中红外光谱

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。

港东科技红外光谱仪的“七种武器”红外光谱法是鉴别和分析各种有机化合物材料的最佳技术，因每一种有机化合物红外谱图的位置、强度和形状均不相同，具有独一无二的特性，故被誉为“分子的指纹”。红外光谱仪是一款重要的科学分析仪器，随着医药、科研、环保、教学等应用领域需求的日益增多，红外光谱仪越来越普及，从高端分析设备，逐渐“飞入寻常百姓家”，成为各类分析检测实验室的必备仪器。港东科技成立于1999年，自成立之日起，即致力于制造具有中国自主知识产权的光谱分析仪器，并为客户提供高质量的全面解决方案。港东科技目前已成为中国最知名的专业光谱分析仪器制造厂商，是中国最早设计、制造红外光谱仪、荧光分光光度计和拉曼光谱仪的厂商，拥有20年的光谱分析仪器研发和制造历史：中国自主知识产权的第一台双光束红外分光光度计诞生地；中国自主知识产权的第一台傅里叶变换红外光谱仪诞生地；中国自主知识产权的第一台微区激光拉曼光谱仪诞生地；中国自主知识产权的第一台傅里叶红外-热重分析仪联用系统诞生地；国产第一红外光谱仪品牌；国产第一红外光谱仪市场占有率；……在二十年的发展历程中，凭借其优异的仪器性能，强大的技术支持和完善的售后服务，迅速在竞争激烈的分析市场中脱颖而出，始终居于国产红外光谱仪生产公司榜首，红外光谱仪国内客户涵盖高校、研究所、制药、化工、环保、第三方检测等领域，总数已超过4000家，国产红外光谱仪市场占有率超过70%。凭借出色的品质、卓越的性能、优质的服务迅速得到中国专家和广大用户的一致认可和好评！港东科技能够屹立于国产红外光谱仪第一制造商，凭借的就是红外光谱仪拥有的“七种武器”。第一种：优异的稳定性能震动是光学仪器的大敌，仪器的震动可能造成光学部件错位，导致测试结果出现严重偏差。通过使用一体化加工工艺，提高光学系统底座的加工精度和各光学部件间的定位精度，可以保证系统内部的相对稳定性，并可有效降低在外界的影响下产生共振的几率，提高系统的稳定性。港东科技使用DMG微米级机床加工一体成型底座，Precitech单点金刚石车床加工，表面Ra（粗糙度）为纳米级，PV（面形精度）0.5波长，加工精度高，光学部件定位准确，构成高稳定的光学系统，可有效抵御外部震动的影响。第二种：优异的可靠性能港东科技红外光谱仪，动镜及其定镜采用一体成型镀金角镜，稳定性好，反射率高，抗老化，配合进口精密导轨实现动角镜运动，可以起到消除镜子倾斜并抑制热效应的作用，提高检测精度和系统可靠性。第三种：安全的防潮手段潮湿是红外光谱仪的天敌，潮湿的空气可能损坏分束器，也可能损坏窗片材料。针对这些潜在的风险，港东科技早已为红外光谱仪准备了对抗潮湿的几种武器：（1）整体密封工艺：一次性精密加工底座，一体注塑密封罩，确保设备的整体密封性，有效保护内部部件不受潮湿的影响（2）人性化更换干燥剂：配有可视化湿度提示卡，通过明显的颜色变化提醒用户及时更换干燥剂，同时无需开盖便可自行更换干燥剂（3）高性能分子筛：内部部件仓中配有高性能分子筛，可有效降低水汽和二氧化碳的干扰，同时支持用户自行更换（4）防潮涂层：分束器带有防潮涂层，有效抵御潮解（5）电子防潮箱：可选配电子防潮箱，带有电子自动防潮除湿功能，适用于港东科技红外光谱仪的长期存放，实现防潮功能第四种：精良的生产条件港东科技十万级净化生产车间出厂前进行调试港东科技拥有行业内领先的十万级净化生产车间，经验丰富的生产制造人员，专业的工艺工程师对每一台仪器进行检查和调试，确保每一台出厂的红外光谱仪均达到最佳状态第五种：完备的扩展性能众所周知，红外光谱仪的样品检测，需要使用不同的测试附件，红外光谱仪红外测试附件的适配性，直接决定了客户购买仪器的可扩展性。港东科技红外显微镜附件港东科技热重分析仪-傅里叶变换红外光谱仪联用系统港东科技的红外光谱仪，除了适配基本的固液气体测试附件，还可以适配各种反射附件、平行光附件、宝石附件、原位气体池、红外显微镜等，还可为客户定制开发不同的应用附件。同时还可与热重分析仪联用，进行样品热分解的定量和定性研究。第六种：专业的技术支持港东科技应用开发部门实验室对客户提供的样品进行测试港东科技拥有专业的应用方案开发部门，配有多名专业的应用方案工程师，可以进行前瞻性的应用方案开发，也可以为客户提供免费的样品检测和检测方案开发，并为客户在实际检测中提供技术指导第七种：完善的售后服务港东科技售后工程师为客户进行服务港东科技自开始销售红外光谱仪起，即成立了独立的售后服务部，为客户提供专业、完善、及时的售后服务，目前拥有十余名名专业资深的售后服务工程师。当客户购买仪器后，可在到货后5个工作日内完成安装，并对客户进行仪器使用操作、日常维护、现场测样等培训，直至客户可完全独立操作。当客户反馈售后问题后，工作日8小时内给出处理方案，5-7个工作日内可到达现场进行问题解决。凭借优异及时的服务，解决客户日常使用的后顾之忧。正是有了这保驾护航的“七种武器”，港东科技可向客户提供稳定可靠、性能优良的红外光谱仪，优质、专业的技术支持和售后服务，满足客户的应用需求。

pspan style="font-size: 16px "　　2014年十月于德国埃特林根，布鲁克集团光学事业部全球同步首发可以一次测试覆盖中红外、远红外和太赫兹光谱范围的傅立叶红外谱仪超宽谱区最新应用技术。继不久前问世的超宽谱区中远红外分束器后，布鲁克又推出了全新的超宽谱区中远红外DTGS检测器。VERTEX 70吹扫型和VERTEX 70v真空型研究级傅立叶红外光谱仪配置这两个新型超宽波段的红外光学部件，促成了VERTEX FM中远红外波段无与伦比的优势：您无需切换分束器或检测器、无需后续拼接谱图，只需一次测量，即可获得一张6,000 cm-1至50 cm-1的完整中远红外光谱。/spanbr//pp　　傅立叶红外光谱仪的光谱范围取决于其所配备的光源、分束器和检测器的综合光学响应范围。中红外标准谱区，由于主要受限于可供选用的分束器的材质，通常截止于350 cm-1 (KBr分束器) 或者200 cm-1 (CsI分束器)。如果想扩展光谱范围至远红外和太赫兹区，通常需要一次甚至多次更换远红外分束器和检测器。而每次更换时，使用者都需手动打开谱仪光学腔。布鲁克最新推出的VERTEX FM功能，结合了新型超宽谱区中远红外分束器、中远红外检测器和标配红外光源，可以单次测量覆盖6,000 cm-1到50 cm-1的完整中远红外谱区，并广泛适用于透射、反射和衰减全反射等测量模式。独一无二的VERTEX FM技术是继几年前布鲁克VERTEX 80v高端研究级真空光谱仪的全自动分束器转换器和全自动检测器切换(多达五个检测器)功能后，布鲁克针对VERTEX 70(v)系列光谱仪的又一创新之举。/pp style="text-align: left "　　VERTEX 70v真空型光谱仪配置了VERTEX FM功能后，可以结合外接水冷高压汞灯，将远红外/太赫兹谱区进一步延伸至10 cmsup-1/sup。img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/noimg/9e2f5d33-8563-488a-a870-d4f50a8c0196.jpg" title="未标题-1.jpg" width="363" height="248" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 363px height: 248px float: right "//pp　　从中红外至远红外的谱区扩展，即突破传统中红外400 cm-1的界限，对很多分子振动光谱的应用领域有着至关重要的意义。这些应用领域包括无机和有机金属的化学分析、地质学和医药业，以及各种物理应用，如对多晶型物的筛分、对结晶度的检测和低温基质隔离光谱学。图中所示的是用VERTEX FM功能单次测量所得的维生素C的中远红外ATR光谱图。该谱证明，使用VERTEX 70或VERTEX 70v，并配置VERTEX FM新功能，您可以轻松快捷的获得从4,000 cm-1到50 cm-1的中远红外光谱区域的样品信息。/pp　　布鲁克公司(NASDAQ：BRKR)是世界著名的高科技分析仪器企业，致力于开发领先技术以解决分子材料科研界、诊断学、工业及临床等各种分析问题。/pp　　详情请见官方网站：www.bruker.com/pp　　进一步了解VERTEX系列科研型傅立叶红外光谱仪，请访问相关网页：www.bruker.com/vertex/ppbr//p

北京时间2月19日凌晨4时55分，在“天问一号”进入火星轨道一周后，“毅力”号（Perseverance）火星车不经变轨直接突入火星大气层，并成功着陆。本轮火星探测季也进入了新的阶段。毅力号火星车毅力号的着陆地点是位于北纬18度的耶泽罗陨击坑（Jezero crater）。有证据表明曾经有河流流入耶泽罗陨击坑，形成了一个早已干涸的三角洲。而毅力号在此处着陆，一项重要目标便是识别和收集该地区的沉积岩和土壤样本，探寻可能存在的火星生命迹象，同时测试人类在火星生存的技术。火星表面矿物分布提供了火星起源、地质及环境演化线索,火星表面卤水种类及分布提供了火星气候/水文演变信息。此外，毅力号还将通过对表面岩石、土壤物理化学特征的分析，帮助人类理解火星地质以及大气环境。Raman(拉曼)与NIR(近红外)光谱技术是从分子层面识别火星表面及次表面物质成分、丰度及分布特征的重要手段，是多国火星车的必备科学设备。位于毅力号火星车桅杆单元的SurperCam(超级相机)搭载了Raman和NIR光谱仪对火星进行巡视探测,将Raman与NIR数据融合进行联合矿物表征分析,并开展火星表面卤水及其它与水相关物质的分析具有重要科学意义。对地外行星探测来说, 近红外光谱技术具有几乎无需样品制备、信号易获取、探测矿物种类丰富、对H2O/OH探测响应灵敏等特点。马尔文帕纳科(Malvern Panalytical)旗下ASD TerraSpec Halo矿物近红外光谱分析仪以其宽广的光谱范围（350-2500nm）、超高光能动态范围、高光谱分辨率及重现性及体积小巧坚固结实等特性被选择使用于为人类重返月球、探測火星准备的多项重要研究中，以提高人类勘探行星资源的能力。其中之一是由NASA赞助的研究项目，地理发现操作策略测试（GeoHeuristic Operational Strategies Test-GHOST），选择了由马尔文帕纳科赞助和提供的涵盖VIS-NIR-SWIR波段的ASD TerraSpec HALO，以提高火星车样品收集的速度、效率和科学回报。该项目使用光谱仪模拟火星科学实验室（MSL）的ChemCam和2020火星车的SuperCam.SurperCam(超级相机)于毅力号火星车位置示意图分子在红外光谱内的吸收产生于分子振动或转动的状态变化或分子振动或转动状态在不同的能级间跃迁。能量跃迁包括基频跃迁（对应分子振动状态在相邻振动能级之间的跃迁）、倍频跃迁（对应于分子振动状态在相隔一个或几个振动能级之间的跃迁）和合频跃迁（对应于分子两种振动状态的能级同时发生跃迁）。由于近红外光谱谱峰较宽，实际样品中各种成分的吸收峰重叠严重，需要用化学计量学方法对近红外光谱进行化学成分的定量分析。蒙脱石/黑色，伊利石/亮蓝色，白云母/深蓝色的可见-近红外光谱曲线SuperCam超级相机桅杆单元内部（装配前）TerraSpec Halo矿物近红外光谱分析仪是勘探地质市场上最便携的近红外(NIR)仪器，它是手持一体式全量程的仪器。扣动一下扳机，这款创新性的仪器可以即时在仪器上获得矿物分析结果。这些近乎实时显示的结果极大地加快了勘探的工作力度，提高了效率，有助于进行分析和决策，最终为采矿经营者节省了宝贵的时间和金钱。TerraSpec HALO还被广泛地应用于例如考古和采矿行业中，包括陶瓷、陶器的成份分析，艺术品的鉴定和修复，矿藏的勘探，开采和加工等等。TerraSpec HALO矿物分析近红外光谱仪TerraSpec HALO光谱库内置超过150种矿物质的700种以上的光谱，来源于大学、个人采集、国际研究所、以及美国地质勘探局（USGS）的矿物质目录，并可由客户自定义添加光谱库，以进行矿物质的快速识别，且具有GPS和语音备忘录功能。TerraSpec HALO采用专利的矿物质匹配算法，通过将未知物质光谱与内置矿物质谱库匹配，计算匹配矿物后，将其从未知物质光谱中被扣除。使用扣除后的未知物质光谱，继续匹配，最多可以生成7种相关矿物成份的识别。将获取光谱导入计算机Halo Manager软件中可分析多达9种矿物成份。随机自带矿物质评级显示于屏幕右侧，描述矿物结晶程度或构成性质，允许地质学家了解地质或地热的情况，以指引潜在的矿物。参考文档：1. https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/instruments/supercam/2. https://finance.sina.com.cn/tech/2021-02-19/doc-ikftssap6896673.shtml3. http://www.globenewswire.com/news-release/2019/07/16/1883283/0/en/Renowned-Researchers-Leverage-Malvern-Panalytical-s-ASD-TerraSpec-Halo-Mineral-Identifier-to-Advance-Investigation-of-Life-on-Mars.html4. https://www.materials-talks.com/blog/2019/07/10/asd-terraspec-halo-used-in-space-based-research/5. 徐伟杰 火星表面模拟矿物和卤水的光谱鉴别研究[D] 山东大学 2018年

