硅含量红外光谱仪

总酯含量的检测方法酯类是中国白酒的主要风味物质，其含量约占白酒风味物质总量的 75%~95%。酒中的风味物质是决定白酒香气、口感和风格的关键。除了原料中含有酯类外，大量的酯类物质是在酒醅发酵过程中由微生物代谢产生的。酒醅中总酯的含量在一定程度上反映了其发酵情况，通过测定酒醅的总酯，结合水分、酸度、淀粉、糖份和酒精度等指标的分析，可以了解酒醅发酵过程的变化以及发酵效果，从而有效的调整酿酒工艺。酒醅检测是白酒生产过程中监测日常生产的重要环节，一般检验的指标有：水分、酸度、淀粉、糖份和酒精度。在 2004 年我国已成功将近红外光谱技术应用于酒醅成分的分析，实现了水分、酸度、淀粉、糖份和酒精度的快速定量检测。但目前一些酒企使用近红外光谱仪检测酒醅总酯的很少。本文着重介绍一下酒醅中总酯的近红外检测方法如下：01收集湿化学数据，酒醅总酯化学值的测定参考《T/CBJ 004-2018 固态发酵酒醅通用分析方法》中规定了使用近红外光谱仪快速测定酒醅中总酯的化学检测方法。02光谱采集：使用瑞士步琦傅里叶变换偏正干涉仪 N-500 和固测量池和自动旋转采样系统，利用配套软件 NIRWare Operator 采集酒醅的漫反射近红外光谱。仪器自动扣除内外参比；分辨率：8cm-1；扫描次数：32 次。酒醅样品光谱采集前都进行相同的混匀、装样，且每个样品平行测量三次。03模型的建立：采用 NIRCal 定量分析软件将酒醅样品的近红外光谱与国标法测得的成分含量进行关联，建立酒醅样品中总酯的定量预测模型。近红外定量分析模型的建立使用偏最小二乘法（PLS）算法。04模型的评价：模根据模型的校正集的决定系数(R2)、交互验证均方根误差(RMSECV)、检验集的决定系数(R2)、预测均方根误差(RMSEP)来判断模型的质量，从而筛选出酒醅中总酯的最佳近红外定量预测模型。05在验证集浓度范围相同的前提下，相关系数越接近 1，回归或预测效果越好；SECV 和 SEPC 越小，预测结果越准确。06建立及验证酒醅的近红外模型后，在实验室或者车间测定未知样品只需要在 10 几秒即可得出样品的近红外预测值。07模型验证 验证使用近红外光谱仪检测酒醅总酯的可靠性，可以将预测值和实测值进行 t 检验分析，结果表明在 0.05 显著性水平下，传统化学值测量方法与近红外光谱法不存在显著性差异，说明这两种方法不存在系统误差，因此证明了所建立的酒醅总酯近红外模型具有良好的预测能力，可以达到常规分析方法的精度要求。近红外光谱分析技术与现有检测方法相比，该检测方法具有快速准确、绿色无损等优点，能够实现酒醅中总酯的快速准确测量。步琦近红外一直以来都是光谱技术的市场领导者，其产品实验室，旁线以及在近红外光谱仪广泛应用于各行各业。

傅立叶变换红外光谱法测定改性沥青中SBS改性剂含量解决方案 公路建设和养护对改性沥青的需求量上升，沥青改性技术也得到了日新月异的发展 ////////////SBS改性沥青是目前公路工程中用量最大的改性沥青品种，SBS的掺入，提高了沥青的高低温性能和弹性恢复性能。然而只有当基质沥青中SBS的掺入量达到合适的比例时，才能形成弹性稳定体系，发挥最好的路用性能，SBS的含量对SBS改性沥青的路用性能起着决定性影响。2019年交通运输部发布的最新一版《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中，改性沥青中SBS含量检测成为强检项目，傅立叶变换红外光谱法是唯一检测方法。北分瑞利行业解决方案目前傅立叶变换红外光谱法用于改性沥青中SBS含量检测时常用的测样方法如ATR法和窗片法，看似简单，实际上由于光程不固定等因素导致测试的重复性较差，对一线操作人员要求极高。而各个标准中都规定了多次测量的相对误差要控制在5%，这就使得一线操作人员在实际运用傅立叶变换红外光谱法进行改性沥青中SBS含量分析时经常需要反复重复测试，耗时耗力。本方案使用光程固定的液体池进行测样，方法重复性好、误差小，配合专用的沥青分析软件，能够实现改性沥青中SBS含量的快速、准确测量。标准依据及测试原理标准依据DB36/T 1131-2019 改性沥青中SBS、SBR类改性剂含量测定 红外光谱法DB33/T 989-2015 改性沥青中SBS含量的测定 红外光谱法JT/T 1177-2017 改性沥青SBS含量测定仪JTG E20-2019 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 测试原理根据Lambert-Beer定律，利用待测物质特征官能团在特定波长（波数）处的红外吸收强度与物质浓度的正比关系，进行改性沥青中SBS含量测定。选取改性沥青红外光谱图中966cm-1处的C=C基团上碳氢键弯曲振动特征吸收峰（来源于SBS），和1377cm-1处的CH3基团上碳氢键弯曲振动特征吸收峰（来源于基质沥青），作为SBS含量测定的特征吸收峰。分别测量特征吸收峰面积（S966和S1377），计算两峰面积的比值（A），以比值（A）与SBS含量建立线性标准曲线。通过对待测改性沥青试样进行红外光谱检测、两特征峰面积测量以及比值（A）的计算，对照标准曲线，确定试样中SBS的含量。仪器设备与测试条件仪器设备_名称规格型号No.1主机WQF-530傅立叶变换红外光谱仪No.2主机WQF-1910便携式傅立叶变换红外光谱仪No.3软件MainFTOS Suite采集软件+傅立叶变换红外沥青测量系统No.4附件KBr液体池耗材试剂分析纯四氯化碳、不同SBS含量改性沥青标样。 测试条件波长范围4000~400cm-1；分辨率4cm-1；扫描次数16次。测试结果A值计算图 1 沥青专用软件计算A值示例图测试光谱数据直接导入傅立叶变换红外沥青测量系统专用软件自动计算A值，避免了繁琐的手工计算。标曲建立图 2 沥青专用软件建立标曲示例图傅立叶变换红外沥青测量系统专用软件具有自建标曲、未知样检测、报告输出和打印等功能，极大的提升了用户的工作效率。实验结论本方案使用固定光程液体池配合实验室/便携式傅立叶变换红外光谱仪进行改性沥青中SBS含量测定，方法重复性好，大大降低了一线操作人员的实操难度，节省了客户的人力成本；傅立叶变换红外沥青测量系统专用软件将A值计算、标曲建立和未知样检测等需要大量手工计算的工作全部自动化，避免了繁琐地手动计算过程，提高了客户的效率；所建标曲拟合度达到0.99以上，满足相关标准要求。北分瑞利公司拥有原子吸收分光光度计、原子荧光光谱仪、原子发射光谱仪、紫外/可见分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪、气相色谱仪、液相色谱仪等光谱与色谱分析仪器，为各行业提供全套应用解决方案。欢迎大家垂询。

为了推广先进的分析检测技术、产品和经验，推动西安地区色谱、光谱企业分析检测技术水平的进一步提高和发展，同时为贯彻实施《全民科学素质行动计划纲要》，在中国科协的支持下，中国仪器仪表学会于2012年10月15-16日在西安火车站旁的解放饭店举办了&ldquo 红外光谱检测技术与仪器交流会&rdquo 。 港东科技应邀参加了此次仪器技术交流会，并安排公司应用分析部经理卫小飞具体负责红外光谱技术相关内容的培训。 此次培训对红外光谱发展历史、仪器的结构及性能、红外附件制样技术、数据处理技术、仪器的维护保养等方面进行了详细的讲解，通过系统的讲解使学员能够从宏观层面来对红外技术进行一个基本的了解。在交流互动的环节中，学员中不断有人提出生产和科研上遇到的实际问题，如环保上水中油含量的测试问题、空气中游离二氧化硅含量的检测问题等，技术经理对相关问题一一作了详尽的解答。通过两天的相互交流，大家纷纷表示参加此次交流会不虚此行，收获颇丰。

玻璃中的羟基会严重影响玻璃的性能，即使羟基重量含量低于1%,它也会明显地影响玻璃的粘度、密度、折射率和热膨胀系数。同时,由于玻璃中羟基的存在,它将对某种波长的红外光波形成强烈的吸收,这对于光纤通讯中光学材料的选择是一个十分重要的问题。在电光源行业中,玻璃中羟基含量的高低是直接影响气体放电灯的质量。因此,需要严格监控玻璃中的羟基含量。此外，为了研究羟基含量与玻璃性能之间的关系，以便为设计与制造具有一定特性的玻璃提供必要的数据,这也需要定量地测定玻璃中羟基的含量。你知道吗？利用红外光谱仪可以快速、准确地检测石英玻璃中的羟基含量！这是怎么做到的呢？让我们一起来揭开这个谜底。红外光谱仪是一种神奇的科学仪器，它能够通过测量样品对红外光的吸收情况，分析出样品的化学成分和结构信息。测定玻璃中羟基含量的方法有两类:一、水的热除气法 二、光谱法。比较这两类方法,光谱法更具有其优越性,该法在测试过程中,玻璃内所有羟基都将被探测,但该法需要已知羟基含量的校准标准。对于石英玻璃来说，其中的羟基会在特定的红外波长范围内产生吸收峰。通过检测这些吸收峰的强度和位置，我们就能分析出石英玻璃中羟基的含量。在水晶或者石英玻璃行业做相关分析的老师如何需要了解具体方案可以联系能谱科技，我们将给您一套完整的解决方案！

时隔43年，第三次全国土壤普查重磅开启，我国再一次对土壤进行的“全面体检”。2022年2月16日，国务院印发了《关于开展第三次全国土壤普查的通知》。当前，第三次全国土壤普查工作已经进入了正式实施阶段。根据《土壤样品制备与检测技术规范（送审稿）》，本次普查涉及土壤全硫、全氮、全磷、全钾等实验室检测项目。赛恩思针对全硫检测项目提供高频红外碳硫仪应用解决方案。燃烧红外光谱法检测土壤中全硫含量涉及项目：土壤中全硫含量燃烧红外碳硫仪检测土壤样品的难点： 红外测试法是基于燃烧炉已经将土壤充分燃烧后进行的，燃烧炉可以使用管式燃烧炉，也可以使用高频燃烧炉，管式燃烧炉预热时间长，分析速度慢，分析效率较低，因此高频燃烧炉常常用于土壤及矿石的碳硫分析。土壤属于非金属样品，分析时需要大功率的高频燃烧炉，功率越大，升温速度越快，温度高，转化率高，功率大助熔剂的用量少，空白值带来的误差小。土壤中含有机物，燃烧以后产生水分子，水分子和二氧化硫分子吸收的红外光波长很接近，特别是对于带宽较宽的红外测试仪，仪器无法区分水分子和二氧化硫分子，因此水分子对硫的测试结果影响很大，测试过程中需要除水，除水有物理除水和化学除两种方式，物理除水比化学除水效果好，更稳定且不会失效，分析土壤最好使用物理除水。赛恩思高频红外碳硫仪检测土壤样品的优势：分析范围 C 0.00001-99.9% S 0.00001-99.9%分析精度 C 0.8% S 0.8%大功率燃烧：≥3.5kw，整体模块化，输出稳定，故障率低物理除水装置：应用分析气体物理除水装置专利技术 专利号[ZL 2021 2 3303903.1]智能化程度高：碳硫同时出结果、自动报警功能、可实现企业数据化管理全量程覆盖：碳硫含量检测精确到PPM级分析效率高：仪器操作简单，分析速度快高频辐射屏蔽技术：降低高频辐射对人体伤害，减少高频磁场对红外电路板干扰，数据更精准智能休眠自我保护功能：降低器件损耗，延长仪器寿命双区域自动除尘：集高压反吹、刷尘、排尘、集尘于一体测试案例中国农业科学院土壤肥料研究所采用赛恩思高频红外碳硫仪测试土壤样品中的碳硫含量数据总结：采用高频红外碳硫仪测定土壤中全硫的含量，方法具有很好的精密度和准确度；操作简单、分析速度快、大大提高测定效率。

油液监测系统基本由理化分析技术、铁谱技术、光谱技术、 颗粒计数技术、红外光谱技术组成。光谱技术(光谱仪)光谱技术(光谱仪)只能够区分磨损颗粒元素类别和数量，不能识别油液中磨损颗粒的形态、尺寸、颜色等直观形象的信息，因此光靠光谱分析的结果直接对摩擦副的状态作出判断有很大的困难；而且光谱仪检测的磨粒尺寸比较小，2微米效率最高，最大尺寸不超过10微米。铁谱分析技术铁谱分析技术是通过用物理方法将油液中的磨损颗粒和固体污染物分离出来，用显微镜检测其形貌、尺寸和数量。通过显微镜检测分析磨损颗粒，能鉴别设备的健康状态并确定一些潜在的危险状况。但由于铁谱分析是采用磁性分离磨粒的工作原理，对有色金属磨粒的灵敏度就远不及铁系磨粒。颗粒计数器颗粒计数器是检测液体(透明的油、水)中颗粒污染物含量的仪器(1～600um范围)，常用来评定液体(液压油、水)的污染度等级、过滤器过滤性能等。理化分析技术理化分析技术是通过分析油品的常规理化指标，主要有：粘度、闪点、水份、酸值、腐蚀性和不溶物等，来分析评定新油及设备在用油的质量。红外光谱技术红外光谱技术只反映分子结构的信息，对原子、溶解态离子和金属颗粒都不敏感，换言之在通过油液分析对设备状态进行监测时，红外光谱仪不能代替原子发射(吸收)光谱仪、铁谱仪、颗粒计数和理化性能分析。因此在以设备状态监测为目的的现代油液分析技术中，此五种技术-红外光谱分析技术、原子发射(吸收)光谱技术、铁谱技术以及颗粒计数技术和理化分析技术既各自独立存在又相互补充，成为用于油液监测的工业摩擦学实验室的基本配置。相关仪器红外光谱仪 定货号：DH108红外光谱仪使用傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)对在用油品的质量和污染状况进行检测，可以检测油液衰化变质，氧化，水解，添加剂含量等，分析速度快，2分钟可得到所有参数的测试结果，应用于工矿企业，石化和运输行业。适用标准：ASTM E2412红外光谱法润滑油监测标准、GB/T 23801-2009中间馏分油中脂肪酸甲酯（生物柴油）含量的测定（红外光谱法）仪器特点：1、采用了抗振傅里叶干涉仪，从根本上解决了傅里叶红外光谱仪过于娇嫩，故障率过高的固有缺陷，使仪器可以适应各种恶劣环境的要求。2、采用了DTRANTM进样系统，不需清洗试剂，大大加快了分析速度，也避免了对操作人员的健康损害。3、仪器操作简单，软件界面友好，操作人员需简单培训就可以使用仪器。4、可以分析包括润滑脂在内的多种油液油脂而不需要样品处理。5、对各种油液中水分的测量下限达50ppm，从而提高了红外光谱仪的分析效能(其它红外光谱仪对水分的测量下限为500 ppm)。6、特有的各种油液分析方法库和各项指标的界限值数据库。技术参数：• 规 格：20×20×10 cm• 工作温度：-10oC至50oC• 进样系统：钻石透射池进样系统• 分 束 器：人造宝石• 光谱分辨率：最高为0.5cm-1• 分析速度：1-2分钟/每个样品• 光谱范围：7800-350 cm-1• 检 测 器：DTGS检测器• 信 噪 比：大于20000：1• 重 量：4Kg分析仪铁谱仪 定货号：DK101分析仪铁谱仪是一种借助磁力将油液中的金属颗粒分离出来，并按照颗粒的大小排列在基片上，并对颗粒的物理属性和磨损形态作出进一步分析的仪器。可以分析机械设备的磨损状态，更早地预报机械设备的异常状态。广泛应用于各类机械设备的磨损监控、磨擦状态及磨损机理的研究以及润滑油油品评定。仪器特点：1、采用8英寸工业级高清触摸屏，操作方便。2、油样和清洗液输送流量快慢可调，可满足不同分析要求。3、油样和清洗液采用独立双泵系统，减少故障。4、壳体采用2mm钢板，坚固稳定，并配有调水平装置，保证实验要求。5、磁性材料选用钕铁硼，保证磁力的耐久稳定。6、清洗瓶采用GL45标准瓶口，容量250mL。具有清洗液防溢功能。7、显微镜**国产可选，并配置图像分析系统。技术参数：• 磁场：狭缝中心最大场强1.0T 最大磁场梯度 5.0T/cm • 泵送系统：1～100级速度可调• 油样输送流量：0.16～2.5mL/min 快速：100ml/min• 清洗液输送流量：0.16～5.0mL/min 快速：100ml/min• 谱片： 铁谱片尺寸：0.17×24×60mm铁谱片安装倾角：2º、 3º、 4º（有级可调）• 定时器范围：0到99分钟（可蜂鸣）• 工作电源：AC220V，50Hz• 外形尺寸：400mm×300mm×300mm• 功 率：500W• 重 量：15KgA1033在线颗粒计数器是采用光阻（遮光）法计数原理，专门用于现场在线测量的、油液污染度等级检测装置。具有体积小、质量轻、检测速度快、精度高、重复性好等优点，可在高温高压等及其恶劣的条件下工作。适用于发动机油、齿轮油、变压器油（即绝缘油）、液压油、润滑油、合成油等油液，可广泛应用于航空航天、石油化工、交通港口、钢铁冶金、汽车制造等领域。适用标准：ISO4406、NAS1638、SAE4095、GJB420A、GJB420B、ГOCT17216、GB/T14039等仪器特点：1、采用光阻（遮光）法原理，使用高精度激光传感器，体积小、精度高、性能稳定。2、适用于现场的在线检测，可实时监测用油系统中的颗粒污染度。3、内置数据分析系统，能显示各通道粒径的真实数据并自动判定样品等级。4、可选配减压装置用于在线高压测量。5、具有体积冲洗和时长冲洗模式，方便用户对设备的使用和维护。6、内置校准功能，可按GB/T21540、ISO4402、GB/T18854等标准进行校准。7、可设定任意报警级别，实现污染度或洁净度检测。8、RS232或RS485接口，可连接电脑或其它设备进行数据监控、处理。9、超大存储，可选择存储在仪器内部或外部存储设备中。10、坚固外型结构，适合复杂工作环境。技术参数：• 光 源：半导体激光器• 流速范围：20-500mL/min• 检测样品粘度：≤350cSt• 在线检测压力：0.1-0.6Mpa（选配减压装置最高压力可达40Mpa）• 粒径范围：1-500μm（选用不同型号传感器）• 接口：USB接口、RS232接口、RS485接口• 数据存储：提供1000组数据存储空间，并支持优盘存储• 灵 敏 度：1μm或4μm（c) • 极限重合误差：10000粒/ml• 计数体积：1-999ml• 计数准确性：±0.5个污染度等级• 防护等级：IP56• 测试时间间隔：1秒-24小时• 检测样品温度：0-80℃• 工作温度：-20-60℃• 供 电：AC 220V±10%、50/60Hz或• DC12-40V• 重 量：1.1kg• 体 积：115×100×70mmA1010运动粘度测定仪适用于测定液体石油产品的运动粘度。运动粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比。是对油品等级及质量鉴别的重要理化性能指标之一。在实际应用中，选择合适粘度的润滑油品，可以保证机械设备正常、可靠地工作。适应标准：GB/T265应用领域：1、电力、石油、化工、环保及科研部门2、需测定石油产品运动特性的油品。仪器特点：1、仪器由PID控温、计时器、恒温装置、水浴等部分组成。恒温浴为小缸体圆缸、双层，浴内温度分布均匀，控温效果优良。2、液晶屏幕中文显示，人机对话界面，可对预置温度、当前日期时间等参数进行菜单提示式输入，执行元件采用SSR，其特点无触点，无动作噪声，无火花，耐振动，仪器使用寿命长。3、加热器及导流筒等浴内部件采用不锈钢制作，耐腐耐用。4、配有照明装置，光线亮度好，节能寿命长。5、自动计算毛细管常数与测试时间平均值的乘积；控温精度高，准确度好。6、可以计时试样运动时间，自动计算运动粘度的结果。7、标配：品氏粘度管； （可选）：乌氏管、芬氏管、逆流管。技术参数：• 测量范围：0-10000mm2/s • 控温设置：室温～99.9℃ • 装卡毛细管数量：4支• 恒温精度：±0.1℃• 试样量：10ml• 加热器功率：1000W• 工作电源：AC220V±10% 50Hz• 环境温度：5℃～40℃• 相对湿度：≤85%• 外型尺寸：545mm*370mm*500mm• 重 量：18.4kgA1020自动开口闪点测定仪采用模糊控制集成软件，模块化结构，符合国标、美标等标准。应用于铁路，航空，电力，石油行业及科研部门等。执行标准适应标准：ASTM D92、GB/T3536仪器特点：1、采用彩色液晶大屏幕显示，全中文人机对话界面，触摸屏式键盘，对预置温度、试样标号、大气压强、试验日期等参数具有提示菜单导向式输入功能。2、模拟跟踪显示升温与试验时间的函数曲线，具有中文操作软件提示修改功能，配有试验日期、试验时间等参数提示功能。3、配有标准RS-232计算机接口，下位机储存120组历史数据，与计算机相连可大容量存储数据并可长期保存，传送数据，上位机可修改下位机参数。4、可以计算大气压强的修正值。5、扫描、点火、检测、打印数据自动完成。6、电子引火，强制风冷。7、可检测燃点。技术参数• 工作电源：AC 220V±10%， 50Hz• 量程：室温～400℃；分辨性：0.1℃• 重复性：≤4℃ 再现性：≤8℃• 升温速度：符合GB/T3536标准• 点火方式：电子引火、气体火焰• 环境温度：5℃～40℃ • 相对湿度：≤85%• 功率：≤500W• 工作电源：AC 220V±10%，50Hz• 外形尺寸：520mm*360mm*310mm• 重量：16kgA1040自动酸值测定仪用于检测变压器油，汽轮机油及抗燃油等样品的酸值分析测量。仪器是通过机械、光学以及电子等技术的综合运用，采用微处理器，能够自动实现多样品切换、滴定、判断滴定终点、打印测量结果等功能，该系统稳定可靠，自动化程度高。应用于电力、化工、环保、石油等领域。适应标准：GB/T264 GB/T258仪器特点：1、液晶大屏幕、中文菜单、无标识按键。2、自动换杯、自动检测、打印检测结果，（可选配有自动定时加热功能，适用于粘度偏大的润滑油）。3、该仪器可对六个油样进行检测。4、采用中和法原理，用微机控制在常温下自动完成加液、滴定、搅拌、判断滴定终点，液晶屏幕显示测定结果并可打印输出，全部过程约需4分钟。5、用特制试剂瓶盛装萃取液和中和液，试剂在使用过程不与空气接触，避免溶剂挥发和空气中CO2的影响。技术参数：• 工作电源：AC220V±10％ 50Hz• 最大耗电功率：﹤100W• 测定范围：0.0001～0.9999mgKOH/g • 最小分辨率：0.0001 mgKOH/g• 测量准确度： 酸值＜0.1时 ±0.02 mgKOH/g酸值≥0.1时 ±0.05 mgKOH/g• 重复性：0.004 mgKOH/g• 环境温度：5℃～40℃• 相对湿度：≤85％A1070微量水分测定仪采用经典理论——卡尔• 费休微库仑电量法，依据电解定律反应的水分子数同电荷数成正比，仪器检测参加反应电荷数（库仑）自动换算成对应的水分子数，因此此方法测试精度高，测试成本低，能可靠的对液体、气体、固体样品进行微量水分的测定。具有高灵敏度、高精度、高再现性,低功耗节能设计，可内置蓄电池用于便携测量。广泛适用于石油、化工、电力、制药、商检、科研、环保等领域。执行标准适用标准：GB/T11133、GB/T11146、GB/T 7600、GB/T6023、GB/T6283、GB/T606等仪器特点：1、液晶彩色7寸触摸屏显示，自动平衡，人机对话界面，各种参数具有菜单提式输入，具有与电脑、wifi连接功能。2、配有试验日期、时钟等多种参数提示功能，微分检测，系统偏差自动修正，搅拌、检测、打印数据微机自动完成，具有μg水与ppm单位同时显示功能。3、操作简单，使用方便，测试准确、稳定、易操作，是试验室理想的测量仪器。技术参数• 测量范围：3μg～100mg• 电解速度：≤2.4毫克／分• 分 辨 率：0.01μg• 准 确 度：10μg～1mgH2O ±3μg 1mgH2O 以上为3%（不含进样误差）• 终点显示：信息显示、蜂鸣器响、终点指示灯亮• 显示时钟：年 月 日 小时 分钟 秒（掉电保持）• 打 印 机：16个字符针式打印，纸宽44毫米• 电源电压：AC220V±10%，50Hz

