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近红外分光检测

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近红外分光检测相关的论坛

  • 【分享】AOTF近红外的分光原理介绍

    【分享】AOTF近红外的分光原理介绍

    [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2007/12/200712141144_72826_1638147_3.jpg[/img]AOTF分光原理:声光可调谐滤光器(Acousto-optic tunable filter,简称AOTF)是一种声光调制器件。其工作原理主要是利用了声波在各向异性介质中传播时对入射到传播介质中的光的布拉格衍射作用。声光可调谐滤光器由单轴双折射晶体(通常采用的材料为TeO2),粘合在单轴晶体一侧的压电换能器,以及作用于压电换能器的高频信号源组成。当输入一定频率的射频信号时,AOTF会对入射多色光进行衍射,从中选出波长为λ的单色光。单色光的波长λ与射频频率f有一一对应的关系,只要通过电信号的调谐即可快速、随机改变输出光的波长。 作为第5代近红外分光技术的AOTF已经经历了20多年的发展,从最初的探索尝试到最终的成熟应用,可谓几经波折,终于在2001年美国BRIMROSE公司与美国国家航空和航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)合作,将公司的新型AOTF[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]安装在未来的漫游者火星探测器上,用来分析行星地质结构,检测水分和各种矿物质,同时在实施阿里亚娜发射和2012年彗星登陆计划中有合作项目。 采用AOTF近红外分光技术的仪器不仅扫描速度快,而且不受外界环境如温度、湿度、灰尘等的影响,双光路设计以及良好的信噪比,都使该仪器成为在线质量控制和现场品质检测的理想选择。现在这项技术在在线检测中的优越特性已经逐渐为广大的客户所熟悉,如国际上一些知名品牌的制药公司辉瑞、拜耳、阿斯利康、葛兰素史克等均为美国BRIMROSE公司的客户。作为一名技术工作者,我觉得有责任将这项技术介绍给大家,欢迎大家就技术方面来进行交流......

  • 采购近红外(NIR)检测系统

    采购近红外(NIR)检测系统

    大家好,我司为国内一家大型的中药研发生产销售上市公司,新建生产车间近期要进行近红外设备的招标。涉及到的近红外检测工序有提取、浓缩、萃取等,检测点有几十余个,若有感兴趣的有实力厂家和代理商,前期可发站短与我进行技术交流。

  • 近红外光谱仪器的光栅分光系统

    [font=宋体]光栅作为分光器件的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器所占比例很大,由于使用全息光栅,[/font][font=宋体][font=宋体]使光栅的质量大大提高,没有鬼线,杂散光很低,使光栅分光系统的光学性能有很大的提高。其中一种光栅分光系统采用精密波长编码技术的扫描技术,通过精密控制光栅的转动实现单色光的获取,如图[/font][font=Times New Roman]2-4[/font][font=宋体]所示;另一种技术路线是采用固定凹面光栅的同时配上多通道检测器,如图[/font][font=Times New Roman]2-5[/font][font=宋体]所示,检测器的不同通道单元接收不同波长的单色光,该方式改变了光谱扫描的方式,光谱读取的速度大大提高。上述两种光栅分光光谱仪器价格适中,对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的普及与推广起很大作用。其中采用阵列检测器的光栅光谱仪因为没有任何移动部件,一般认为仪器的稳固程度较高,非常适宜用于在线系统。[/font][/font][align=center][img=,228,183]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251642251485_5277_4070220_3.png!w397x413.jpg[/img][font=宋体] [/font][img=,229,183]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406251642298588_3148_4070220_3.png!w491x346.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]2-4[/font][font=宋体]光栅扫描型分光系统示意图图[/font][font=Times New Roman]2-5[/font][font=宋体]固定光栅[/font][/font][font='Times New Roman']—[/font][font=宋体]多通道传感分光系统示意图[/font][/align]

  • 近红外在线检测设备如何选择?

    近红外在线检测设备如何选择?

    因为是涉及到近红外在线检测设备,不知发到哪儿好,如有违规请斑竹移动,谢谢!发帖主要是请教近红外在线检测设备的事: 我司为国内一家大型的中药研发生产销售上市公司,新建生产车间近期要进行近红外设备的招标。涉及到的近红外检测工序有提取、浓缩、萃取等,检测点有几十余个,若有感兴趣的有实力厂家和代理商,前期可与我进行技术交流。email:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191656_646931_2800657_3.png

  • 近红外检测

    [em45] 近红外样品扫描时,平行样看起来一样,但在个另地方确不同,影响了检测结果,如果不重新扫描怎样利用现有谱图,得到准确的结果?谢谢!

