美国材料检测协会(ASTM)将波长780~2526nm的光谱区定义为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]主要应用两种技术获得:透射光谱技术和反射光谱技术。透射光谱波长一般在780~1100nm范围内;反射光谱波长在1100~2526nm范围内。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区(NIR)是由Herschel在1800年发现的。真正用于农产晶方面的实用分析技术始于20世纪60年代。Karl Norris等人首先用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区测定谷物中的水分、蛋白质。但是由于分子在该谱区倍频和合频吸收弱,且谱带重叠严重,给分析和鉴定带来了困难,以致于NIR分析技术的研究曾一度陷入低谷,甚至处于停止阶段。20世纪80年代,随着计算机技术、仪器硬件的迅速发展,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背景干扰方面取得的良好效果,使得近红外分析技术不仅用于农产晶、食品和生物科学领域,而且还应用到石油化工、烟草、纺织、环保等行业。1 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析原理 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是由于分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级跃迁)而产生的。近红外分析技术是依据被检测样品中某一化学成分对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区的吸收特性而进行的定量检测的一种方法。它记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息,它的光谱是在700—2 500nm范围内分子的吸收辐射。这个事实与常规的中红外光谱定义一样,吸收辐射导致原子之间的共价键发生膨胀、伸展和振动。中红外吸收光谱中包括有C—H键、C—C键以及分子官能团的吸收带。然而在NIR测量中显示的是综合波带与谐波带,它是R—H分子团(R是0,C,N和S)产生的吸收频率谐波,并常常受含氢基团X—H(X—C、N、O)的倍频和合频的重叠主导,所以在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]范围内,测量的主要是含氢基团X—H振动的倍频和合频吸收。使用NIR技术是因为它与样品相互作用时输出的能量效率比中红外光更为实用。 NIR的辐射源(仪器上的灯)要比用在中红外的能量高得多,而且它的检测器也具有更高检测效率。这些因素意味着NIR仪器的信噪比值远高于中红外仪器。较高的信噪比意味着样品的观测时间可比中红外仪器短得多。近红外辐射对于样品的穿透性也较高,因此样品的前处理常较中红外简单。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]根据其检测对象的不同分成近红外透射光谱(NIT)和近红外反射光谱(NIR)两种。NIT是根据透射光与入射光强的比例关系来获得在近红外区的吸收光谱。NIR是根据反射光与入射光强的比例来获得在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区的吸收光谱。 近红外分析技术是综合多学科(光谱学、化学计量学和计算机等)知识的现代分析技术,使用包括NIR分析仪、化学计量学光谱软件和被测物质的各种性质或浓度分析模型成套近红外分析技术等。经过对这种模型的校正,就可以根据被测样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],快速计算出各种数据。建立被测样品成分的模型时,主要用到的校正方法有多元线性回归法(MLR)、主成分分析法(PCA)、偏最小二乘法(PLS)、人工神经网络法(ANN)。 2 近红外定量分析的性能与特点 近红外分析技术是依照物质特征峰的强度来测定各组分的含量,关键是要建立时间与空间都稳定的数学模型——定标方程来预测样品成分含量,因此,定标方程的专一性很强。对某种物质成分含量进行定标时,两方面的因素对其有重要影响:一是定标样品必须具有代表性且数量不能过少(一般应达40个以上);二是必须对定标样品成分进行准确的化学分析。近红外定标完成后还须经内部验证(对定标本身的准确性进行检验)和外部验证(对应用定标分析未知样品的准确性检验)才能最终应用于生产实践。