为助力国产科学仪器发展，筛选和扶持一批优秀的科学仪器产品和企业，在中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会、北京科学仪器装备协作服务中心等单位的支持下，由仪器信息网主办、我要测网协办的“国产科学仪器腾飞行动”于2013年9月5日正式启动。　　秉承“国产科学仪器腾飞行动”宗旨，仪器信息网于2018年启动“国产科学仪器腾飞行动”之“创新100”项目，筛选、挖掘一批具备自主创新能力的中小仪器厂商，通过公益性的报道、走访、调研、视频、线下座谈会等方式展现其基本情况，在企业发展的关键时期“帮一把”。　　9月26日上午，“创新100”项目企业走访第18站，由中国仪器仪表行业协会高级顾问闫增序、中科院科技战略咨询研究院学部咨询研究支撑中心执行主任赵兰香、仪器信息网市场拓展部经理陈丽英等组成的走访调研组，来到天津市能谱科技有限公司(简称：能谱科技)，深入了解这家初创企业的创新实力。能谱科技谢樟华总经理等热情接待了调研组一行。“创新100”调研组走访能谱科技　　初衷：仪器销售自创品牌　　谢樟华总经理等几个人最早曾从事实验室化学分析仪器的销售，也曾是某几个跨国外企在天津地区的签约代理商。“经销的年头做长了，总想有自己的产品和品牌。”几个技术负责人一拍即合，能谱科技于2014年应运而生，先后推出了傅立叶变换红外光谱仪、红外测油仪、紫外分光光度计、粉尘游离二氧化硅分析仪等系列产品，广泛应用于高校、科研单位、医药、化工、石化、煤炭、材料等行业。　　能谱科技现有员工将近20人，每年在研发上的投入占比30%，业务遍布全国，并在华南、西南、华中设有办事处。公司积极与南开大学、天津大学等科研院校开展合作，仪器在制药、石油、环保、高分子材料等行业及第三方检测机构销量可观，典型用户有凯莱英天津生物制药有限公司、天津领航润滑油有限公司、云南龙润药业，中交建设集团等。能谱科技办公环境　　产品：行业内做精做专　　谢樟华表示：“我们想在一两款产品上稳扎稳打，产品种类不一定很多，但应用领域可覆盖环保，医疗，材料等各行业。”历经近三年的研发，能谱科技基于红外光谱精心打造了几款主打产品。　　iCAN 9傅立叶变换红外光谱仪自主研发设计的智能人机交互，配备独特光源休眠模式，分腔式一体设计，干涉仪和接收器等部件单独防潮，独特配置湿度软件自动数字显示装置，系统自动优化功能。软件实时在线监测，保证仪器始终处于最佳工作状态，测试谱图更准确可靠。　　iCAN 8便携式红外光谱仪重量仅为7Kg，采用高灵敏度DLATGS或液氮制冷MCT检测器，纯金刚石晶体ATR附件硬度大，可应用于环保气体、工业在线气体以未知物如违禁品、爆炸物的实时检测。可配移动电源，具有专业工具箱，适用于实验室和现场测试。　　OIL4000B PLUS型全自动红外测油仪实现测油的过程全自动化，萃取等操作无须分析人员的参与，消除和四氯化碳的接触，可自动分离并收集吸附废液废水废气不更换管路器件长期使用。　　电力和煤炭行业生产环境中粉尘的种类较多, 主要有矽尘、煤尘、锅炉尘、石棉尘、水泥尘、电焊烟尘等, 对接尘人员的危害较大。加强对粉尘中游离二氧化硅含量的检测以往检测采用“焦磷酸重量法”, 该方法存在操作步骤复杂、使用试剂种类繁多、检测周期长、准确性差、试验室条件要求苛刻等一系列问题, 难以满足现场批量检测的要求。2017年能谱科技在原来FC-2000D的基础上，又新推出FC-4000D粉尘中游离二氧化硅分析仪，测试速度由原来每个样品十分钟升级到10秒钟，精度也提高了一个数量级。产品获得多项国家专利证书，产品在中煤集团，华煤集团，龙煤集团，煤科院等单位得到广泛应用。参观产品　　特色：初涉市场 细节暖心　　能谱科技创立初衷：“让红外光谱变得简单无忧”，尽管成立已有近四年，但产品真正推向市场，还得从2017年算起。初来乍到如何树立典型用户，除了打磨产品，专业定制和及时反馈也成了能谱科技抢占市场的“法宝”。　　红外光谱仪器可用于沥青样品检测，但瓶颈在于沥青的相似度有时高达99%，一般的谱图难以分辨。为此，能谱科技专门开发了一套沥青分析系统，根据算法能找出沥青样品间最细微的差别，从而判定沥青是否掺假甚至推断品牌。正因如此，东北某公路段项目一口气购买了能谱科技6台设备，打开了仪器在沥青领域的销售。　　唐山三孚硅业股份有限公司以制造四氯化硅等化工产品著称。四氯化硅不能接触空气和水，一旦发生泄漏，会引发人体不适并危害四周环境。为安全检测样品，唐山三孚联系市面上多家红外光谱仪器公司，但都无法做到“交钥匙”工程。能谱科技为此专门开发了一套进样系统，定制衬聚四氟乙烯池子和防泄漏系统，不仅解决了唐山三孚的“燃眉之急”，更吸引业内4-5家同类企业前来购买。　　浙江有客户要测滤棉中硅油含量，常规方法需要预处理且耗时过长，借用核磁和能谱仪等其他手段一两百万的价格又太贵。能谱科技采用红外+ATR方法轻松解决，几秒出具结果，快速分析里面是否含油和含油高低。谢樟华介绍了多个类似的案例：“客户提的要求只要不是非常为难，我们都会尽力满足，这对我们也是一种提升。”　　红外光谱解析通过数据库自动检索分析，进口谱图价格高昂，不是一般的单位所能购买的起，能谱科技专门研发一套谱图分析数据系统，用户可依据特征系数和特征峰匹配度自由检索，便于剖析未知样品成分，大大节约了客户的采购成本。　　愿景：做“正三角形企业”　　数据显示，国内红外光谱市场一年的销售量大约800台，国产仪器销售额占比不到10%，高端红外基本由进口品牌掌控。纵观红外光谱市场，国产厂商任重而道远。谢樟华坦言，研发投入、团建创建、渠道拓展、品牌认知度提升、行业典型用户的建立都是能谱科技当前面临的挑战。　　不过他也是补充，能谱科技将以创新为引领，依托本地市场，把家门口的“战役”打好，以天津辐射全国乃至全球，加大产品的出口力度。在打好常规红外市场的基础上，重视油品、中药、聚合物、沥青、珠宝、化工分析等行业客户的崛起。公司将不断研发新产品，通过开发出更多优质附件，提升设备的附加价值。　　能谱科技专注于傅里叶红外光谱仪与红外测油仪的整体解决方案。产品线的逐步完善，使能谱科技确定走“全产业链”模式，把产业链的每一个环节做透、做精、做细，做研发、生产、销售三位一体互相支撑的“正三角形企业”。

近些年来，随着红外光谱仪的在行业中的广泛应用，给人们的生活带来了很大的变化，下面小编就给大家介绍几个主要的应用领域以便大家参考。一、在化学、化工方面的应用在该方面的应用又可分为表面化学、催化化学和石油化学方面的应用。1、在表面化学研究中的应用红外光谱技术在表面化学研究中的应用具有两个鲜明特征:(1)）继续不断地开发表面与薄膜的原位和实时红外分析技术。根据报道已有一种适用于原位和同时红外分析的FT-IR扩散反射室。(2)以红外吸附光谱(IRAS ) ，ATRFT-JR、和R反射光谱为代表的红外光语技术广泛地应用于研究自组织膜和L-B膜。如应用IR反射光谱研究薄膜，测定组织薄膜的厚度、成分和结构,傅立叶变换红外光谱仪在石油化学中的应用是一个十分广泛的领域，如在重油的组成、性质与加工方面,应用R表面自硅胺色谱得到的胶质和沥清质。红外光谱仪在润渭油及其应用方面的进展体现在∶用于鉴别未知油品和标定润滑油的经典协理性质(如贴粘度、总酸值、总碱值） 被纳入以设备状态监测为目的的油液分析计划，用于表征在用油液的降解和污染程度，油润滑表面摩擦化学过程及产物的原位监测与表征。红外光谱仪应用于轻质油品生产控制和性质分析方面的主要进展包括∶应用红外光谱预厕汽油的辛烷值，应用IR测定汽油中含匐化合物的含量。此外，还应用ATRFT-R与GC联用测定汽油中的芳烂的含量。3、在催化化学研究中的应用(1)扩韵反射红外光膳傅立叶变换光港(DRIFTS)的应用报道特别突出，其次是IRAS，DRIFTS用于监控催化剂表面吸附化合物的分解动力学。IRAS的典型应用实例包括研究CO在P催化剂表面的氧化反应动力学，以及研究NO和CO在Pd和Pd-Sio2表面的共吸附现象。(2〉原位红外光道技术除了依然应用普通的原位红外光罐技术研究懂化反应过程外，还应用于原位反射/吸附红外光谱研究催化剂表面的点位阻塞效应，另外产生了大星新的与原位红外光谱技术相配合的附件装置。4、在半导体和超导材料等方面的应用在此方面的应用主要有∶分析抽原子与CO和CO2反应产物的基体红外光增，研究了铀。钴。镍。锡变性锰铝锏强逝性合金的远红外性质。分析C60填料笼形包含物的红外和拉曼光港。用反射傅立叶变换红外显微光谱法测定有机富油页岩中海藻化石。5、在环境分析中的应用用气相色谱﹑傅立叶变换红外联用技术测定水中的污染物，结台了毛细管气相色谱的高分排能力和傅立叶变换红外光谐快速扫描的特点，对C -MS不能鉴别的异构体，提供了完整的分子结构信息，有利于化合物首能团的判定。K1A1KoCk等报道了气相色谱/红外光潜Ⅰ质道联目技术在环境分析中的应用。运用傅立叶变换红外遥感技术，可以测定工业大气空间的特性。由于控制汽油质星与保护环境密切相关，应用美国HP GCIRP Ms测定汽油中的甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙酿、1-丁醇、﹖-丁馥、异丁酿、特丁醇、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯等，其准确度为1%，相对偏差为0.155%。应用傅立叶变换红外法可以定量分析气态经类混和物，对于测定水中的石油怪类，非色散红外法已成为我国环境监测的标准方法。二、在临床医学和药学方面的应用监于每个化合物都有自己独持的红外光谱，除特殊情况外，目前尚未发现两种不同的化合物具有相同的红外光港，所以红外光谱为药品质量的监测提供了快速准确的方法。如药材天麻、阿胶，西药红霉素、环磷酰胺的监测和抗肝炎药联笨双酯同质异晶体的研究。傅立叶变换红外光谱仪在临床疾病检测方面也有广泛的应用，如利用红外光谱法对冠心病、动赫硬化、糖尿病、癌症的检测。红外光道法测定蛋白质基体中的葡萄塘含量。以及用FT- Raman光谱在700 ～ 1900 cm - 1处的差异，对胃、牙齿、血管、肝等人体组织的研究可用于体内诊断。恶性肿瘤是一种严重危害人类身心健康并消耗大星医疗卫生资源的疾病，由于目前缺乏有效的对晚期癌症的治疗手段，肿瘤的早期诊断对延长患者的生存时间和提高生活质量具有重要的意义。傅里叶变换红外光谱可以提供有关分子结构和变化的多种信息，能在分子水平对细胞组织的改变做出反映，是行之有效的肿瘤早期检测的手段，较传统的肿瘤手段而言具有快速,准确,客观等特点 甚至可以通过光纤附件，实现肿瘤的原位、在体、实时检测和诊断。通过胃癌组织与正常组织的FTIR谱图比较，可以发现胃癌组织具有特征性的光谱。此外，傅立叶变换红外光谱仪在其传统领域———物质结构分析、热力学状态分析、热/动力学过程分析与表征也有着不同程度的进展。

p　　一杯红酒，一盏甘醇，葡萄酒的品鉴既是一门艺术，也是一门科学。葡萄酒的主要成分是水和酒精，除此之外，还含糖和甘油(均为发酵的残留物)，酸类物质，包括单宁在内的多酚类物质，以及其他更少量的酯类等。葡萄酒的香气主要来自于其中的酯类，而口感则主要由其他的物质决定。比如，糖类影响其甜度，酸类影响其酸度，多酚类物质产生苦涩感，而甘油赋予了葡萄酒厚度。这些成分及其含量综合决定了葡萄酒的口感。/pp　　除了视觉、嗅觉和味觉的体验，科学研究如何从数据上分析葡萄酒组成?红外光谱给出了其特有的品鉴方式!/pp　　红外光谱法，基于化合物官能团振动过程中偶极矩变化产生的特征吸收，为不同的化合物提供了特定的红外光谱特征，被形象的称作“指纹图谱”，既可定性，还可定量。譬如，酸类物质的特征官能团是羰基，红外峰在1710cmsup-1/sup左右 多酚类物质的特征官能团是多个共轭苯环，红外峰在1610cmsup-1/sup左右 糖和甘油的特征官能团是C-O，红外峰在1000cmsup-1/sup左右。这些谱峰的吸光度，同其含量成正相关。由此可见，葡萄酒影响口感的化合物都有红外特征，因此可使用红外光谱法分析葡萄酒组成。/pp　　BCEIA互动体验区，珀金埃尔默现场演绎了红外光谱分析葡萄酒组成的过程，吸引了很多业内人士围观。实验中，使用移液枪精确将2µ l的葡萄酒滴在Spectrum Two红外光谱仪的ATR附件的金刚石晶体上。约5分钟后，酒精和水挥发完毕，剩余的化合物附着在晶体表面，即可启动扫描程序，采集ATR红外光谱。图1右是某品牌赤霞珠葡萄酒的ATR红外谱图，可以明显的看到其酸类、多酚类、糖和甘油的特征。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 269px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/dea48f7b-ae05-45e4-a60c-1159d81f730b.jpg" title="微信图片_20191024233830.png" alt="微信图片_20191024233830.png" width="600" height="269" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图1. 左: PerkinElmer Spectrum Two红外光谱仪，将葡萄酒样品滴加在晶体上即可进行检测。右：某品牌赤霞珠葡萄酒的红外光谱图，显示了其酸类、多酚类、糖和甘油等物质的特征/strong/pp　　葡萄酒中的各类物质并不是单一的，而是由很多成分组成。譬如，柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸等是常见的酸类 白藜芦醇、花青素、槲皮素、原花青素等是常见的多酚类 葡萄糖、蔗糖、果糖等是常见的糖类 而单宁实际上也是一种酸，但具有多酚的结构。这些成分的红外特征又不相同。图2为常见糖类和甘油的红外谱图。虽然他们的主要官能团类似，但具体结构的差异还是体现了特征红外光谱。因此，可通过进一步分析，获得葡萄酒各类成分更细节的组成和含量信息。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 403px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/45d64869-0666-42b4-9942-656698927a1f.jpg" title="22.jpg" alt="22.jpg" width="500" height="403" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图2. 葡萄酒中主要糖类和甘油的红外谱图/strong/pp　　红外光谱法不会对葡萄酒本身的化合物产生干扰，会如实体现其真实的光谱特征。譬如果糖就可以直观的观测到其红外特征，而色谱方法分析时需要将果糖还原成葡萄糖从而无法检测到真实的糖类成分。如图3，在1000cmsup-1/sup左右的糖和甘油的光谱峰区间，只有坤爵桃红葡萄酒有明显的果糖特征，而其他的赤霞珠、西拉、美乐、雷司令等只有甘油的特征，完全符合这些干红葡萄酒的含糖量低的特点。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 403px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/46fe39cf-13fb-4b0f-993c-0ad153606d28.jpg" title="33.jpg" alt="33.jpg" width="500" height="403" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图3.坤爵桃红葡萄酒的红外谱图体现了其果糖成分的光谱特征，而其他干红葡萄酒则主要是甘油的光谱特征/strong/pp　　综上可见，红外光谱法可以体现出影响葡萄酒口感的各种化合物的种类和含量的信息，因此“红外光谱品葡萄酒”是一个切实可行的方法，其将比较主观的品酒师品酒变成谱图显示的红外品酒，更直观也更可量化。/pp　　在BCEIA互动展区，有不少专家和观众都对这种方法产生了浓厚的兴趣。大家纷纷反映，这种方法可以将市场上勾兑的劣质酒和假酒同真正的酿造葡萄酒区分开，而不会再良莠不分。北京大学刘锋教授仔细了解了这种方法后，也表示认同，她认为这种方法快速、客观、直接，在葡萄酒品牌保护、葡萄酒质量分级、葡萄酒工艺改进等方面都可以发挥重要作用。甚至，她还提出了可以使用大数据方法将葡萄酒的销售趋势、购买人群同葡萄酒的红外光谱建立联系，从而为企业预期生产安排、精准投放广告、迎合市场口味等方面作为重要参考。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 225px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/c3c42544-b1b0-4123-aaf1-2d2e8cc611c1.jpg" title="4.1.jpg" alt="4.1.jpg" width="300" height="225" border="0" vspace="0"/img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/037af2b5-68e0-4de3-8d13-c20045a110f3.jpg" title="4.2.jpg" alt="4.2.jpg" width="300" height="225" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 225px "//pp style="text-align: center "图4. 专家对“红外光谱品葡萄酒”技术很感兴趣，纷纷点赞/pp　strong　仪器评议专家：/strong/pp　　郑国经教授 首钢北京冶金研究院/pp　　符斌教授 矿冶总院测试所/pp　　高介平教授 矿冶总院测试所/pp　　刘锋教授 北京大学/pp　　辛仁轩教授 清华大学/pp　　周群副教授 清华大学/p

红外光谱仪的发展主要经历了以下三个阶段:　　第一阶段是棱镜色散型红外分光光度计, 它是基于棱镜对红外辐射的色散而实现分光的, 其缺点是光学材料制造麻烦, 分辨本领较低, 而且仪器要求严格的恒温降湿。　　第二阶段是光栅色散型红外分光光度计(如港东WGH-30A), 它是基于光栅的衍射而实现分光的, 与第一代相比, 分辨能力大大提高, 且能量较高, 价格便宜, 对恒温、恒湿要求不高, 是红外分光光度计发展的方向，　　第三阶段是基于干涉调频分光的FTIR红外光谱仪(如港东FTIR-650), 它的出现为红外光谱的拓展应用开辟了新的方向，相比之前色散型红外来说，傅里叶变换型红外具有分辨能力高、扫描时间快、光通量大、高扩展性等优点，但对湿度和温度有要求，尤其是湿度，通常要求不能超过70%。 从上个世纪70年代到现在的几十年中，傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)发展非常迅速，FTIR光谱仪的更新换代速度很快。世界上主要的FTIR生产商，一般每三到五年就推出新型号的FTIR光谱仪。随着傅里叶变换红外光谱技术的不断发展，红外光谱仪的附件也在不断的发展，不断的更新换代。新的、先进的红外光谱仪附件的出现，促使红外光谱仪附件的功能和性能不断的得到加强和提高，进一步使红外光谱技术得到了更加广泛的应用。 不可否认，国内的FTIR厂家的技术和世界主流公司相比还是有一定的差距，但是这个差距正在不断缩小。国外有代表性的FTIR生产厂商，经过几十年的技术积累，研发出来的产品在附件和主机集成上、产品联用上、产品专用化上及产品小型化上的优势比较明显。　整体而言，最近几年FTIR技术发展非常之快，无论是从产品的智能化程度、产品联用、应用领域专用上还是产品的小型化上都显示出很强的发展势头，未来FTIR技术会随着客户对产品的不同需求，朝着更加智能化、更加专用化、更加小型化的方向发展。傅立叶红外光谱仪（软件带有各种分析定量方法库） 定货号：DH108 红外光谱仪使用傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)对在用油品的质量和污染状况进行检测，可以检测油液衰化变质，氧化，水解，添加剂含量等，分析速度快，2分钟即可得到所有参数的测试结果，本仪器符合ASTM E2412红外光谱法润滑油监测标准，红外水中油含量分析标准，GB/T 23801-2009中间馏分油中脂肪酸甲酯（生物柴油）含量的测定（红外光谱法），广泛应用于军队,工矿企业，石化和运输行业仪器特点：1、采用了技术的抗振傅立叶干涉仪，从根本上解决了傅立叶红外光谱仪过于娇嫩，故障率过高的固有缺陷，使仪器可以适应各种恶劣环境的要求2、采用了技术的DTRANTM进样系统，无需任何清洗试剂，大大加快了分析速度，也避免了对操作人员的健康损害3、仪器操作简单，软件界面友好，操作人员仅需简单培训就可以轻松使用仪器4、可以分析包括润滑脂在内的各种油液油脂而不需要任何样品处理5、对各种油液中水分的测量下限达到50ppm，从而大大提高了红外光谱仪的分析效能(其它红外光谱仪对水分的测量下限为500 ppm)6、各种油液分析方法库和各项指标的界限值数据库技术参数：规 格：20×20×10 cm工作温度：-10℃至50℃进样系统：钻石透射池进样系统分 束 器：人造宝石光谱分辨率：zui高为0.5cm-1分析速度：1-2分钟/每个样品光谱范围：7800-350 cm-1检 测 器：DTGS检测器信 噪 比：大于20000：1重 量：4Kg