HAMAMATSU（滨松） PHOTONICS近红外光谱在食品分析中的作用近红外光谱（NIR）是指在750至2500 nm的电磁光谱近红外区域内研究物质和光之间的相互作用[1]。当红外光与样品分子相互作用时，每个波长反射、透射和吸收的电磁能的量取决于样品中存在的键类型[1]。C-H、N-H和OH振动键在近红外区域最普遍，决定了给定物质的光谱形状。近红外光谱通常用于测量和量化样品的近似成分，如蛋白质、水分、干物质、脂肪和淀粉。此外，近红外光谱反映了其物理性质或特性[1]。因此，当应用于食品时，样品的近红外光谱不仅可以提供有关食品化学成分的信息，还可以通过不需要使用试剂的无损、快速和清洁的方法提供有关其功能的信息[2]。便携式仪器的影响直到最近，近红外技术才向小型化设备发展，使近红外分析从实验室进入现场成为可能。便携式近红外光谱是监测作物质量、确定最佳种植条件和收获时间的绝佳工具。鉴于食品易受含量变化的影响，需要保持新鲜以防止质量损失，以及非法掺假的可能性，控制食品质量的重要性怎么强调都不为过。此外，食品生产、配送链的复杂性以及将分析时间降至最低的需要，使便携式光谱仪在该领域向前迈出了革命性的一步[5][6]。用于食品分析的近红外光谱示例Parastar等人将计算技术应用于近红外分析仪获得的吸收光谱，能够准确区分新鲜肉和解冻肉，并根据鸡的生长条件对鸡柳进行正确分类[3]。使用类似的工具，Kucha和Ngadi能够评估猪肉末的新鲜度[4]。这些计算方法，通常被称为“化学计量学”，使用多种算法和统计技术，如多元线性回归、偏最小二乘回归和主成分分析来分析来自光谱仪的数据。这些方法将光谱信息转化为与样品相关的化学和功能特性[2]。便携式近红外分析仪改善奶牛健康，优化灌溉和收割时间便携式近红外分析仪已被用于饲料和牧草的农场监测，以评估其质量。在这个过程中，将饲料样本放在扫描仪前进行分析，并将结果提供给农民或营养学家。这使他们能够及时做出有关提要的管理决策，将获得结果所需的时间从几天缩短到几秒钟。例如，牛饲料中玉米青贮饲料的干物质含量每天变化很大，在六个月内高达41%。通过现场调整，奶牛可以获得更一致的口粮，从而改善牛群的总体健康状况。这是通过血液参数的变化和乳腺炎的减少来观察的，从而增加了产奶量。此外，这项技术可以潜在地减少饲料浪费，从而降低成本并增加收入[7]。便携式近红外光谱法的另一个有价值的应用领域是对作物生长各个阶段的实地评估。Tardaguila等人研究了在不同环境条件下生长的八个不同品种的160片葡萄叶片的吸收波长。他们专门针对含水量评估来确定葡萄酒行业灌溉的优化策略[8]。在收获季节，近红外光谱已被用于评估橄榄果实[9]、葡萄[10]和番茄[11]在树上的成熟度，从而优化收获时间，甚至使用农业机器人实现自动化水果采摘。收获后，近红外光谱技术有助于农民、消费者和质量控制官员对产品质量进行快速无损检测。这项技术还允许检测由于将传统生产的水果错误标记为有机水果而导致的菠萝欺诈[12]。FTIR光谱提供更高的通量和更好的灵敏度在近红外光谱中，分析有机材料的吸收光谱主要有两种方法。第一种方法是基于二极管阵列的光谱学。该技术使用色散光栅将从样品反射或透射的光分离为其波长分量。然后将每个分量聚焦在线性检测器阵列的不同像素上。这种方法速度相当快，可以用于实时测量。然而，二极管阵列光谱仪的光通量与其光谱分辨率成反比，这限制了其有效性。此外，在近红外区域敏感的线性阵列的高成本可能会限制其在某些应用中的应用，特别是在农业和食品中。获得吸收光谱的第二种方法是傅立叶变换干涉测量法。在这种方法中，入射光被分成两条路径，一条指向固定反射镜，另一条指向可移动反射镜。当这些路径被重新组合时，就会得到干涉图。通过对该干涉图进行傅立叶变换，可以获得入射光的光谱，并且通过适当的校准，可以确定样品的吸收光谱。使用这种技术，可以同时测量所有波长，在不影响光谱分辨率的情况下提供更好的吞吐量和更高的灵敏度（通常被称为“Fellgett的优势”）。在该技术中，仅使用单个NIR光电探测器而不是阵列，从而保持低成本。滨松光子的FTIR引擎为食品行业带来了新的曙光滨松的FTIR引擎C15511-01是一个紧凑的傅立叶变换红外光谱模块，对1.1µm至2.5µm范围内的近红外光具有灵敏度，并具有USB连接。该设备的特点是在手掌大小的外壳中有一个迈克尔逊光学干涉仪和控制电路。为了补偿元件小型化造成的光损失，滨松光子公司的工程师为FTIR引擎配备了一个大型可移动MEMS反射镜和一个高灵敏度InGaAs PIN光电二极管。这种MEMS元件的特殊设计抵消了外部振动和器件内部杂散光反射的影响。可移动MEMS反射镜的位置使用专用激光系统进行连续和精确的监测，以确保最高的波长再现性。一般来说，滨松的FTIR引擎可以提供与更大、更昂贵的台式设备相当的高灵敏度、高分辨率和高速测量。使用FTIR引擎进行红外光谱分析有两种测量方法：“反射测量”和“透射测量”。使用这些方法，我们测量了坚果（杏仁、腰果、核桃）和酒精饮料（啤酒、清酒和白兰地）的光谱。透射测量：酒精饮料吸收光谱的比较及其酒精浓度的估计FTIR引擎C15511-01用于观察几种酒精饮料产生的吸收光谱的差异。将液体放入对近红外透明的石英池中，提供1mm的光路长度。使用卤素灯作为本实验的光源。来自灯的宽带光部分被液体吸收，并通过光纤部分传输到FTIR引擎。图中所示的吸收光谱是在室温下获得的，平均128次扫描，并减去参考测量值。这些光谱的形状主要受水中的OH基团（吸收波长：1450 nm和1900 nm）和醇中的CH基团（吸收光谱波长在2100 nm和2500 nm之间）的影响。还测量了纯水和乙醇的光谱，并将其添加到图中进行比较。此外，使用2300nm处的吸收峰来估计每种饮料中的酒精浓度。该测量显示的值与液体中酒精的实际存在一致，证实了使用这种紧凑的设备和方法进行精确估计的可能性。漫反射测量：使用近红外光谱对坚果进行分类当照射到样品上的光的一部分被其表面颗粒有规律地反射时，其余的则穿透样品。在这里，光通过折射透射、光散射和表面反射反复散射，直到它离开待测量的样品。通过该测量获得的漫反射光谱与样品的吸收光谱相似。漫反射信号通常比通过透射获得的信号弱。因此，使用这种方法的主要挑战之一是提高照明效率。在传统配置中，使用光纤将来自单个卤素灯的宽带光引导到样品。滨松光子最近设计了L16462-01，这是一种针对漫反射测量进行优化的创新光源。该装置配备了多个灯，以特定角度靠近样品。通过光纤收集从样品散射的光，并将其引导至NIR光谱仪。这种配置可测量信噪比，最大限度地减少杂散光的影响。e照射到样品上的部分光被其表面颗粒规则反射，其余部分穿透样品。在这里，光通过折射透射、光散射和表面反射反复散射，直到它离开待测量的样品。通过该测量获得的漫反射光谱与样品的吸收光谱相似。食物过敏是一种遗传易感个体在食用某些食物成分后出现不利免疫反应的情况。这种反应可能导致立即或延迟的症状，可能是严重或致命的[13]。在过去的几十年里，这种免疫紊乱已经成为全世界关注的一个重要问题，在西方国家，至少有8%的儿童和5%的成年人受到影响。它给医疗系统带来了相当大的压力，并可能严重限制日常甜梅干动[14]。许多种类的坚果，包括核桃（胡桃）、腰果（西方腰果）和杏仁（甜梅干），都被欧洲法规1168/2011列为过敏原，只要存在于食品中，就需要添加到成分表中[15]。出于这些原因，坚果的检测和分类对于食品工业来说是必要的。滨松利用近红外光谱对杏仁、腰果和核桃的吸收光谱进行了研究和分类。使用FTIR引擎C15511-01和新的灯L16462-01获得测量结果。将坚果放置在光源上，无需任何预先准备，平均进行128次扫描以获得每个样品的吸收光谱。所获得的光谱的特征在于1600-1800nm处的峰，这是由从脂质和蛋白质拉伸的CH的第一泛音引起的。当观察光谱的二阶导数时，各种光谱之间的差异更加明显。通过主成分分析法可以对不同种类的坚果进行分类。结论近红外光谱在食品工业中的潜在应用已经被许多科学出版物广泛记录了几年。便携式仪器的出现正在将分析从实验室转移到现场，将结果的时间从几天大幅缩短到几秒钟。最值得注意的是，这种由滨松MEMS技术驱动的硬件小型化在不影响灵敏度或分辨率的情况下实现。新的计算技术正在不断发展，以分析和比较吸收光谱，并估计食品中特定化合物的含量。这些方法使整个行业的非技术用户越来越容易访问该技术。便携式FTIR分析仪是解决食品行业许多重大挑战的宝贵工具。例如，它们可以帮助提高作物产量，从而在面临粮食需求增加时提供一种替代毁林的方法。将这些技术融入农业可以在优化灌溉和限制整个供应链的食物浪费时限制水浪费。最后，FTIR分析仪可以帮助改善我们的食物质量，使其对我们和所有依赖我们的动物更安全、更健康。参考文献[1] K. B. Beć, J. Grabska, and C. W. Huck, “Near-Infrared Spectroscopy in Bio-Applications”, Molecules, vol. 25, no. 12, p. 2948, Jun. 2020, doi: 10.3390/molecules25122948.[2] D. Cozzolino, “The Ability of Near Infrared (NIR) Spectroscopy to Predict Functional Properties in Foods: Challenges and Opportunities”, Molecules, vol. 26, no. 22, p. 6981, Nov. 2021, doi: 10.3390/molecules26226981.[3] H. Parastar, G. van Kollenburg, Y. Weesepoel, A. van den Doel, L. Buydens, and J. Jansen, "Integration of handheld NIR and machine learning to 'Measure & Monitor' chicken meat authenticity" in Food Control, vol. 112, pp. 107149, 2020. doi: 10.1016/j. foodcont.2020.107149. [4] Kucha, C.T., Ngadi, M.O. “Rapid assessment of pork freshness using miniaturized NIR spectroscopy”. Food Measure 14, 1105–1115 (2020). https://doi.org/10.1007/s11694-019-00360-9 [5] J.-H. Qu, D. Liu, J.-H. Cheng, D.-W. Sun, J. Ma, H. Pu, and X.-A. Zeng, "Applications of Near-infrared Spectroscopy in Food Safety Evaluation and Control: A Review of Recent Research Advances" Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol. 55, no. 13, pp. 1939-1954, 2015. doi: 10.1080/10408398.2013.871693.[6] K. B. Beć, J. Grabska, and C. W. Huck, “Miniaturized NIR Spectroscopy in Food Analysis and Quality Control: Promises, Challenges, and Perspectives,” Foods, vol. 11, no. 10, p. 1465, May 2022, doi: 10.3390/foods11101465.[7] "Can On-Farm NIR Analysis Improve Feed Management?", Penn State Extension. [Online]. Available: https://extension.psu. edu/can-on-farm-nir-analysis-improve-feed-management.[8] J. Tardaguila, J. Fernández-Novales, S. Gutiérrez, and M.P. Diago, "Non-destructive assessment of grapevine water status in the field using a portable NIR spectrophotometer", J. Sci. Food Agric., vol. 97, pp. 3772-3780, 2017. doi: 10.1002/jsfa.8241.[9] A. J. Fernández-Espinosa, "Combining PLS regression with portable NIR spectroscopy to on-line monitor quality parameters in intact olives for determining optimal harvesting time", Talanta, vol. 148, pp. 216-228, 2016. doi: 10.1016/j.talanta.2015.10.084.[10] G. Ferrara, V. Marcotuli, A. Didonna, A. M. Stellacci, M. Palasciano, and A. Mazzeo, “Ripeness Prediction in Table Grape Cultivars by Using a Portable NIR Device”, Horticulturae, vol. 8, no. 7, p. 613, Jul. 2022, doi: 10.3390/horticulturae8070613.[11] H. Yang, B. Kuang, and A.M. Mouazen, "In situ Determination of Growing Stages and Harvest Time of Tomato (Lycopersicon Esculentum) Fruits Using Fiber-Optic Visible—Near-Infrared (Vis-NIR) Spectroscopy", Applied Spectroscopy, vol. 65, no. 8, pp. 931-938, 2011. doi: 10.1366/11-06270.[12] C. L. Y. Amuah, E. Teye, F. P. Lamptey, K. Nyandey, J. Opoku-Ansah, and P. O. Adueming, "Feasibility Study of the Use of Handheld NIR Spectrometer for Simultaneous Authentication and Quantification of Quality Parameters in Intact Pineapple Fruits", Journal of Spectroscopy, vol. 2019, Article ID 5975461, 9 pages, 2019. doi: 10.1155/2019/5975461.[13] Z. Husain and R.A. Schwartz, "Food allergy update: more than a peanut of a problem", International Journal of Dermatology, vol. 52, pp. 286-294, 2013. doi: 10.1111/j.1365-4632.2012.05603.x.[14] S. H. Sicherer and H. A. Sampson, "Food allergy: Epidemiology, pathogenesis, diagnosis, and treatment", The Journal of Allergy and Clinical Immunology, vol. 133, no. 2, pp. 291-307.E5, Feb. 2014. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaci.2013.11.020 [15] A. Luparelli, I. Losito, E. De Angelis, R. Pilolli, F. Lambertini, and L. Monaci, “Tree Nuts and Peanuts as a Source of Beneficial Compounds and a Threat for Allergic Consumers: Overview on Methods for Their Detection in Complex Food Products”, Foods, vol. 11, no. 5, p. 728, Mar. 2022, doi: 10.3390/foods11050728.本文来源：HAMAMATSU PHOTONICS（滨松电子），Applications for portable NIR spectroscopy in food analysis，www.hamamatsu.com供稿：符 斌，北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司