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术之所以成为一种快速、高效、适合在线分析的有利工具,是由其技术特点决定的。首先它适用的样品范围广,可以直接测量液体、固体、半固体和胶状体等不同物态的样品,测量方便,对样品不需要任何前处理,可进行无损检测;其次它的分析效率高,可进行多组同时测定,并且根据已建立的相应数学模型得出样品的多个组分的定性和定量结果;另外它的分析速度快,整个测量过程大多可在1rain内完成。在现实世界中,农产品与工业产品的成分分析面临着许多困难,分析结果常因样品基体的取样量、平均重量和基本成分差别而有异同。当面对大量样品(如工业产品),而传统方法又不能及时提供可靠数据时,NIR分析却能快速无误地做到。

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    近红外漫反射光谱易受样品颗粒度的影响。本文对10种不同粒度的黄连的近红外光谱进行分析,讨论粒度对黄连的近红外光谱强度的影响。结果发现,小粒度黄连的近红外光谱的重现性较好。当黄连粒度小于0.154 mm时,粒度变化对黄连的近红外光谱强度的影响较小。

  • 【原创】【近红外光谱分析技术系列讲座二】不同类型近红外光谱仪器的主要特点和工作原理

    【原创】【近红外光谱分析技术系列讲座二】不同类型近红外光谱仪器的主要特点和工作原理

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]种类繁多,根据不用的角度有多种分类方法。从应用的角度分类,可以分为在线过程监测仪器、专用仪器和通用仪器。从仪器获得的光谱信息来看,有只测定几个波长的专用仪器,也有可以测定整个近红外谱区的研究型仪器;有的专用于测定短波段的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],也有的适用于测定长波段的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]。较为常用的分类模式是依据仪器的分光形式进行的分类,可分为滤光片型、色散型(光栅、棱镜)、傅里叶变换型等类型。下面分别加以叙述。[color=#dc143c][b]一、滤光片型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器:[/b][/color]滤光片型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器以滤光片作为分光系统,即采用滤光片作为单色光器件。滤光片型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器可分为固定式滤光片和可调式滤光片两种形式,其中固定滤光片型的仪器时[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]最早的设计形式。仪器工作时,由光源发出的光通过滤光片后得到一宽带的单色光,与样品作用后到达检测器。该类型仪器优点是:仪器的体积小,可以作为专用的便携仪器;制造成本低,适于大面积推广。该类型仪器缺点是:单色光的谱带较宽,波长分辨率差;对温湿度较为敏感;得不到连续光谱;不能对谱图进行预处理,得到的信息量少。故只能作为较低档的专用仪器。[color=#dc143c][b]二、色散型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器:[/b][/color]色散型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器的分光元件可以是棱镜或光栅。为获得较高分辨率,现代色散型仪器中多采用全息光栅作为分光元件,扫描型仪器通过光栅的转动,使单色光按照波长的高低依次通过样品,进入检测器检测。根据样品的物态特性,可以选择不同的测样器件进行投射或反射分析。该类型仪器的优点:是使用扫描型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]可对样品进行全谱扫描,扫描的重复性和分辨率叫滤光片型仪器有很大程度的提高,个别高端的色散型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]还可以作为研究级的仪器使用。化学计量学在近红外中的应用时现代近红外分析的特征之一。采用全谱分析,可以从近红外谱图中提取大量的有用信息;通过合理的计量学方法将光谱数据与训练集样品的性质(组成、特性数据)相关联可得到相应的校正模型;进而预测未知样品的性质。