p　　上世纪80年代以来，随着新方法(化学计量学)、新材料(光纤等)、新器件(检测器等)和新技术(计算机)的发展和出现，近红外光谱技术从光谱分析队列中吊车尾的位置迎头赶上，崭露头角。如今经过几十年的发展，结合现代化学计量学方法的近红外光谱技术，已经成为工农业生产过程质量监控领域中不可或缺的分析手段之一，在农产品、食品、医药、石化等领域均得到了广泛应用。本文以炼油原料(原油)及石油化工产品为例，介绍近红外光谱在石油化工领域中的应用。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　1. 何为石化产业/strong/span/pp　　石化是石油化学工业的简称，具体是指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的整个加工工业，其中也包含了原料开采的过程，即石油开采业、石油炼制业、石油化工业三大块。/pp　　石油化工加工工业主要包含炼油和化工品生产两大板块。炼油主要是以石油和天然气为原料，生产各类燃料油、化工原料等产品，主要包括石脑油、汽油、煤油、柴油、沥青、焦炭、润滑油、液化石油气等等 化工品生产主要指以部分炼油产品为原料，首先通过化学加工来生产以三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)和三苯(苯、甲苯、二甲苯)为代表的基本化工原料，进而以这些基本化工原料生产多种有机化工原料及合成材料的过程。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 397px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/c1ce16f0-ea11-4737-a4fb-0ff64b82f410.jpg" title="01.jpg" alt="01.jpg" width="500" height="397" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong石油炼制示意图(图片源于网络)/strong/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　2. 近红外光谱在石油分析化学中的角色/strong/span/pp　　石油和天然气主体为碳氢化合物，各类石化产品的主体组成物质也均为碳氢化合物，外加少量含氧、含氮、含硫等元素的化合物，然而石化产品种类繁多且分子结构千变万化，因此石油分析化学的目标就是获得石油化学组成和结构信息。石油分析测试是炼油科技与生产的眼睛，也是衡量一个国家炼油技术发展水平的主要标志之一。自上世纪90年代以来，纵观石油分析科学与技术的发展，可以看出其大致是沿着两条主线展开的：一条主线是在原有的油品族组成和结构族组成分析基础上，通过当代更为先进的分离和检测方法，对油品的化学组成进行更为详细的表征，即油品的分子水平表征技术，其主要目的是为开发分子炼油新技术提供理论和数据支持，以求索研发变革性的炼油新技术 另一条主线则是采用新的分析手段，快速甚至实时在线测定炼油工业过程各种物料的关键物化性质，即现代工业过程分析技术，其主要目的是为先进过程控制和优化技术提供更快、更全面的分析数据，从而实现炼油装置的平稳、优化运行。/pp　　分子光谱分析方法对于石化产品有机物结构非常敏感，中红外光谱、近红外光谱、拉曼光谱及核磁共振谱结合化学计量学在油品分析中均有较多的应用，但综合仪器稳定性、信号抗干扰能力、进样技术、工业应用成熟度等方面来看，对油品(包括原油、汽油、柴油和润滑油等)及化工品的快速和在线分析，近红外光谱是最实用、最适合工业过程控制的手段。在线近红外光谱已广泛应用于炼油领域，从原油调合、原油加工(原油蒸馏、催化裂化、催化重整和烷基化等)到成品油(汽油、柴油)调合等整个生产环节，可为实时控制和优化系统提供原料、中间产物和最终产品的物化性质，为装置的平稳操作和优化生产提供准确的分析数据，在化工品生产领域同样得到广泛应用，该技术已成为衡量现代炼化企业技术水平的一个重要标志。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 479px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/34f819e5-89f0-4ce7-a327-5714e36c7c91.jpg" title="02.jpg" alt="02.jpg" width="500" height="479" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong近红外在炼油厂生产过程中的应用环节(黑点表示)及部分可分析的性质/strong/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　3. 化学计量学与石油分析/strong/span/pp　　化学计量学起源于上世纪70年代，在上世纪80、90年代得到长足发展和应用。化学计量学利用数学、统计学和计算机等方法和手段对化学测量数据进行处理和解析，以最大限度获取有关物质的成分、结构及其他相关信息。石油组成极其复杂，需要多种近现代分析方法的量测数据进行表征，而将这些仪器的量测数据高效快速地转化为有用的特征信息，就得依靠各种化学计量学方法。/pp　　化学计量学内涵丰富，其内容几乎涵盖了化学量测的整个过程，在石油分析中，主要涉及的内容包括多元分辨、多元校正和模式识别。其中多元分辨算法主要用于处理色质联用、全二维色谱等方法得出的多维数据，近红外光谱是二维分析方法，利用的化学计量学方法以多元校正和模式识为主。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 273px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/34fd2736-185f-4150-98c9-54831f8b5e5c.jpg" title="03.jpg" alt="03.jpg" width="500" height="273" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong用于石油分析的常见化学计量学方法/strong/pp　　尽管用于石油分析的化学计量学方法很多，但绝大多数处于研究探索阶段，实际应用其实不多。对于模式识别，不同类型样品，其最佳识别算法可能会不同，以汽油为例，有研究用九种算法对不同炼厂汽油近红外光谱进行分类，结果发现K-邻近算法(KNN)、概率神经网络(PNN)、支持向量机(SVM)三个算法分类效率最高，其他如线性判别分析(LDA)、SIMCA等算法则效果一般。/pp　　对于多元校正，偏最小二乘(PLS)是使用得最广泛的算法，某些非线性严重的性质也会用到人工神经网络(ANN)建模。以汽油性质预测为例，很多文献研究比对了包括PLS、ANN、多元线性回归(MCR)、支持向量机回归(SVR)在内的多种算法，最后综合模型准确性、稳健性来看，PLS往往是最优选择。当然也有例外，原油分析由于其特殊性，传统建模方法无法适用，因此国内外都针对原油的近红外光谱分析开发了独特算法。/ppstrong　span style="color: rgb(255, 0, 0) "　4. 近红外对原油及石油产品的分析应用/span/strong/ppstrong　　4.1 原油/strong/pp　　原油性质差异巨大，从开采、贸易、流通到最后的加工，各环节均需要对相关的原油性质进行评价，而现存的ASTM原油评价方法需要较长的分析时间及较大的工作量，在很多场合不能满足分析时效性，原油快评技术便应运而生，而近红外光谱技术由于测量方便、成本低、可用于现场或在线分析等优势成为首选。/pp　　目前通过近红外光谱结合化学计量学方法，可直接建立原油基本性质模型，主要包含密度、残炭、酸值、硫含量、氮含量、蜡含量、胶质含量、沥青质含量、实沸点蒸馏曲线(TBP)等性质。但原油评价不仅需要测定原油的基本性质，还需要测定原油各馏分油的物化性质，分析项目近百种，采用传统的多元校正方法逐个建立校正模型非常困难。上世纪90年代，出现了采用拓扑学原理建立的基于模式识别的近红外光谱油品分析技术，后来发展到利用该技术结合原油详细评价数据库，关联出原油评价所需的详评数据。该近红外光谱原油快速详评技术于近10年引进到国内，目前包括大连石化和金陵石化等多家炼厂都购买了该技术，用于原油调合及蒸馏工艺中。/pp　　2012年，我国石油化工科学研究院(RIPP)基于国内外有代表性的500余种原油，建立了拥有自主知识产权的原油近红外光谱数据库，基于库光谱识别和拟合专利技术，开发了原油快评系统，近年来该系统不断完善，申请专利20余件，同样实现了原油各馏分详评数据的关联，形成了国产化的全套原油快速详评技术，预测准确性在传统分析方法的再现性要求之内，可在原油贸易、原油调合以及原油加工等方面发挥重要作用/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/282e4ad4-60c0-48cd-b060-828f0c51fc0e.jpg" title="04.jpg" alt="04.jpg" width="500" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strongRIPP原油快速评价技术流程示意图/strong/pp　　鉴于原油色深、粘稠等特性，近红外原油快评技术绝大部分为离线分析技术，法国TOPNIR公司的原油快评成套技术在国外有在线应用案例，国内石科院和南京富岛公司合作也具备原油在线快评的实施能力。目前国内还没有在线原油快评的实际应用，近期为配合智能炼厂建设，某些炼厂正进行常减压装置的实时优化(RTO)改造，RTO需要实时掌握进料性质，可能会引进原油在线快评技术。/ppstrong　　4.2 石脑油/strong/pp　　石脑油由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得，其主要成分是含5到11个碳原子的链烷烃、环烷烃或芳烃。石脑油是管式炉裂解制取乙烯、丙烯，催化重整生产高辛烷值汽油组分以及制取苯、甲苯和二甲苯的重要原料 也可以用于生产溶剂油或直接作为汽油产品的调合组分。/pp　　炼厂对石脑油采取“宜油则油，宜烯则烯，宜芳则芳”的利用原则，而每种利用方式对石脑油有不同的质量技术指标要求，其中石脑油的PIONA族组成(直链烷烃、支链烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃)无论对哪种利用方式来说都是十分重要的指标。近红外光谱技术实现了石脑油PIONA族组成的在线快速分析，可为先进控制及优化系统提供物料的实时组成数据，且数据准确性和传统色谱分析方法基本相当。除PIONA族组成数据外，近红外还可分析石脑油密度、馏程、碳数分布、芳烃潜收率等性质，准确性满足工艺需求。理论上近红外光谱也可以测定更详细的基于碳数分布的PIONA组成，如C8直链烷烃、C9芳烃等等，但石脑油组成复杂，各碳数下不同类型化合物含量分布很不均匀，某些组分含量较低，需要采用一些专用的方法才能得到满意的预测结果。/pp style="text-align: center "　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　研究报道利用近红外光谱和PLS建模预测石脑油详细烃族组成(部分)信息的精度，RMSEP和r2为模型验证集平均偏差及决定系数，Repro和r2max为实验室标准方法(色谱)重复性及决定系数/span/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 390px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1080fb76-a551-426d-8dd9-27f631113239.jpg" title="05.jpg" alt="05.jpg" width="600" height="390" border="0" vspace="0"//pp　　英国石油公司(BP)最早将近红外光谱用于乙烯裂解装置原料石脑油的PIONA组成在线分析，燕山石化乙烯裂解装置于2007年首次采用了国产在线近红外光谱技术，如今国内多家炼厂乙烯或重整装置上都拥有近红外在线监测系统，用来实时监测石脑油原料或对应产品的物性参数。除了将近红外光谱技术用于蒸汽裂解和催化重整装置进料的在线外，为合理利用石脑油资源，一些石化公司如韩国SK还建有石脑油优化自动调合装置，该装置将在线近红外光谱技术用于调合组分和产品的PIONA组成、密度和馏程的分析，为优化石脑油调合实时提供数据，产生了可观的经济效益。/ppstrong　　4.3 汽油、喷气燃料、柴油/strong/pp　　汽油、喷气燃料(航空煤油)、柴油是使用最广泛的三种石油燃料产品，三者主要依靠馏程(碳数)区分，从轻到重依次为汽煤柴油，有部分重叠。/ppstrong　　4.3.1 汽油/strong/pp　　汽油是最常见的用量最大的轻质石油产品，主要成分为C4至C12的复杂烃类混合物。原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、催化重整、焦化等炼油过程都产生汽油组分，但从这些装置直接生产的汽油组分，不单独作为发动机燃料，而是将其按一定比例调配，辅以添加剂，如以前的甲基叔丁基醚(MTBE)、如今普遍添加的乙醇组分等，调合成满足一定质量规格要求的商品汽油。/pp　　辛烷值是汽油最重要的质量指标，用于表征汽油的抗爆性，其分为研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)，车用汽油牌号是按研究法辛烷值等级划分的，主要有92、95、98号，标号越高，抗爆性越好。传统辛烷值测定方法速度慢、成本高、所需试样量大(约400mL)，而且不适合在线分析。辛烷值与化合物结构密切相关，早在1989年美国就有人利用近红外光谱结合偏最小二乘方法建立了汽油辛烷值快速测定方法，从而掀起了近红外光谱在油品分析方面的研究和应用热潮，至今近红外光谱测定汽油辛烷值仍旧是石化领域研究最广泛和深入的测试项目之一，目前成品汽油辛烷值近红外光谱分析方法SEP在0.35辛烷值单位左右。/pp　　除辛烷值外，近红外光谱还可分析汽油密度、馏程、烯烃含量、芳烃含量、苯含量、氧含量、雷氏蒸气压等性质，其分析准确性满足各项汽油生产工艺以及调合工艺的需求。如今新建炼厂基本都使用管道自动调合工艺来进行汽油调合，原来使用罐调合方式的炼厂也慢慢在升级改造为管道调合方式，该方式对调合物料和产品的实时性质监测有较高的需求，在线近红外分析仪可实时、准确地为调合优化控制系统提供各种汽油组分和产品的多种关键物性。调合优化控制系统利用各种汽油组分之间的调合效应，实时优化计算出调合组分之间的相对比例，保证调合后的汽油产品满足质量规格要求，并使调合成本和质量过剩降低到最小。以在线近红外为主要特征的汽油优化调合系统最早于上世纪90年代在国际上出现，同时期我国兰炼、大连石化等炼厂对该技术进行了引进。至2005年，完全由我国自主知识产权建成的含在线近红外分析系统的汽油优化调合系统在中石化广州分公司正式投产运行，当年就带来了上千万人民币的效益。目前新建炼厂如中科炼化、盛虹石化等均含有汽油管道调合建设项目，荆门石化、天津石化、山东汇丰石化等企业也正在进行或已完成对原有汽油调合系统的升级改造，以上项目全部采用了在线近红外分析系统。该系统运行方式一般是将调合前的各路组分汽油和调合后的成品汽油引入快速回路，经预处理后进入流通池进行光谱分析，最后返回原管线或进入回收罐，也有直接将探头插入管线无预处理直接测量的方式，目前主流还是引出式检测。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 295px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/87440863-26c1-4a20-aa5a-b92b08875055.jpg" title="06.jpg" alt="06.jpg" width="500" height="295" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong汽油调合在线近红外分析系统示意图/strong/pp　　在汽油调合过程中，近红外光谱不仅可用来实时分析组分油和成品油性质，还可用于调合配方的快速设计。研究表明，利用各组分油近红外光谱按一定比例计算出的成品油近红外光谱，和用光谱仪采集的由同种组分油按相同比例调合出的实际成品油的近红外光谱，二者相似度很高，经同一模型预测出的辛烷值也很接近，证明利用组分油近红外光谱和辛烷值数据，通过计算机辅助设计调合比例，指导生产目标辛烷值成品汽油是可行的。该技术目前仍处于研究阶段，一旦用于实际，可帮助炼厂生产调度人员方便快捷的设计调合配方，最大化提高调合效益，该技术对原油、石脑油等物料的调合同样适用。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 264px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/b2b7b119-6dc7-4c9c-a9b2-583dbe41b7a4.jpg" title="07.jpg" alt="07.jpg" width="600" height="264" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "研究报道的基于近红外光谱的汽油辛烷值模拟器，可通过组分油近红外光谱计算出调合配方及成品油近红外光谱，计算得到的光谱和根据该配方调合的成品油实际近红外光谱一致性较好，两幅光谱预测出的辛烷值也相近/span/ppstrong　　4.3.2 喷气燃料/strong/pp　　喷气发动机燃料，又称航空涡轮燃料，是一种轻质石油产品，为透明液体，由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调合而成。喷气燃料分宽馏分型(沸点范围约60～280℃)和煤油型(沸点范围约150～315℃)两大类，广泛用于各种喷气式飞机。我国喷气燃料分为5个牌号，其中3号喷气燃料是现行最常用的航空燃料。/pp　　冰点和芳烃含量是3号喷气燃料的重要质量控制指标，近红外光谱可对其快速测定，预测冰点SEP约为1.5℃，预测芳烃含量SEP约为1.5%，此外近红外光谱还可快速测定喷气燃料烯烃含量、密度、馏程、闪点、粘度等性质 。为实现战场环境下对军用燃料的快速质量鉴定，美国从90年代初就开始尝试用近红外光谱方法对包括喷气燃料在内的军用油品进行快速分析。几年后我国石科院、总后油料所等多家单位也陆续开展相关研究工作，针对我国的军用喷气燃料建立了近红外光谱快速分析方法。/ppstrong　　4.3.3 柴油/strong/pp　　柴油分为轻柴油和重柴油，我们常说的车用柴油为轻柴油，按凝点分级，有5号、0号、—10号、—20号、—35号和—50号六个牌号，主要由直馏柴油、催化柴油及焦化柴油等调合组分经必要的加氢处理后按一定比例调配而成，主要包含10到24个碳原子的各族烃类化合物。/pp　　和辛烷值类似，十六烷值是表征柴油性能的重要指标，用来衡量燃料在压燃式发动机中的发火性能，其传统测定方法也存在和传统辛烷值测定方法同样的问题，而十六烷值也和化合物结构密切相关，上世纪90年代初国际上就出现了近红外光谱技术快速测定柴油十六烷值的应用，随后几年我国也开始了该技术的研究与应用。现行质量规范对柴油组成尤其是芳烃成分含量作了严格要求，近红外光谱也可用于柴油详细族组成的快速分析，可预测链烷烃、一环烷烃、二环烷烃、三环烷烃、总环烷烃、烷基苯、茚满、茚类、总单环芳烃、萘、萘类、苊烯类、总双环芳烃、总多环芳烃和总芳烃的含量。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 451px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/484d4eee-581a-4209-8d4a-31bd99422cf4.jpg" title="08.jpg" alt="08.jpg" width="600" height="451" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong石科院开发的柴油族组成近红外分析模型/strong/pp　　除了十六烷值和组成分析外，近红外光谱还可较为准确地分析柴油密度、折光指数、碳含量、氢含量、馏程、闪点、凝点和冷滤点等性质。随着烃类分子碳数及烃链长度的增加，近红外光谱对于结构变化的敏感度逐渐降低，因此分子量更大的柴油在某些和结构变化密切相关的性质分析准确性上要略逊于汽油，如馏程和十六烷值(相对于辛烷值)。柴油的闪点、凝点、冷滤点等物理性质与近红外光谱呈非线性响应，利用非线性校正方法如人工神经网络(ANN)得到的模型效果往往要优于常用的偏最小二乘(PLS)方法。柴油生产过程中一些性质如十六烷值、倾点、凝点等，会通过添加改进剂来改善，且添加量较低，往往在近红外光谱中无响应，因此，近红外光谱只能预测添加改进剂前的性质结果。在线近红外光谱同样可用于柴油调合中，由于柴油调合组分相对简单，且装置普及程度不如汽油调合，因此国内外柴油在线分析应用案例远少于汽油调合。/ppstrong　　4.4 替代燃料/strong/pp　　为缓解我国石油资源匮乏和需求之间的矛盾，实现我国长期可持续的经济发展和环境保护，需要发展内燃机替代清洁燃料以部分取代石油基燃料即汽油和柴油。替代燃料主要分为三大类，其中醇、醚、酯类等含氧燃料(主要包括甲醇、乙醇、二甲醚以及由植物油制取的生物柴油、生物航煤)为第一大类，但因热值相对低等原因往往和石油基燃料混兑，形成乙醇汽油、混合柴油等燃料。大量试验研究和成功实践都证明，乙醇作为汽车的代用燃料是完全可行的。目前，乙醇作为燃料应用在汽油机上的技术已经相当成熟，我国也正在全国范围内大力推行乙醇汽油，乙醇添加比例一般为10%。生物混合柴油在世界范围内使用量正逐步增加，在美国、法国、巴西等国家应用较广泛，添加比例为5%-20%，国内目前应用不多。/pp　　近红外光谱可用于发酵生产燃料乙醇、酯化反应生产生物柴油的工艺过程。以生物柴油为例，生产生物柴油的原料种类很多，包括植物油(草本植物油、木本植物油、水生植物油)、动物油(猪油、牛油、羊油、鱼油等)和工业、餐饮废油(动植物油或脂肪酸)等。不同油脂原料生产的生物柴油在理化性质方面差异很大，决定生物柴油产品使用性能的指标有化学组成含量(脂肪酸甲酯、脂肪酸、甘油酯等)、运动粘度、酸值、碘值、闪点、冷滤点、十六烷值等等，近红外光谱可快速测定这些指标，有利于生物柴油生产过程的质量控制。/pp　　乙醇、生物柴油等替代燃料各方面性能均和石油基燃料有差异，其渗入含量对于混合燃料的理化性能如热值、发动机腐蚀性、辛烷值、十六烷值等有显著影响，必须保持适当比例。因此，对于混合油品中替代燃料含量的准确分析具有重要意义。色谱和光谱技术都可满足分析需求，利用近红外光谱测定乙醇汽油中乙醇及甲醇含量或混合柴油中生物柴油含量的研究及应用有很多，研究报道乙醇和甲醇含量预测SEP能到0.3%，生物柴油含量预测SEP能到0.15%左右。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 261px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/2382843e-7cd2-4f1f-ba33-d40718be105e.jpg" title="09.png" alt="09.png" width="600" height="261" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "为适应现场快速检测，某研究利用改装的便携近红外光谱仪和多元线性回归-连续投影算法(MLR-SPA)测定混合柴油中生物柴油含量，a.通过反射挡板改为透反射模式，b.通过USB光源改为透射模式，c.按b图模式改装后采集的混合柴油光谱(此类光谱建模SEP=0.22%)，d.台式近红外光谱仪采集的混合柴油光谱(此类光谱建模SEP=0.13%)/span/ppstrong　　4.5 重油/strong/pp　　重油通常是指原油经蒸馏提取柴油段以上馏分后剩下的残余物，碳数更高，分子量更大，具有颜色深，粘度大等特点，具体包括润滑油基础油、渣油、沥青等。/pp　　如今国家对润滑油产品质量要求不断提升，导致高品质润滑油基础油的需求增加，高品质基础油的生产工艺复杂，生产过程中需要及时获取VGO、加氢尾油和加氢基础油的组成、倾点和黏度指数分析数据，以指导工艺参数的调整，保证生产合格率。石科院在利用近红外光谱快速分析基础油原料与产物方面做了大量工作，通过优化近红外光谱的谱图采集条件，选择合适的化学计量学方法并优化分析模型，开发了基于近红外光谱预测VGO、加氢尾油和基础油性质和组成的成套分析技术，准确性满足标准方法规定的再现性要求 特别针对粘度指数和倾点这类和本身化学组成存在严重非线性关系的性质，开发了全新的数据校正方法，显著提高了预测准确性，目前粘度指数和倾点的预测准确性分别为2个黏度指数单位和2℃，该技术已应用于茂名石化润滑油调合项目近红外在线分析系统中。/pp style="text-align: center "strong润滑油基础油粘度指数预测结果(石科院近红外模型)/strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/93c055ba-3eb6-41e7-81f2-297b48821b13.jpg" title="10.png" alt="10.png" style="max-width: 100% max-height: 100% "//pp　　四组分含量(饱和烃、芳烃、胶质、沥青质)是评价重油化学组成的重要指标，近红外光谱结合PLS可准确分析渣油四组分，采用高温进样附件，分析速度快，SEP在1.5%左右，相比传统色谱柱分离方法分析效率提高很多。此外还可分析渣油密度、馏程、粘度、残炭、碳含量、氢含量、硫含量、碱性氮含量、苯胺点等性质 分析沥青蜡含量、粘度、针入度、软化点、脆点等性质。/pp　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "研究报道利用多块偏最小二乘(MB-PLS)和连续偏最小二乘(S-PLS)两种数据融合算法，将渣油近红外和中红外光谱结合起来建立四组分含量模型，预测结果整体优于只用一种光谱建模。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 329px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/0293be9e-55f2-4313-953b-bcd492aa249e.jpg" title="11.png" alt="11.png" width="600" height="329" border="0" vspace="0"//ppstrong　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "5. 近红外对化工品的分析/span/strong/pp　　以三烯三苯等基本化工原料，可生产约200种有机化工原料及合成材料(塑料、树脂、合成纤维、合成橡胶)，生产过程属于石油化工范畴，虽然这些化工品种类繁多，但相比于油品，其化学组成相对简单，且主体为含氢有机化合物，因此近红外光谱在该领域的应用也非常广泛。/pp　　近红外光谱测定多元醇类化合物羟值就是一个非常成熟的技术，其中测定聚醚多元醇的羟值已形成ASTM标准方法，我国也有对应国标，羟基在近红外光谱区有丰富的信息，通过多元校正方法可以针对每一类多元醇产品建立优秀的分析模型，商品化的近红外羟值分析仪已出现多年。近红外光谱还可用来测定聚丙烯熔融指数、等规指数、乙烯基含量这三个重要的工艺控制指标，多年前我国就研制出了用于聚丙烯粉料和粒料快速分析的实验室型聚丙烯专用近红外分析仪，以及用于聚丙烯粉料的在线近红外分析仪。近红外光谱也可用于聚氯乙烯(PVC)树脂生产过程中水含量的监控，商品化的近红外在线挥发分分析仪适用于PVC粉、糊树脂等所含挥发分中水含量的在线监测和过程控制。在醋酸工业中，近红外光谱可用来测定醋酸、碘甲烷、碘离子、水及醋酸甲酯浓度，国内外均有较多的在线检测应用，保证了醋酸生产工艺运行的平稳性和安全性。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 370px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/7ffa25b9-2176-459a-8da2-51da4513db86.jpg" title="12.jpg" alt="12.jpg" width="500" height="370" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong多元醇在近红外光谱区的特征吸收谱图/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 336px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/35395583-bc07-4c9e-a82a-8cc727831a0b.jpg" title="13.jpg" alt="13.jpg" width="500" height="336" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong近红外光谱与化学滴定法测定多元醇羟值的相关图/strong/pp　　近红外光谱还可以测定多种聚合物中的叔胺值、酸值、水分含量等参数 实时监控高聚物合成反应过程中单体浓度、聚合物浓度、分子量和转化率，高聚物挤出前后样品化学组成等性质 结合可见光成像技术可对聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、PVC和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等废旧塑料进行现场快速或实时在线识别。此外近红外光谱还被用于丙烯氰用微生物法水合生成丙烯酰胺、甘油通过微生物法生成1,3-丙二醇、甲醇与碳四馏分合成甲基叔丁基醚(MTBE)等工艺过程。br//ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　6. 结语/strong/span/pp　　石油化工领域的分析对象和项目繁多，传统分析方法大多耗时长、不环保、不利于在线分析，近年来国内大力发展智能制造，石化企业也逐步向“智能工厂”转型，力推先进控制和实时优化控制技术，特别需要在线分析技术及时可靠的提供原料和成品质量信息，基于此，近红外光谱因其自身特点和技术优势在石化行业大有用武之地，目前在国内外炼油化工企业应用广泛，为企业带来了可观的经济和社会效益。/pp　　但是，相对于欧美等发达国家，近红外光谱在我国石化行业的普及性和投用率都有一定差距，其原因大致有两方面：/pp　　首先是我国炼油行业原料和工艺变动较为频繁，导致各线产品化学组成变化频繁，进而导致近红外模型需要频繁维护，企业人员很少具备近红外维护技能，只能依靠售后服务，然而销售商往往不具备较强的模型维护能力，导致近红外分析系统停用。目前国内炼厂大都遇到此类问题，已经影响到行业整体对近红外光谱的认识，且这种情况不仅近红外技术存在，基于模型技术的低场核磁等技术同样存在。/pp　　其次是近红外光谱分析方法目前在石化特别是炼油行业还没有相关标准(可能和炼油产品组成变化复杂导致近红外方法稳健性不够有关)，导致炼厂质检和化验部门无规可循，不敢使用近红外光谱出具的数据，这也在某种程度上阻碍了近红外光谱在行业的推广。值得关注的是，近红外光谱在纺织品、烟草、粮食、饲料等领域已制定了国家、行业和地方标准，有关汽、柴油近红外光谱快速检测方法的地方标准也已陆续发布。/pp　　要解决以上问题，除相关部门要加快标准制定以外，更重要的是加强石化行业对近红外的理解和认识，促使炼厂培养专业化人员，或者规范化维保程序，将近红外系统维保委托给专业公司，保证近红外分析系统投用率，现有系统用好了，产生效益了，普及率自然会增加。总之，近红外光谱在国内石化行业有广阔的市场前景，但要出现井喷式的增长并发挥其应有的效果，需依靠经济发展水平和精细化管理水平的不断提高，还有较长的路要走。/ppstrongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　参考文献：/span/strong/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　1. 徐春明, 杨朝合. 《石油炼制工程》/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　2. 褚小立. 《化学计量学方法与分子光谱分析技术》/span/pp style="text-align: right "　　strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "（陈瀑）/span/strong/p

pspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　近年来，近红外光谱技术在我国得到了迅猛的发展，相关的新产品新技术层出不穷。为了多方位展现我国在近红外光谱领域的最新成果，仪器信息网和近红外光谱分会合作制作《近红外光谱新技术/应用进展》网络专题，同时也以此献礼近红外分会成立10周年，并寄语2021年国际近红外大会。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　为了更深入的了解国产近红外光谱仪器技术的发展和应用现状，我们特别邀请了北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司的田燕龙博士给大家分享其对国产近红外光谱技术及应用发展的理解。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 200px height: 258px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1c932139-c24b-4e87-9134-e0a5cbe9c633.jpg" title="田燕龙博士.jpg" alt="田燕龙博士.jpg" width="200" height="258" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司 田燕龙博士/strong/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong产品线布局始于国内首台傅立叶变换红外光谱仪/strong/span/pp　strong　仪器信息网：请介绍一下贵单位近红外产品的定位及发展历史?/strong/pp　　strong田燕龙博士：/strong上世纪80年代，傅立叶变换红外光谱仪的应用在国内刚刚起步，但国内却没有相关仪器的制造技术。为改变这一现状，在国家科委批准下北京第二光学仪器厂(现归属北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司，以下简称北分瑞利公司)于1987年从美国ANALECT公司引进了傅立叶变换红外光谱仪设计及制造技术，通过对引进技术的消化和吸收，于1993年7月27日成功开发了我国第一台傅立叶变换红外光谱仪——WQF-400型傅立叶变换红外光谱仪，填补了国内空白。/pp　　随后北分瑞利公司在持续发展和提升傅立叶变换红外光谱仪技术的同时，开始拓展红外光谱仪器的应用范围，于1995年开始研发国内首台傅立叶变换近红外光谱仪——WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪(见图1)，并于1999年通过专家鉴定，再次填补国内空白。/pp　　WQF-400N自主设计了CaFsub2/sub分束器、PbS/InGaAs探测器组件，将国产傅立叶变换红外光谱仪的工作波段，由中红外(4000cmsup-1/sup-400cmsup-1/sup)扩展到近红外(10000cmsup-1/sup-3300cmsup-1/sup)，代表了当时我国近红外仪器的最高水平。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 291px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/90302749-5731-4408-8db6-7fae22339989.jpg" title="WQF-400N.jpg" alt="WQF-400N.jpg" width="450" height="291" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图1 我国首台傅立叶变换近红外光谱仪——WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪/strong/pp　　为丰富近红外光谱仪器产品品类、满足用户多样化需求，在WQF-400N型傅立叶变换近红外光谱仪之外，2004年北分瑞利公司自主设计开发了NIR-800型近红外光谱仪(见图2)。NIR-800主要工作波段在短波近红外(800nm-1000nm)，和主要工作在长波近红外(1000nm-2500nm)的WQF-400N形成了很好的互补。NIR-800外接通用PC机，采用交叉C-T的单色器结构和CCD/PDA阵列探测器接收，具有无运动部件、可靠性好、价格较低、综合像差小、杂散光低等创新点。/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C73736.htm" target="_blank"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 202px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/28b076f7-526c-4c66-84a8-b76d92f3b51f.jpg" title="NIR-800.jpg" alt="NIR-800.jpg" width="450" height="202" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C73736.htm" target="_blank"strong图2 NIR-800型的近红外光谱仪/strong/a/pp　　2008年，北分瑞利公司又开发出了第二代傅立叶变换近红外光谱仪——WQF-600N。WQF-600N，该仪器采用了摆式干涉仪结构，开发了适合新仪器的CaFsub2/sub分束器、攻克了动镜结构和快速摆动控制技术、高速高精度数据采集等关键技术，于2008年12月19日通过了北京市技术创新服务中心组织的专家鉴定。鉴定以后，WQF-600N型傅立叶变换近红外光谱仪就替代了老款的WQF-400N型，成为北分瑞利公司近红外领域的主推产品(见图3)。这款产品在2008年及之后的一段时间内是唯一的一款国产傅立叶变换近红外光谱仪，在如今也是屈指可数的几款国产傅立叶变换近红外光谱仪之一，主要应用在大学及科研机构。/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C14915.htm" target="_blank"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 337px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/25fb9cba-57d2-470b-a5d5-bb99218fd4f8.jpg" title="WQF-600N.jpg" alt="WQF-600N.jpg" width="450" height="337" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "stronga href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C14915.htm" target="_blank"图3 WQF-600N型傅立叶变换近红外光谱仪/a/strong/pp　　目前，北分瑞利公司正在研究基于新一代500平台的WQF-500N型傅立叶变换近红外光谱仪。500平台使用模块化的总体设计思路，采用密封型的角镜型式迈克尔逊干涉仪、高精度的24位A/D变换，快速稳定的动镜控制及数据采集与处理等技术，通过全新改版升级的MainFTOS Suite傅立叶红外光谱仪通用软件及先进的网口及无线通讯技术，在外观、软件、可靠性以及产品功能方面都实现了突破。/pp　　strong仪器信息网：贵公司近红外光谱仪的应用情况?有哪些典型的应用案例?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong北分瑞利公司的近红外产品可应用于制药、农业、石油化工、食品、纺织品检测等领域。江苏大学陈斌课题组使用北分瑞利公司的傅立叶变换近红外产品，先后实现了如下应用：(1)使用近红外漫反射方法研究了甲硝唑的主要成分硝基羟乙唑，建立了近红外光谱与硝基羟乙唑含量之间的数学建模，实现了硝基羟乙唑的快速检测 (2)研究了应用近红外光谱分析技术检测纺织品中羊毛成分含量的一系列过程，实现了对纺织品中羊毛含量的检测 (3)以食用植物油中主要脂肪酸棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸为检测指标，通过对近红外光谱技术在定量检测中的几个关键问题的研究，实现了对食用油种类和掺伪的鉴别。/pp　　strong仪器信息网：目前贵公司计划或者正在重点拓展的新领域有哪些?为什么看好该领域?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong食源性致病菌是引起食源性疾病的首要原因，全球每年发生高达1.5亿的腹泻病例中，有70%是由各种致病性微生物污染食品所引起，许多研究已经表明近红外光谱技术可以实现对食源性病菌的快速检测。目前，北分瑞利公司正在开展食源性病菌近红外检测技术和仪器的研究工作，相关解决方案正在开发当中。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong近红外光谱发展趋势：MEMS技术、定制化、掌上生活/strong/span/pp　　strong仪器信息网：相较于光栅近红外，傅立叶变换近红外光谱的优势体现在哪里?目前的技术发展水平如何?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong和光栅近红外仪器相比，傅立叶变换近红外光谱仪器最大的优势体现在性能上，目前研究级的近红外光谱仪器基本都属于傅立叶变换型。首先，傅立叶变换近红外光谱仪器具有多路通过的特点，所有频率同时测量 其次，傅立叶变换近红外光谱仪器的光通量比光栅仪器大得多，因此具有更高的灵敏度和信噪比 最后，傅立叶变换近红外光谱仪器由于采用激光定位，波长的稳定性好，且光谱的分辨率高，使得这类仪器具有较好的波长准确性与重复性，仪器间的一致性好，更容易实现近红外模型传递。/pp　　虽然傅立叶变换近红外光谱仪器较光栅近红外仪器具有更优异的性能，但是高性能也带来了高成本的问题，在近红外仪器市场份额上傅立叶变换近红外光谱仪器并没有表现出明显的竞争优势。目前傅立叶变换近红外光谱仪器的技术水平已经比较成熟，未来应该更多考虑如何降低成本。/pp　　strong仪器信息网：从仪器发展及应用的角度分析，您认为目前有哪些先进的近红外光谱技术值得大家关注?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong随着光学器件、新材料、5G(6G)通讯、物联网、大数据、云计算等科技的迅速崛起，近红外光谱分析技术的面貌也必然焕然一新，与人类生活的联系将会更加密切。综合比较国内外先进仪器，在近期有如下发展趋势：/pp　　(1)MEMS技术/pp　　近年来，全球掀起了仪器微型化的开发热潮：台式机——便携式——手持式——掌上机——芯片机。其中，近红外光谱仪倍受关注，近红外光谱仪产品越做越小，其推动力就是微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)的大量使用。基于MEMS微光栅、MEMS微干涉仪等开发的新型近红外光谱仪，具有尺寸小、重量轻、功耗小等优点。2017年埃及Si-Ware在洛杉矶推出了单个芯片大小的MEMS近红外光谱仪——NeoSpectra Micro，该仪器检测范围为1100nm-2500nm，其外观尺寸为18× 18mm，厚度仅为4mm。/pp　　(2)定制化/pp　　近红外光谱技术快速无损、多性质同检的特点，使得其特别适合作为一种在线监测手段。很多企业在用到近红外技术时，往往具有自己独特的需求，需要单独设计在线产品。如西派特(北京)科技有限公司为山东广通蚕种有限公司开发的HF-C06蚕蛹雌雄高速鉴别与分选设备，基于蚕蛹雌雄在化学组成上的不同，以光波为媒介高速采集蚕蛹的化学特征信息，实现了蚕蛹性别的高速鉴别。/pp　　(3)掌上生活/pp　　随着近红外光谱仪的微小型化和成本的不断降低，原来遥不可及、只有大型企业或研究机构方能使用的光谱仪产品，会逐渐走进普通老百姓的生活，甚至人手一个，用于监测日常生活中的饮用水、奶制品、肉制品、果蔬品等食物的安全性、新鲜度，以及通过成分含量的摄入而实现个人健康管理。2017年1月，长虹在年国际消费电子展(CES)上发布全球首款分子识别手机--长虹H2。H2手机搭载了小型化高分辨率近红外光谱传感器，可对被测物体进行近红外吸收光谱的数据采集，并将光谱数据传输至云平台进行分析、计算、处理，得出定性、定量分析结果。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong国产与进口仪器差距犹在 市场快速增长毋庸置疑/strong/span/pp　　strong仪器信息网：您认为目前国产近红外光谱仪与进口产品相比有哪些不足?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong一直以来，国产傅立叶变换红外光谱仪器产品就与国外同类产品存在一定差距。对于中红外，国产傅立叶变换红外光谱仪器产品与国外产品的差距主要体现在硬件水平上(如仪器的一致性、稳定性等)，通过差异化竞争、降低价格等手段，国产仪器仍能获得一定的市场份额。但是在近红外领域，由于缺少成熟的模型数据库，使得国产仪器与国外产品的差距进一步拉大。/pp　　模型往往需要针对不同的样品类型单独建立，而且数据库的建立也不是一劳永逸的，在实际应用中需要经常维护和扩充，需花费大量的人力和物力及持续的资金投入，而这恰恰是国产仪器厂商难以负担的。由于缺少模型数据库，使得国产傅立叶变换近红外光谱仪器在市场上竞争力很差，这又进一步打击了仪器厂商的积极性，从而造成了恶性循环。因此国产傅立叶变换近红外光谱仪器要想做大做强，在硬件提升的同时，必须从基础做起，通过积累逐渐建立起自己的大数据库，在为用户服务的同时也可以获得利润，形成良性循环。/pp　　另外，相比别的光谱仪器，傅立叶变换近红外光谱仪器的专业性更强，销售人员专业能力不足是一个不可忽视的因素。进口仪器公司的销售人员往往也是应用工程师，具备售前制定方案、售中指导建立校正模型、售后负责模型维护和仪器维护的能力 而国内仪器公司的销售人员大多不是化学专业出身，与应用脱节，这些都制约着国产近红外仪器市场份额的扩大。/pp　　strong仪器信息网：您如何评价我国近红外光谱的市场需求情况及发展潜力?未来几年，近红外光谱的热点市场需求有哪些?由哪些方法标准或政策法规等所促进?/strong/ppstrong　　田燕龙博士：/strong2017年11月，美通社根据Global Market Insights的一份市场报告发布新闻称近红外市场规模从2016开始到2024年将以年复合增长率6.1%的速度增长，并占据整个过程光谱行业(拉曼、红外、近红外)55%以上的份额。近期国际知名咨询公司QY Research公司出版了行业调研报告《全球近红外光谱(近红外(NIR)分析仪)市场规模、趋势和预测2019》，预测到2025年底全球近红外分析仪器市场将达到5.6亿美元，而且未来几年近红外分析仪器市场的最高增长率将会出现在亚太地区。/pp　　就国内来说，近三年来许多近红外行业标准开始陆续制定和实施，涉及到了多个应用领域，包括茶叶品质检测(标准号DB34/T 2890-2017)、山羊绒净绒率检测(标准号DB15/T 1229-2017)、纺织品纤维定量分析(标准号FZ/T 01144-2018)、珍珠粉鉴别(标准号GB/T 34406-2017)、甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基含量测定(标准号GB/T 36691-2018)、固态速溶茶中主要成分测定(GHT1260-2019)、茶多酚制品中主要成分测定(征求意见稿已发布)、畜禽肉品质检测(计划编号20191050-T-326、20191054-T-326)、纺织纤维鉴别(申报号FZFFZT0832-2019)和中药混合均匀度与水分快速检测(团体标准已启动)等。/pp　　总体来说，国内近红外光谱仪器市场在未来几年快速增长是毋庸置疑的，唯一不可预估的是在食品、质量监控、过程控制和化学品等不同行业最终规模化的大小。/p

北京工商大学人工智能学院 张倩 高翔 崔程（导师：吴静珠）2022年10月20～22日，为期三天的全国第九届近红外光谱学术会议在线上召开，此次会议全力展示了我国近红外光谱领域所取得的最新进展及成果，增进了广大近红外光谱科技工作者和广大近红外分析工作者之间的交流与合作，进一步促进了我国近红外光谱事业的发展。本次会议中外专家学者汇聚一堂，近3000人报名参会，会议规模再创新高。此次会议共安排了80余场报告，内容涵盖了化学计量学方法、仪器与测量附件、光谱成像与过程分析，以及近红外光谱技术在农业、食品、化工、制药等多个领域的应用进展，为参会人员呈现了一场既有深度亦有广度的学术盛宴。以下从多种角度介绍本次会议亮点及参加会议的心得体会。首次邀请国外学者进行汇报，扩充国际视角本次会议，不仅汇集了数十位近红外领域顶尖的国内专家，还邀请了四位国际知名教授、专家站在国际视角，现场分享近红外技术的最新发展。来自日本名古屋大学的Satoru Tsuchikawa教授带来了题为《State-of-Art NIR Imaging Research For Agriculture and Forestry》的报告，详细讲述近红外成像技术在农业和林业的研究进展；来自韩国汉阳大学的Hoeil Chung教授的报告题目为《Identification of gallbladder cancer through NIR analysis of bile and quantitative detection of microplastics captured in perfluorocarbon》，通过对于胆汁的近红外分析和定量检测来诊断胆囊癌，展现了近红外光谱在疾病筛查领域具有的广泛应用前景；来自西班牙Córdoba-UCO大学的Dolores Pérez-Marín教授分享了报告《Current Trends in The Use of NIRS Spectroscopy for The Control of Agrifood Products and Processes》，介绍了在农产品、食品品质和生产过程控制中近红外光谱技术的应用趋势；奥地利因斯布鲁克大学分析化学和放射化学研究所所长Christian Wolfgang Huck教授针对微型光谱仪的现状与未来带来了题为《Present and Future of Miniaturized NIR-Spectrometers Combined with Challenging Data Management Strategies》的精彩汇报，介绍了近年来不同分光原理的微型光谱仪应用领域发展及智能化水平提升等趋势。数十位资深近红外专家相聚云端，现场分享最新的研究进展本次会议十余位在近红外检测领域深耕多年的专家教授分享了自己从事近红外光谱分析技术应用研究与实践十余年的经历、经验和心得体会，为青年学者进行后续的研究提供经验与启发。南开大学的邵学广教授结合近红外光谱分析的需求，简述近红外光谱分析中所涉及的化学计量学方法，阐述化学计量学对近红外光谱分析的作用和意义。化学计量学的核心是正确的使用数学和统计学方法进而从数据中获取与分析目标相关的信息，理解化学计量学方法的原理是保障正确使用的关键，邵教授通过将建模流程拆分，在数据集及评价、建模方法、模型评价与验证、模型监控等步骤中说明如何在近红外光谱分析实践中正确选择和使用化学计量学方法。云南中烟工业有限责任公司的王家俊高工结合自己从事近红外光谱技术在烟叶原料、辅助材料质量控制与品质分析中的应用研究的经验，从近红外光谱定量定性分析与标准、近红外光谱分析网络化与数据挖掘应用、天然样品高质量光谱的测量与参考数据测定、化学计量学方法应用和模型应用和维护五个方面分享了自己的实践体会，同时也展望了大数据时代近红外光谱技术网络化的应用前景，给青年学者提出希冀。华东理工大学的杜一平教授带来自己最新的研究进展，杜教授通过对低浓度组分检测的深度思考，从样品中浓度相关性的角度探讨NIR模型的本质。他提出当样品中存在与被测组分浓度具有相关性的组分时，模型可以“借助”这种关系提升模型性能，样品组成改变时，相关性组分对模型的影响可能影响到模型预测精度，该发现有助于我们进一步理解和应用模型、变量选择结果、模型维护方法以及注意模型更新等。海南大学的云永欢副教授做了题为《我与近红外光谱的十年：从基础理论、方法开发到应用研究》的报告，将自己从开始接触近红外光谱到现在取得的成果和总结的经验精炼在20分钟内向大家进行了分享，给正在学习和进行近红外领域相关研究的在校研究生提供了很多新的思路和研究方向。聚焦近红外技术在食品安全、生物制药、化学化工等热门领域的最新应用本次会议不仅聚焦最新、最前沿的光谱技术，而且对食品安全、生物制药、生命科学、材料等目前最热门的应用领域进行深入探讨。近红外技术在水果分级检测中应用日趋广泛。来自北京市农林学院智能装备技术研究中心的李江波研究员进行了题为《水果内部质量近红外光谱检测技术与设备》的报告。针对近红外光在水果组织中传输存在多重散射和吸收，导致水果内部有效光谱信息难以准确、稳定获取的问题，建立了水果内部光传输特性分析系统，解析了近红外光在水果内部传输机理，提出了逐步切片结合最小二乘拟合的近红外光在水果组织中穿透深度分析法，保证了近红外光谱信号的可靠获取。湖南农业大学李跑教授利用近红外光对果皮穿透能力对柑橘品种、柑橘产地、柑橘霉变进行定性无损检测：对于不同品种的柑橘鉴别分析，采用主成分分析-Fisher线性判别模型（PCA-FLD）+6点平均光谱（赤道4点+顶部+底部）最终实现100%鉴别率，使用同样的方法对不同产地的柑橘进行鉴别，最终结果依然非常优秀；对于霉变柑橘检测，研究了不同波段（长短波段）柑橘近红外光谱对霉变模型的影响，并指出：在建模过程中发现短波近红外光虽然穿透性要强于长波近红外，但长波近红外光建模效果要优于短波近红外。在食品行业近红外技术的应用日渐成熟。福斯华（北京）科贸有限公司的应用专家杨海龙结合福斯华三款近红外光谱仪在肉类行业、谷物交易加工行业以及制糖行业的应用，对近红外光谱分析技术在食品行业的应用进行了分享。温州大学的黄光造老师利用一类自编码器结合近红外光谱实现对奶粉中掺假的检测。四川长虹电气股份有限公司的刘浩工程师深入探讨了近红外光谱在白酒行业的应用：应用近红外光谱技术实现对酒醅的快速检测，可为酿酒生产现场及时提供数据。通过组合不同预处理方法、预处理参数选择、PLS成份数建立定量模型，可以选择出酒醅的水分、酸度、淀粉、残糖的最佳建模方法；自主研发的光谱智能APP可以实现账号管理、光谱采集、光谱曲线绘制、云端模型调用和结果展示等功能。相较于传统实验室，其具有体积小巧、轻便、易携带等优点，非常适合对酿酒车间酒醅进行现场快速检测。近红外光谱在生物制药领域近年来也取得了显著的研究进展。随着制药技术的发展，药物连续化生产正在成为国际制药行业发展的趋势，来自山东大学的李连副研究员分享了报告《近红外光谱分析技术在制药领域的在线应用研究探索》，以光谱稳定获取、光谱-物料实时对应、光谱模型建立等方面为着力突破点，重点介绍了山东大学药物智能制造技术研究团队，应用NIRS在药物生产在线分析方面所做的研究工作及获得的研究成果。来自天津中医药大学的硕士研究生吴晨璐进行了题为《多光谱数据融合用于双黄连口服液的质量检测》，该报告提出了一种基于紫外可见和近红外光谱的数据融合方法，以可溶性固含量和总黄酮为指标的用于检测双黄连口服液质量的方法。来自中国科学院西北高原生物研究所的硕士研究生龙若兰进行了题为《藏药五脉绿绒蒿提取过程中总黄酮含量的近红外在线检测》的报告，该研究以提升五脉绿绒蒿中总黄酮含量在线检测精度为目标，为中药材在线检测模型的建立提供了新的思路。来自天津中医药大学中药制药工程学院的硕士研究生崔同灿进行了题为《草药NIRS指纹图谱转换为HPLC指纹图谱的可行性研究》。在草药的流通和使用的过程中不同批次的药材之间质量波动较大，该报告以菊花和天麻为例，研究不同校准转移方法实现NIRS指纹图谱转换为HPLC指纹图谱的适用性和可靠性。该研究探索了具有不同分析信号的不同类型仪器之间的校正转移的可行性，以期解决草药快速质量评价和成分含量预评估任务，为草药质量控制研究提供新的手段和思路。拉曼光谱成像、高光谱成像、微波频谱分析等多领域的光谱分析技术全面发展 此次会议交流不仅仅限于近红外光谱分析技术，对于其他光谱技术结合化学计量学的研究和应用等也展开了多组报告，对拉曼光谱成像、高光谱成像、微波频谱分析和介电光谱等领域的基础研究、理论创新、及新方法、新技术和新应用进行了介绍。来自武汉轻工大学的四位研究生分别基于拉曼光谱成像技术做了多种研究。肖晓枫同学以小龙虾为研究对象，模拟了微塑料在小龙虾体内的传递途径和累积过程，并利用拉曼成像结合图像处理用于识别和可视化不同小龙虾组织中的微塑料，基于此估计微塑料的污染水平。梅婷娜同学建立了一种基于拉曼成像与化学计量学相结合的高效方法，以同时识别滤袋在浸泡过程中释放出的各种MPs。吕静雯同学以大豆油、菜籽油和棕榈油为研究对象，模拟了油炸行业的煎炸过程，将拉曼光谱结合化学计量学用于定量监测油炸过程中油的降解。徐梦婷同学通过拉曼峰强度建模成功地将山茶油与低价植物油和掺假山茶油区分开，预测成功率达95%以上，为山茶油鉴别提供一种可行方案。来自中国农业大学的博士研究生龙园做了题为《拉曼高光谱用于玉米种子霉变筛选检测研究》的报告：将拉曼高光谱应用于玉米种子霉变样本筛选，结果表明基于竞争自适应重加权算法（CARS）结合胚面和非胚面权重比例为3:7构建的偏最小二乘判别分析模型精度最佳，测试集精度可达90.63%。来自西北大学的硕士研究生郭梦君做了题为《基于表面增强拉曼光谱结合随机森林的水中多环芳烃定量分析》的报告，报告表明表面增强拉曼光谱结合RF可以实现水中多环芳烃的快速准确检测。随着微波电子学和微波测量技术的发展，微波频谱分析方法逐渐发展成为一种独立的快速无损测量技术。微波频谱分析技术已成功应用于许多领域的水分含量测量，包括粮食作物、轻工业产品和建筑材料等。来自中国矿业大学的田军博士设计了一款煤炭水分含量智能测量系统，其将微波频谱分析与距离加权K近邻（DW-KNN）算法相结合，实现了煤炭水分含量的快速无损测量。广州星博科仪有限公司的创办人罗旭东针对高光谱成像技术的应用现状做了题为《高光谱实时分类技术在机器视觉中的应用和发展》的报告，介绍了针对高光谱成像技术三维成像数据，数据量巨大问题的解决方案，以及在工业现场的实际应用。来自北京工商大学崔程同学在其报告《基于近红外高光谱成像的花生冻伤检测》中研究利用高光谱成像技术对花生是否冻伤进行定性检测研究，采用四种变量选择方法CARS、SPA、VCPA-IRIV、VCPA-G在全谱范围内选择出与花生冻伤相关的特征波长，并按照每个波长变量的重要性进行排序组合建立支持向量机模型，最终在保证一定判别准确率前提下筛选表征花生冻伤的特征波长，并通过光谱吸收峰解析花生冻伤光谱检测机理。来自西北农林科技大学的杨可博士和朱杰亮同学报告了使用介电光谱检测牛初乳中掺假的检测研究，介电光谱具有波长长、在乳中穿透深度大、散射影响小等优点，在非均质乳的在线检测中具有很大的潜力。杨可博士通过建立基于近红外光谱和介电光谱的初乳成熟乳含量定量鉴别模型来比较近红外光谱和介电光谱在定量鉴别掺假初乳中的性能。研究显示NIRS和DS均能清晰识别初乳中成熟乳的比例，但两种方法的识别特征完全不同。DS比NIRS能更好地预测初乳中成熟乳的掺假，在非均质液体食品的快速定量分析中具有良好的潜力；朱杰亮同学建立了一种基于介电光谱的成熟乳初乳掺假快速检测的新方法，利用合理的算法分析其影响因素和机理。多种最新检测仪器亮相，助力近红外光谱检测发展近红外技术的研究和应用离不开仪器技术的进步，本次会议得到了12家国内外知名仪器公司的大力支持，多家仪器企业也派出资深技术人员现场分享最新的产品和技术。来自无锡迅杰光远科技有限公司的技术总监兰树明做了题为《颗粒样品NIR漫反射光谱提高采样精度方法的研究》的报告，介绍了一种颗粒样品提高采样精度的方法，研究漫反射光谱化学计量学结果与粒度之间的关系，提出一种大光斑侧照式混合光学采样方法，扫描全部样品的漫反射光谱信息，并将颗粒产生的随机光谱噪声通过简单的平均方法实现有效抑制，提高颗粒样品的分析精度，使颗粒样品无需粉碎能够得到高精度的分析结果。海洋光谱的晏彬彬分享了如何在科研和生产中选择适合的近红外光纤光谱仪，介绍了海洋光学多款新款小微型近红外光谱仪，以大波段范围、高灵敏度、全谱波段信号优化为主要升级目标，有效的提升了仪器的稳定性，数据的可靠性。珀金埃尔默仪器公司的资深产品专员郁露也介绍了珀金埃尔默近(中)红外产品及应用进展。在大会组委会努力不懈的组织与全国近红外技术用户的热情参与下，第九届全国近红外光谱学术会议顺利闭幕。会议为国内外光谱科研工作者及专业技术人士提供一个持续、高效的沟通交流平台，促进了业内交流，提高了光谱研究及应用水平。会议不仅有国外专家的研究分享，还有国内从业数十年的资深专家传授经验，更有数位优秀的青年科研工作者和在读学生在本次会议中分享了最新的研究成果。从了解、质疑，到认可，中国近红外光谱技术经过长时间的发展、实践，现在已经逐渐被各领域用户接受、认可，目前近红外技术的应用研究和技术推广还处在迅速上升阶段。这不但得益于老一辈专家打下的坚实基础，更需要年轻学者和学生的不断进取。会议开幕式上获得第四届“陆婉珍近红外光谱奖” 的各位老师以及会议闭幕式评选的12位获得优秀青年报告奖的青年学者都是我们学习的榜样。