2017年11月30日，中国近红外光谱分会苏沪工作站与上海市化学化工学会分子光谱协作组共同发起的近红外光谱技术论坛在华东理工大学分析测试中心成功举办。本次论坛在中国近红外光谱分会苏沪工作站副主任、上海市化学化工学会分子光谱协作组组长杜一平教授团队和倪力军教授团队的精心组织下，由中国近红外光谱分会苏沪工作站、上海市化学化工学会分子光谱协作组、华东理工大学分析测试中心和上海市功能性材料化学重点实验室共同举办。无锡迅杰光远科技有限公司、必达泰克光电科技（上海）有限公司、赛默飞世尔科技（中国）有限公司、铂金埃尔默企业管理（上海）有限公司、上海昊量光电设备有限公司和上海复享光学股份有限公司等六家近红外光谱厂商为本次论坛提供了支持。并在会上介绍它们有关近红外光谱的仪器研发和应用方面的最新发展情况。本次论坛云集了江浙沪等地近红外光谱分析检测领域的专家学者、仪器生产单位的技术人员，以及从事近红外光谱技术研究与应用的一大批专业人士，参会人员近百人。论坛邀请了本领域著名的专家学者和行业精英做了精彩的学术报告，包括南开大学邵学广教授、江苏大学陈斌教授、上海棱光公司蔡贵民高工、上海创和亿公司石超先生、大连达硕公司陈爱明先生，以及华东理工大学杜一平教授和倪力军教授。与会人员对本次论坛给予了极大的关注，会议期间整个报告厅座无虚席，气氛十分热烈。论坛由杜一平教授主持，他首先简要介绍了本次论坛的筹备情况和此次论坛期望达到的效果，并介绍了各赞助单位。 邵学广教授是近红外光谱和化学计量学领域的著名学者，他对整个近红外光谱技术的发展广泛而深入地进行了分析，提出了今后该技术的发展方向。他还详细介绍了他的课题组近年来利用近红外光谱的温度效应研究开发的新型分析检测技术和方法，为与会者展示了近红外光谱技术独特的魅力。陈斌教授从微型近红外光谱仪的角度详细论述了仪器的发展现状，他还结合其课题组的工作介绍了近红外光谱与互联网技术携手实现近红外光谱快速检测的工作，为人们展示了微型近红外光谱仪在快速检测领域美好的应用前景。倪力军教授的报告题目是天然产物领域近红外光谱技术+互联网共享的现状和展望，她重点介绍了她的课题组在中药、食品等行业应用近红外光谱实现产品和原料的快速鉴定和检测，以及在在线监测中的应用。她也非常看好互联网技术引入近红外光谱分析领域，认为这是今后近红外光谱发展的一个重要方向。无锡迅杰光远科技有限公司的兰树明经理介绍了微型近红外光谱仪的研发状况，同时宣布其公司的IAS-5000产品已经正式上线，欢迎各位老师、学者参与免费试用。 石超先生对其单位多年来在近红外光谱对烟叶加工过程中质量稳定性评价方面的工作做了详细介绍。蔡贵民高工结合他十余年来研发近红外仪器的切身体会，详细报告了该类仪器开发的技术要点和难点，以及解决方案，对于仪器研发人员来说这个报告具有非常重要的参考价值。陈爱明先生做了题为化学大数据分析的报告，从化学大数据分析方法的开发和应用的角度探讨近红外光谱今后的发展方向。最后杜一平教授给大家做了“如何获得合理的近红外光谱模型”的报告，针对近红外光谱技术推广中的技术难点，即建立近红外光谱模型的建立这一主题，深入讨论了难点问题的本质、建模中可能出现的风险等话题，并介绍了其课题组最新的解决方案。 为期一天的本次论坛，围绕近红外光谱这一主题，通过6位专家学者和5位仪器厂商代表带来的专业技术报告，从学术研究、应用研究、仪器研发等全方位地为与会者分享了近红外光谱领域的方方面面，集合了专家们在理论基础和实践应用，以及仪器制造中的宝贵经验。报告以技术创新为亮点，引起了与会人员的强烈反响，大家纷纷表示参加此次论坛受益匪浅。本次论坛的成功举办，是中国近红外光谱分会苏沪工作站在分子光谱技术交流上的又一次盛会，将有力地促进苏沪区域以及长三角一带分子光谱技术人员之间的技术交流。

红外光谱中官能团区和指纹区是如何划分的？有何实际意义？红外光谱法是鉴别物质和分析物质结构的有用手段，已广泛用于各种物质的定性鉴定和定量分析，以及研究分子间和分子内部的相互作用。红外光谱仪已成为化学分析中应用最广泛的仪器之一，到目前为止红外光谱仪已发展了四代。di一代是最早使用的棱镜式色散型红外光谱仪，对温度、湿度敏感，对环境要求苛刻。60年代出现了第二代光栅型色散式红外光谱仪，由于采用先进的光栅刻制和复制技术，提高了仪器的分辨率，拓宽了测量波段，降低了环境要求。70年代发展起来的干涉型红外光谱仪，是红外光谱仪的第三代，具有宽的测量范围、高测量精度、极高的分辨率以及极快的测量速度。傅立叶变换红外光谱仪是干涉型红外光谱仪器的代表，具有优良的特性，完善的功能。70年代末出现的激光红外光谱，能量高，单色性好，灵敏度极高，可调激光既作为光源又省去了分光部件，作为第四代红外光谱仪，将成为今后研究的重要方向将红外光谱中4000—1300Cm的区域称为官能团区；1300—670Cm的区域称为指纹区。在官能团区每一个红外吸收峰都和一定的官能团相对应，可以根据红外光谱找出化合物中存在的官能团；在指纹区，各种单镇伸缩振动之间及与C—H弯曲振动之间会发生偶合，使该区域的吸收带很复杂，与已知物图谱比较，可得出未知物与已知物结构相同或不同的结论。能谱科技致力于傅立叶红外光谱仪，红外测油仪，粉尘游离二氧化硅分析仪的研发生产销售多元化gao新技术企业；无论是常规检查，还是用于前沿科学研究，在这您一定能找到合适您的理想工具。