  • 【讨论】长波近红外的检测限

    长波近红外的检测限是不是要好点?能到多少呢?现在做短波的比较多,作长波的的进来多谈谈看法,比如短长波近红外的区别,长波近红外的进展和前景。

  • 近红外光谱检测

    请问各位老师,哪家CRO公司能接受[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]委托检测?谢谢!

  • 近红外能检测辣椒中吸光度吗?

    各位老师: 大家好,我对近红外不太了解,最近接到个任务用近红外检测辣椒中色素含量,不知道近红外能不能检测,在此给大家解释下:辣椒中色素含量一般用色价来评价,也就是单位质量的辣椒提取的色素在460nm下的吸光度,这种色素比较复杂,是多种类胡萝卜素组成的,不知道哪家的近红外能够检测,咨询了几家公司,foss的近红外波长范围为400-2500nm,波通的950-1650nm,聚光的1100-1900nm,我想问问近红外可不可以直接用可见光扫描出色价来?是不是近红外都能够检测呢?

  • 近红外光谱技术在食品检测中的应用

    [font=宋体][font=宋体]由于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术具有诸多优点,其技术在食品营养成分、品质、微生物、真实性以及有害物质检测等众多方面得到了广泛的应用,见图[/font][font=Times New Roman]6-[/font][/font][font='Times New Roman']6[/font][font=宋体]所示。[/font][align=center][img=,458,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406261013492017_4580_4070220_3.png!w690x493.jpg[/img][b][font='Times New Roman'] [/font][/b][/align][align=center][font=宋体]图[/font][font='Times New Roman']6-6[/font][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在食品检测中的应用[/font][/align][b][font='Times New Roman']1. [/font][font=宋体]蛋白质检测[/font][/b][font=宋体]凯氏定氮法是蛋白质检测的常规手段,其实验操作繁琐,耗时较长,需要强腐蚀性化学试剂,是一种破坏性分析手段,检测样品无法进行二次销售。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术具有快速无损的优势,可实现乳品、肉制品等食品中蛋白质的测定。此外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术还可实现氨基酸态氮的定量检测。氨基酸态氮含量是判定酱油、醋等调味品质量的重要指标之一,常规氨基酸态氮的检测手段有双指示剂法以及电位滴定法,操作复杂且耗时较长,不利于快速无损检测。[/font][b][font='Times New Roman']2. [/font][font=宋体]碳水化合物检测[/font][/b][font=宋体]食品中碳水化合物主要包括淀粉、纤维素、蔗糖、葡萄糖和果糖等,是食品中重要的营养素以及风味物质。通常,食品中不同种类碳水化合物用途不同,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可实现对不同碳水化合物的定性定量分析。因具有快速无损的优势,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术被广泛用于水果中糖类、大米中淀粉等物质的测定。[/font][b][font='Times New Roman']3. [/font][font=宋体]脂类物质检测[/font][/b][font=宋体]食品中脂类物质的传统检测手段是索氏提取、酸水解法等,存在耗时长,无法同时实现大批量样品检测等弊端。近年来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术被广泛用于肉制品、大豆、核桃、鸡蛋等食品中脂类物质的快速测定。[/font][b][font='Times New Roman']4. [/font][font=宋体]酸度检测[/font][/b][font=宋体]酸度是食品风味呈现的重要部分之一。食醋是一种历史悠久的酸味调味剂,而有机酸是评价食醋品质的重要指标之一。传统分析手段如滴定法、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]法等存在检测时间较长、样品无法二次销售等缺点,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可实现食品中酸度的快速无损测定,具有较好的预测精度和稳定性。[/font][b][font='Times New Roman']5. [/font][font=宋体]水分检测[/font][/b][font=宋体]水分是食品品质的重要指标之一,如肉的嫩度与水分紧密相关。传统水分分析手段多为直接干燥法、减压干燥法、蒸馏法以及卡尔费休法等,但实验操作复杂且耗时较长。由于水分对近红外有强吸收,故[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可实现食品中水分含量准确、快速、无损的测定。[/font][b][font='Times New Roman']6. [/font][font=宋体]其他[/font][font=宋体]化学成分检测[/font][/b][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术还可实现酒中酒精度、黄酮、茶叶中的茶多酚和咖啡碱、油脂中的酸价和过氧化值等化学成分和指标的无损检测。[/font][b][font='Times New Roman']7. [/font][font=宋体]食物微生物检测[/font][/b][font=宋体]微生物中的核酸、蛋白质等成分产生的光谱信息不同。因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可用于微生物的定性和定量检测,如食品中菌落总数、致病菌、霉菌以及毒素的检测,还可用于微生物发酵过程中活菌数量的在线监测。[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]然而[/font][/font][font=宋体],[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的灵敏度不高,[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]较难实现痕量微生物的检测[/font][/font][font=宋体]。[/font][b][font='Times New Roman']8. [/font][font=宋体]食物真实性检测[/font][/b][font=宋体]近年来,假奶粉事件、地沟油事件、假酒事件等不断发生,一系列重大食品安全事件严重危害到广大人民的身体健康。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术因其快速、无损、简单、高效的优点,被广泛用于食品真实性检测,如乳制品的品种产地鉴别以及肉类、酒类和饮料掺假鉴别等。通过建立鉴伪模型,可以快速获得检测对象是否掺假、掺假种类及掺假比例等信息。[/font][b][font='Times New Roman']9. [/font][font=宋体]食物污染物检测[/font][/b][font=宋体]现有研究表明,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可用于乳制品中三聚氰胺、面粉中滑石粉等食品污染物的检测。然而,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术尚较难实现对于低含量的食品污染物如农药与兽药残留的检测,以及无近红外吸收的污染物如重金属等物质的准确定量分析。[/font]