IR在食品工业中已经应用了几十年，早期几乎只用于定性研究，直到20世纪50年代，才开始应用于食用油脂反式异构体的测定。随后，由于气相色谱（GC）和核磁共振（NMR）等新技术的出现，人们对红外光谱学的兴趣逐渐减弱。20世纪70年代，随着硬件、软件和附件技术的发展，傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）的问世重新激发了研究者的兴趣，其工作原理示。干涉仪主要由两个互成90°定镜和动镜及一个分束器组成。光源发出的红外光到达分束器时被分为反射光与透射光两束光，随着动镜的移动变换光程差，两束光会发生干涉现象，对于一个纯单色光，在动镜移动过程中，将得到强度不断变化的余弦波，即干涉图。所得的干涉图，由电子计算机采集，并经过快速傅立叶变换，可得吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。相比于以棱镜、光栅为色散元件的旧仪器，iCAN9傅立叶变换红外光谱仪有具有降低谱峰宽度，提高谱图分辨率的特点，从而大大增加了仪器灵敏度和结果的准确性。食用油中富含碳、氢、氧元素，在iCAN9傅立叶变换红外光谱仪中有较好响应，结合聚类分析法(CA)、主成分分析法（PCA）、线性判别分析（LDA）、典型变量分析(CVA)等多种化学计量法，可对食用油各项指标进行定性定量分析，具体如下。1. 过氧化值氢过氧化物（ROOH）可与过量的三苯膦（TPP）快速反应，生成三苯基氧化膦（TPPO），据此可用iCAN9傅立叶变换红外光谱仪间接测定过氧化值。此法可以减少Van de Voort等根据-OH在3444 cm-1处的特征峰对ROOH进行定量时基质效应的影响；同时也可避免常规碘量法精度低、有机试剂消耗大且有一定安全隐患的弊端。2.酸价酸价可用于表示食用油中所含游离脂肪酸（FFA）的量，是衡量油脂酸败程度的主要指标。基于羧酸基的-C＝O在1711 cm-1处有特征吸收峰，通过FTIR与化学计量学方法联合建模可测定酸价，但其结果易受甘油三酯中-C＝O基的影响。为此，用iCAN9傅立叶变换红外光谱仪测定不含FFA的油样，建立甘油三酯在3471 cm-1/3527 cm-1一级倍频强度与在1711 cm-1处干扰信号强度的线性关系模型，通过校正即可消除该效应的干扰。3.丙二醛利用FTIR结合偏最小二乘法（PLS）和主成分分析法（PCA）法可对硫代巴比妥酸反应产物（TBARS）含量进行测定，从而间接地反应出代表油脂次级氧化的产物丙二醛（MAD）的含量，以衡量食用油的氧化稳定性。4.碘值碘值反映油脂的不饱和程度，顺式 =CH 伸缩键、顺式 C=C 伸缩键和反式 HC=CH 弯曲键分别在3006 cm-1、1654 cm-1和968 cm-1处有强吸收峰，结合PLS法建模，并利用向后区间偏最小二乘法（BiPLS）优化模型，可快速测定碘值。5.水分基于Ｏ-Ｈ键在近红外光谱区有两个特征谱带，用干燥乙腈萃取食用油中水分后通过FTIR结合PLS法可快速间接测定食用油中水分含量，将测定结果与卡尔费休法对比，发现两者一致性良好。且水分越低，FTIR的优势越明显。6.食用油真伪鉴定上世纪90年代起，国外开始用FTIR对橄榄油等掺假问题进行研究。纯净的特级初榨橄榄油的红外谱图中波数5280 cm-1和5180 cm-1附近有两个特征性次级谱带，它们分别与油中挥发性成分和非挥发性成分有关。图4 FTIR测定一种特级初榨橄榄油而形成的吸收光谱图当向特级初榨橄榄油中加入全精炼橄榄油、棕榈油或其他植物油时，5280 cm-1波数附近的吸收峰强度降低。基于这两个波段的信息结合PLS法可建立特级初榨橄榄油掺假鉴别方法。食用油检测是一项较为复杂的工作，iCAN9傅立叶变换红外光谱仪在食用油品质指标、种类和掺假鉴定方面的优势显而易见，但要获得大面积应用，还需从以下三方面进一步完善：一是在不影响检测精度的情况下，不断改进光谱的采集方法，优化图谱信息，以更方便进行食用油成分分析；二是开发低成本、小型化、智能化、便携式的检测仪器，通过多技术联用手段对食用油复杂体系进行更全面的检测；三是在食用油掺假模型构建上进一步扩大样品范围，增加模型通用性。目前能谱科技生产的主要产品集中在红外光谱仪和红外测油仪两大类。在红外光谱上，公司的目标是打造更为简单智能的仪器，而红外测油则是以实现自动化、更快更精准为主要方向。未来，能谱科技将集中自己的优势技术，全身心的打造这两类产品，争取将其塑造成为一种精品，为各行各业带来新的解决方案。

2013年9月23日，&ldquo 近红外光谱应用新进展&rdquo 专场研讨会如期召开。闵顺耕教授做题为《从NIR 2013看近红外光谱技术发展动态》的综述性报告，报告中介绍了NIR 2013的概况以及会上所展现出来的近红外光谱新技术。中国近红外光谱专家一行（第二排左二为闵顺耕教授）NIR 2013概况 　　 NIR 2013 于2013年6月2-7日在法国召开，各领域的专家学者500余人汇集一堂，共同探讨近红外光谱分析技术在食品、农业、环境、医药以及其他产业的应用。NIR 2013聚焦于近红外光谱技术在土壤、生物医学领域的应用，以及在生态、考古、工业等领域的特殊应用。全球主要的近红外仪器与软件供应商都参加了此次会议。 而且，就像上文所说，中国近红外光谱专家一行众人也参加了此次会议。　　NIR 2013上进行的报告以及交流的海报近400篇，其中，食品领域所占比例最大。　　NIR 2013上关于近红外成像方面的报告共有10多篇，其中，农产品质量安全领域的研究最多。　　近红外新技术新仪器新方法　　散射-吸收光谱新装置　　传统的近红外光谱仪通常测定的是总漫反射强度，包括了化学成分的吸收和物质对光的反射两部分。而这一新装置将样品放置在两个积分球之间，利用两个积分球分别测定漫反射光谱和透射光谱，漫反射光谱与样品的组织结构、物性有关，透射光谱与样品的组成(浓度)有关。　　时间/空间分辨近红外光谱应用　　而能够分别测定光子吸收强度和光子散射强度的两种独立信息的光谱仪器还有另外一种类型，即时间/空间分辨漫反射光谱仪。对于浑浊样品，在其不同位置进行光谱检测，因为光在样品中传输的距离不同、光传输到不同位置的时间也不一样，通常是纳秒或皮秒级，即形成了时间/空间分辨近红外光谱。　　时间分辨近红外光谱仪器的研制已有10多年的历史，但是具体的物质测试应用则是近年来开展的。目前，光源和检测器的光谱范围扩大是此类仪器研发的发展方向。　　散射介质中的气体吸收光谱　　NIR2013上展出的近红外气体分析仪器至少有4种，其中一个是利用770nm、980nm两种波长，15米光程测定气体中甲烷、水、氧气三种成分的含量，该仪器主要用于天然气和环境监测中。近红外在气体检测中的应用值得重视。　　漫反射成像技术　　传统的漫反射成像，由于光的漫反射使得光斑变大，空间分辨率下降。现在的检测技术利用一些手段使得检测集中在照射区，照射区之外的漫反射不进行测定。目前，已有的手段包括通过光纤定位检测或利用不同波长的光成像，再通过软件进行重构，及通过硬件、软件两方面技术实现了高分辨成像。　　闵顺耕教授也介绍了近红外技术发展趋势，主要包括近红外成像技术、仪器微型化技术、近红外时间/空间分辨光谱技术、化学计量学方法与数据利用、近红外在线分析、食品品质与安全领域等。撰稿人：刘丰秋

p style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/89776b86-95a5-4bfc-8dcb-acdf44a0cecb.jpg" title="吴海龙.jpg"//pp style="text-align: center "湖南大学 化学生物传感与计量学国家重点实验室 吴海龙/pp　　strong初识近红外光谱/strong/pp　　曾记得，我在湖南大学本科攻读分析化学专业期间修仪器分析课程时，无意之中获得了董庆年老师编著的红外光谱法一书作为课外自学教材。较详细地知道了借助红外光谱来研究煤这样一个复杂的体系，并用红外光谱跟踪煤相关绿色反应历程，取得较好进展。后来，听说我同班同学李志良老师利用课余时间具体指导的化学计量学研究方向的本科生龙义成同学在北京石油化学研究院为近红外光谱应用尽力，参与编写了化学计量学软件等，开始留意近红外光谱有关内容。尽管认识模糊，但已知有近红外光谱存在这回事了。湖南大学俞汝勤先生研究小组曾于上世纪九十年代初，购置了红外光谱成像仪，想开展化学计量学在红外光谱成像处理方面的研究工作，本人参与相关工作。但后来由于湖南春天实在湿气太重，仪器抽湿维护不够到位等致使仪器成像不清晰而中断了相关研究。虽然也发表了一些论文，例如发表了可用于判断聚合物材料分子链接特性等图像处理方法工作，但遗憾的是没能形成系列成果。/pp　　strong湖南大学与近红外光谱/strong/pp　　曾记得，我同门湖南大学蒋健晖博士、杜一平博士等，在湖南大学获得化学计量学方向分析化学专业理学博士学位后，曾赴日本大阪关西学院大学尾崎幸洋研究室从事与近红外光谱相关的博士后研究，取得了例如结合PLS筛选近红外光谱最佳波长等好工作，而俞汝勤先生2000年以后还招收了有企业近红外光谱应用经验的博士生继续开展近红外光谱分析检测相关的化学计量学方法学研究。不仅探讨了一些带有普遍性的问题，如构建近红外校正模型时，如何保证校正样本具有必需的代表性，并实现代表性样本的自动选择 近红外光谱分析中的波长变量选择，能否建立较通用的自动选择策略 在定量分析建模方面，近红外光谱分析的复杂性使不论信号预处理与校正模型选择均存在较大的多义性，多种模型如何有机融合 在化学模式识别方面，近红外光谱分析的应用潜力如何进一步开发等。本人作为团队主要成员开始接触近红外光谱亦越来越多。本人的一名硕博连读生也积极参与相关研究工作，取得了一批成果。这样，使我们对近红外光谱有了更深入的了解。若干工作包括：/pp　　1. 吴海龙*，韩清娟，宦双燕，林伟琦，俞汝勤，化学计量学与近红外光谱相结合研究的若干新进展，见陆婉珍等编，当代中国近红外光谱技术，北京: 中国石化出版社，2006年10月，第54-57页。/pp　　2. Yan-Ping Zhou, Jian-Hui Jiang, Hai-Long Wu, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu* and Yukihiro Ozaki， Dry film method with ytterbium as the internal standard for near infrared spectroscopic plasma glucose assay coupled with boosting support vector regression，Journal of Chemometrics, 2006, 26 (1-2): 13-21/pp　　3. Qing-Juan Han, Hai-Long Wu*, Chen-Bo Cai, Li-Juan Tang, Ru-Qin Yu, Using near-infrared spectroscopy and differential adsorption bed method to study adsorption kinetics of orthoxylene on silica gel，Talanta, 2008,76 (4): 752-757/pp　　4. Lu Xu, Yan-Ping Zhou, Li-Juan Tang, Hai-Long Wu, Jian-Hui Jiang, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu, Ensemble preprocessing of near-infrared (NIR) spectra for multivariate calibration, Analytica Chimica Acta, 2008, 616 (2): 138-143/pp　　5. Chen-Bo Cai, Lu Xu, Qing-Juan Han, Hai-Long Wu, Jin-Fang Nie, Hai-Yan Fu, Ru-Qin Yu*, Combining the least correlation design, wavelet packet transform and correlation coefficient test to reduce the size of calibration set for NIR quantitative analysis in multi-component systems, Talanta, 2010, 81(3), 799-804/pp　　6. Hai-Yan Fu, Shuang-Yan Huan*, Lu Xu, Jian-Hui Jiang, Hai-Long Wu, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu*, Construction of an Efficacious Model for a Nondestructive Identification of Traditional Chinese Medicines Liuwei Dihuang Pills from Different Manufacturers Using Near-infrared Spectroscopy and Moving Window Partial Least-squares Discriminant Analysis, Analytical Sciences, 2009, 25(9), 1143-1147/pp　　7. Weiqi Luo, Shuangyan Huan*, Haiyan Fu, Guoli Wen, Hanwen Cheng, Jingliang Zhou, Hailong Wu, Guoli Shen, Ruqin Yu，Preliminary study on the application of near infrared spectroscopy and pattern recognition methods to classify different types of apple samples, Food Chemistry, 2011, 128,(2)：555-561/pp　　此外，值得一提的是，近十年来，我们国家重点实验室的林伟英教授课题组在有机近红外荧光探针的合成及其化学生物学应用上取得了系列新进展。 他们开发了新型HClO近红外荧光探针，其被进一步应用于活动物中HClO的近红外荧光成像。近红外荧光染料可为开发近红外荧光探针和生物影像剂提供平台，有望在活体生物成像领域得到重要的应用(J. Am. Chem. Soc. 2011, DOI: 10.1021/ja209292b)。 还合成了新颖的荧光探针分子FP-H2O2-NO。 FP-H2O2-NO在细胞内与H2O2、NO和H2O2NO作用后能产生三组不同的荧光信号。这个独特的优点使FP-H2O2-NO可以作为一个强有力的分子工具来研究生物体中H2O2和NO的相互作用(J. Am. Chem. Soc. 2011, DOI: 10.1021/ja2100577)。还构建了具有大准斯托克斯位移的的pH荧光探针(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 375-379)。揭示了钴离子与探针分子作用后降低卟啉部分的摩尔吸光系数而改变能量传递效率的能量调控机制，由此实现了对钴离子的比率测定(Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2366-2372.)。 该论文被美国科学院院士Timothy Swager在评述期刊Synfacts作为研究亮点专题介绍(Synfacts 2008, 11, 1167-1167.)。而湖南省食品测试分析中心也开展了应用近红外光谱结合化学计量学法在油茶籽油脂肪酸含量测定中的应用研究工作，见(《湖南农业科学》 2013年12期 )。通过透反射模式采集了114个油茶籽油(茶油)样品的近红外光谱(NIR),利用竞争性自适应重加权采样法(CARS)对光谱进行预处理,采用偏最小二乘法(PLS)建立了茶油中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及亚麻酸5种脂肪酸含量的校正模型,并通过实际测定对模型进行了验证。结果表明:采用近红外光谱技术结合化学计量学方法建立的PLS模型所预测的茶油中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸的含量与实际的化学测定值较接近,而亚麻酸的预测集与实际测定值相关性不理想,仍需进一步研究摸索。这证明近红外光谱法可作为一种快速、无损和准确的方法在茶油主要脂肪酸含量测定中推广应用。/pp　　strong湖南长沙召开的全国第二届近红外光谱学术会议/strong/pp　　我特别难忘的是，中南大学化学化工学院与我们湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室合作，于2008年11月19-22日期间，在湖南长沙共同承办并顺利召开了全国第二届近红外光谱学术会议。该会议由中国分析测试学会近红外光谱分会主办的，由我们敬爱的俞汝勤院士和陆婉珍院士分别担任大会主席和学术委员会主任。/pp　　strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "以下内容摘自仪器信息网/span/strong/pp　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "本次大会为近红外光谱工作者提供一个高水平的交流平台，展示了我国近红外光谱的一流研究和应用成果，主要以大会报告和墙报的形式举行，有40余位专家和学者作大会报告、20余位优秀青年学子作分会报告，多次获得国际谷物学会、国际近红外光谱学会大奖的著名近红外专家加拿大Phil Williams教授、国际近红外光谱学会秘书长Ozaki教授等国际知名学者也都在大会作专题报告。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　陆婉珍院士在作大会主旨报告“近红外光谱分析技术必须继续发展”中指出：自从2006年第一届近红外光谱会议以来，这项分析技术已经得到了广大科技工作者的注意并在几十个专业中得到了应用 但是作为一项既快捷又廉价的分析技术，其应用范围仍未达到应有的广泛程度，一方面是由于宣传力度不够(一般大学分析专业的学生只有部分同学了解这一技术)，与此同时在技术上也还存在着一些急待完善的难题，例如：(1)建立大量可长期应用的分析模型，(2)尽快发展便携式仪器，(3)形成公认的标准化方法是有效的宣传途径，(4)结合需要研究适应各种分析对象的光谱采集手段、保证其分析速度，(5)在线分析系统的集成化，(6)近红外光谱与分子结构间关联于应用工作的开展，(7)近红外光谱技术过去是在不断新技术(如光纤、化学计量学及计算技术)的基础上发展起来的，今后希望如能将更多的新技术(如激光光源提高灵敏度、微机制造MENS使其更小型化等)被引入。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　加拿大Phil Williams教授在他的大会报告“近红外光谱：过去、现在和未来(Near-infrared Spectroscopy: the past, the present, and the future)”中系统回顾近红外光谱技术的发展历史，给涉及近红外光谱校正模型的十八个阶段发展作了简洁评论，并指出操作费用低、获得数据可靠、分析速度快使近红外光谱技术具有独特的优势 关于近红外光谱的应用前景应该从定量和定性的观点上进行讨论，定性应用是回答“Does it belong?”，而不是“How much is there?” 只要其定量应用将继续得到广泛的使用，定性应用很可能变得更加普遍 另外，未来近红外光谱仪器的网络化技术也可能比较突出，可望进入越来越多的领域，包括在环境监测和勘探、动物和人类医疗诊断等方面的应用。/span/pp　　陆婉珍院士与部分参会代表在一起/pp　　本人后来也曾多次参加近红外光谱为主题的国内外学术会议，深切地感受到近红外光谱的强大生命力。同时也深深被国内这样一批科研同行们为发展我国近红外光谱事业而努力艰苦奋斗、呕心沥血的精神所折服、所感动。本人也愿意为我国的近红外光谱事业继续贡献自己的力量。/pp　　谨以此文纪念为我国近红外光谱以及石化工业化验检测事业做出杰出贡献的陆婉珍院士和我国国际“化学计量学终身成就奖”获得者之一、中南大学梁逸曾教授。/pp style="text-align: right "br//pp style="text-align: right "br//pp style="text-align: right "br//ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　吴海龙 男，理学博士、工学博士(日本)。湖南大学化学化工学院化学教授(二级)、博士生导师，化学生物传感与计量学国家重点实验室前主任、顾问和学术委员会顾问，分析化学国家重点学科长期建设责任人。兼任中国化学会有机分析专业委员会委员和副主任，计算机化学专业委员会委员和副主任 中国仪器仪表学会分析仪器分会常务理事兼化学传感器专业委员会主任、近红外光谱专业委员会理事及近红外光谱分会副理事长等。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　三十多年来，一直从事分析化学、环境监测等领域化学计量学、化学生物传感分析等方向及内容的教学和科研，发表学术论文逾260篇，其中SCI论文逾200篇。曾荣获2003年度国家自然科学二等奖(排名第三)。2012年10月，荣获中国化学会分析化学基础研究最高奖--梁树权奖。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　人生格言： 宝剑锋从磨砺出 梅花香自苦寒来/span/ppbr//p

p　　陆婉珍同志治丧委员会：/pp　　惊悉陆婉珍先生逝世，全国a href="http://www.instrument.com.cn/zc/293.html" target="_self" title=""近红外光谱/a学界同仁万分悲痛，谨此电唁。/pp　　陆婉珍先生是我国近红外光谱技术应用研究的开拓者和领路人，为指导和推动近红外光谱学科发展做出了杰出贡献，是全国近红外光谱学界同仁心中的一座丰碑，她的丰功业绩将永远载入中国近红外光谱发展的史册。/pp　　陆婉珍先生的辞世，是我国科学界的重大损失。她的音容笑貌在全国近红外人心中长存，告慰她的在天之灵，继承她的遗志，是全国近红外人的心声。 至此表示沉痛的哀悼! /pp style="text-align: right "　　中国仪器仪表学会近红外光谱分会/pp style="text-align: right "　　2015年11月18日/ppbr//p