[导读] Quantum Design公司一直致力于引进先进的红外光谱技术，其中neaspec纳米傅里叶红外光谱仪、微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪在探寻红外光谱测量限上展现了特的魅力，先后获得科学仪器“新品奖”。近年来，在多领域大发展及各类新技术不断进步的形势下，传统的红外光谱技术已经从单纯的红外光谱仪、显微镜与红外光谱联用，发展到了红外成像系统，并在信噪比、空间分辨率、时间分辨率、测量模式等方面呈现了新的发展活力。同时，在新技术的助力下，红外光谱在应用方面也得到了很大的拓展。 　　Quantum Design公司一直致力于引进先进的红外光谱技术，其中neaspec纳米傅里叶红外光谱仪、微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪在探寻红外光谱测量限上展现了特的魅力，先后获得科学仪器“新品奖”。业界评价：Quantum Design在产品的选择上颇具眼光! 为了多方位展现我国在红外光谱领域的新成果，仪器信息网特别策划制作《稳中求新红外光谱技术及应用进展》网络专题，特别邀请Quantum Design中国表面光谱销售总监韩铁柱博士为大家介绍红外光谱仪的新技术及应用情况，并探寻红外光谱的测量限。 　　红外光谱技术发展需求：高敏感度、高空间和高时间分辨率 仪器信息网：从仪器发展及应用的角度分析，您认为目前红外光谱仪器及技术走到了哪一个阶段?韩铁柱博士：人类对红外光的认识已经超过两个世纪，1800年，英国科学家W.?Herschel在研究温度计对紫色到红色光照射变化时，就已经意识到红色末端区域外仍然存在着看不到的辐射区域。九十年后，瑞典科学家Angstrem利用CO和CO2次证明了不同分子具有不同的红外谱图，并在此基础上进一步建立了现代分子光谱学。在此之后的一个多世纪里，人类科学家已经可以利用红外光手段，对大量的分子振动和转动信息进行谱学分析和鉴别。上世纪50年代，双光束红外光谱仪的问世，意味着红外检测已无需由经过专门训练的光谱学家进行操作，也能轻易获取数据。该设备的商业化及畅销普及标志着红外谱学门槛的大降低，在科学研究、社会实践及工业控制等领域将迎来飞跃式发展。现代红外光谱议主要指由上世纪80年代发展建立的以傅立叶变换为基础的仪器。该类仪器不用棱镜或者光栅分光，而是用干涉仪得到干涉图，采用傅立叶变换将以时间为变量的干涉图变换为以频率为变量的光谱图。与更早期的双光束红外仪器相比，傅立叶红外光谱仪具有快速、高信噪比等特点，并且随之催生了许多新技术，诸如步进扫描、时间分辨和红外成像等，从而拓宽了红外的应用领域，使得红外技术的发展产生了质的飞跃。然而，随着科学技术的不断发展和应用领域的进一步细分，特别近年来纳米材料、拓扑材料、二维材料等新材料的兴起，传统傅立叶红外光谱仪光源亮度弱、光斑范围大、迈克尔逊干涉仪平动速度慢等缺陷开始显现，逐渐不能满足红外光谱科学研究中高敏感度、高空间和高时间分辨率的需要。仪器信息网：目前红外光谱的测量限发展到了什么程度?可以给大家带来什么样的体验?韩铁柱博士：目前，传统红外光谱的空间分辨测量限在几微米到几十微米，时间分辨测量限在几十毫秒的量，这主要是由于光源本身及步径位移机制限制。20世纪60年代开始，随着台红宝石激光器的问世，科学领域得益于激光技术的广泛应用，对光谱研究的空间分辨和时间分辨也得以大幅提高。由于激光器的高线性特点，非接触式的红外光谱技术空间分辨率可达500nm，如果进一步搭配近场探针突破衍射限，空间分辨可进一步提升至10nm。利用QCL激光的双光梳设计，目前激光base的红外光谱可以完全抛弃步径位移，将时间分辨提高到us，如果将超快激光引入pump-probe体系，时间分辨可以达到fs别。仪器信息网：相对于其它的分析仪器，红外光谱的应用市场活力如何?哪些应用领域会有大的发展空间?为什么?韩铁柱博士：相对于其他分析仪器，红外光谱分析技术具有使用成本低、操作和维护简单、灵敏度和分辨率较高、特征性强等优点，能提供包含化合物官能团、类别、立体结构、取代基种类和数目等多种信息。近年来计算机技术的迅猛发展带来了分析仪器数字化和化学计量学科的同步发展，加之红外光谱技术有特点，使得其应用范围进一步拓宽。红外光谱既可以用于定性分析，也可以用于定量分析，还可以对未知物进行剖析，广泛应用于化工、制药、农业和食品、半导体、宝石鉴定、质检、地矿和环境等领域，是科学研究的有力技术手段，也是常规应用分析和生产不可缺少的分析技术。譬如在中医药领域，作为一个复杂的混合体系，中药的鉴别和质量控制，以及有效成分的确定和质量分析，一直是个难题，红外光谱技术的特点使得其作为指纹分析手段并结合化学计量学方法，成为中药研究不可或缺的工具 在农业和食品领域，近年来得益于焦平面阵列检测器、可调谐滤光器、化学计量学方法和计算术的提升，红外光谱和成像技术有机结合发展成为一种多信息融合检测技术。除了进行农产品和食品的品质分析外，红外光谱的应用还扩展到了污染物检测、产品分类和来源鉴别、土壤的物理和化学变化、以及食品加工过程中组成变化的监控和动力学行为等。Quantum Design红外产品着眼红外光谱测量限仪器信息网：请介绍贵公司在红外光谱产品的定位及发展历史?有哪些具优势(里程碑式)的技术(技术，有技术)? 韩铁柱博士：我们公司一直贴合新研究前沿和热点课题，结合红外光谱的应用与现代科学研究的需要，专注新、先进红外光谱技术和产品的引进，先后引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外光谱仪、美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，2019年又引进了瑞士IRsweep公司的IRis-F1微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪。这三款主推产品从空间分辨率、非接触测量、时间分辨等维度，大推动了红外光谱测量限。 nano-FTIR纳米傅里叶红外光谱技术是由德国neaspec公司基于其创的散射型近场光学技术发展出来的、具有10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外技术，使得纳米尺度下的化学鉴定和成像成为可能。这一技术综合了原子力显微镜的高空间分辨率和傅里叶红外光谱的高化学敏感度，实现对几乎所有材料的化学分辨和成分分析。它不受被检测样品厚度制约，可广泛适用于有机物、无机物、半导体材料、二维范德华材料的纳米分辨红外光谱分析，并同时提供纳米空间分辨的红外吸收谱和反射谱。 全新一代mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，是美国PSC公司基于的光学光热红外技术(O-PTIR)，将光学显微与微区红外结合，一举突破了传统傅里叶红外光谱(FT-IR)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)的分辨局限,实现了500nm的空间分辨率 它具备非接触式/反射模式测量，对样品表面无严格要求，可直接对厚样品进行测试 可搭配液体模式和与拉曼联用，直接观察液体生物样品，并对样品进行同时同地同分辨率下的红外拉曼同步光谱和成像分析，无荧光风险。 瑞士IRsweep公司推出的IRis-F1微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪，荣获了由仪器信息网主办2019年度科学仪器“新品奖”，它是一种基于量子联激光器频率梳的红外光谱仪，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1μs时间分辨的红外光谱快速测量。它测量数据信噪比高，易于微量及痕量光谱分析，兼容常用红外光谱仪插件，方便易用、可靠性高。仪器信息网：贵公司红外光谱仪应用具优势的领域?主推的解决方案?韩铁柱博士：我们公司近几年在红外光谱领域销售保持持续地稳定增长，针对不同的应用领域和具体的技术需求，我们推出了对应的解决方案。1、nano-FTIR是我们针对傅里叶红外光谱空间分辨率在10nm量，所推出的成熟技术方案，它利用AFM探针突破红外光斑的限制，并利用激光光源的高亮度和稳定性可进超高空间分辨下的物质微纳组分研究和表征。并后期结合飞秒激光器，可实现fs的红外光谱测量表征。美国NASA于2014年从太空带回了直径约为10um的彗星碎片。由于传统红外分辨率受制于光斑大小，该样品内部成分无法进一步检测。利用上述内容提到的纳米傅里叶红外技术10nm空间分辨率，科学家可以很好的对彗星碎片内主要5种矿物进行有效分析，并能就其组分的空间分布进行具体的表征。进一步地，在10nm超高空间分辨率的基础上，nano-FTIR还可以与50fs的时间分辨超快激光技术进行结合，同时达到红外设备的“超高空间分辨”和“超高时间分辨”。该工作在2014年由Eisele等人在实验室实现，作者利用pump激光和我们的纳米傅立叶红外光谱进行同步，在InAs纳米线上由-5ps到1050fs分别延迟激发样品，得到了纳米线上载流子形成和衰减的全过程红外光谱图。2、当红外光谱空间分辨率要求在亚微米量，且传统傅里叶变换红外光谱和ATR技术应用受限或者样品制备困难情况下，mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统无疑是一个好的选择。它的高空间分辨率、非接触式的测量方法以及可与拉曼联用的特点，可以快速获取材料的二维红外光谱和组成分布信息。越来越多的塑料产品的使用引发了人们对于其在环境中累积所引发的环境和生态污染问题的担忧，迫使科学家尽快找到可替代性的新型材料。而生物塑料, 如聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(PHA)等均来源于天然资源(如糖，植物油等)，在适当条件下可发生生物降解，成为近研究的热点话题。为了更好地理解这两种材料在微观上的相互作用，美国特拉华大学Isao Noda教授课题组使用mIRage系统对PLA和PHA的复合薄片进行红外拉曼同步成像分析，探究了这两种材料结合的方式和内在扩散机制，为未来研究生物微塑料的演变和降解过程提供数据和理论上的支持。3、为描述生物医学、化学动力学等许多变化过程中的红外光谱情况，我们推出了IRis-F1微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪解决方案。斯坦福大学的Nicolas H.Pinkowski研究团队利用IRis-F1实现了高能气相反应中的微秒分辨单次测量。他们在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应，以4μs时间分辨测量速率，解析了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱。来自IRis-F1的量子联激光的双梳状光谱仪(DCS)测试数据表明：在反应早期(0-0.6 ms)能观察到宽带丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。未来：通用型和专用型红外光谱协同发展 仪器信息网：目前国内外红外光谱仪的技术及市场发展态势有什么不同?您如何看待未来中国市场的需求及发展潜力? 韩铁柱博士：当前市场上红外光谱仪可以大致分为通用型和专用型两大类，体现了红外光谱仪的发展与工业化需求以及科学研究需求是密切相连的。进口通用型红外光谱仪市场主要以傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)为主，制造厂家主要来自于欧美等国，而色散型红外光谱仪比较少见 近些年来国产的FTIR厂家逐渐崭露头角，尽管技术和主流公司相比还有一定差距，但差距正在不断缩小。其新型干涉光路的搭建，有效降低了振动和导轨偏移引发的干涉变形，结合众多新型红外附件的开发，目前国内红外光谱议产品正在走出国门，远销欧美和东南亚 专业的研究型红外光谱仪主要在一些科研机构使用，存在一定的定制化，它可以与红外显微镜、热分析、气相色谱等外联附件联合使用，实现多种分析手段的同步进行和数据交叉对比。作为普适性的一种分析手段，红外光谱仪在国内有较大的潜在市场，未来红外光谱仪技术，无论是智能化程度、产品联用、应用领域专业化还是小型化上都存在很强的发展潜力。另外，红外光谱与成像相结合的多信息融合检测技术，也是当前红外技术的主要发展方向。未来随着应用领域的不断扩展，制造技术的不断变革以及计算机技术的发展，更多成本更低的研究型和专用型红外成像光谱仪预计将会陆续出现，被更多的应用于过程分析和高通量分析中，如制药，农业，食品，高分子和催化材料等领域，成为传统红外光谱技术的一种有力互补技术。仪器信息网：针对当前的市场格局，贵公司在红外光谱产品方面有什么样的布局?重点拓展的新领域有哪些? 韩铁柱博士：针对当前的市场格局，我们公司继续结合科研用户的技术需求，引进一系列红外产品引入中国市场，比如基于AFM探针技术的超高纳米空间分辨率的近场光学显微系统、散场式光学显微镜、纳米傅里叶红外光谱仪等 同时，我们也将开展通用型红外光谱仪的布局，引入适合普通科研用途和工业应用的光谱仪，拓展其应用领域范围，解决一系列应用中的实际问题，具体体现在：1)针对传统傅里叶变换和衰减全反射红外光谱限制的亚微米分辨光学光热红外显微技术，提高其空间分辨率；2)简化样品制备过程，避免样品污染和接触引发的红外赝相；3)拓展红外样品的适用范围，包括一些常规红外无法检测的厚样品，透明样品，液体样品等；4)努力发展与其他技术的联用，实现多种技术的交叉互补使用，全面了解样品表面的化学信息，如红外和拉曼光谱技术联用，对有机无机样品的各种分子振动进行全面的分析和相互验证。通过以上布局，我们一方面注重拓展高新技术领域的红外光谱应用，如纳米红外光谱和成像，超快/时间分辨红外光谱等，用于纳米材料的高分辨表征和化学过程的监测 另一方面拓展实际应用领域的红外技术应用，包括制药、化工、半导体、农业和食品、地质和环境、法医鉴定等，解决科研和生产过程中遇到的一系列实际问题，推动红外光谱技术的应用。后记：习近平总书记非常重视科技创新能力，他在重要讲话中指出“自主创新是我们攀登科技高峰的必由之路”，“当今科技革命和产业变革方兴未艾，我们要增强使命感，把创新作为大政策，奋起直追、迎头赶上”。Quantum Design中国也以此为己任，在公司的建设和发展过程中，致力于为中国科研工作者的成功提供专业支持和服务。韩铁柱博士介绍说，“我们深深理解国内科学家和学者们从不缺乏创新性的科研想法和构想，如何借助先进仪器帮助科学家将这些想法付诸于实践，是Quantum Design中国一直在思考的问题。”据悉， Quantum Design中国建立了超过300万美元的样机实验室，为国内科学家尝试自己的想法提供了舞台和施展的空间。就红外光谱分析仪器而言，Quantum Design中国样机实验室引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外仪，以及美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，并向国内科学家开放。截至2020年6月，Quantum Design中国样机实验室测量的数据已经协助科学家在Nature正刊、Nature子刊、ASC等著名国际期刊上发表多篇创新性的科研成果，得到了广大科学家的认可和赞誉。