  • 【求助】近红外能否检测比旋度指标?

    近红外能否检测比旋度指标?糖是具有旋光活性的化合物,旋光分析(简称旋光法)是利用直线偏振光,通过含有光学活性化合物的液体或溶液时引起旋光现象,使通过的偏振光平面向左或向右旋转,因此,在一定条件下,检测偏振光旋转的方向和度数,可以区别某些化合物的旋光性,或检测化合物的杂质、纯度和含量。物质的旋光度大小与下列因素有关:一是物质的旋光度与温度有关。有的物质随着温度升高旋光度增加,如石英等,有的物质随着温度升高而旋光度减少,如蔗糖等,因此在测试时,必须准确掌握温度,然后进行修正。二是物质的旋光度与平面偏振光的波长λ有关,波长不同,旋光度也不一样。三是物质的旋光度与旋光物质有关,不同的旋光物质有不同的旋光度。手头资料有限,不知道用近红外仪器能否检测比旋度这个指标?希望有这方面经验的专家给点建议

  • 近红外能检测样品厚度问题

    各位同仁,现在想用近红外检测一个颗粒,这个颗粒被另一个颗粒给盖住了,位于其下面,想知道近红外一般能检测到多厚的东西下面的样品信息?还有是否跟样品有关?近红外的检测厚度跟什么有关?关于这个厚度方面的问题一直弄不清楚,求解答!不胜感激!!!