傅立叶变换红外（FTIR）光谱仪是根据光的相干性原理设计的，因此是一种干涉型光谱仪，它主要由光源（硅碳棒，高压汞灯），干涉仪，检测器，计算机和记录系统组成，大多数傅立叶变换红外光谱仪使用了迈克尔逊（Michelson）干涉仪，因此实验测量的原始光谱图是光源的干涉图，然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算，从而得到以波长或波数为函数的光谱图，因此，谱图称为傅立叶变换红外光谱，仪器称为傅立叶变换红外光谱仪。Infrared spectroscopy is an effective method to identify substance and analyze the structures of molecular. Fourier transform infrared (FTIR) spectrometers developed in the seventies are a typical representative of the third generation of infrared spectroscopy. They are a kind of interference-type spectrometers which were designed based on the principle of coherent light, with excellent features and perfect functions. And they haven’t only been used widely but also have extensive prospects. In this paper, the basic principles of Fourier transform infrared spectrometer are described briefly. The main features of FT-IR were summed up as well as its application in various fields, and some basic opinions of developmental direction as far as FTIR were put forward.Key words: Fourier transform infrared spectrometer； Basic principles； Application； Development傅立叶变换红外光谱仪的应用以下是分别介绍傅立叶变换红外光谱仪在各个方面的应用。4.1　在临床医学和药学方面的应用[4]鉴于每个化合物都有自己独特的红外光谱, 除特殊情况外, 目前尚未发现两种不同的化合物具有相同的红外光谱, 所以红外光谱为药品质量的监测提供了快速准确的方法。如药材天麻、阿胶, 西药红霉素、环磷酰胺的监测和抗肝炎药联笨双酯同质异晶体的研究。傅立叶变换红外光谱仪在临床疾病检测方面也有广泛的应用, 如利用红外光谱法对冠心病、动脉硬化、糖尿病、癌症的检测。红外光谱法测定蛋白质基体中的葡萄糖含量。以及用FT-Raman 光谱在700～1900cm- 1处的差异, 对胃、牙齿、血管、肝等人体组织的研究可用于体内诊断。恶性肿瘤是一种严重危害人类身心健康并消耗大量医疗卫生资源的疾病, 由于目前缺乏有效的对晚期癌症的治疗手段, 肿瘤的早期诊断对延长患者的生存时间和提高生活质量具有重要的意义。傅里叶变换红外光谱可以提供有关分子结构和变化的多种信息, 能在分子水平对细胞组织的改变做出反映, 是行之有效的肿瘤早期检测的手段, 较传统的肿瘤手段而言, 具有快速, 准确, 客观等特点；甚至可以通过光纤附件, 实现肿瘤的原位、在体、实时检测和诊断。通过胃癌组织与正常组织的FTIR谱图[5]比较, 可以发现胃癌组织具有特征性的光谱。如图5所示。胃癌细胞株FTIR检测结果如图6所示，与胃癌组织光谱图比较，光谱特征存在差异。 图5 胃癌组织与正常组织的FTIR谱 图6 胃癌细胞株FTIR检测结果4.2　在化学、化工方面的应用在该方面的应用又可分为表面化学、催化化学和石油化学方面的应用。4.2.1　在表面化学研究中的应用红外光谱技术在表面化学研究中的应用具有两个鲜明特征:(1) 继续不断地开发表面与薄膜的原位和实时红外分析技术。根据报道已有一种适用于原位和同时红外分析的FT-IR扩散反射室。(2) 以红外吸附光谱( IRAS) , ATR FT-IR 和IR反射光谱为代表的红外光谱技术广泛地应用于研究自组织膜和L- B膜。如应用IR反射光谱研究薄膜, 测定组织薄膜的厚度、成分和结构。4.2.2　在催化化学研究中的应用(1) 扩散反射红外光谱傅立叶变换光谱(DR IFTS) 的应用报道特别突出, 其次是IRAS。DR IFTS用于监控催化剂表面吸附化合物的分解动力学。IRAS的典型应用实例包括研究CO在Pd催化剂表面的氧化反应动力学, 以及研究NO和CO在Pd和Pd-SiO2 表面的共吸附现象。(2) 原位红外光谱技术除了依然应用普通的原位红外光谱技术研究催化反应过程外, 还应用于原位反射/吸附红外光谱研究催化剂表面的点位阻塞效应。另外产生了大量新的与原位红外光谱技术相配合的附件装置。4.2.3　在石油化学研究中的应用傅立叶变换红外光谱仪在石油化学中的应用是一个十分广泛的领域, 如在重油的组成、性质与加工方面,应用IR表面自硅胶色谱得到的胶质和沥青质。红外光谱仪在润滑油及其应用方面的进展体现在: 用于鉴别未知油品和标定润滑油的经典物理性质(如粘度、总酸值、总碱值) 被纳入以设备状态监测为目的的油液分析计划, 用于表征在用油液的降解和污染程度 油润滑表面摩擦化学过程及产物的原位监测与表征。红外光谱仪应用于轻质油品生产控制和性质分析方面的主要进展包括: 应用红外光谱预测汽油的辛烷值, 应用IR 测定汽油中含氧化合物的含量。此外, 还应用ATR FT - IR与GC联用测定汽油中的芳烃的含量[6]。4.3　在环境分析中的应用用气相色谱- 傅立叶变换红外联用技术测定水中的污染物[7], 结合了毛细管气相色谱的高分辨能力和傅立叶变换红外光谱快速扫描的特点, 对GC - MS不能鉴别的异构体, 提供了完整的分子结构信息, 有利于化合物官能团的判定。K1A1Krok等报道了气相色谱/红外光谱/质谱联用技术在环境分析中的应用。运用傅立叶变换红外遥感技术, 可以测定工业大气空间的特性。由于控制汽油质量与保护环境密切相关, 应用美国HP GC / IRP /MS测定汽油中的甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2 -丁醇、异丁醇、特丁醇、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯等, 其准确度为1%, 相对偏差为0.155%。应用傅立叶变换红外法可以定量分析气态烃类混和物, 对于测定水中的石油烃类, 非色散红外法已成为我国环境监测的标准方法[8]。4.4 在半导体和超导材料等方面的应用[9]在此方面的应用主要有: 分析铀原子与CO和CO2 反应产物的基体红外光谱, 研究了铀- 钍- 镍- 锡变性锰铝铜强磁性合金的远红外性质。分析C60填料笼形包含物的红外和拉曼光谱。用反射傅立叶变换红外显微光谱法测定有机富油页岩中海藻化石。此外, 傅立叶变换红外光谱仪在其传统领域———物质结构分析、热力学状态分析、热/动力学过程分析与表征也有着不同程度的进展。5 全文总结 由于傅立叶变换红外光谱仪应用的广泛性，得到了许多科技工作者以及各国厂家的关注及推崇。近年来他们对其光源、干涉仪、检测器及数据处理等各系统进行了大量的研究和改进, 使之日趋完善。如仪器精密度的提高, 红外光谱仪在分辨率和扫描速度等方面达到了很高的指标。红外光谱仪的调整、控制、测试及结果的分析大部分由计算机完成。虽然相对于之前的红外光谱仪而言，傅立叶红外变换红外光谱仪有了很大的提高。但其本身也存在不少的缺陷：⑴ 样品制作比较麻烦，并且会破坏样品原本形态或表面污染。因此就不能应用在一些如对珠宝，钻石，纸币，邮票，笔迹等的真伪鉴定上了。解决办法：针对这些缺陷，漫反射傅立叶变换红外光谱技术和衰减全反射傅立叶变换红外光谱技术很好的解决了这一问题。⑵ 红外光谱的定性分析时要将测得的图谱与已知样品图谱或标准图谱进行对比，而同一化合物在不同状态，不同溶剂中都会显出不同的光谱，此外，浓度、温度、样品纯度、仪器的分辨率等因素对分析结果也有影响。因此红外光谱的解析十分的复杂，并且工作量十分的大。随着计算机技术的发展，红外光谱定性分析实现了计算机检索和辅助光谱分析，但是，这种检索能力受到存储数据量的限制，因为新合成的化合物越来越多，建立图谱库的工作量越来越大。现在人们开始研究一种称之为辅助红外光谱解析的方法，这是一种人工智能技术，它能根据未知物图谱中吸收带的特征频率、强度及形状等信息，利用计算机进行演绎推理，完成对未知物官能团的分析。目前仍处于研究阶段。相信不久的将来，会开发出在解析化学结构方面具有完善功能的计算机人工智能系统。 能谱科技作为国内先进的红外光谱仪制造商，生产的ican9傅立叶红外光谱仪具有先进的红外光源系统、稳定的光学系统、高性能的电子系统、人性化的操作系统、极强的防潮处理、丰富的扩展性等特点广泛应用于医药、化工、高校、环保等领域，得到了广大用户的好评。使用iCAN9傅里叶变换红外光谱仪，搭载原装进口的ATR附件，轻松满足新版药典要求，检测二甲基硅油，我们的产品可以成为企业实验室的得力帮手。

刚结束不久的上海第18届家电及消费电子产品世界博览会(AWE 2019 ) 上，BSH德国博世展出了与芬兰Spectral Engines（以下简称SE）合作开发的近红外光谱黑科技产品X-Spect，此次跨界合作昭示着以往广泛应用于科学仪器行业的近红外光谱技术开始切实服务于民用领域。 自打博西家电（BSH 德国博世和西门子家电电器集团）在IFA2017展上带给全球观众一款概念性物质扫描仪——X-Spect起，该扫描仪的核心技术——近红外光谱技术也随之在家电市场上被更多人所认知。物质扫描仪这类黑科技产品经常出现在科幻作品中，它的神奇在于：只要你拿它对着食物扫一扫，就能知道食物营养成分含量如何，熟了没有；对着衣服扫一扫，就能知道用了什么布料，上面的脏东西是什么。两年前，由于技术限制，X-Spect尚处于概念产品，而BSH亦无销售计划。两年过去了，就在大家都以为它只是个概念的时候，近红外光谱技术却让这个概念在2019年落地了。 第18届家电及消费电子产品世界博览会(AWE 2019 ) 上，BSH展出了近红外光谱黑科技X—Spect，它由BSH与芬兰Spectral Engines（以下简称SE）两家公司合作开发，上海AWE 2019 BSH展位现场。X—Spect运用了近红外光谱原理，通过扫描材料表面不同的分子结构来分析不同物质的成分和含量。 X-Spect整体重量大概跟一部手机差不多，看X-Spect的反面，就可以看到核心部件——SE的近红外光谱扫描传感器，看外观尤其像手机内置摄像头。 借助SE近红外光谱扫描传感器，X-Spect可以轻松辨别包括红酒酒渍、咖啡渍，牛奶渍，口红残留，以及衣服表面残留的香水味等多种残留物。把 X-Spect 往衣服上扫一扫，只需短短几秒，就能判断出来污渍含有哪些成分，毕竟近红外光谱技术的核心就是透过现象看本质。 X-Spect的核心，是Spectral Engines开发的新型号NIRONE Sensor -X传感器。该产品设计基于NIRONE传感器，针对消费级应用和手持式材料分析设备的大批量生产要求，成本水平和可制造对性进行了优化。 除了NIR光谱传感器外，NIRONE Sensor X还集成RGB颜色传感器。NIRONE Sensor X给近红外应用的领域，提供了一个快捷、稳定、大批量和低价格的全新选择。 BSH和Spectral Engines的这次合作让我们看到了近红外光谱技术应用的更多可能。或许我们可以期待，未来近红外光谱黑科技能够把越来越多过去的概念变成未来的新产品，为人类生活提供更多便利，让人类真正踏入智慧生活领域。 作为SE公司的全面战略合作伙伴，海能全权负责SE公司NIRONE微型近红外光谱仪全线产品在中国区域的市场拓展、深度研发、模型开发以及技术支持。海能仪器期待对您近红外光谱的技术需求，提供全方位的支持和服务！

褚小立中国石化石油化工科学研究院，cxlyuli@sina.com第21届国际近红外光谱会议(NIR 2023)于2023年8月20日至24日在奥地利召开。由于护照和签证的延迟，很遗憾没有现场参加这次会议。最近一段时间我认真研读了会议摘要和会议墙报，深感近红外光谱的研究和应用方兴未艾。除了近红外光谱在“科学研究”、“过程分析技术”、“高光谱成像”等领域的快速深入发展，本次大会的关键词“小微型近红外光谱”、“数据融合”、“深度学习”给我留下了深刻的印象，可以说是目前近红外光谱领域的研究热点。小微型NIR虽然小微型化的近红外光谱仪在光谱范围、分辨率、信噪比等方面优势不明显，但它具有廉价、快速、操作简单、易于野外使用等诸多优点，近年来越来越受到人们的关注(O01.12)。在NIR 2023上，不仅有新的小微型近红外光谱仪器(O05.05，F05.03，P05.02)和便携式成像仪器(O07.11)的研发，还有应用方法学研究。例如，Shi等将实验室建立的土壤光谱库移植到便携式仪器上，用于田间土壤品质的快速分析(P10.09)；Lippl等也开展了类似的研究工作(P10.04)，以提高小型化近红外光谱仪在现场的部署效率。小型化近红外光谱仪在不同领域的应用研究仍然层出不穷。Gorji等人利用手持式近红外分析仪测量田间作物叶片的含水量，对农田精细灌溉管理具有实际应用意义(P01.22)；Sherif等人一直在利用手持式近红外光谱仪建立数据库，预测奶牛的粪便成分，从而监测养分利用效率，实时调整日粮配方(P01.53)；Gillay等人使用便携式近红外光谱检测奶牛的饲料，并评估这些奶牛的奶生产的奶酪，以评估改善的喂养对奶酪质量的影响(P01.21)。Popp等人花了三年时间在便携式近红外光谱仪上建立了一个校准模型，用于在田间实时直接测量药用植物的质量(PL08)；Hamed等人使用便携式近红外光谱仪确定大麻中具有高经济价值的化学成分的含量，这为种植者、经销商和生产者提供了一种工具，以管理其现场的质量控制并提高作物优化(P01.24)。Ikehata研究了使用小型可见-近红外光谱传感器评估蔬菜新鲜度的可行性(O01.11)；Giraudo使用廉价的便携式仪器识别加工肉制品中掺假的机械分离肉(MSM )( O 01.08)；Hernandez-Jimenez等人成功使用便携式NIR仪器根据品种鉴别伊比利亚火腿(P01.25)；Arroyo-Cerezo等人建立了一种利用便携式近红外光谱仪快速鉴别初榨橄榄油品质和真伪的筛选方法(P01.04)；加里多-奎瓦斯等人还评估了几种便携式仪器在现场检测初榨橄榄油质量的潜力，以便用于橄榄油生产和储存过程中的质量控制(P01.19)。这些有希望的结果表明，微型近红外光谱仪可以成功地应用于直接检测市场上的食品欺诈。Rais等人研究了使用超便携近红外技术对伪造药物进行即时无损分析的可行性，包括治疗勃起功能障碍的药物和预防艾滋病毒治疗的药物(P08.09)；近红外技术可以为纺织废料识别问题提供解决方案，Stipanovic等人使用手持式近红外光谱仪对消费后纺织品进行分类(P07.20)。多源数据融合近年来，多源数据融合技术通过综合优化和整合多个来源的信息，充分发挥多种光谱或/和图像之间的互补性，可以全面深入地挖掘信息，达到提高校正模型预测精度和稳定性的目的(KN11)。在NIR 2023上，出现了很多多源数据融合的应用研究实例，尤其是在食品领域。Vasefi等人开发了一种手持式多模式光谱系统，该系统结合了可见近红外(VIS-NIR)、短波红外(SWIR)和荧光(FL)光谱的反射率，用于鱼类物种识别、新鲜度评估、养殖与野生鱼识别、冷冻-解冻与新鲜鱼肉识别(O03.13)；Strani等人使用拉曼光谱和近红外光谱的融合来鉴定帕尔马干酪的PDO真实性(P01.58)；Bragolusi等人开发了一种基于近红外和拉曼光谱融合的光谱方法，用于快速准确地鉴定单花蜂蜜的植物来源(P01.47)；Jia等人使用可见光范围(400-1000 nm)和短波红外范围(900-1700 nm)光谱成像来预测贮藏期间包装的小牛肉产品的肌红蛋白谱(P07.07)。在制药领域，Kovacs等人将近红外光谱与传统的过程控制方法相结合，预测药物的溶出度(P09.04)；Tian等利用近红外光谱和中红外光谱融合技术对不同品种黄连的水分含量进行了鉴别和测定(P08.10)。在其他领域，Sormunen等人使用拉曼光谱和超光谱成像(1950-2500 nm)对高溴和低溴废塑料(O10.03)进行分类；Linderholm等人使用了五种光谱，包括分子振动光谱和原子光谱，对地质样品进行分类，多块模型的初步结果表明，光谱信息可以相互补充，提高了样本分类的准确性(P03.08)；Oravec等人使用便携式近红外光谱、紫外-可见近红外光谱、拉曼光谱和ATR-FTIR光谱设备进行了文化遗产领域的材料鉴定研究(P03.09)。深度学习近年来，深度学习方法在近红外光谱和高光谱成像的定量分析、模式识别和模型迁移等方面显示出越来越多的优势。深度学习适用于处理大样本光谱数据集，尤其适合高相似样本的判别分析和高差异样本的定量分析。在NIR2023大会上，深度学习与光谱成像相结合在水果和农业方面的应用研究尤为突出。Girones等人将近红外高光谱成像与3D定制卷积神经网络相结合，用于识别水果中的指状青霉感染(F07.01)；Chun等利用高光谱荧光成像数据研究了数据增强深度学习算法，用于草莓灰霉病的早期检测(P07.03)；Kim等人使用高光谱VIS-NIR成像和卷积神经网络来测量东方甜瓜植物的氮水平，以实现精确的氮素供应管理(P07.08)；Mo等评估了高光谱荧光成像和卷积神经网络用于测定柑橘果实成熟度的适用性(P07.15)。此外，Park等人利用田间测得的土壤NIR光谱建立了土壤含水量的深度学习预测模型(P10.07)；Chiniadis等人提出了利用近红外反射光谱和深度学习方法快速预测土壤中碳酸盐含量的方法(P10.01)；Benson等人提出了一种基于耳石近红外光谱和卷积神经网络的鱼类年龄新方法，该方法可以自动提取重要的光谱特征，并产生相当的精度，而且分析效率明显高于传统方法(O01.02，P01.07)。展望从仪器微型化技术的发展可以看出其对近红外光谱的推动力，从工农业生产、消费市场(如“from farm to fork”)和人们日常生活(如”point-of-care”)不断增长的需求可以看出其对近红外光谱的牵引力。在驱动力和牵引力的双重作用下，近红外光谱分析技术将在未来得到加速发展。可以预见，在上述背景下，仪器微小型化、多源数据融合和深度学习仍将是近红外光谱领域未来几年的研究热点和重点。近红外光谱无疑已经从光谱中的“丑小鸭”变成了“天鹅”，并继续与其他谱学技术一起在农业、工业、消费、甚至人类健康等领域中改变着人们的工作和生活方式，成为质量控制的新模式(KN04，PL04，F01.02，KN08，KN10)。目前，近红外光谱分析技术正处于其巅峰的前夜，我们期待着这一时刻的尽快到来。致谢：感谢臧恒昌教授、李连教授和郭隆海教授提供的NIR 2023会议摘要和墙报图片。