1.中药生产过程现状中药是我国独具特色和优势的民族产业，其在生物医药领域中具有重要的战略地位，并已逐渐发展成为我国制药经济的重要支柱之一。中药工业化生产流程融合了原料控制、生产控制、质量检测等多个步骤流程，具有工艺过程复杂、步骤繁琐、影响因素多、非线性及交互作用效应显著等技术特点。对于中药质量控制，国内的重点大多聚焦于药材和成品上，却忽略了生产过程及其中间体的质量控制；长期以来一直依靠人工抽样分析和离线检测对中间产品和最终产品的质量进行评估。这种检测方式具有耗时长、主观因素强、检测结果滞后于生产过程等缺点，难以依据实时质量波动情况来指导生产过程，进行及时调整。据了解，近年来由于质量问题，导致中间产物或最终产品的返工或报废的现象常有发生。2.近红外（NIR）在中药生产过程中的发展近年来，在线检测、过程分析技术（PAT）、质量控制体系等技术逐渐深入生产过程中，通过合理的过程设计、分析与控制，增强对工艺过程的理解，降低过程不确定性和风险，以此来保证最终产品的质量。目前常用的过程分析技术有近红外光谱在线分析技术、拉曼光谱在线分析技术、在线紫外等，其中，近红外光谱分析技术具有快速、高效、无需样品预处理等优势。由于无需样品预处理且近红外光谱可以通过光纤进行传输，近红外光谱分析技术十分适合复杂中药的原料药材质量快速分析以及体系生产过程的在线检测，包括药材产地鉴别、有效组分含量测定和制药过程的在线检测和监控。自“十三五”规划以来，泽达兴邦医药科技有限公司在中药生产领域已与众多“医药工业百强”企业合作成功实施了众多案例，如表1所示。表1 PAT在中药生产监测过程中的实施实例（泽达兴邦）客户单位实施品种说明扬子江蓝芩口服液离线、在线上药杏灵银杏酮酯离线、在线九芝堂六味地黄丸、驴胶补血颗粒在线、离线江苏康缘热毒宁、桂枝茯苓离线、在线华润三九（本溪）气滞胃痛颗粒离线、在线华润三九（枣庄）感冒灵颗粒离线、在线绿叶制药罗替戈汀离线、在线太极集团藿香正气口服液离线、在线北大维信血脂康离线、在线广东众生复方脑栓通离线、在线翔宇制药复方红衣补血口服液离线、在线… … 图1 中药生产过程近红外在线检测系统3.近红外在中药生产中的应用实例3.1华润三九感冒灵颗粒——浓缩、总混工段感冒灵颗粒功效为辛热解表，清热镇痛，其由三叉苦、野菊花、马来酸氯苯那敏、咖啡因等组成，被广泛用于因感冒引起的头疼、发热、鼻塞、流涕、咽痛等症状。野菊花中的蒙花苷等有效成分是感冒灵颗粒质量的重要检测指标，其生产过程复杂，因此保证每一个工艺环节产品质量的稳定是最终产品有效的依靠。但是目前的分析方法存在耗时、信息滞后等缺点，严重影响了产品的质量和生产成本，亟待开发一种快速、准确的检测技术。目前，近红外光谱检测技术已经逐渐从离线实验或者小规模的模拟实验向大生产过程的在线监测发展，与前者相比，近红外在线监测技术更具有实际指导意义，在保证对象中的指标可以用于建立准确的定量模型之上，还能够对生产过程的质量进行监控。泽达兴邦医药科技有限公司在国家工信部智能制造新模式应用课题的项目中，以华润三九的感冒灵颗粒、感冒清热颗粒、小儿感冒颗粒等公司重点产品，建立关键生产工艺环节生产过程快速检测和在线质量检测系统，并与SCADA系统集成，建立质量数据库。其中，包括对感冒灵颗粒、感冒清热颗粒和小儿感冒颗粒三种药物中流浸膏中有效成分和固含量、半成品中有效成分、原药材的水分和浸出物、浓缩液有效成分和浸出物等物质的快速测定和实时监测。在项目实施过程中，近红外检测系统能够有效应用于感冒灵颗粒的生产过程，实现了产品关键工艺环节中间体质量的实时动态在线监测，降低了工艺运行过程中间体质量波动性，提高了中成药生产全过程的质量控制水平。下图展示的是近红外技术与感冒灵颗粒制粒总混工序的结合应用，以其半成品为例，针对蒙花苷、对乙酰氨基酚、咖啡因、马来酸氯苯那敏含量所建立模型预测结果令人满意，其相关系数R分别为0.9757、09523、0.9705、0.9803，RMSEP分别为0.0115、0.219、0.202、0.126，均能够满足感冒灵颗粒半成品实时分析的精度要求。图2 小儿感冒颗粒浓缩固含量在线检测效果图3.2上海上药集团银杏酮酯——柱层析工段银杏酮酯为银杏叶的提取物，为棕黄色至黄棕色的粉末，其主要活性物质为黄酮醇苷及萜类内酯，临床上主要用于血瘀型的胸痹、冠心病心绞痛以及血瘀型的轻度脑动脉硬化引起的眩晕，能增加脑血流量，降低脑血管的阻力，改善脑血管的循环功能，保护脑细胞，稳定细胞膜，使脑细胞避免缺血所致的损害。还可扩张冠状动脉，增加冠状动脉的血流量，改善心脏的供血，防止心绞痛以及心肌梗死的形成。但是其原料药材来源广泛，品种繁多，同一品种药材因其生长条件、采收季节、加工方式及贮藏条件的不同而在质量上存在差异，从而使中药制剂成品存在一定的质量差异。传统的质量评价方法步骤较为繁琐，耗时较长，不利于大批量的快速质量检测。因此，选取一种快速分析、样品无损、方法简单的分析技术将能够大大减少生产过程质量检测时间与人工成本，减少产品等待放行时间。为了实现银杏酮酯生产过程的智能监测，泽达兴邦医药科技有限公司与上海上药集团合作了银杏酮酯PAT项目，在项目实施过程中建立了实现大品种银杏药材、中间体（提取液、浓缩液、醇沉液、层析液、干燥物）及成品质量指标的在线及离线快速检测方法，实现全生命周期质量快速检测与控制，解决了现有检测模式存在的结果滞后、分析时间长、效率偏低等问题。以大品种银杏酮酯层析过程为例，将层析过程与在线检测技术相结合，实现了层析过程药液质量指标的实时快速检测，可用于生产过程实时采集药液质量数据，图3展示了层析过程的在线检测安装图以及层析过程在线监测结果。结合DCS系统采集的工艺数据，为构建工艺和质量数据库提供数据来源，同时为后期中生产线进行工艺与质量信息的数据挖掘奠定技术基础。图3 层析工段在线检测安装图图4 层析工段在线监测结果图4．经济效益近红外在线检测技术的应用可以减少检化验人员的岗位设置与劳动强度，提高数据的处理量与准确性并能实时指导生产操作，在一定程度上降低了加工生产能耗，缩短了中药的生产周期，为企业带来良好的经济效益，具有非常广阔的应用前景。以上述银杏酮酯为例，醇沉、柱层析的生产过程终点判断是中药制药过程中的常见问题，传统的中药生产过程终点判断方法主观性强且无实际理论依据。通过建立银杏酮酯层析工段的MBSD定性模型追踪不同生产批次，可以得到银杏酮酯层析工段洗脱过程的实时预测图。结合工艺，可将模型分为静置工段、水洗工段、洗脱阶段、乙醇回收阶段，其中明显可以看出洗脱工段的起点与终点，说明该模型可以判断洗脱起点与终点。利用近红外光谱技术对中药生产过程进行终点判断有助于及时、准确地识别过程终点，减少了收集时间，大大降低了能源损耗，提高原料利用率，保证产品质量的均一稳定，为银杏酮酯产品质量的提升奠定了理论基础。5.展望针对中药生产领域，近红外光谱技术的应用还存在一些局限。近红外作为一种分析技术，对所建立的模型依赖性较高，生产批次间的差异以及生产时间的不同均会影响模型的可靠性，因此模型的更新以及不同近红外设备之间的模型传递仍是目前需要解决的问题之一。同时，中药制药过程涉及的化学物质种类相对较多，原料可能存在较大变异，常需要监控多个CPP或CQA，过程监测难度大，工艺控制相对复杂，不可控因素较多；而且目前中药原料的近红外检测过程往往需要对原料进行打粉处理，能否实现完全无需预处理的近红外在线检测也是值得研究的问题。连续制造作为未来药品制造的发展趋势，药品开发者和制造商们对此表现出极大的兴趣，下图为中药颗粒的连续制造概念图，设计连续配料、连续制软材、连续制粒、连续干燥、连续总混工序，通过设备和控制系统设计，使得每一单元操作之间物料/产品不间断通过。通过实时监测和控制将制软材颗粒、干燥颗粒、总混颗粒后测得的水分、对乙酰氨基酚、马来酸氯苯那敏、咖啡因构成实时联动的反馈控制系统，并结合物料的物理和化学性质，生成模拟出用于放行的数据模型，并对包装后的制剂进行实时放行检验。图5 颗粒剂的连续制造概念图与西药相比，中药的药材原产物具有质量波动较大的特点，不同批次中药质量差异在一定程度上影响了中药临床药效的稳定发挥，“均化”指导原则的提出旨在为不同批次的合格处方药味等按适当比例投料并到达预期质量目标。此外，随着数据技术和网络技术的发展，数据智能化概念与近红外节点进行联合应用是未来近红外技术发展的重要方向之一，通过近红外在线监测技术为连续制造过程中药品关键质量属性的在线实时监测提供了更多选择，支撑中药生产制造逐步向连续制造方向发展。（作者：王钧）作者简介王钧，2013年参加工作，现任苏州泽达兴邦医药科技有限公司过程分析控制部技术总负责人，苏州市姑苏紧缺人才，苏州高新区重点产业人才引进，同时担任中国仪器仪表学会近红外分会协会理事。近年来主要从事过程分析技术及其应用研究，先后参与国家工信部智能制造新模式项目5项、工业转型升级（中国制造2025）1项。先后完成多个中药上市企业的制药过程质量控制技术研究与工业应用项目，包括山东绿叶制药有限公司“罗替戈汀”生产过程质量控制技术研究、扬子江药业集团江苏龙凤堂中药有限公司国家工信部智能制造新模式应用项目子课题：“蓝芩口服液”生产过程质量控制技术及产业化应用研究、江苏康缘药业股份有限公司工信部智能制造试点示范项目“中药生产智能工厂”项目-热毒宁注射液生产全过程质量控制体系构建、重庆天圣制药集团股份有限公司国家工信部智能制造新模式应用项目子课题“银参通络等中药单品种生产过程分析技术研究及系统构建”及国家重大新药创制课题“中药新药地贞颗粒先进制造与信息化技术融合示范研究”。发表相关论文23篇，其中SCI 5篇，申请发明专利3项，团体标准1项（在线近红外）。单位简介：泽达兴邦成立于2011年，是依托浙江大学苏州工业技术研究院和浙江大学药学院的科研创新体系孵化出来的医药领域高水平科技创新企业，是国内医药制造大健康方向既有竞争力的信息化解决方案供应商和系统集成商。公司联合浙江大学主导制定了国际首个中药生产工艺语义关联的ISO国际标准并于2020年1月出版，先后荣获中国科协“智能制造十大科技进展”、中华中医药学会“科学技术奖一等奖”、荣登中国科协2020年度“科创中国”先导技术榜单等荣誉，入选工信部2019年智能制造系统解决方案供应商。公司专注于新一代信息技术与医药健康领域的创新融合，致力于中药、疫苗等制药全产业链智能制造解决方案，推动具有行业示范效应的核心技术应用，开发了一系列具有核心竞争优势的信息化技术及软件产品。已在国内近百家中药制药企业进行产业化应用，为国内中药领军企业开展中药全产业链智能制造整体解决方案设计与实施服务，核心在于PAT系统的构建。

pspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　近年来，在多领域大发展及各类新技术不断进步的形势下，传统的红外光谱技术已经从单纯的红外光谱仪、显微镜与红外光谱联用，发展到了红外成像系统，并在信噪比、空间分辨率、时间分辨率、测量模式等方面呈现了新的发展活力。同时，在新技术的助力下，红外光谱在应用方面也得到了很大的拓展。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　Quantum Design公司一直致力于引进先进的红外光谱技术，其中neaspec纳米傅里叶红外光谱仪、微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪在探寻红外光谱测量极限上展现了独特的魅力，先后获得科学仪器“优秀新品奖”。业界评价：Quantum Design在产品的选择上颇具眼光!/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　为了多方位展现我国在红外光谱领域的最新成果，仪器信息网特别策划制作《稳中求新红外光谱技术及应用进展》网络专题，特别邀请Quantum Design中国表面光谱销售总监韩铁柱博士为大家介绍红外光谱仪的最新技术及应用情况，并探寻红外光谱的测量极限。/span/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong红外光谱技术发展需求：高敏感度、高空间和高时间分辨率/strong/span/pp　　strong仪器信息网：从仪器发展及应用的角度分析，您认为目前红外光谱仪器及技术走到了哪一个阶段?/strong/ppstrong　　韩铁柱博士/strong：人类对红外光的认识已经超过两个世纪，1800年，英国科学家W.?Herschel在研究温度计对紫色到红色光照射变化时，就已经意识到红色末端区域外仍然存在着看不到的辐射区域。九十年后，瑞典科学家Angstrem利用CO和CO2首次证明了不同分子具有不同的红外谱图，并在此基础上进一步建立了现代分子光谱学。在此之后的一个多世纪里，人类科学家已经可以利用红外光手段，对大量的分子振动和转动信息进行谱学分析和鉴别。上世纪50年代，双光束红外光谱仪的问世，意味着红外检测已无需由经过专门训练的光谱学家进行操作，也能轻易获取数据。该设备的商业化及畅销普及标志着红外谱学门槛的极大降低，在科学研究、社会实践及工业控制等领域将迎来飞跃式发展。/pp　　现代红外光谱议主要指由上世纪80年代发展建立的以傅立叶变换为基础的仪器。该类仪器不用棱镜或者光栅分光，而是用干涉仪得到干涉图，采用傅立叶变换将以时间为变量的干涉图变换为以频率为变量的光谱图。与更早期的双光束红外仪器相比，傅立叶红外光谱仪具有快速、高信噪比等特点，并且随之催生了许多新技术，诸如步进扫描、时间分辨和红外成像等，从而拓宽了红外的应用领域，使得红外技术的发展产生了质的飞跃。/pp　　然而，随着科学技术的不断发展和应用领域的进一步细分，特别近年来纳米材料、拓扑材料、二维材料等新材料的兴起，传统傅立叶红外光谱仪光源亮度弱、光斑范围大、迈克尔逊干涉仪平动速度慢等缺陷开始显现，逐渐不能满足红外光谱科学研究中高敏感度、高空间和高时间分辨率的需要。/pp　　strong仪器信息网：目前红外光谱的测量极限发展到了什么程度?可以给大家带来什么样的体验?/strong/ppstrong　　韩铁柱博士：/strong目前，传统红外光谱的空间分辨测量极限在几微米到几十微米，时间分辨测量极限在几十毫秒的量级，这主要是由于光源本身及步径位移机制限制。20世纪60年代开始，随着第一台红宝石激光器的问世，科学领域得益于激光技术的广泛应用，对光谱研究的空间分辨和时间分辨也得以大幅提高。由于激光器的高线性特点，非接触式的红外光谱技术空间分辨率可达500nm，如果进一步搭配近场探针突破衍射极限，空间分辨可进一步提升至10nm。利用QCL激光的双光梳设计，目前激光base的红外光谱可以完全抛弃步径位移，将时间分辨提高到us级，如果将超快激光引入pump-probe体系，时间分辨可以达到fs级别。/pp　　strong仪器信息网：相对于其它的分析仪器，红外光谱的应用市场活力如何?哪些应用领域会有大的发展空间?为什么?/strong/ppstrong　　韩铁柱博士：/strong相对于其他分析仪器，红外光谱分析技术具有使用成本低、操作和维护简单、灵敏度和分辨率较高、特征性强等优点，能提供包含化合物官能团、类别、立体结构、取代基种类和数目等多种信息。近年来计算机技术的迅猛发展带来了分析仪器数字化和化学计量学科的同步发展，加之红外光谱技术独有特点，使得其应用范围进一步拓宽。/pp　　红外光谱既可以用于定性分析，也可以用于定量分析，还可以对未知物进行剖析，广泛应用于化工、制药、农业和食品、半导体、宝石鉴定、质检、地矿和环境等领域，是科学研究的有力技术手段，也是常规应用分析和生产不可缺少的分析技术。譬如在中医药领域，作为一个复杂的混合体系，中药的鉴别和质量控制，以及有效成分的确定和质量分析，一直是个难题，红外光谱技术的特点使得其作为指纹分析手段并结合化学计量学方法，成为中药研究不可或缺的工具 在农业和食品领域，近年来得益于焦平面阵列检测器、可调谐滤光器、化学计量学方法和计算术的提升，红外光谱和成像技术有机结合发展成为一种多信息融合检测技术。除了进行农产品和食品的品质分析外，红外光谱的应用还扩展到了污染物检测、产品分类和来源鉴别、土壤的物理和化学变化、以及食品加工过程中组成变化的监控和动力学行为等。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strongQuantum Design红外产品着眼红外光谱测量极限/strong/span/ppstrong　　仪器信息网：请介绍贵公司在红外光谱产品的定位及发展历史?有哪些独具优势(里程碑式)的技术(专利技术，独有技术)?/strong/ppstrong　　韩铁柱博士：/strong我们公司一直贴合最新研究前沿和热点课题，结合红外光谱的应用与现代尖端科学研究的需要，专注最新、最先进红外光谱技术和产品的引进，先后引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外光谱仪、美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，2019年又引进了瑞士IRsweep公司的IRis-F1微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪。这三款主推产品从空间分辨率、非接触测量、时间分辨等维度，极大推动了红外光谱测量极限。/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C377717.htm" target="_blank"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 183px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/34a71ded-e469-47c6-8f17-0f6442a01553.jpg" title="01.png" alt="01.png" width="600" height="183" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "(a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C377717.htm" target="_blank"点击仪器图片查看更多详情/a)/pp　　nano-FTIR纳米傅里叶红外光谱技术是由德国neaspec公司基于其首创的散射型近场光学技术发展出来的、具有10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外技术，使得纳米尺度下的化学鉴定和成像成为可能。这一技术综合了原子力显微镜的高空间分辨率和傅里叶红外光谱的高化学敏感度，实现对几乎所有材料的化学分辨和成分分析。它不受被检测样品厚度制约，可广泛适用于有机物、无机物、半导体材料、二维范德华材料的纳米分辨红外光谱分析，并同时提供纳米空间分辨的红外吸收谱和反射谱。/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C363244.htm" target="_blank"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 193px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d719a770-b45f-494a-822b-1bfb8d6976f2.jpg" title="02.png" alt="02.png" width="600" height="193" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "(a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C363244.htm" target="_blank"点击仪器图片查看更多详情/a)/pp　　全新一代mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，是美国PSC公司基于专利的光学光热红外技术(O-PTIR)，将光学显微与微区红外结合，一举突破了传统傅里叶红外光谱(FT-IR)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)的分辨局限,实现了500nm的空间分辨率 它具备非接触式/反射模式测量，对样品表面无严格要求，可直接对厚样品进行测试 可搭配液体模式和与拉曼联用，直接观察液体生物样品，并对样品进行同时同地同分辨率下的红外拉曼同步光谱和成像分析，无荧光风险。/pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C305345.htm" target="_blank"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/03b21d48-652a-4150-8caf-f5c21c9855c7.jpg" title="03.png" alt="03.png"//a/pp style="text-align: center "(a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C305345.htm" target="_blank"点击仪器图片查看更多详情/a)/pp　　瑞士IRsweep公司推出的IRis-F1微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪，荣获了由仪器信息网主办2019年度科学仪器“优秀新品奖”，它是一种基于量子级联激光器频率梳的红外光谱仪，突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制，能实现高达1μs时间分辨的红外光谱快速测量。它测量数据信噪比高，易于微量及痕量光谱分析，兼容常用红外光谱仪插件，方便易用、可靠性高。/pp　　strong仪器信息网：贵公司红外光谱仪应用最具优势的领域?主推的解决方案?/strong/ppstrong　　韩铁柱博士：/strong我们公司近几年在红外光谱领域销售保持持续地稳定增长，针对不同的应用领域和具体的技术需求，我们推出了对应的解决方案。/pp　　1、nano-FTIR是我们针对傅里叶红外光谱空间分辨率在10nm量级，所推出的成熟技术方案，它利用AFM探针突破红外光斑的限制，并利用激光光源的高亮度和稳定性可进超高空间分辨下的物质微纳组分研究和表征。并后期结合飞秒激光器，可实现fs级的红外光谱测量表征。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 316px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/69125e72-499a-4ced-b257-9bdb7b3a4f00.jpg" title="04.png" alt="04.png" width="600" height="316" border="0" vspace="0"//pp　　美国NASA于2014年从太空带回了直径约为10um的彗星碎片。由于传统红外分辨率受制于光斑大小，该样品内部成分无法进一步检测。利用上述内容提到的纳米傅里叶红外技术10nm空间分辨率，科学家可以很好的对彗星碎片内主要5种矿物进行有效分析，并能就其组分的空间分布进行具体的表征。进一步地，在10nm超高空间分辨率的基础上，nano-FTIR还可以与50fs的时间分辨超快激光技术进行结合，同时达到红外设备的“超高空间分辨”和“超高时间分辨”。该工作在2014年由Eisele等人在实验室实现，作者利用pump激光和我们的纳米傅立叶红外光谱进行同步，在InAs纳米线上由-5ps到1050fs分别延迟激发样品，得到了纳米线上载流子形成和衰减的全过程红外光谱图。/pp　　2、当红外光谱空间分辨率要求在亚微米量级，且传统傅里叶变换红外光谱和ATR技术应用受限或者样品制备困难情况下，mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统无疑是一个最好的选择。它的高空间分辨率、非接触式的测量方法以及可与拉曼联用的特点，可以快速获取材料的二维红外光谱和组成分布信息。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 331px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/35ecedb1-5d4e-431a-b8a1-043e5acec657.jpg" title="05.jpg" alt="05.jpg" width="600" height="331" border="0" vspace="0"//pp　　越来越多的塑料产品的使用引发了人们对于其在环境中累积所引发的环境和生态污染问题的担忧，迫使科学家尽快找到可替代性的新型材料。而生物塑料, 如聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(PHA)等均来源于天然资源(如糖，植物油等)，在适当条件下可发生生物降解，成为最近研究的热点话题。为了更好地理解这两种材料在微观上的相互作用，美国特拉华大学Isao Noda教授课题组使用mIRage系统对PLA和PHA的复合薄片进行红外拉曼同步成像分析，探究了这两种材料结合的方式和内在扩散机制，为未来研究生物微塑料的演变和降解过程提供数据和理论上的支持。/pp　　3、为精准描述生物医学、化学动力学等许多变化过程中的红外光谱情况，我们推出了IRis-F1微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪解决方案。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 280px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/adaa6cec-04b2-4a33-8145-bdb8a4376d43.jpg" title="06.jpg" alt="06.jpg" width="600" height="280" border="0" vspace="0"//pp　　斯坦福大学的Nicolas H.Pinkowski研究团队利用IRis-F1实现了高能气相反应中的微秒分辨单次测量。他们在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应，以4μs时间分辨测量速率，解析了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱。来自IRis-F1的量子级联激光的双梳状光谱仪(DCS)测试数据表明：在反应早期(0-0.6 ms)能观察到宽带丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong未来：通用型和专用型红外光谱协同发展/strong/span/pp　　strong仪器信息网：目前国内外红外光谱仪的技术及市场发展态势有什么不同?您如何看待未来中国市场的需求及发展潜力?/strong/pp　strong　韩铁柱博士：/strong当前市场上红外光谱仪可以大致分为通用型和专用型两大类，体现了红外光谱仪的发展与工业化需求以及科学研究需求是密切相连的。进口通用型红外光谱仪市场主要以傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)为主，制造厂家主要来自于欧美等国，而色散型红外光谱仪比较少见 近些年来国产的FTIR厂家逐渐崭露头角，尽管技术和世界主流公司相比还有一定差距，但差距正在不断缩小。其新型干涉光路的搭建，有效降低了振动和导轨偏移引发的干涉变形，结合众多新型红外附件的开发，目前国内红外光谱议产品正在走出国门，远销欧美和东南亚 专业的研究型红外光谱仪主要在一些科研机构使用，存在一定的定制化，它可以与红外显微镜、热分析、气相色谱等外联附件联合使用，实现多种分析手段的同步进行和数据交叉对比。/pp　　作为普适性的一种分析手段，红外光谱仪在国内有较大的潜在市场，未来红外光谱仪技术，无论是智能化程度、产品联用、应用领域专业化还是小型化上都存在很强的发展潜力。另外，红外光谱与成像相结合的多信息融合检测技术，也是当前红外技术的主要发展方向。未来随着应用领域的不断扩展，制造技术的不断变革以及计算机技术的发展，更多成本更低的研究型和专用型红外成像光谱仪预计将会陆续出现，被更多的应用于过程分析和高通量分析中，如制药，农业，食品，高分子和催化材料等领域，成为传统红外光谱技术的一种有力互补技术。/pp　　strong仪器信息网：针对当前的市场格局，贵公司在红外光谱产品方面有什么样的布局?重点拓展的新领域有哪些?/strong/ppstrong　　韩铁柱博士：/strong针对当前的市场格局，我们公司继续结合科研用户的技术需求，引进一系列红外产品引入中国市场，比如基于AFM探针技术的超高纳米空间分辨率的近场光学显微系统、散场式光学显微镜、纳米傅里叶红外光谱仪等 同时，我们也将开展通用型红外光谱仪的布局，引入适合普通科研用途和工业应用的光谱仪，拓展其应用领域范围，解决一系列应用中的实际问题，具体体现在：/pp　　1)针对传统傅里叶变换和衰减全反射红外光谱限制的亚微米分辨光学光热红外显微技术，提高其空间分辨率 2)简化样品制备过程，避免样品污染和接触引发的红外赝相 3)拓展红外样品的适用范围，包括一些常规红外无法检测的厚样品，透明样品，液体样品等 4)努力发展与其他技术的联用，实现多种技术的交叉互补使用，全面了解样品表面的化学信息，如红外和拉曼光谱技术联用，对有机无机样品的各种分子振动进行全面的分析和相互验证。/pp　　通过以上布局，我们一方面注重拓展高新技术领域的红外光谱应用，如纳米红外光谱和成像，超快/时间分辨红外光谱等，用于纳米材料的高分辨表征和化学过程的监测 另一方面拓展实际应用领域的红外技术应用，包括制药、化工、半导体、农业和食品、地质和环境、法医鉴定等，解决科研和生产过程中遇到的一系列实际问题，推动红外光谱技术的应用。/pp　strong　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "后记：/span/strong/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　习近平总书记非常重视科技创新能力，他在重要讲话中指出“自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路”，“当今世界科技革命和产业变革方兴未艾，我们要增强使命感，把创新作为最大政策，奋起直追、迎头赶上”。Quantum Design中国也以此为己任，在公司的建设和发展过程中，致力于为中国科研工作者的成功提供专业支持和服务。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　韩铁柱博士介绍说，“我们深深理解国内科学家和学者们从不缺乏创新性的科研想法和构想，如何借助先进仪器帮助科学家将这些想法付诸于实践，是Quantum Design中国一直在思考的问题。”据悉， Quantum Design中国建立了超过300万美元的样机实验室，为国内科学家尝试自己的想法提供了舞台和施展的空间。就尖端红外光谱分析仪器而言，Quantum Design中国样机实验室引进了德国neaspec公司的nano-FTIR 10纳米超高空间分辨的新型傅里叶红外仪，以及美国PSC公司的mIRage非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统，并向国内科学家开放。截至2020年6月，Quantum Design中国样机实验室测量的数据已经协助科学家在Nature正刊、Nature子刊、ASC等著名国际期刊上发表多篇创新性的科研成果，得到了广大科学家的认可和赞誉。/span/ppbr//p