  • 【第三届原创】近红外光谱技术应用于玉米整粒检测

    【第三届原创】近红外光谱技术应用于玉米整粒检测

    使用近红外光谱技术检测整粒玉米,得到很好的效果。近红外光谱技术测定整粒玉米的应用玉米是饲料中使用比重较大的一类原料,饲料厂对玉米的收购比较多,对玉米品质的检测也比较繁琐,比较耗时,使用传统的湿化学分析方法首先就得对玉米进行粉碎,破坏原来的颗粒,传统的湿化学分析需要使用化学试剂,对环境也会造成污染。本文将讨论应用近红外光谱技术快速的检测整粒玉米的水分、粗蛋白、脂肪、纤维等。近红外光谱技术是上世纪50年代发展起来的一种高新分析技术之一,其主要利用物质中含有C-H、N-H、O-H、S-H等化学键振动而对光能的吸收产生光谱,再利用现代信息技术对其处理进而计算出其含量。由于对用近红外检测水分、蛋白、脂肪等的报道比较多,但是应用近红外漫反射对整粒样品的检测报道还很少,本文将探讨采用近红外漫反射光谱对整粒玉米的检测。1.仪器1.1 FOSS InfraXact 近红外仪:检测器:铟镓砷和硫化铅;波长范围:570~1800nm;光纤导光后分光系统;光源:50W卤钨灯;数据采集间隔点:每2nm采集;扫描速度:2.5次/S;带宽:10nm+1nm;波长偏差:+0.6nm;波长重复测定标准差:0.02;Bias:+0.1,噪音(RSM)0.05。使用软件为ISISCAN 3.20和WinISI Ⅲ。1.2 FOSS 1090粉碎机1.3 FOSS Kjeltec 2200蛋白蒸馏仪1.4 FOSS 2055 SOXTEC 脂肪提取仪1.5 FOSS Fibertec 1020纤维仪1.6 天平:Mettler Toledo xp2052.方法2.1光谱收集本次试验收集了160个不同产地的玉米(均由正大各公司提供),使用InfraXact 近红外仪在570~1800nm扫描整粒样品,每个样品重复装样扫描两次,其光谱见图一:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151637_259514_2961690_3.jpg2.2湿化学分析参照国标对扫描后的玉米进行湿化学分析,检测项目有:水分、粗蛋白、脂肪、纤维。其分析统计结果见表1http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151638_259515_2961690_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151638_259516_2961690_3.jpg2.3 重复性文件的建立选择10个整粒玉米样品,在不同环境条件下每个样品重复扫描10次,建立重复性文件。3 定标模型的建立3.1 在WINISI Ⅱ软件中将湿化学分析数据录入相对应的光谱文件中得到一个.CAL文件,此文件是建立定标模型的基础文件。3.2利用WINISI Ⅱ软件中Make and Use Scores程序计算出每个样品与平均普带的差异,用标准化的Mahalanobis距离(即H距离)表示,H值大于3的样品给予剔除,不再参与定标建模。计算出得分文件。3.3利用WINISI Ⅱ软件的Regression Equations程序对光谱数据进行回归分析建立预测模型,对数据采用(1,4,4,1)和散射处理(SNV and Detrend),并用改进的最小二乘法回归分析(MPLS),同时调取重复性文件。其定标模型结果见表2:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151640_259518_2961690_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151640_259519_2961690_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151641_259520_2961690_3.jpg从验证的结果表可以看出,水分、蛋白、灰分、脂肪、纤维其相对标准偏差分别为0.222、0.246、0.171、0.372和0.397均符合GB/T18868-2002.对其进行方差分析:给定а=0.05,则1-а=0.95,从F分布表查的F0.95(1,31)=4.17,其中除了灰分的F值为4.280外,其余的均小于F0.95(1,31)=4.17,则除了灰分外,化学分析与近红外分析无显著性差异,说明近红外外光谱法可以替代传统的化学方法检测整粒的玉米。5 重复性检测选择一个整粒玉米样品,重复扫描10次,其检测结果如下:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151642_259521_2961690_3.jpg从表中可以看出,近红外检测的重复性均符合国标中化学分析的要求。结论:虽然脂肪、纤维其相关系数比较低,是由于其浓度跨度范围比较窄造成的,从以上试验结果可以看出,除了灰分外可以运用近红外漫反射用于整粒玉米样品的检测,可以大大的缩短了检测样品的时间,还不需要破碎原来的样品,为玉米收购提供很大的方便。

  • 梨总酸度的近红外漫透射检测技术

    梨总酸度的近红外漫透射检测技术

    梨总酸度的近红外漫透射检测技术 摘要:采用近红外检测仪快速检测巴梨、茄梨的总酸度。采集洋梨漫透反射光谱( 680-2500nm), 经一阶导数和平滑处理后, 建立偏最小二乘法(PLS)模型。其相关系数达到0.9052,对未知样品的相对预测误差为3.62%。结果表明: 建立多品种洋梨硬度综合模型是可行的, 近红外光谱技术可用于洋梨硬度现场检测。 关键词:洋梨、 硬度、 近红外光谱、 漫透射、无损检测 引言 酸度是反映洋梨(又称欧洲梨, Pyrus communisL. )的重要指标, 且在运输、贮藏及销售期具有重要意义。近红外( N IR )技术已广泛用于果蔬品质检测。漫透射技术具有穿透深的特点, 能够获取更多物料信息, 已用于水果品质检测。 1.实验部分1.1仪器条件:近红外光谱仪,主要部件包括:仪器主机、电源适配器、集成显示器。仪器所用检测器为InGaAs,光谱采集软件,建模软件。实验所用的参数设置为:波长范围:680~2500nm;波长增量:1.0nm;扫描次数:24次。梨酸度计。1.2实验样品 两种洋梨是从超市采购而来,各2

  • 近红外检测仪的选择

    各位好:单位想买台近红外检测仪,不知道从哪个角度去考察,希望有用过的老师帮忙给指导一下。

  • 最新近红外的检测限能达到多少?