近红外光谱酸奶品质的快速检测近红外应用”1介绍酸奶是一种营养价值高而价格相对低廉的多功能食品。每日有大量酸奶产品流向市场，因而对营养成分进行快速检测十分必要。但因取样化验所需时间较长，实时性比较差，大大影响了生产效率。近红外光谱技术的应用将大大缩短酸奶养分测定的时间，使走进工厂生产线、检测线，推动现代食品质量检测技术的发展。近红外光谱定量分析模型建成之后，酸奶产品的营养成分检测不需要再增加资金投入，节约了费用，具有可观的经济效益。近红外光谱主要是由于分子振动从基态向高能级跃迁时吸收特定波长的近红外光产生的。近红外光谱记录的是分子中单个化学键的基频振动倍频和合频信息，测量的主要是含氢基团 X-H 振动的倍频和合频吸收。因此通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的振动信息。使用近红外光谱仪扫描样品，获得酸奶的近红外光谱图，将光谱图与化学测定值一一对应，通过化学计量学手段对近红外光谱进行处理，建立待测成分含量的定标模型，从而实现利用近红外分析方法同时对酸奶的脂肪、蛋白质等指标进行快速测定。ProxiMateProxiMate 是一种适用于乳制品行业的旁线近红外光谱仪器，具有可靠耐用、设计紧凑和使用简单的特点。它能减少生产停机时间，对批次抽样进行快速的质量控制。测量附件采用标准样品杯，并搭配透反射盖，一起用于进行酸奶的透反射测量，保证光谱的稳定。▲ProxiMate2建立相关参数的定标模型随机选取酸奶样品并扫描样品，得到样品近红外吸收光谱，测量结果显示图谱重复性好，稳定性高。▲酸奶样品近红外光谱图模型建立及模型评价▲脂肪的化学值与预测值的相关关系图▲蛋白质的化学值与预测值的相关关系图▲干物质的化学值与预测值的相关关系图酸奶中脂肪，蛋白质，干物质的实际测量值和预测值具有较高的相关性，相关系数 R2 都达到 0.95 以上，三个指标的偏差值 SEC 分别为 0.03,0.03,0.07。3总结各项指标近红外光谱与原始化学测试的含量之间都具有较好的相关性，模型误差也满足日常的检测标准，运用于生产过程工艺控制的实时监控，可快速，准确出具数据，降低了检测压力和检测时间，有效提高工厂生产效率。

pspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　一、引言/strong/span/pp　　乳制品含有的蛋白质、脂肪、乳糖和其他固形物等具有较高的营养价值，是促进人体生长发育及维持健康水平的必需营养成分。目前市售的奶粉品种众多，质量参差不齐，在巨大的经济利益驱动下，出现了“阜阳奶粉事件”、“还原奶事件”、“光明牛奶回奶事件”、“雀巢奶粉事件”以及“三聚氰胺事件”，这些都说明了牛奶质量控制的重要性和紧迫性。那么如何为牛奶生产厂家确保原料奶的质量，并准确、快速地对流水线生产中的各个关键点进行控制?/pp　　传统的奶制品质量检测用化学分析方法，主要有气相色谱、液相色谱、电泳、PCR和免疫ELISA等，取样化验过程复杂，实时性较差，大大影响了生产效率，而且往往涉及专用仪器与分析方法、耗费时间较长、分析过程繁琐、分析费用高，增加了现场检测及在线质量控制的难度。国家也出台了一系列相应的国家标准检测方法，如原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法(GB/T22388-2008)和原料乳中三聚氰胺快速检测液相色谱法(GB/T22400-2008)等。面对目前日益增长的市场需求，传统化学分析方法的效率已经明显滞后，开发快捷灵敏、无损易行的现代分析技术，对乳品生产的质量监控具有重要的意义。/pp　　分子光谱技术(包括近红外，中红外等)是20世纪80年代后期迅速发展起来的一项测试技术，在欧美等国，它已成为乳制品成分分析的重要手段，并为乳品权威分析机构，如国际乳品联合会 (IDF)以及美国分析化学家学会(AOAC)等权威机构所认可。随着我国乳品行业的发展，采用快速、准确、可靠的乳品分析技术以适应WTO的要求已成为当前乳品企业发展的关键所在。目前，国内外许多乳制品厂家，如蒙牛、伊利、雀巢，光明、君乐宝等已经将FOSS公司的分析解决方案(包括中红外和近红外光谱分析仪)用于原奶收购和生产过程的质量监控。/ppstrong　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "二、红外/近红外分析技术在乳品行业的使用现状/span/strong/pp　　随着社会对乳制品质量安全的不断重视，目前乳品企业对奶粉的质量把控越来越严格，奶粉的理化指标，如脂肪、酸度、乳糖、蛋白、蔗糖、水分和灰分等通常决定了奶粉的类别和质量，只有在生产过程中严格检测和把控这些指标才能生产出合格的奶粉。目前传统的奶粉检测方法对于这些理化指标的检测耗时长且繁琐，而奶粉的生产过程是一个连续的过程，长时间的分析检测无法满足奶粉生产过程中的有效控制。红外/近红外光谱分析技术以其快速、多组分和无损分析的特点在农牧业食品石油化工等行业中被广泛应用，同样在奶粉的检测中潜力巨大。/pp　　目前国内奶粉的生产工艺一般包括原料乳验收→预处理与标准化→浓缩→喷雾干燥→冷却储存→包装→成品，在整个过程中有多个关键控制点需要检测多个指标，而这些点非常适合使用红外/近红外光谱分析技术进行快速分析。据了解，国内目前约有90%以上的规模化生产的乳粉企业都在采用红外/近红外光谱技术对其从原料奶、中间配料以及最终的奶粉实现全程化的监控和控制。目前国内几家大的乳粉企业，如伊利、蒙牛、雀巢、君乐宝、飞鹤等均已将这些红外/近红外的快速检测技术应用于如下几个环节的监控中，取得了不错的效果，既保证了产品质量的一致性，又最大程度的节约了生产成本。/ppstrong　　1. 原料乳验收/strong/pp　　原料奶位于乳业产业链的最上游, 其质量安全将直接影响到乳品的质量与安全, 从这个意义上讲, 能否从源头上紧抓原料奶的质量控制, 将直接关系到整个乳业的质量安全。通常在牛场仅对牛乳的质量做一般的评价，在到达乳品厂后需要通过若干检验对其成分和卫生质量进行测定。乳品企业一般实行“以质论价，优质优价”的政策或办法，可以鼓励奶农自觉改善饲养管理，提高原料乳质量，同时有利于企业对原料乳的分级处理。/pp　　我国部颁标准规定原料乳验收时的理化指标包括脂肪、蛋白质、酸度、密度、抗生素等等。为了防止牛奶兑水，通常会检测液体乳的冰点，因为兑水后的牛奶冰点会升高。目前，对于液体原料乳中脂肪、蛋白、酸度等的检测，大多数乳企使用基于傅里叶变换的中红外光谱分析技术 (a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C193216.htm" target="_blank" style="text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "如FOSS的MilkoScan FT1乳品分析仪/span/a)，这种检测方案不仅仅用于原料乳的按质论价，同时也应用于液体乳制品生产过程以及成品控制。同时，中红外光谱技术还可以通过与天然鲜奶拥有的特定光谱进行比对，迅速发现可疑的鲜奶样品，对提高乳制品的质量和保护消费者的利益具有重要的意义。/pp　　strong2. 预处理及标准化/strong/pp　　在全脂奶粉的生产中，标准化主要是通过对原料乳的脂肪含量调整，使之达到成品的标准要求(即原料乳中的脂肪含量与无脂干物质含量的比值达到乳粉的标准化值)。/pp　　在配方奶粉生产中，通常需要根据目标人群进行配方设计，调整宏观成分含量，并在对液体乳进行预处理后，加入一定的添加剂，如婴幼儿配方粉需要尽量调整乳品中各组分的含量模拟母乳。在这个过程中，营养组分的调整，添加剂量的控制都会影响最后生产的乳粉是否合格。而检测不合格的产品通常会要返工处理，提高了生产成本和时间成本。在这个处理过程中，有效的监督检测手段必不可少，目前全球有超过85%的大中型乳品企业(如Arla Food，Nestle, Fonterra，以及国内的伊利、君乐宝等)已经使用了Milkoscan FT1乳成分分析仪进行旁线分析，实现标准化过程中快速分析反应，有效的减少了产品的波动，即时调整配方配比，提高了生产效率，产品稳定性也大大提升。/pp　strong　3. 真空浓缩与喷雾干燥/strong/pp　　从液态奶变成固体奶粉，需要进行干燥工艺，首先对液态乳进行真空浓缩，真空浓缩能够节省能量，对奶粉颗粒的物理性状有显著影响。液态乳经过浓缩后，喷雾干燥时，粉粒较粗大，具有良好的分散性和冲调性，能迅速复水溶解，可以改善乳粉的保藏性等。所以在真空浓缩时原料乳浓缩的程度直接影响乳粉的质量，特别是溶解度。在真空浓缩时，通常要求浓缩程度越高越好，因为一般真空浓缩的时间要比喷雾干燥节省至少10倍，但是浓缩至太高的浓度对于后续的喷雾干燥又存在不利影响，因此对真空浓缩水分的实时控制能够节约生产成本，提高生产效率。/pp　　浓缩后的乳打入保温罐内，立即进行喷雾干燥。喷雾干燥直接影响乳粉的溶解度、水分、杂质度、色泽和风味，对产品质量影响很大。喷雾干燥过程中对乳品水分的控制非常重要，奶粉要求水分为2.0～5.0%，若为4.0～6.0%，也就是水分提高到3.5%以上，就会造成奶粉结块，则商品价值就低，同时，水分提高后奶粉易变色，贮藏期降低 当乳粉水分含量提高至6.5～7.0%时，储存一小段时间后，其中的蛋白质就有可能完全不溶解，产生陈腐味，同时产生褐变。此外，奶粉的水分含量过高，还可能导致营养素损失、微生物滋长、奶粉结块变质等问题。但乳粉的水分含量也不宜过低，否则易引起乳粉变质而产生氧化臭味，一般喷雾干燥生产的乳粉水分含量低于1.88%时就易引起这个缺陷。/pp　　常规的水分检测方法测量速度和准确度一直存在一定的矛盾，而水分对于乳粉生产非常重要。为了解决这个问题，目前乳品企业常使用近红外光谱分析技术(a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C132525.htm" target="_blank" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "如FOSS的近红外分析方案NIRS DS 2500/span/a) 进行干燥过程的控制。/pp　　与传统方法相比，近红外光谱分析技术具有测量速度快、操作方便、不破坏样品、不用前处理试剂等特点，目前，乳企使用近红外光谱仪做旁线检测，检测一个样品时间小于1分钟，检测速度频率大幅提高，控制基本实现实时性 而且近红外仪器稳定，具有IP65防水防尘级别，能适应车间环境 现场操作非常简单，样品直接装入样品杯中，装样简单不易出错，多组分结果直接显示，不需要专业的人员对数据结果进行分析，生产线普通工人都能进行分析操作。大大提高了生产效率，节约了生产成本，提高了产品质量。/pp　　除了旁线分析外，现在逐渐流行的在线检测能够实现生产过程真正的实时质量监控，能做到有问题即时发现，如果与生产控制系统直接对接，能实时调整喷雾干燥生产工艺，对奶制品质量控制有着重大的意义。目前国内已有乳粉生产企业(如君乐宝，飞鹤乳业)引入a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100345/C335078.htm" target="_blank" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "FOSS的Profoss/span/a近红外在线检测解决方案，在乳粉生产中进行高频率、高分辨率的生产过程控制，控制水分的含量，获得稳定的水分、脂肪和蛋白含量，使生产更接近于目标规格，提高了产量，获得了最佳的物质平衡。而且，减少了返工、开工波动，以及不必要的重复劳动，生产效率得到极大的提高，基本上在一年左右能收回投资。/pp　　strong4. 成品质量控制/strong/pp　　在喷雾干燥冷却后乳粉便要进行包装出厂，包装出厂的乳粉必须经过检测分析合格后才能出厂销售。如婴幼儿配方奶粉，通常需要检测蛋白质、脂肪、水分、乳糖、酸度和灰分等等理化指标，这些理化指标使用常规检测方式进行全部检测需要几天的时间，费时费力，而且受化验室人员化验水平影响较大。目前乳品企业使用近红外光谱仪，进行成品分析，可以快速测定婴幼儿配方奶粉中的水分、蛋白、脂肪、酸度、灰分、乳糖等指标，单个样品测量耗时在1分钟内，以上所有指标同时测出，快速高效，同时也避免了由于人员操作误差导致的检测一致性差的问题。/pp　　综上所述，在奶粉的整个生产工艺中各个关键控制点，几乎都可以使用红外/近红外光谱技术进行分析检测，通过使用红外/近红外分析技术对奶粉生产过程的监控能有效提高产品的合格率，在企业的成本控制，以及为消费者提供安全合格乳制品方面具有非常好的实际效果。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 305px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/3663ffed-3880-4cfd-bc5a-2087797f79f1.jpg" title="微信图片_20190812103309.png" alt="微信图片_20190812103309.png" width="600" height="305" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong红外/近红外技术用于乳粉生产过程中的检测控制点/strong/pp　　红外/近红外技术以其快速，操作简单为乳企的整个生产链条提供了巨大的便利，但在实际使用红外/近红外技术进行从原料奶到成品奶粉的检测过程中，采用的检测模块或者模型的准确性显得尤为重要。一个预测性能良好的模型一定是基于前期大量数据库的积累而来的，建模数据的指标范围，建模数据对应的样品量，以及采用的建模方法等均决定了后期模型的准确程度，所以在目前的红外/近红外推广和使用过程中，提供硬件性能可靠的红外/近红外检测方案的同时，配备的检测模块或者模型的预测性能显得尤为重要。以a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190812/490937.shtml" target="_blank"DS 2500/a近红外检测分析仪在奶粉检测中所配备的数据库情况为例， 从目前主要客户的使用效果来看，预测效果好，数据准确性高，能够帮助客户很好的指导生产。/pp　　目前a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190812/490937.shtml" target="_blank"DS 2500/a近红外分析仪配备的配方奶粉、脱脂奶粉、乳清粉等奶粉模型预测性能如下：/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="551" align="center"tbodytr class="firstRow"td width="93" rowspan="8"p style="text-align:center "全脂奶粉及婴幼儿配方奶粉/p/tdtd width="66"p style="text-align:center "成分/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "定标范围/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "定标误差(SECV)/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "定标样品数量/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "相关系数/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "水分/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "1.54-4.50/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.17/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "4640/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.90/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "蛋白/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "9.50-31.02/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.35/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "4468/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.99/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "脂肪/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "5.09-39.31/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.40/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "4313/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.99/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "酸度/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "4.91-14.91/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.89/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "3785/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.75/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "灰分/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "2.55-6.10/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.07/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "1373/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.99/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "乳糖/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "33.44-58.22/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.54/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "1151/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.98/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "蔗糖/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "0- 18.81/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.42/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "1267/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.98/p/td/trtrtd width="93" rowspan="3"p style="text-align:center "脱脂奶粉/p/tdtd width="66"p style="text-align:center "水分/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "2.67-4.34/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.11/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "1425/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.85/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "蛋白/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "31.23-38.59/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.22/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "898/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.97/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "脂肪/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "0.37-1.13/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.02/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "558/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.97/p/td/trtrtd width="93" rowspan="5"p style="text-align:center "乳清粉/p/tdtd width="66"p style="text-align:center "水分/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "2.43-6.69/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.46/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "494/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.80/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "蛋白/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "60.02-90.26/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.92/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "596/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.97/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "脂肪/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "3.44-9.88/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.13/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "379/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.99/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "灰分/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "2.09-5.44/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.03/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "362/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.99/p/td/trtrtd width="66"p style="text-align:center "pH/p/tdtd width="102"p style="text-align:center "6.4-6.95/p/tdtd width="75"p style="text-align:center "0.02/p/tdtd width="124"p style="text-align:center "486/p/tdtd width="91"p style="text-align:center "0.96/p/td/tr/tbody/tablepstrong　　三、红外/近红外分析技术在国内乳品行业的应用前景/strong/pp　　前已述及，红外/近红外分析技术不需要样品的准备过程，是一种无损化的分析技术，同时该项技术具有快速准确的特点，能够满足实时、快速分析的要求。只要提供稳定可靠的定标，就可以对待分析样品给出准确的分析结果。随着我国乳品行业的发展，红外/近红外光谱分析技术必将逐步取代目前在国内占主流的传统化学分析方法，在乳制品及其相关行业发挥越来越大的作用。另外，随着乳品行业有关红外/近红外相关标准的逐步引入，未来红外/近红外技术在乳品行业也必将像饲料、粮油和纺织等其他行业有章可依、有据可鉴。/pp　　基于近几年乳品行业发展的特点，个人认为未来国内红外/近红外技术在乳品行业的应用有以下两方面需求：/pp　　其一，目前在国内，红外/近红外技术在乳品行业的应用以液态奶和乳粉的快速检测为主，主要因为国内目前乳品行业的消费产品类型(只包括液奶和乳粉)相对比较单一。在欧美诸多国家，红外/近红外技术在奶酪、黄油、稀奶油、浓缩乳清等类型样品的检测中已经发挥着很大的作用，可以预期随着国家由“喝奶”向“吃奶”的消费导向的普及，国内消费者对于奶酪，黄油等的消费需求会有所上升。后期，红外/近红外技术应用于奶酪、黄油以及浓缩乳清等样品的检测也必将逐渐深入。/pp　　其二，国外的液体乳主要以保鲜的巴氏奶为主，这与其完善的冷链系统及经济水平有关。近几年我国的液体奶市场增长迅速，但主要以保质期较长的UHT奶为主。随着我国乳品工业的发展和人们对液体乳新鲜度的要求，近几年，国家大力推广“优质乳工程”，倡导企业生产新鲜度更高，营养更丰富的优质乳。/pp　　加入国家“优质乳工程”的企业对奶源有了更高的要求，如更低的体细胞和细菌数，更高的蛋白和合理的脂肪含量，同时，对一些功能性指标(如乳铁蛋白，糠氨酸等)的检测也提出了要求。由此可见，随着国家“优质乳工程”的实施，企业自身的检测需求必将促使红外/近红外快速检测技术朝着准确度要高，检测指标更全面等方向进行改进和提高。可以预期，未来的红外/近红外检测技术不仅要准确地检测脂肪、蛋白、总固等常规指标，而且也需要具有检测一些功能性新指标，如巴氏奶和鲜奶中的乳铁蛋白，以及UHT奶中的糠氨酸等方面的检测能力。/pp style="text-align: right "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "strong（供稿：FOSS 罗海峰）/strong/span/p

1、实验室的温度应在15～30℃，相对湿度应在65%以下，所用电源应配备有稳压装置和接地线。因要严格控制室内的相对湿度，因此红外实验室的面积不要太大，能放得下必须的仪器设备即可，但室内一定要有除湿装置。　　2、为防止仪器受潮而影响使用寿命，红外实验室应经常保持干燥，即使仪器不用，也应每周开机至少两次，每次半天，同时开除湿机除湿。特别是霉雨季节，最好是能每天开除湿机。　　3、如所用的是单光朿型傅里叶红外分光光度计(目前应用最多)，实验室里的CO2含量不能太高，因此实验室里的人数应尽量少，无关人员最好不要进入，还要注意适当通风换气。　　4、红外光谱测定最常用的试样制备方法是溴化钾(KBr)压片法，因此为减少对测定的影响，所用KBr最好应为光学试剂级，至少也要分析纯级。使用前应适当研细(200目以下)，并在120℃以上烘4小时以上后置干燥器中备用。如发现结块，则应重新干燥。制备好的空KBr片应透明，与空气相比，透光率应在75%以上。　　5、如供试品为盐酸盐，因考虑到在压片过程中可能出现的离子交换现象，标准规定用氯化钾(也同溴化钾一样预处理后使用)代替溴化钾进行压片，但也可比较氯化钾压片和溴化钾压片后测得的光谱，如二者没有区别，则可使用溴化钾进行压片。　　6、压片法时取用的供试品量一般为1～2mg，因不可能用天平称量后加入，并且每种样品的对红外光的吸收程度不一致，故常凭经验取用。一般要求所没得的光谱图中绝大多数吸收峰处于10%～80%透光率范围在内。最强吸收峰的透光率如太大(如大于30%)，则说明取样量太少 相反，如最强吸收峰为接近透光率为0%，且为平头峰，则说明取样量太多，此时均应调整取样量后重新测定。　　7、压片时KBr的取用量一般为200mg左右，应根据制片后的片子厚度来控制KBr的量，一般片子厚度应在0.5mm以下，厚度大于0.5mm时，常可在光谱上观察到干涉条纹，对供试品光谱产生干扰。　　8、压片时，应先取供试品研细后再加入KBr再次研细研匀，这样比较容易混匀。研磨所用的应为玛瑙研钵，因玻璃研钵内表面比较粗糙，易粘附样品。研磨时应按同一方向(顺时针或逆时针)均匀用力，如不按同一方向研磨，有可能在研磨过程中使供试品产生转晶，从而影响测定结果。研磨力度不用太大，研磨到试样中不再有肉眼可见的小粒子即可。试样研好后，应通过一小的漏斗倒入到压片模具中，并尽量把试样铺均匀，否则压片后试样少的地方的透明度要比试样多的地方的低，并因此对测定产生影响。另外，如压好的片子上出现不透明的小白点，则说明研好的试样中有未研细的小粒子，应重新压片。　　9、测定用样品应干燥，否则应在研细后置红外灯下烘几分钟使干燥。试样研好并具在模具中装好后，应与真空泵相连后抽真空至少2分钟，以使试样中的水分进一步被抽走，然后再加压到0.8～1GPa(8～10T/cm2)后维持2～5min。不抽真空将影响片子的透明度。　　10、压片用模具用后应立即把各部分擦干净，必要时用无水乙醇棉球擦洗干净，置干燥器中保存，以免污染、锈蚀。

2023年9月18日，中国仪器仪表学会标准化工作委员会发布关于拟立项（近红外光谱分析技术术语）CIS标准的公示通告，拟制定标准是天津大学申报的《近红外光谱分析技术术语》近红外光谱分析技术具有快速、原位、非破坏性等诸多优点，广泛应用于实验室分析、在线质量检测，可实现多组分多通道同时测定各类样品的成分及含量，包括气体、液体、固态、粘稠体、涂层、粉末等。各种基于新原理、新器件的近红外光谱仪器层出不穷，在农牧、食品、化工、制药、烟草等领域发挥了越来越重要的作用。然而，市场规模及应用需求强势增长的势头之下，我国近红外光谱技术及仪器产业化与推广应用还面临不少问题：近红外分析仪器种类众多，并且基于不同分光及检测原理，相关技术与仪器及应用标准欠缺，典型行业/领域的应用示范不充分，甚至同一技术与仪器的术语及其定义都不同，造成了仪器参数虚标及与应用效果不符等问题；此外，应用客户在仪器选择方面面临标准不统一，验证成本高等问题，不同仪器分析结果差异较大，这些问题都在影响近红外光谱分析技术的推广应用，进而制约我国国产近红外仪器产业的发展。2013发布实施的GB/T 13966-2013《分析仪器术语》规定了分析仪器常用的基本术语、各类分析仪器有关方法、原理、仪器名称、零部件名称及性能特性量方面的术语和定义。但是，缺少与近红外光谱相关的术语及定义规范，无法涵盖各种新型近红外光谱分析技术应用领域。2022年发布实施的T/CIS 17006-2022《傅立叶变换近红外光谱仪技术通则》规定了傅立叶变换近红外光谱仪正常工作条件、功能、技术指标、安全等的要求和试验方法，但是无法覆盖不同原理近红外光谱仪器，术语定义不够全面。为了规范近红外光谱仪器生产及应用，为近红外光谱技术的健康发展提供帮助，需要制定统一的术语定义标准。附件（近红外光谱分析技术术语）CIS标准公示表.docx

近红外光谱的果园潜在应用孙旭东华东交通大学机电与车辆工程学院 南昌 330013鲜食水果价值链覆盖从种子到餐桌鲜果的全过程，关键节点可能涉及到近红外光谱的潜在应用。近红外光谱技术已由实验室逐步转向产业应用。考虑近红外光谱技术在水果采后分选领域研究强度高并逐步商业应用，故本文不再累述，侧重于水果采前环节。图1 鲜食水果价值链1. 育种水果育种过程中，品质指标检测需要耗费大量的人力、物力和时间。而且少数结果数量较少的品种，每枚果实都很珍贵，也不宜采用破损方法进行分析。这恰好应用近红外光谱技术，进行关键品质指标的过程监测。例如，在猕猴桃育种项目中，运用近红外光谱技术监测藤上猕猴桃的可溶性固形物、干物质含量变化[1, 2]。近红外光谱技术也被用于其它作物育种项目中，例如谷物[3]。这其中涉及到农业生产的特点，技术应用越接近价值链的前端，越有可能提前发现问题，并做出相应的调整。2. 采收期预测采收期预测源于精准农业的理念，适时采收是水果提质增效的重要技术手段。过早采收，果实内营养成分未转化完全，影响水果的品质和产量。过迟采收，增加落果、贮藏易烂，加重树体养分的消耗，使树势衰弱，影响次年生产。澳大利亚将手持式仪器成功用于芒果采收期预测，以干物质含量作为采收期预测指标，芒果协会将芒果增收的40%归结为采收期的创新应用[2]。日本、比利时和意大利的科研团队也从事采收期预测的应用研究[4-6]。但采收期预测标准应视水果种类、用途做出科学调整，例如出口的后熟型水果、立即上市销售和贮藏型水果的采收标准不同，采收期预测也应做相应的调整。3. 展望（1）近红外光谱果园应用中，注重近红外光谱信息与园艺知识的交叉融合，以高品质栽培需求为导向，科学运用近红外光谱技术，服务果业。（2）近红外光谱技术与其它技术的融合，发挥近红外光谱的优势，进行宏观指标的无损监测，辅以其它技术，例如图像等，围绕果业提质增效的目标，合理应用。（3）水果价值链是连续的，研究采前也要兼顾采后，例如不同用途、不同品种水果的采收标准也不同，这要求在研究中系统考虑。参考文献[1] Granger, A. A. Plant & food research: New Zealand kiwifruit breeding programme [J]. Acta Hort., 2011, 913: 59-62.[2] Walsh, K. B., McGlone, V. A., Han, D. H. The use of near infra-red spectroscopy in postharvest decision support: A review [J]. Postharvest Biology and Technology, 2020, 163: 111139.[3] Osborne, B. G. Applications of near infrared spectroscopy in quality screening of early-generation material in cereal breeding programmes [J]. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 2006, 14: 93-101.[4] Bertone, E., Venturello, A., Leardi, R., Geobaldo, F. Prediction of the optimum harvest time of ‘Scarlet’ apples using DR-UV-Vis and NIR spectroscopy [J]. Postharvest Biology and Technology, 2012, 69: 15-23.[5] Peirs, A., Lammertyn, J., Ooms, K., Nicolaï, B.M. Prediction of the optimal picking date of different apple cultivars by means of VIS/NIR-spectroscopy. Postharvest Biology and Technology, 2001, 21: 189–199.[6] 宮本久美. 果樹の生育診断への近赤外分光法の応用 [J]. 農業機械学会誌, 2007, 69(3): 11-14.附：“高光谱技术在农业领域的最新应用进展”网络研讨会中孙旭东分享了题目为《近红外光谱和图像技术果园应用基础》的报告，回放链接点击：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/hyperspectral230808/