随着我国经济水平的提高，在日常的消费中，一些高消费品也越来越受到消费者的亲睐。比如黄金、珠宝之类的，在黄金价格下跌的时候，好多人都在买黄金，还有的爱好珠宝的消费者，都在买卖中，但是关于这些价格比较昂贵的珠宝，真假性需要专业的设备进行检测，偏光显微镜、能谱科技傅立叶红外光谱仪都是专业分析对送检的珠宝玉石里边所含的化学成份作出结论性的判断的有利器，但是珠宝检测市场还存在一定的问题：　　不少消费者在买下一件或多件珠宝玉器后，为求保险，往往会先后送往不同的检测机构检测。但是在很多检测机构，为了方便顾客，都会把实验室尽量设在离消费市场更近的地方。然而，在拉近了与商家的距离后，很多消费者又会产生一种无名顾虑，怀疑检测机构会和商家合伙来坑人。当前市场上确实存在大量以假乱真、以次充好的现象，所以，对于顾客这种危机意识，检测机构能够理解，但是很多时候检测的结果不一样，让同行之间很尴尬，这样就造成了利益冲突。还有的就是在检测设备不断升级的时候，那些造假的手段也在使用不正当的手段，对珠宝进行处理，那些检测设备也不能一次检测出来。像宝石、珠宝、翡翠、等这类属于石头类的珠宝完全可以使用由天津能谱生产的iCAN9傅里叶变换红外光谱仪对它们进行了红外反射光谱测试，比较了对应的红外光谱图,红外光谱是宝石 、珠宝在红外光的照射下, 引起晶格( 分子) 、络阴离子团和配位基的振动能级发生跃迁, 并吸收相应的红外光而产生的光谱，用于宝玉石红外吸收光谱的测试方法分为透射法和反射法两种。透射光谱法提供宝玉石4000~ 2000 cm- 1 谱区的信息,主要与宝玉石中的H- O 及C- H 的伸缩振动有关, 如宝石中的结构水、有机物质以及宝石 珠宝优化处理使用的有机填料( 如树脂) 、染料等。反射光谱方法提供宝玉石的基频振动信息, 可以用来判别宝石 珠宝的种属和真伪。　　以上这些都是在珠宝检测市场中存在的问题，检测突破困境，必然不可脱离检测设备，【能谱科技】傅立叶红外光谱仪红外光谱仪是这个行业中不可缺少的仪器设备，另外更需要相关的政策法规，严厉打击从事制假珠宝销售的人群，维护好消费者的合法利益。

仪器信息网讯 2012年9月12-15日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会近红外光谱专业委员会主办，桂林电子科技大学协办的全国第四届近红外光谱学术会议在桂林举行，来自近红外光谱相关领域的专家学者、仪器用户等200多人参加了会议。仪器信息网作为支持媒体对本次会议进行了专题报道。　　在本次会议中，国内外著名的近红外光谱仪生产商纷纷前来展示了本公司在近红外光谱分析中所能提供的仪器及解决方案。以下是本次展会中部分参展仪器厂商的展位照片。　　同时，在本次会议上多家厂商做报告介绍了最新的近红外光谱仪器和技术，如赛默飞的《ThermoFisher近红外产品及其应用简介》；布鲁克的《最新产品及其应用介绍》；福斯的《近红外网络化技术及应用》；聚光科技的《近红外应用影响因素解析》；凯元盛世的《基于MEMS技术的Axsun近红外光谱仪》；JDSU的《线性可变滤光片近红外光谱仪》；珀金埃尔默的《近红外成像系统最新进展与行业应用》；济南金宏利的《AOTF近红外现代技术》。　　另外，在本次会议中，布鲁克特别举办了招待晚宴，答谢广大用户的支持。布鲁克招待晚宴

近日有媒体曝光罐车工业油与食用油混装，一些油罐车既承接大豆油等可食用液体，也运送煤制油等化工类液体。食用油一般是从动植物种子中提取或加工而成，具有食用价值，为人体提供能量和必需脂肪酸。煤制油是一种由煤炭加工而来的化工液体，如液蜡、白油等。当食用油与化工油混装后，可能引发严重的食品安全问题，长期摄入含有这些化工残留的食用油，可能导致人体中毒，出现恶心、呕吐、腹泻等症状，甚至对肝脏、肾脏等器官造成不可逆的损害。鉴于此，仪器信息网特此发起“油罐车混装事件：仪器检测如何护航食用油安全？”主题征稿活动。本文特别邀请到了北分瑞利分享食用油中煤制油的鉴别。正常食用油和含有煤制油的食用油，仅从外观上很难判断。想要有效区分的话，必须借助仪器。红外光谱法是一种借助红外光被物质吸收情况，获得被测物质分子内部原子间相对振动和分子转动等信息，并根据所获得信息进行物质分子结构研究的分析方法。红外光谱被誉为“指纹光谱”，每一种化合物红外谱图的位置、强度和形状均不相同，具有独一无二的特性。红外光谱法分析速度快、样品用量少、结果准确可靠，傅立叶变换红外光谱仪是一种可以快速判定食用油中是否含有煤制油的利器。北分瑞利深耕红外光谱仪研发和制造近50年，是国家标准GB/T 21186-2007《傅立叶变换红外光谱仪》的牵头起草单位，早在1977年就作为牵头单位成功研制出国内首台商品化红外分光光度计WFH-400型，1993年又成功研制出中国第一台傅立叶变换红外光谱仪WQF-400型，2003年成功研制中国第一台具有完全自主知识产权的傅立叶变换红外光谱仪WQF-510型。全新的WQF-530A傅立叶变换红外光谱仪，采用以太网/WIFI双模通讯，可以配置双检测器，在仪器性能、软件功能和扩展性能方面都有了较大提升。北分瑞利致力于为客户提供优质的红外光谱仪产品和全套解决方案，可以帮助客户快速鉴别混装油，保障人民群众食品安全。图1和图2给出了使用衰减全反射（Attenuated Total Reflection，ATR）附件测试得到的大豆油和工业白油的红外光谱图，发现它们的吸收峰形状和位置具有明显差异，可以很容易地区分这两种油。当大豆油中混有少量工业白油时，其红外谱图和大豆油的红外谱图非常相似（图3），很难直接从谱图中判断出大豆油中含有工业白油。将混合油的红外谱图进行差减处理后（图4），在图中很明显地发现了工业白油的红外吸收峰，说明大豆油中存在工业白油。图1大豆油的红外光谱图图2工业白油的红外光谱图图3混合油的红外谱图图4混合油的差减谱图北分瑞利WQF-530A傅立叶变换红外光谱仪品牌：北分瑞利型号：WQF-530➢ 主要技术指标及功能特点⚫ 分辨率优于0.85cm-1（可升级到0.4cm-1）⚫ 双检测器设计：可以扩展双检测器（如常规热释电检测器和液氮制冷MCT检测器），实现“一机多用”。热释电检测器用于常规样品的测试（ATR附件、积分球测试、热红联用等），液氮制冷MCT检测器用于高灵敏度测试（红外显微镜、原位红外等）。⚫ 多种通讯方式：以太网/WIFI双模通讯，既可以有线连接电脑进行操作，也可以无线连接平板/笔记本等实现远程无线智能操作。⚫ 定制化服务：软件提供多种开发语言示例代码，满足各种客户对软件的定制化需求；硬件可以根据客户需求进行各种改造和升级。

中红外（2.5-25 μm）波段能够覆盖复杂分子的振动和转动能级跃迁，揭示多种分子的基础吸收带和复杂化合物独特的光谱特征。因此，高效分析工具——超灵敏中红外光谱探测，成为智能生化传感、新兴材料研究、环境气体监测、高精度医学层析成像等领域的重要测量手段。近年来，随着非线性频率上转换技术的进步，基于频率上转换的中红外光谱探测技术表现出显著的科研潜力。该技术利用强泵浦光场作用于非线性光学材料，将中红外光子耦合转换至近红外或可见光波段进行探测，从而规避了现有中红外探测器噪声大的不足，成为了一种有效的中红外直接光谱探测的替代方案，有望在中红外光谱探测灵敏度、探测效率、响应速度、成本效益等方面取得重要突破。现有对中红外光谱探测系统的研究成果表明，进一步扩大中红外频率上转换技术的超灵敏、宽频段的优势，可使其更广泛适用医学、生物、国防等领域的应用。然而，基于多种非线性光学材料的宽带中红外频率上转换系统往往需要强泵浦场来提升宽带转换效率，且系统在短波泵浦模式下工作，强泵浦场导致的非线性参量噪声将覆盖中红外波段，使得实现超灵敏的宽带中红外光谱探测极具挑战。为解决上述问题，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武愕、陈昱、蔡羽洁等研究团队基于非简并光子对的时间-光谱量子关联技术，提出了一种低功耗、强鲁棒性的高灵敏中红外单光子光谱探测方案，实验验证了单光子水平光子通量下的中红外样品光谱测量。相关研究成果发表于Photonics Research 2022年第11期。该文章报道了一种极低光子通量条件下的中红外上转换光谱测量方案。该方案利用结合同步频率上转换技术的非简并关联光子、对时间-光谱量子关联特性实现了单光子水平的中红外上转换光谱探测，降低了强泵浦非线性噪声和环境噪声对中红外光谱测量的影响，大幅度提高单光子水平下的中红外光谱测量灵敏度和鲁棒性。图（a）展示了基于时间-光谱量子关联的宽带中红外单光子上转换光谱探测系统光路图。利用啁啾极化铌酸锂晶体中的非线性过程，自发参量下转换产生非简并宽频带的关联光子对，光子对产生率6.76×106 counts s-1 mW-1。其中，中红外信号光子覆盖3.14-3.80 μm中红外波段，提供了大于660 nm的光谱探测波长窗口。图（a）单光子频率上转换量子光谱系统图；（b）38 μm厚聚苯乙烯薄膜透射光谱实验基于同步脉冲泵浦技术实现了中红外信号光子的非线性频率上转换，验证了中红外上转换光子（0.78-0.81 μm）与共轭的近红外预报光子之间的非经典相关性得以保留，展示了基于时间-光谱量子关联的中红外单光子上转换光谱测量的可行性。利用该系统对38 μm厚的聚苯乙烯样品进行透射光谱的测量，如图（b）所示。入射样品的中红外光子通量低至每脉冲0.09光子。实验表明，中红外单光子上转换光谱与傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的测量结果吻合，系统的光谱分辨率约为11.4 nm（10.5 cm−1）。相比于传统FTIR光谱探测方案，基于时间-光谱量子关联技术的宽带中红外单光子上转换光谱系统，既能够利用光子对的时间关联、频率关联量子特性降低频率上转换过程中多种噪声的影响，将中红外光谱测量灵敏度推进至单光子水平；又能使单光子探测器和单色仪等元件工作在其最优的工作波段，无需受待测样品特征波长的限制，拓展了系统的应用场景。系统高灵敏、低噪声、强鲁棒性、结构简单的优势，为光敏生化样品的中红外光谱测量提供了新的技术方案。后续将进一步开展更宽中红外带宽、更高灵敏度、更高信噪比的上转换光谱成像研究。