该类型仪器的缺点:是光栅或反光镜的机械轴承长时间连续使用容易磨损,影响波长的精度和重现性;由于机械部件较多,仪器的抗震性能较差;图谱容易受到杂散光的干扰;扫描速度较慢,扩展性能差。由于使用外部标准样品校正仪器,其分辨率、信噪比等指标虽然比滤光片型仪器有了很大的提高,但与傅里叶型仪器相比仍有质的区别。[color=#dc143c][b]三、傅里叶变换型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器:[/b][/color]傅里叶变换近红外分光光度计简称为傅里叶变换光谱仪,它利用干涉图与光谱图之间的对应关系,通过测量干涉图并对干涉图进行傅里叶积分变换的方法来测定和研究[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]。其基本组成包括五部分:①分析光发生系统,由光源、分束器、样品等组成,用以产生负载了样品 信息的分析光;②以传统的麦克尔逊干涉仪为代表的干涉仪,以及以后的各类改进型干涉仪,其作用是使光源发出的光分为两束后,造成一定的光程差,用以产生空间(时间)域中表达的分析光,即干涉光;③检测器,用以检测干涉光;④采样系统,通过数模转换器把检测器检测到的干涉光数字化,并导入计算机系统;⑤计算机系统和显示器,将样品干涉光函数和光源干涉光函数分别经傅里叶变换为强度俺频率分布图,二者的比值即样品的近红外图谱,并在显示器中显示。在傅里叶变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器中,干涉仪是仪器的心脏,它的好坏直接影响到仪器的心梗,因此有必要了解传统的麦克尔逊干涉仪以及改进后的干涉仪的工作原理。[b]⑴传统的麦克尔逊(Michelson)干涉仪:[/b]传统的麦克尔逊干涉仪系统包括两个互成90度角的平面镜、光学分束器、光源和检测器。平面镜中一个固定不动的为定镜,一个沿图示方向平行移动的为动镜。动镜在运动过程中应时刻与定镜保持90度角。为了减小摩擦,防止振动,通常把动镜固定在空气轴承上移动。光学分束器具有半透明性质,放于动镜和定镜之间并和它们成45度角,使入射的单色光50%透过,50%反射,使得从光源射出的一束光在分束器被分成两束:反射光A和透射光B。A光束垂直射到定镜上;在那儿被反射,沿原光路返回分束器;其中一半透过分束器射向检测器,而另一半则被反射回光源。B光束以相同的方式穿过分束器射到动镜上;在那儿同样被反射,沿原光路返回分束器;再被分束器反射,与A光束一样射向检测器,而以另一半则透过分束器返回原光路。A、B两束光在此会合,形成为具有干涉光特性的相干光;当动镜移动到不同位置时,即能得到不同光程差的干涉光强。[b]⑵改进的干涉仪:[/b]干涉仪是傅里叶光谱仪最重要的部件,它的性能好坏决定了傅里叶光谱仪的质量,在经典的麦克尔逊干涉仪的基础上,近年来在提高光通量、增加稳定性和抗震性、简化仪器结构等方面有不少改进。传统的麦克尔逊干涉仪工作过程中,当动镜移动时,难免会存在一定程度上的摆动,使得两个平面镜互不垂直,导致入射光不能直射入动镜或反射光线偏离原入射光的方向,从而得不到与入射光平行的反射光,影响干涉光的质量。外界的振动也会产生相同的影响。因此经典的干涉仪除需经十分精确的调整外,还要在使用过程中避免振动,以保持动镜精确的垂直定镜,获得良好的光谱图。为提高仪器的抗振能力,Bruker公司开发出三维立体平面角镜干涉仪,采用两个三维立体平面角镜作为动镜,通过安装在一个双摆动装置质量中心处的无摩擦轴承,将两个立体平面角镜连接。三维立体平面角镜干涉仪的实质是用立体平面角镜代替了传统干涉仪两干臂上的平面反光镜。由立体角镜的光学原理可知,当其反射面之间有微小的垂直度误差及立体角镜沿轴方向发生较小的摆动时,反射光的方向不会发生改变,仍能够严格地按与入射光线平行的方向射出。由此可以看出,采用三维立体角镜后,可以有效地消除动镜在运动过程中因摆动、外部振动或倾斜等因素引起的附加光程差,从而提高了一起的抗振能力和重复性。(参考资料:胡昌勤/冯艳春*著《[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法快速分析药品》化学工业出版社)表*色散型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]与傅里叶变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的比较[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/01/201001031425_193807_1611002_3.jpg[/img]

  • 【分享】近红外用于农业土壤的化学特性分析.