    请教各位有关近红外检测限的问题,有一中药原料,成分含量用液相测在0.001%-0.2%之间,请问可以用近红外建立定量模型吗?听说AOTF的近红外光谱仪的检测限能达到十万分之一甚至百万分之一,真的吗,有人用过吗?

  • 近红外光谱无创血糖检测技术的研究

    对现有的一些使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]无创离体和在体测量葡萄糖的研究结论,结合我们的研究结果进行评述。首先介绍建立葡萄糖光谱检测的基本理论。在光谱检测的分析研究中,离体测量表现出良好的结果;在体葡萄糖检测和预测,结果精度较差,离临床和家庭使用还有一些距离。 1 简介 糖尿病是一种内分泌疾病。据报导,1997年全世界的糖尿病患者超过1.2亿,到2010年将会增长到2.2亿以上。现有对糖尿病较有效的治疗手段是通过频繁的检测和胰岛素注射来对血糖浓度进行控制,从而减少或减轻由糖尿病导致的并发症。目前检测血糖的方法主要是从体内抽取血液通过生化检测进行分析,这属于有创伤检测,有创伤检测给患者带来的痛苦和不便。无创性血糖检测已引起人们极大的关注,其意义是:(1)减少患者每天采血测量的痛苦,提高病人的生存质量;(2)可提高测量次数,提高血糖控制精确度,降低糖尿病并发症发生的危险;(3)降低每次测量的成本;(4)有可能形成含有检测器和胰岛素注射的闭环循环系统;(5)其测量方法和原理可以推广应用到其它血液成分的检测。在无创性血糖检测研究中使用较多的是红外光谱分析方法,通过对一束红外光透过人体组织或者由其反射的光谱信号分析,确定组织内葡萄糖的含量。目前较有效的光谱范围是近红外区(波长为0.7μm-2.5μm)。 2 红外光谱检测葡萄糖的原理和方法 2.1 水溶液中葡萄糖的近红外吸收 有机分子在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区的吸收主要是由于含氢基团的分子振动的倍频与合频吸收造成的[1]。有机分子的倍频和合频光谱能够得到分子结构、组成状态的信息。有机物[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],其特征性强,受分子内外环境的影响小,但倍频和合频比基频吸收带宽得多,使得多组分样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在不同组分的谱带、同一组分中不同基团的谱带以及同一基团不同形式的倍频、合频谱带发生严重的重迭,从而使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的图谱解析异常困难。在混合物中的化学组分,很难再分离出每种组分单一、无重叠的吸收光谱。在有强烈水的背景吸收情况下的生物混合液,常规方法很难测量出低浓度物质的含量。水是生物组织中的主要成分,不但有单一的红外光谱,还有丰富的扩展到近红外区域的合频和倍频光谱。对水的红外光谱分析可知,水在波长为2.01μm-2.5μm的吸收较小,形成一个被称为水传输窗的区域,所以水溶液物质最好的分析波长为2.0μm-2.5μm。水在3μm以上其吸收率大于6 AU/mm,很难测量其它物质。 2.2 葡萄糖光谱的特异性在葡萄糖固体和葡萄糖溶液中所得的葡萄糖红外吸收的基频早已有报导[2]。葡萄糖伸缩振动能产生很强的合频和倍频吸收带。葡萄糖水溶液的近红外(2.0μm-2.5μm)光谱的测量有吸收峰,葡萄糖的光谱是唯一的,但葡萄糖红外区的合频和倍频光谱与水、脂肪和血红蛋白电子吸收波段的几个合频和倍频频率相互重迭,即被其它成分的光谱所覆盖。