在本次2015 BECIA大会上，无锡微奥科技公司首次发布了一款掌上MEMS傅里叶近红外变换光谱仪产品，并在现场成功演示了对7种白色药品的分类鉴别、以及对水蜜桃糖分的定量分析。图1.微奥掌上MEMS傅里叶近红外光谱仪近年来，全球掀起了微型化近红外光谱仪产品的开发热潮，就“微型”而言目前已有多种技术解决方案，但如何在微型化的情况下还能保证高信噪比、高光通量、全波段信号采集、透射与漫反射功能兼具，则是真正实力的比拼。 图2.微奥掌上近红外光谱仪对不同药片的分类微奥科技这款光谱仪产品是基于微奥独特的光学MEMS微镜开发而成。该MEMS微镜具有创记录的大位移、小体积、高度集成等巨大优势，并结合傅里叶变换光谱仪特点，仅需单个探测器即可实现高分辨率、高信噪比的近红外全谱光谱分析，从而大幅度地降低了产品的成本及体积。这款命名为Demeter 1000的掌上MEMS傅里叶近红外光谱仪，可覆盖整个近红外光谱（800～2500nm），还可进一步扩展至中红外波段。Demeter 1000可分别通过透射和漫反射方式对液体和固体进行准确的定性定量分析。该光谱仪可通过蓝牙将光谱分析信息直接传输到移动终端设备，从而可实现在手机上实时快速获知所测物质的成份及含量。微奥的微型光谱仪，革命性地实现了红外光谱仪的便携性及低成本性，使原来遥不可及、只有大型企业或研究机构方能使用的光谱仪产品，走进了普通老百姓的生活，甚至人手一个，用于监测我们日常生活中的如饮用水、奶制品、肉制品、果蔬品等食物的安全性、新鲜度、以及通过成分含量的摄入而实现个人健康管理。让我们吃得放心、住得安心！图3.微奥掌上MEMS近红外光谱仪对水蜜桃糖分的定量分析微奥在本次展会上还展出了另外一款专用于工业在线检测的光谱仪，该光谱仪与掌上光谱仪均基于相同的光学MEMS微镜及光干涉平台，可广泛应用于石油化工、生物医药、粮油、安防、环境、宝石鉴定、纺织、临床医学等领域。同时，基于此相同的MEMS微干涉平台还可开发远红外、中红外、拉曼光谱仪等产品。 图4.微奥MEMS傅里叶近红外微型光谱仪 图5.MEMS微干涉平台

p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/785c08d2-5453-479d-8fe5-48353c614b87.jpg" title="1_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong湖北省农业科学院果树茶叶研究所 王胜鹏/strong/pp　　我是河北唐山人，2007年本科毕业于华中农业大学，所学专业为茶学。虽然是北方人，但在学习的过程中，我却对茶学知识表现出了越来越浓厚的兴趣，有了进一步深入学习的念头，并在2007年顺利进入安徽农业大学茶与食品科技学院进一步攻读茶学硕士和博士学位。/pp　　记得有一天中午，我的导师张正竹教授把我叫了过去，让我先学习一下有关近红外光谱的茶叶文献，我也顺口就答应了下来。虽然答应的很快，但是我的脑子却是蒙的，完全是一片空白啊，当时第一个问题就蹦了出来，“近红外”是什么东东啊!我当时的窘境可以用“举目无亲”来形容，身边完全没有一个了解近红外的师兄或者师姐给于一点儿指导意见!在这样的情况下，我慢慢的开始以陆婉珍院士的《现代近红外光谱分析技术》和严衍禄教授的《近红外光谱分析技术的原理与应用》为蓝本，系统的学习近红外的相关知识，此外，当时导师也购买了一台BRUKER MPA 型傅里叶近红外光谱仪，因此得到了BRUKER公司的周学秋老师和王小天工程师的帮助，开始慢慢地熟悉了仪器的操作，我的近红外光谱事业之路也算是踏出了第一步。/pp　　在2010年，通过导师的介绍，我结识了比利时新鲁汶天主教大学的阎守和老师，在当年的7月，她来到实验室给予了我一个月的近红外理论应用指导工作，并在当年的10月起，我开始了为期三个月的比利时访问学习工作，并在2011年1月底归国。由于在收购鲜叶时，茶叶收购人员主要应用感官方法判定茶鲜叶的质量，具有非常强的主观性，这种状况极易造成茶农和茶厂间的矛盾。为了较为客观的评价茶鲜叶质量，借助近红外光谱技术所具有的快速、无损和样品无需预处理等优点，在导师张正竹教授的指导下，我开始研究将近红外光谱技术应用于茶鲜叶质量的快速、无损分析方面的研究，开始了我的近红外事业之路的第二步。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/87011ed7-3cc2-4daa-bac2-0e9e8a71b99c.jpg" title="2_副本.jpg"//pp　　通过采集大量具有代表性的不同品种、不同产地、不同嫩度的茶鲜叶样品，并测定了这些样品的内含化学成分含量，通过分析实验数据的内部关联关系，最终，我们得出了一个评价鲜叶质量的质量系数(Quality index，QI)关系式，建立的近红外光谱预测模型也具有高稳健性，通过模型转移的方式，我们还研制了一台光栅型近红外光谱仪，用于黄山毛峰的鲜叶质量评价过程之中，这是我的近红外事业的关键一步，这也是我的博士论文主要内容。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/ab4b7220-2e8b-4e05-ad52-79a209cc13fd.jpg" title="3_副本.jpg"//pp　　2012年7月博士毕业后，我应聘到湖北省农业科学院果树茶叶研究所参加工作，主要从事茶叶加工/茶叶品质的近红外光谱快速无损分析方面的研究，并在2014年获批立项我所首个国家青年科学基金项目，这为我今后近红外事业的进一步发展奠定了较好的基础，也为我的工作注入了强大的动力。在今后的路上，我将继续从事我的近红外光谱事业，并立志将近红外技术不断应用于茶行业之中。/pp　　最后，我要感谢我的近红外事业的引路人和热心人：我的导师张正竹教授，阎守和教授，胡工银工程师，周学秋老师，王小天工程师，熊智新教授，陆婉珍院士，严衍禄教授，褚小立老师等专家以及通过仪器信息网结识的一些好友，如肖雪，周帅，李军会，韩君，王在鑫等。/pp　　欢迎大家有时间来武汉做客!/pp　　谢谢大家!/pp style="text-align: right "　　王胜鹏/pp style="text-align: right "　　湖北省农业科学院果树茶叶研究所/pp style="text-align: right "　　2016.9.24/p

日前，全国饲料工业标准化技术委员会发布文件，征求关于3项农业行业标准(征求意见稿)的意见。其中《饲料的近红外光谱分析应用指南》规定了饲料成分如水分、粗脂肪、粗蛋白、淀粉、粗纤维含量以及消化率等技术指标的近红外光谱分析应用指南。　　与其他分析技术尤其是传统的实验室化学分析技术相比，近红外光谱分析技术在分析速度、检测成本、可同时检测多种理化性质、易操作性等主要检测性能方面具有显著优势。在全球饲料行业，NIR技术的优势已经获得了极大的认可和广泛的应用。据悉，在 ISO 12099：2010 Animal feeding stuffs, cereals and milled cereal products-Guidelines for the application of near infrared spectrometry 标准颁布之前，国际上的近红外光谱技术在饲料行业中并没有通行的、普适性的国际标准。2010年 6 月 15 日，ISO 12099 的颁布实施在动物饲料行业树立了行业公认的交流准则，从而让不同 NIRS 光谱用户实现了结果的互认与交流，该标准在 2017 年进行了修订(ISO 12099:2017)。　　在饲料行业，我国从 20 世纪 90 年代中期开始引进近红外饲料分析仪器，到 2002 年底，正式颁布了饲料行业近红外分析的国家标准 GB/T18868-2002《饲料中水分、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸快速测定近红外光谱法》、2007 年颁布实施了 NY/T 1423-2007《鱼粉和反刍动物精料补充料中肉骨粉快速定性检测近红外反射光谱法》，2012 年颁布了地方标准 DB21/T 2048-2012《饲料中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、水分、钙、总磷、粗灰分、水溶性氯化物、氨基酸的测定 近红外光谱法》，2015年颁布了地方标准DB43/T 1065-2015《饲料中氯基酸的测定 近红外法》，2019年颁布了地方标准DB36/T 1127-2019《饲料中粗灰分、钙、总磷和氯化钠快速测定 近红外光谱法》，这些标准的颁布实施，标志着这项检测新技术在我国的饲料检测方面受到了广泛的关注和认可。　　虽然，国内许多大型饲料企业和科研院所均在饲料的 NIR检测软硬件方面投入了巨大的财力物力，既促进了饲料行业的飞速发展，又提升了 NIR技术的普及与推广。但与飞速发展的 NIR饲料分析技术以及对应的国际标准方面的发展相比，我国针对 NIR技术在饲料检测方面的标准制订还有待完善，这对我国 NIR技术在饲料行业的全面、稳健、规范的发展形成了制约。故此，亟需推出针对饲料行业检测具有指导性质的、能适应 NIR检测技术发展态势的指南标准。　　《饲料的近红外光谱分析应用指南》修改采用 ISO 12099:2017《动物饲料、谷物及谷物精制料的近红外光谱分析应用指南》。ISO 12099 为使用近红外光谱进行动物饲料的成分如水分、脂肪、蛋白、淀粉、粗纤维含量以及相关性能参数如消化率等的检测提供了综合性指南。ISO 12099 国际标准的引用，为各项技术环节提供了非常细致的指导基础，是后续开发和应用具体 NIRS 解决方案的重要基石。　　作为促进仪器技术应用的有力手段，标准的推行对仪器及分析测试行业具有重大的意义。通过国家标准信息查询系统检索，目前近红外相关的国家标准22项、行业标准31项，地方标准18项。相关标准的推出对于发展中国近红外光谱分析技术，便于广大用户正确掌握和使用近红外光谱定性分析方法，在一定程度上解决了粮油、饲料、水果、纺织品、乳制品等现场快速鉴定与相关行业产品的鉴别、溯源及判别问题，对促进中国近红外光谱快速分析技术应用和发展具有重要实际意义。特别值得一提的是，2013年发布了GB/T 29858-2013《分子光谱多元校正定量分析通则》，2019年发布了GB/T 37969-2019《近红外光谱定性分析通则》。其中，《近红外光谱定性分析通则》规定了近红外光谱定性分析的基本原理和方法、使用软件、仪器设备、光谱测量、样品、定性分析试验步骤、试验数据处理、试验报告等内容的通用要求，进一步完善了近红外分析技术的应用标准，使近红外定性分析的应用走向规范。在我国，大量的科研机构及企事业单位越来越重视并充分挖掘和利用着NIR分析的优势。不过，相对于近红外亟待拓展的领域，现有的标准还不能满足快速增长的应用需求。拿饲料为例，当前全球工业领域的质量管理，已提升到以“原料控制”及“生产过程质量控制”等预防性的质量控制和检验手段为主。要满足上述要求，须有快速、适宜现场及在线检测的检验手段作为支撑，而鉴于近红外光谱技术的优势，相关标准的完善将进一步推动其在饲料领域的应用拓展。

仪器简介MATRIX 50型傅立叶变换红外光谱仪产品是天津恒创立达科技发展有限公司的结合机械、电子、AI等技术研制出来的先进仪器。该产品采用众多创新技术使得仪器的光源能量传输效率、干涉仪的稳定性、接收器的灵敏度都达到业内的优质水平。可以满足教学、工业及研究等各种级别的应用。实验原理利用干涉仪干涉调频的工作原理，把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光，再让干涉光照射样品，接收器接收到带有样品信息的干涉光，再由计算机软件经傅立叶变换即可获得样品的光谱图。卓越的光学系统设计 干涉仪采用DSP控制电磁驱动Michelson干涉仪，具有连续动态调整功能，自动优化系统能量，无需人工调整； SuperTect数字技术的电子系统。全数字化，输出数字信号。24 位、500KHz 的 A/D 转换，高速 USB接口，达到光谱数据实时采集，保证了数据的真实性和可靠性； 仪器内置工业级温湿度模块，显示屏直接数字化显示温湿度，并具有湿度报警装置，而且腔体整体密封，保证整个腔体密封干燥，提高了防潮效果，大大提高各部件的使用寿命； 专利的高能量红外光源，内置独特设计的反射镜，光源能量利用率远高于传统设计，可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。 可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂，无需开盖即可更换干燥剂。 高频率稳定性He-Ne激光器和低功耗长寿命二极管激光器可选设计； 带电子稳压的24W碳化硅棒红外光源，采用数字供电技术，为光源提供稳定可靠的供电支持，并保证光源具有超长的使用寿命。 动态准直技术：激光采用四象限探测准直技术，可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差，可以消除环境变换（重力、温度变化等）造成的光学误差； 采用非正交设计的Michelson改良型干涉仪，大大提高了能量利用率； 分束器，探测器，窗片等核心部件均为进口且镀有特殊的防雾化涂层，具有超高的透过率，同时还能降低湿气对溴化钾的腐蚀，也可选择KRS-5、ZnSe等可靠的防潮材料； 光学镜面设计：光学反射镜采用整体SPDT切削工艺，保证镜面高反射效率及光学系统一致性。 扩展功能强大，可连接透射附件、衰减全反射附件（ATR附件）、漫反射附件、平面反射附件、外反射附件、红外显微镜等；功能强大智能操作软件设计 1. 带有操作指引的智能人机交互设计，界面直观简洁，简单易学；2. 丰富的谱图库，强大的自建库功能及高质量的谱图检索；3. 实时显示数据采集，可以连续显示数据采集过程和谱图预览模式；4. 操作软件包括基线校正，数据转换，多组分定量、曲线分峰拟合，H20/CO2自动补偿，吸光度透过率转换、 KK转换，标峰，四则运算，Y轴归一化功能，QC比较， 基础解析等功能；支持 CSV,SPA,DPT,TXT等等十几种格式；支持波数cm-1和波长um任意切换。 应用行业珠宝鉴定食品药品及其包装材料的测试塑料、橡胶、尼龙、树脂等高分子材料的鉴定沥青溯源及SBS含量测定脂肪酸甲酯含量测定矿物绝缘油、润滑油结构簇组成的测定车用汽油中典型非常规添加物的识别与测定硅晶体中碳氧含量的测量纺织纤维鉴别水晶Q值测定建筑玻璃参数测定… … 规格参数1. 光谱范围：7800～350 cm-12. 分辨率：优于0.8cm-1 3. 波数精度：≤0.01cm-14. 信噪比：40000:1 （P-P值，4cm-1，一分钟扫描）5. 分束器：KBr基片镀锗（进口）6. 光源:高能量、高效率、长寿命陶瓷光源（进口）7. 干涉仪：30度入射角Michelson干涉仪8. 接收器：带有防潮膜的高灵敏度DLATGS接收器（进口）9. 支持系统：Windows 系统创新点：1.专利的高能量红外光源，内置独特设计的反射镜，光源能量利用率远高于传统设计，可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。2.动态准直技术：激光采用四象限探测准直技术，可以消除干涉仪动镜运动过程中产生的机械偏差，可以消除环境变换（重力、温度变化等）造成的光学误差.3.可重复使用的304不锈钢盒装干燥剂，无需开盖即可更换干燥剂。MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪

p　　在庆祝《 Spectroscopy》创刊30周年之际，该刊邀请多位a href="http://www.instrument.com.cn/zc/255.html" target="_self" title="" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong近红外光谱/strong/span/a技术领域的专家评论该技术的发展现状，并对未来的发展趋势做出预测。/pp　　尽管近红外光谱不属于特别灵敏的分析技术，但由于该技术具有不需要样品预处理的特点，其非常适合于过程监测、材料科学和医疗等领域的应用。该刊邀请了多位本领域的专家就近红外光谱技术新进展、近红外使用者面临的挑战、应用领域以及该技术的未来发展趋势进行评论。/pp　　a style="COLOR: rgb(192,0,0) TEXT-DECORATION: underline" title="" href="http://www.instrument.com.cn/news/20150911/172248.shtml？" target="_blank"strongspan style="COLOR: rgb(192,0,0)"近红外光谱技术发展现状评述(上)/span/strong/a/pp　　strong应用领域/strongbr//pp　　前面我们已经提到了很多近红外光谱的应用领域，下面将进一步介绍当前的一些重要应用以及一些新兴的应用领域。/pp　　Dardenne说：“近红外光谱始于上世纪60年代Karl Norris在农业领域的工作，我相信，农业依旧是该技术的主要应用领域，尤其是动物饲用价值的测定。” Igne同意这一观点，认为农业包括农作物、动物、林业和土壤是近红外最重要的应用领域。/pp　　三位专家都同意制药工业是当前另一个重要的应用领域。“在制药领域，制药企业和监管者已经从连续生产解决方案中获得了巨大的效益。”McGeorge说，“这一生产方式的改变要求对连续生产过程进行验证，以保证生产过程处于稳定状态并生产出合格的产品。”McGeorge进一步指出，如果没有像近红外光谱这样的无损测量技术用于每一个生产单元来确保药物配方的一致性，这种生产方式的转变不会得到快速实施。/pp　　但是，Igne对近红外在制药工业中的应用略持悲观态度。“与已建立的传统方法相比，监管限制了近红外光谱技术的使用。”他说，“随着监管负担的减轻，近红外将会更容易地用于生产过程的常规控制中，类似于温度和压力传感器。”/pp　　McGeorge认为，最大的挑战是正在尽力设计的全球监管体系下的光谱解决方案，因为每个国家和地区都有自己的要求。“目前，这些需求尚不明确，每位应用者都需要与各自的卫生主管部门进行反复又艰难的协商。”他说：“这些应用的监管路线图尚不清晰。”但是，McGeorge还是看到了已经取得的进展。他说：“情况正在发生改变，EMA发布了在制药工业应用近红外光谱的最终指南，FDA制定的指南草案正在审查中。”而且，ASTM E55委员会正在积极制订用于药厂多个环节的光谱在线和旁线分析的标准方法。McGeorge说：“通过这些努力，与早期的实施者相比，近红外的实施蓝图将会变得更加清晰和容易。”/pp　　专家们认为生物医学是近红外光谱重要的新兴应用领域。 “近红外光谱用于生物医学分析的大部分理论(吸收信号与散射信号的分离)工作已经完成，有望可以用来提高监测肿瘤和控制血糖的能力。”Igne说，“近红外光谱仪可以用在病人床边，对患者来说是重大的福音。” Dardenne指出近红外光谱用于生物医学，必需进行缜密的验证工作，一个小的错误将会带来严重的后果。/pp　　Igne说，在传统的近红外应用领域，取样和光谱采集方式的改进使得该技术更高效，并在拓展新的应用对象。他认为，尽管在近红外光谱技术基础认知方面已经进入成熟期，但依旧存在挑战。Igne说：“如何确保从过程分析界面获取高品质光谱以及如何从样品中采集到最相关的信息，仍然是近红外光谱技术所面临的困难。”/pp　　strong近红外在生物制药中的作用/strong/pp　　近期制药企业迅速转向蛋白质产品，这为近红外光谱提供了一个新的应用领域。/pp　　“对生物制药企业，将近红外光谱用于过程分析，在上游监测细胞的生长，在纯化过程表征蛋白质，这可带来很大的效益。”Igne说，“许多研究团队和企业已经投入了大量时间和资金，将近红外光谱技术应用于生物反应器的监控，并取得了成功。”/pp　　“发酵对于近红外来讲是一个棘手的应用”Dardenne提醒说，“近红外检测的是NH键而不是大分子上NH的构型。”他补充说，近红外光谱可用来测定一种确定的蛋白质或氨基酸，近红外结果必须与真实值进行比较，不能表达为绝对值，而是要表达为相对于总氮含量的数值。/pp　　Igne和McGeorge指出，近红外用于生物制药领域的根本问题是水的存在。McGeorge说：“水在近红外光谱区吸收很强且谱带宽，在发酵过程中，水会降低近红外光谱提供有效信息的能力。”/pp　　strong近红外光谱联用技术/strong/pp　　分析化学中，联用技术通常是指将几种独立的分析技术组合到一起的检测方法，例如气相色谱-质谱联用或液相色谱-红外联用等。下面是专家们对近红外联用技术的观点。/pp　　“我们课题组已将将近红外和中红外光谱数据进行了融合，也把草料的近红外光谱与粪便的近红外光谱组合以更好地预测消化率。”Dardenne说，“我们期望着NIR–Raman便携式联用仪器，甚至NIR–Raman–XRF便携式联用仪器。”/pp　　Igne认为近红外成像的出现就是这类技术的实例。他说：“尽管传统的遥感技术已经应用，但是随着无人机的发展，低成本的近红外化学成像数据将会越来越多地用于农业和自然资源管理领域。”他补充说，近红外化学成像也可用于食品工业(例如禽类和新鲜水果)和制药工业的连续生产单元，实时监测产品的品质。/pp　strong　未来的发展/strong/pp　　专家们对近红外光谱及其仪器的未来发展意见不一，但成本问题却是共同关注的。/pp　　“我期望低成本微型近红外光谱系统能得到广泛应用，这些系统通过无线方式与互联网连接，能够像当前生产过程中pH值探针或压力传感器一样以常规方式得到应用。”McGeorge说，“近期基于LVF的超小型光谱仪的商品化，就是一个证明实例。随着这类仪器的不断应用，其局限性就会不断暴露，在此基础上再进行改进完善，从而进一步应用于更苛刻要求的场合。”他认为随着这类仪器成本的降低，近红外光谱仪会在主流商店得到应用，甚至有可能集成到手机上。/pp　　Dardenne提到了高光谱成像系统成本降低来带影响，“就仪器而言，高光谱相机的价格将下降，使其可应用于更多领域。” Dardenne预测，高光谱成像系统将会像经典仪器一样得到实际应用，但是它能够检测到更低含量水平的污染物 同时，高光谱成像系统将会与无人机集于一体。Dardenne 说：“我们将会看到携带高光谱成像系统的无人机，用于提升精准农业水平，更有效地使用化肥和农药。”/pp　　Igne认为，近红外光谱仪器应用于工业现场，除了成本问题，还要将仪器的分辨率、信噪比与仪器的稳定性和耐用性综合起来考虑。他认为仪器公司将会沿着两条路发展，“原有仪器公司将会继续提升现有仪器系统的性能，而新仪器公司将会致力于设计针对特定应用的专用型仪器，不像研发实验室所用的仪器包罗各式各样的功能，这些专用仪器的功能专一。”他说：“这将显著降低仪器的成本，促进近红外技术在工业中的应用，因为成本和维护一直是制约该技术推广应用的主要障碍。”/pp　　Igne预计会研发出更多的多技术联用仪器，以将数据融合并能更全面地获取样品的信息。（全文完）/ppbr//p