    介绍Istituto Sperimentale per le Colture Foraggere (ISCF)是意大利的饲料作物研究院。它的总部位于Po Valley的Lodi,还有2个分部分别在Sardinia和Apulia。它是隶属于意大利农林部的23个研究院之一,这些研究院分别专注于不同的作物、农业实践和食品等技术。ISCF本身专业在农艺、生物学、育种和饲草,具体的研究对象包括紫花苜蓿、苜蓿(白、红、地下、埃及车轴草)、黑麦草(意大利的、多年生),观赏草皮,以及阿尔卑斯和地中海的牧场。传统农业的现代化由于采用了施化肥、控制杂草、土壤耕作新方法以及选择高产品种等手段已经大幅提高了农作物的产量。农艺技术可以可观的影响土壤的肥力。如果精确农业中的农作物生产是持续和有成本效益的,就需要更多的有关土壤成分的信息。使用化学方法对土壤进行分析是准确的,但是需要很多的时间和人工,而且成本高,并且产生有害污染物影响环境,这些使得化学方法不适合作为常规的测定方法。近红外反射光谱(NIR)是一种可能的备选方式,它同时节约了时间和人工劳力,并减少了化学试剂的成本。NIR已经被不同程度地成功的应用在一系列土壤成分的分析上。在ISCF的一个长期项目中,正在研究不同作物轮作对土壤肥力的影响。作为对各种不同农作物常规的研究的补充,从1985年开始定期地收集土壤样品,目前的收集周期是3年。主要目的是确定在土壤肥力尤其是土壤组成上的精细作物管理实施对多种农作物轮作的主要及次要影响。此项目中近红外(NIR)反射光谱用于土壤非破坏性特性分析的可能性研究已经展开,目标是开发可以预测诸如总有机碳、总氮、可交换钾及有效磷等土壤中成分的稳定定标方程,用于田间试验中的监控。材料和方法土壤样品 样品从Lodi附近的Po Valley的一个长期试验田中收集,pH为6.2的砂质土壤。比较了5种不同的轮作方式,分别代表了不同的作物强化程度的饲用作物体系:(1) 1年连续的双作物轮作,意大利黑麦草(lolium multiflorum Lam.) + 青贮玉米(zea mays L.);(2) 3年轮作,意大利黑麦草 + 青贮玉米-大麦(hordeum vulgare L.) + 青贮玉米-粮用玉米;(3) 6年轮作,意大利黑麦草 + 青贮玉米(3年)-轮作牧草(3年)(trifolium repens L. + festuca arundinacea Schreb.);(4) 永久牧草的单作;(5) 粮用玉米的连续单作。每一个轮作从属于2个作物管理实践,包括不同的营养水平、杂草控制和土壤耕种方法。在1985年实验开始,在1997年又重新开始,在总共72块土地的每一块随机钻取5个土样(0-30cm深)。化学和NIR分析 所有样品风干后充分研磨去测定总氮、总有机碳、可交换钾和有效磷,并进行NIR扫描。总氮和总碳由杜马斯燃烧法来测定,使用CE Instruments公司的NA1500元素分析仪。有效磷含量用0.5mg NaHCO3 (pH 8.5)溶液萃取后以抗坏血酸法测定。可交换钾用1mg醋酸铵萃取后以电感耦合等离子发射光谱测定。土壤的光谱使用FOSS NIRSystems公司的5000型近红外,光谱范围是1100-2500nm。开发NIR定标 初始的定标数据是142个土壤样品,对每一个成分都分别使用了Step-up,Stepwise和改进的偏最小二乘法MPLS,用所有数据建立回归模型。另外通过计算将光谱马氏距离3的反常样品去除,或者手工排除那些难以很好解释的样品,再使用MPLS方法生成定标方程。所有的模型都被用来预测1985年和1997年采集样品的总氮、总有机碳、可交换钾和有效磷含量。结果NIR定标开发 获得的定标方程对总氮、总有机碳、可交换钾和有效磷含量的预测统计数据列于表1。