这是葡萄糖红外光谱测量的主要干扰。有机混合物对在近红外区吸收谱带的重迭以及漫反射光谱并不是各成分单独存在时光谱的迭加。组织吸收对葡萄糖测量也有影响,在手指这样小的部位中近红外光会削弱3-4个吸收单位,而5mmoL/L的葡萄糖浓度变化,光谱吸收的变化约10-5个吸收单位。组织光散射对葡萄糖测量的影响也很大,组织散射的光强、定位误差和身体各因素的影响是最主要的测量误差,这些都影响[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]学在血糖检测中的应用。 2.3光谱分析方法 在红外光谱分析时化学计量学方法是很有效的。化学计量学(Chemometrics)采用多元分析校正统计学方法与计算技术,解析化学测量数据,由红外光谱算出样品各成分的含量。现在常用的多元分析校正方法中,进行血糖检测光谱分析效果较好的是偏最小二乘法(PLS),它将已知的葡萄糖浓度的光谱组,用主因子分析作定量计算的方法,对光谱矩阵进行特征向量分析,然后使用多元线性回归,找出极小的光谱变化和分析物浓度之间的关系,消除与葡萄糖无关的光谱变数,得出校正光谱,通过校正光谱和样品光谱的内积(即点积)确定葡萄糖浓度。 3 离体检测和在体检测的研究现状 3.1 离体[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]混合葡萄糖溶液测量 Jonathon T.Olesberg等使用80个含有葡萄糖、乳酸盐、丙胺酸、抗坏血酸盐、尿素和乙酸甘油酯样品,测量葡萄糖溶液在2.0μm-2.5μm波长带宽范围内的光谱,使用PLS校正光谱预测溶液成分的浓度。结果表明,在0-35mm内葡萄糖溶液的测量预测标准差为0.39mm,乳酸盐为O.12mm,丙胺酸为0.53mm,抗坏血酸盐为0.23mm,尿素为0.11mm,乙酸甘油酯为0.12mm,结果比较满意。目前在成分从简单到复杂的水溶液中是可以预测葡萄糖浓度的,但这些溶液相对血液或血浆还很简单,研究的成分最多是5种,所以还需进一步研究更多成分的水溶液来模拟血浆或血液系统。 3.2 血浆或全血[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]葡萄糖测量 Haahand[3]从人群中获得了4个不同的全血样本,并将葡萄糖加入其中。对每个个体,准备葡萄糖浓度从(3-743)mg/dl变化的20个血液样本,然后在(1.5-2.3)μm范围内收集每个样本的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],再利用参照葡萄糖浓度,用这些光谱去创建PLS定标模型。对所得光谱进行研究之后表明,2.0μm-2.3μm含有很有多的葡萄糖信息。利用这段区域,所得交叉校验的SEP值为30.5mg/dL。这个误差很大,但它可以通过增加定标样本的数量和控制扫描过程中样本的温度而有所减少。Amord等人把数字滤波技术用于牛血浆葡萄糖浓度的测定。将牛血离心以得到血浆,加入不等量的葡萄糖共配制69个样本,并在2.01μm-2.5μm范围内收集这些样本的光谱。通过对这些光谱的观察,发现有些区域含有很高的噪声,他们引人傅立叶滤波以减少噪声和基线偏移。经过PLS定标和预测得出SEP值。结果表明,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]可用于测定血浆基质中的葡萄糖浓度,准确度和精度在允许的误差范围内。 