表1:定标方程开发交互验证过程中对总氮、总有机碳、可交换钾和有效磷含量预测的统计数据定标回归算法 总氮 总有机碳 钾 磷 n* r2 SECV n* r2 SECV n* r2 SECV n* r2 SECVStep-up 142 0.83 0.010 142 0.83 0.07 1422 0.43 7.83 142 0.70 6.92Stepwise 142 0.85 0.010 142 0.87 0.06 142 0.57 6.83 142 0.72 6.66MPLS 142 0.77 0.007 142 0.81 0.07 142 0.49 7.51 142 0.71 6.84MPLS(手工挑选样品) 129 0.87 0.005 138 0.81 0.07 127 0.70 5.81 128 0.83 4.89MPLS(软件挑选样品) 134 0.77 0.007 132 0.81 0.07 129 0.49 7.51 131 0.71 6.84* 在定标运算中使用的样品数量从表中可以看出不同回归算法得到的模型结果之间的差异。总有机碳的定标是其中最好的,总氮的略差一些。可交换钾和有效磷的结果相比于氮和碳要逊色。总之,交互验证的结果显示了近红外预测土壤中总氮和总有机碳的可行性。近红外预测 用上面获得的定标对于1985和1997年土壤样品的进行预测的结果统计数据列于表2。表2:所有预测1985和1997土壤样品中总氮、总有机碳、可交换钾和有效磷含量的定标模型准确度定标回归算法 总氮 总有机碳 钾 磷 r2 SEP Bias* r2 SEP Bias r2 SEP Bias r2 SEP Bias1985 预测 Step-up 0.93 0.004 0.000 0.84 0.054 0.003 0.50 7.114 0.381 0.25 5.441 -0.797Stepwise 0.93 0.004 0.000 0.86 0.051 -0.003 0.59 6.411 0.276 0.29 5.306 -0.203MPLS 0.93 0.004 0.000 0.88 0.049 -0.001 0.69 5.589 -0.055 0.50 4.491 -0.123MPLS(手工挑选样品) 0.93 0.004 0.000 0.88 0.049 -0.001 0.63 6.233 -0.102 0.56 4.162 -0.114MPLS(软件挑选样品) 0.94 0.004 0.000 0.89 0.047 0.002 0.66 5.855 0.757 0.57 4.083 -0.1271997预测 Step-up 0.76 0.008 0.000 0.78 0.071 -0.003 0.50 7.507 -0.370 0.23 7.556 0.775Stepwise 0.80 0.007 0.000 0.83 0.061 0.003 0.65 6.261 -0.268 0.25 7.124 0.198MPLS 0.73 0.008 0.000 0.77 0.074 0.001 0.82 4.558 0.054 0.45 6.130 0.119MPLS(手工挑选样品) 0.68 0.009 0.000 0.74 0.077 0.000 0.76 5.211 0.303 0.23 7.381 0.957MPLS(软件挑选样品) 0.67 0.009 0.001 0.72 0.080 0.001 0.48 8.208 -0.208 0.23 7.265 -0.793* 所有样品的化学分析结果平均值和近红外预测结果平均值之间的差异比较有意思的是,在总氮和总有机碳这2个成分上,1985年样品的结果要好于1997年的结果。这2个成分最成功的预测是对1985年样品,以MPLS方法回归得到的模型。这2个成分的结果表明[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]可以做为测定它们的方式。对于可交换钾,以r2和SEP作为其预测效果是相当不错的,尽管与其它模型相比没有那么成功。可交换钾也可以用近红外进行预测,结果的准确性至少可以区分不同类型的土壤样品。最后讨论一下有效磷,近红外的预测结果似乎不是很成功,用于判断磷含量高或低还是可靠的。结论通过我们的研究证明了,近红外反射光谱可以用来测定土壤的总氮和总有机碳并有很好的准确性,所以可以作为一种分析土壤样品这些成分的常规的、快速的并且是非破坏性的方法。对于可交换钾的结果稍逊,可以用于提供可靠的样品分类。对其它成分例如有效磷,至少在我们的研究中近红外反射光谱似乎可用于大致的粗测。一个利用同一长期试验的新系列的6年轮作土壤样品对近红外可靠性的验证工作正在进行中。

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