我们用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠配制不同浓度葡萄糖缓冲水溶液,葡萄糖浓度是18mg/dL-1800mg/dL。共配制20个溶液样本。另外还配制加有牛血清白蛋白(BSA)成分的葡萄糖溶液,配制时在900mg/dL的葡萄糖缓冲溶液中加入了70mg的BSA,制成样本,并在临床采集已知葡萄糖浓度的血样,使用MAGVA-AR560型近红外傅立叶变换光谱仪,在1.61xm-2.51xm段的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]范围进行研究。使用PLS分析也取得了较好的结果[4]。 3.3 在体[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]血糖测量 在体[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]血糖测量的关键是建立在体环境下的校正光谱,因为有很多误差来源影响测量,需要通过定标来消除或予以补偿。有些影响测量的误差却不容易合并到定标中,这样的误差来源主要有探测器定位误差、温度和脉搏的影响、检测设备的机械压力、水合作用、出汗、血容量以及血流比容积的变化等。现在主要有两种研究方法,一种是实验方法,在进行口服耐糖检测(OGTT)时从非糖尿病人群和糖尿病患者中无创地收集光谱信号,同时用有创伤的方法测量血糖浓度,最后在所得血糖值和无创性收集的光信号的关系基础上建立模型。这种方法不能测量出其它的代谢物、干扰物、生物噪声或者仪器与身体接触面的变化等信息,但它可计算出这些噪声所带来的影响。另一种方法是物理模型方法,在这种方法中,首先在一组标准葡萄糖溶液中测量葡萄糖的信号。然后逐渐增加标准液的复杂性来模拟人体组织,并描述每一步的精度和准确度,再用数学模型把数据关联起来,用于组织中的光线传播,最后把研究的测量方法和系统应用到人体中。所得的体内信号又与通过化学测量技术的有创伤数据关联起来。这种方法可以鉴别噪声成分,因此利用这种方法在使用化学测量技术之前消除噪声对信号的影响。 手背皮肤的近红外漫反射光谱特性,可知类似水溶液。人体组织在近红外区域也有一个传输窗,所以在2.0μm-2.5μm处有可能测量葡萄糖的浓度。一个含有脂肪和葡萄糖等的理论模型已经在2.0μm-2.5μm范围内用于模拟组织葡萄糖的光吸收[4]。在这些研究中所用的葡萄糖浓度通常要比生理浓度的范围高。但由于目前的几种技术还不能很好地确定所测的信号,对一个血糖浓度正在变化的个体来说,用口服耐糖试验的数据可以建立一个关于血糖浓度的无创性测量响应。在检测过程中产生的数据还可在后来的无创性测量中预测血糖浓度。由于无创性测量响应可能会带有非糖方面的生理影响,所以由口服耐糖试验和无创性测量回应关系所决定的临床定标就会产生一个定标曲线,这个曲线对被测个体来说是唯一的。但这种定标曲线可能需要通过有创伤的检测进行周期性的更新。用于定标的口服耐糖试验和饮食耐量试验会产生时间上连续的一系列测量值,但如果不能进行随机采样,这些由时间决定的数据就会影响多变量定标的结果。这样,光谱信号和噪声的临时分布可能会导致与血糖的不正确关联。在体经皮研究结果显示,到目前为止还不能鉴别直接测得的葡萄糖浓度和数据组内存在的偶然关系[5]。所以现在的研究水平用于家庭血糖监测仪还是不可接受的。 4 检测存在的问题 近红外在体检测葡萄糖浓度的缺点:(1)测量精度较低;(2)需要反复定标;(3)受到服用药物的影响,其它干扰因素较多;(4)水的近红外波段的吸收强度对溶解物

  • 近红外检测

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  • 【资料】近红外光谱无创血糖检测技术研究

    摘要 对现有的一些使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]无创离体和在体测量葡萄糖的研究结论,结合我们的研究结果进行评述。首先介绍建立葡萄糖光谱检测的基本理论。在光谱检测的分析研究中,离体测量表现出良好的结果;在体葡萄糖检测和预测,结果精度较差,离临床和家庭使用还有一些距离。 关键词 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url];血糖无创检测 1 简介 糖尿病是一种内分泌疾病。据报导,1997年全世界的糖尿病患者超过1.2亿,到2010年将会增长到2.2亿以上。现有对糖尿病较有效的治疗手段是通过频繁的检测和胰岛素注射来对血糖浓度进行控制,从而减少或减轻由糖尿病导致的并发症。目前检测血糖的方法主要是从体内抽取血液通过生化检测进行分析,这属于有创伤检测,有创伤检测给患者带来的痛苦和不便。无创性血糖检测已引起人们极大的关注,其意义是:(1)减少患者每天采血测量的痛苦,提高病人的生存质量;(2)可提高测量次数,提高血糖控制精确度,降低糖尿病并发症发生的危险;(3)降低每次测量的成本;(4)有可能形成含有检测器和胰岛素注射的闭环循环系统;(5)其测量方法和原理可以推广应用到其它血液成分的检测。在无创性血糖检测研究中使用较多的是红外光谱分析方法,通过对一束红外光透过人体组织或者由其反射的光谱信号分析,确定组织内葡萄糖的含量。目前较有效的光谱范围是近红外区(波长为0.7um-2.5um)。 2 红外光谱检测葡萄糖的原理和方法 2.1 水溶液中葡萄糖的近红外吸收 有机分子在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区的吸收主要是由于含氢基团的分子振动的倍频与合频吸收造成的[1]。有机分子的倍频和合频光谱能够得到分子结构、组成状态的信息。有机物[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],其特征性强,受分子内外环境的影响小,但倍频和合频比基频吸收带宽得多,使得多组分样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在不同组分的谱带、同一组分中不同基团的谱带以及同一基团不同形式的倍频、合频谱带发生严重的重迭,从而使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的图谱解析异常困难。在混合物中的化学组分,很难再分离出每种组分单一、无重叠的吸收光谱。在有强烈水的背景吸收情况下的生物混合液,常规方法很难测量出低浓度物质的含量。水是生物组织中的主要成分,不但有单一的红外光谱,还有丰富的扩展到近红外区域的合频和倍频光谱。对水的红外光谱分析可知,水在波长为2.01um-2.5um的吸收较小,形成一个被称为水传输窗的区域,所以水溶液物质最好的分析波长为2.0um-2.5um。水在3um以上其吸收率大于6 AU/mm,很难测量其它物质。 2.2 葡萄糖光谱的特异性 在葡萄糖固体和葡萄糖溶液中所得的葡萄糖红外吸收的基频早已有报导。葡萄糖伸缩振动能产生很强的合频和倍频吸收带。葡萄糖水溶液的近红外(2.0um-2.5um)光谱的测量有吸收峰,葡萄糖的光谱是唯一的,但葡萄糖红外区的合频和倍频光谱与水、脂肪和血红蛋白电子吸收波段的几个合频和倍频频率相互重迭,即被其它成分的光谱所覆盖。这是葡萄糖红外光谱测量的主要干扰。有机混合物对在近红外区吸收谱带的重迭以及漫反射光谱并不是各成分单独存在时光谱的迭加。组织吸收对葡萄糖测量也有影响,在手指这样小的部位中近红外光会削弱3-4个吸收单位,而5mmoL/L的葡萄糖浓度变化,光谱吸收的变化约10-5个吸收单位。组织光散射对葡萄糖测量的影响也很大,组织散射的光强、定位误差和身体各因素的影响是最主要的测量误差,这些都影响[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]学在血糖检测中的应用。 2.3光谱分析方法 在红外光谱分析时化学计量学方法是很有效的。化学计量学(Chemometrics)采用多元分析校正统计学方法与计算技术,解析化学测量数据,由红外光谱算出样品各成分的含量。现在常用的多元分析校正方法中,进行血糖检测光谱分析效果较好的是偏最小二乘法(PLS),它将已知的葡萄糖浓度的光谱组,用主因子分析作定量计算的方法,对光谱矩阵进行特征向量分析,然后使用多元线性回归,找出极小的光谱变化和分析物浓度之间的关系,消除与葡萄糖无关的光谱变数,得出校正光谱,通过校正光谱和样品光谱的内积(即点积)确定葡萄糖浓度。 3 离体检测和在体检测的研究现状 3.1 离体[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]混合葡萄糖溶液测量 Jonathon T.Olesberg等使用80个含有葡萄糖、乳酸盐、丙胺酸、抗坏血酸盐、尿素和乙酸甘油酯样品,测量葡萄糖溶液在2.0um-2.5um波长带宽范围内的光谱,使用PLS校正光谱预测溶液成分的浓度。结果表明,在0-35mm内葡萄糖溶液的测量预测标准差为0.39mm,乳酸盐为O.12mm,丙胺酸为0.53mm,抗坏血酸盐为0.23mm,尿素为0.11mm,乙酸甘油酯为0.12mm,结果比较满意。目前在成分从简单到复杂的水溶液中是可以预测葡萄糖浓度的,但这些溶液相对血液或血浆还很简单,研究的成分最多是5种,所以还需进一步研究更多成分的水溶液来模拟血浆或血液系统。 3.2 血浆或全血[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]葡萄糖测量 Haahand从人群中获得了4个不同的全血样本,并将葡萄糖加入其中。对每个个体,准备葡萄糖浓度从(3-743)mg/dl变化的20个血液样本,然后在(1.5-2.3)um范围内收集每个样本的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],再利用参照葡萄糖浓度,用这些光谱去创建PLS定标模型。对所得光谱进行研究之后表明,2.0um-2.3um含有很有多的葡萄糖信息。利用这段区域,所得交叉校验的SEP值为30.5mg/dL。这个误差很大,但它可以通过增加定标样本的数量和控制扫描过程中样本的温度而有所减少。

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