近红外光谱分析技术在玉米品质检测中的应用近红外应用”1介绍玉米是我国重要的粮食作物。根据国家统计局数据显示，我国 2021 年玉米播种面 4332 万 hm2，玉米产量达 2.7 亿 t。玉米中的水分、蛋白质、脂肪、糖类等主要化学成分含量会直接影响到玉米的经济效益。化学成分含量的测定已成为原料品质评价中的重要环节。玉米种子作为生产中最基本的资料，其质量的好坏直接影响玉米的产量及品质。玉米品质指标（水分、蛋白质、淀粉等）的检测常用理化方法，安全指标（毒素等）的检测使用液相等物理或化学方法，可用冷浸法等对种质品质进行分析，但这些方法均会对样本本身造成破坏，存在处理时间较长以及需要专业人员操作、仪器成本高等缺点。因此，探究一种可以对玉米进行无损、快速检测技术显得尤为重要。近红外光谱分析技术具有样品不需复杂耗时的前处理、无损耗、多成分同时分析、无污染的检测优势，近年来得到了广泛关注。近红外光谱分析技术是利用物质对光的吸收、散射、反射与透射等特性对待测物进行分析的检测技术，通过样品的吸收光谱及理化分析结果可对样品进行定性或定量分析。近红外光谱分析技术的检测步骤为使用化学计量法对近红外光谱数据进行预处理及建立模型，将样本的预测集通过模型进行检测，验证模型是否精准，并对模型进行评价及优化。近红外光谱技术常用处理方法，由于近红外光谱中强大的背景信息造成的噪声干扰和存在冗余变量，导致从样品的近红外光谱中提取与检测目标相关的信息较困难，因此，需对光谱数据进行预处理。常用的光谱预处理方法有去噪自编码器（DAE）、正交信号校正法（OSC）、标准正态变换（SNV）、多元散射校正（MSC）等。2近红外光谱技术模型评价指标定量模型评价指标 评价近红外光谱定量模型预测准确性的实质是模型的预测结果与样品结果的接近程度，评价预测模型一般采用校正决定系数（R2c）、验证决定系数（R2v）、校正相关系数（Rc）、验证相关系数（Rv）、校正均方根误差（RMSEC）、验证均方 根 误 差（RMSEV） 和 相 对 分 析 误 差（RPD）等参数，决定系数与相关系数是预测值与使用化学方法检测出的真值样本集相关性的标准，通常 R2c、R2v、Rc、Rv 越大时，认为所建模型效果越好；RMSEC 和 RMSEV 是校正集与验证集的预测值和使用化学方法检测出的真值之间差异大小的量度，RMSEC 和 RMSEV 越小，认为所建模型性能越优；RPD 是衡量模型可靠性的指标，当 RPD3，认为所建立的预测模型可靠性较高，3RPD2.5，认为模型可用于分析；RPD2.5 时，则表明模型分析难以进行。定性模型评价指标 近红外光谱技术在定性分析中多用于样品分类，常用判定指标有正确率、敏感性、特异性等。相关检测设备从采样现场到实验室快速无损检测样品的指标，主要包括水分、脂肪、蛋白、灰分等。可以帮助企业优化生产过程，控制最终产品质量，提高利润。近红外光谱仪检测过程无需化学试剂，可大大降低实验室湿化学成本。检测快速，可大大减少操作人员的劳动力，降低使用门槛，节约管理费用。▲ 步琦近红外光谱仪 ProxiMate防水型不锈钢外壳，入口防护等级为 IP69，可进行高压管冲洗，即使是最苛刻的工作环境也能满足多种即时可用的预校准，适用性广泛直观的现触摸屏界面，简单、明了样品使用磁耦合驱动装置旋转器，分析完成后该装置可拆除，轻松清洁允许用户利用近红外光，可见光或将两种信号结合来提高测量性能和全面评估样品，从而使其测量性能达到最大化3相关模型参数ProductParameterRangeSpectraSEPMaizeStarch16-76%6553.5MaizeFat3.14 -5.352980.2MaizeProtein6-21%6821.3MaizeMoisture7-13%6820.5MaizeAsh1-8%3070.04步琦公司为您提供完整的玉米检测解决方案，同时提供定制化服务和使用，欢迎用户前往我司实地参观考察。

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。

仪器信息网讯 2023年9月6日，“近红外光谱拥抱智能化生产和生活”主题论坛 暨“近红外光谱实战宝典”新书发布会于BCEIA2023同期（北京中国国际展览中心(顺义馆)）成功召开。本届会议由中国仪器仪表学会近红外光谱分会和仪器信息网联合举办，吸引150余位近红外行业的专家、用户、厂商等相关人员参加。 会议现场随着人工智能、物联网、云技术、机器人、5G等先进技术的发展，近红外光谱技术在智能化生产方面的优势不断凸显，并在化工、制药等多个行业创造了客观的经济价值。同时，随着相关技术的进步以及应用的拓展，近红外光谱技术也正在逐渐走入大众视野，不断推进着智能化生活的发展方向。本次会议旨在展示近红外光谱在智能化生产和生活中的技术和应用进展，共同探讨面临的问题以及解决方案。会议中，近红外光谱领域的专家及厂商代表分别围绕主题开展报告，分享了各自的研究进展及最新研发成果，让大家对近红外光谱在智能化生产与生活的作用和地位有了更深层次的认识。多向奔赴下，近红外光谱技术前景可期！中石化石油化工科学研究院 褚小立教授级高工报告题目：近红外光谱分析技术的发展现状与未来褚小立在报告中综述了近红外光谱分析技术的发展现状，以及在炼油工业、石化工业、可再生能源等多领域的应用进展。其展望道，便携现场应用和工业在线应用是现代光谱技术腾飞的坚强两翼；机器学习算法和人工智能算法是现代光谱技术腾飞的超强大脑；光谱数据库是现代光谱技术腾飞的动力源泉；快速、高效、安全、绿色是现代光谱技术腾飞的永久发动机。而对近红外技术而言，仪器微型化、标准化、算法的高效和维护方便、光谱数据库的扩充与共享，自感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的智能工厂、智慧农业等都将是未来发展的重要方向。奥谱天成（厦门）光电有限公司销售总监 张玉光报告题目：国产中短波红外光谱仪的研制及其应用奥谱天成以仪器生产国产化为目标，张玉光主要介绍了国产中短波近红外光谱仪器的研发与应用。报告首先对中短波近红外光谱仪的原理、内部构造与配置、性能指标等方面进行科普；然后，分别介绍了ATP8000、ATP8600、ATP8080、ATP8730、ATP7810、ATP7330等型号的产品及应用案例，并结合产品展现出奥谱天成对于仪器国产化的美好愿景。晨光生物科技集团股份有限责任公司质量主管 石文杰报告题目：近红外技术在植物提取物智能化生产中的应用石文杰先以辣椒为例，详细介绍植物提取物的概念及提取步骤；接着，以晨光生物的工作内容为例，分享了近红外光谱技术在生产过程中的应用，如植物提取物的辨别、生产中的水份在线监测和提纯工艺的优化等；最后，其指出近红外技术在植物提取物领域中还将不断提升应用水平、提高性价比、提升智能化水平。天津中医药大学 李文龙副研究员报告题目：从过程分析技术到药物智能制造21世纪是智能制造的世纪，中药智能制造是未来必然的发展趋势。报告中，李文龙详细介绍了过程分析（PAT）技术及在中药生产领域的应用，并以痰热清注射液和复方阿胶为例说明PAT是中药智能制造的关键，近红外光谱技术在生产工艺过程中的具有重要应用价值。不过，李文龙也指出，中药过程分析和智能制造还处于初级阶段，需要做大量的基础性工作。中国农业大学 杨增玲教授报告题目：近红外光谱传感技术在绿色循环农业中的应用研究杨增玲以自身科研经历为例，报告了近红外光谱技术在农业中的应用进展。报告中，杨增玲介绍了新型粪肥多养分同步光谱速测技术的原理及数据库、光谱库的构建，该技术手段与传统养分测试方法相比具有时间快、操作简便、准确率高、成本低等优点。此外，她还介绍了光谱速测技术的开发与应用，展现出光谱技术在农业科研领域的实际应用价值。中国农业大学 孙红教授报告题目：土壤-作物近红外传感器开发及智慧农业应用孙红以感知、移动互联、云计算、大数据、智慧与智能为关键词，结合自己科研成果分享报告。报告介绍了近红外光谱和人工智能相结合在智慧农业发展中应用，并详细介绍了其课题组在作物信息感知关键技术与装备及土壤信息感知关键技术与装备方面开展的一系列工作以及取得的成果。仪器信息网 李亚辉报告结束后，论坛进入《近红外光谱实战宝典》新书发布会环节，各位编委共同为新书揭幕，并在现场进行了赠书活动。新书发布会之后，无锡迅杰光远科技有限公司还为参会代表安排了晚宴环节，给大家创造了再次交流的机会。各位代表就近红外光谱技术的进一步发展深入沟通，并建言献策。

p　　本文转载自微信公众号热分析与吸附，作者为中国科学技术大学丁延伟老师，并已获转载授权。/ppstrong　　/strong在《热分析/红外光谱联用的数据分析方法第4部分 仪器分析软件中热重部分的数据处理与作图》和《热分析/红外光谱联用的数据分析方法第5部分 仪器分析软件中红外光谱部分的数据处理与作图》中以实验室在用的美国PerkinElmer公司的热重/红外光谱/气相色谱质谱联用仪为例简要介绍了在仪器的数据分析软件中与热重部分和红外光谱部分相关的数据处理与作图相关的内容，在本部分内容中将简要介绍在Origin软件中GS曲线、FGP曲线以及实时红外光谱图的数据处理与作图相关的内容。由于在Origin软件中不同时刻/温度下的三维红外光谱作图十分繁琐，将在本系列内容第7部分中进行介绍。/pp　　为了保持本系列内容的完整性，以下介绍的大部分内容主要来自本公众号2019年10月6日发布的《在Origin软件中热分析/红外光谱联用的数据作图方法》一文，其中做了相应的修改并增加了实时红外光谱图(EGS图)的内容。/pp　　1. GS曲线的作图法/pp　　一般来说，在由红外光谱分析软件Timebase得到的Excel格式的文件中主要有EGP曲线(即通常所说的GS曲线)文件和不同时刻温度下的逸出气体红外光谱图(即EGS)文件，一共两个文件。/pp　　GS曲线可以直接由导出的Excel格式的GS曲线文件得到，通常说的官能团剖面图(即FGP曲线)可以由EGS文件中导出。/pp　　在Origin软件中对GS曲线的作图十分简单，在Origin软件中导入曲线所对应的Excel文件(图1至图3)。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/1db6881e-d64f-41b6-8671-0ae37784c440.jpg" title="图1.jpg" alt="图1.jpg"//pp style="text-align: center "图1/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 308px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/62609940-652e-42c0-967b-5e4165a0c4eb.jpg" title="图2.jpg" alt="图2.jpg" width="500" height="308" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图2/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 543px height: 750px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/54de575b-3929-471b-ad4f-c5b07c3b38ce.jpg" title="图3.jpg" alt="图3.jpg" width="543" height="750" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图3/pp　　选中A、B列，点击图4中plot选项，即可得到图5，即为EGP曲线。可以在图5中根据需要改变曲线的粗细、形状和颜色，在此不作详述。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/947a9618-194f-4302-aff3-fd6c2fa954a0.jpg" title="图4.jpg" alt="图4.jpg"//pp style="text-align: center "图4/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 557px height: 464px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/e4ce67e8-3c64-471d-8782-d1ece89f1798.jpg" title="图5.png" alt="图5.png" width="557" height="464" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图5/pp　　2. 官能团剖面图(即FGP曲线)的作图法/pp　　下面介绍由逸出气体红外光谱图(即EGS)文件得到FGP曲线的方法。通常在Timebase软件中，可以按照图6的方法，选中Save Time Resolved Data选项导出在实验过程中得到实验范围内不同时刻/温度的Excel格式的所有的红外光谱图。按照图1至图3的方法打开文件，得到如图7所示的界面。图7中，第1行“Long Name”中所对应的数值为温度值(即该行为温度行)，1.98e+001即为19.8℃，其他以此类推。A列对应的为波数值(单位为cm-1)，其他B、C、D...列所对应的为不同温度下的吸光值。也就是说，在图7中，由除A列以外的其他列作为纵坐标轴对A列按照图4的方法作图，可以得到在不同温度下的红外光谱图。另外，在图7中，如果选中温度行和特定的官能团(即特定的波数值)所对应的行进行作图，则可以得到FGP曲线。下面介绍FGP曲线的作图方法。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/f42afe19-16bd-432f-980f-506780617eab.jpg" title="图6.jpg" alt="图6.jpg"//pp style="text-align: center "图6/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/16d2682f-cb11-4132-8b1b-3be6cd40f10c.jpg" title="图7.jpg" alt="图7.jpg"//pp style="text-align: center "图7/pp　　按照图8的方法分别选中2358cm-1所对应的行和温度行，复制整行。br//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/dcdf9257-47da-4d8b-ad2d-df3abf22d3cc.jpg" title="图8.jpg" alt="图8.jpg"//pp style="text-align: center "图8/pp　　新建一个空白的Book文件，将温度行和对应波数(2358cm-1)的数值粘贴这两行，选中，点击Worksheet菜单下的Transpose选项(图9)，将这两行转换为两列，转换后的表格如图10所示。删除图10中的第一行数据，按照图4的方法作图，即可得到CO2分子的特征官能团在2358cm-1处的FGP曲线(图11)。可以根据需要改变图中曲线的粗细、形状和颜色，在此不作详述。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/98c364bc-5af7-4f17-b010-d6c6e9ef31df.jpg" title="图9.jpg" alt="图9.jpg"//pp style="text-align: center "图9/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/3fe819c4-81c9-4309-8fa2-eebc7492a9da.jpg" title="图10.jpg" alt="图10.jpg"//pp style="text-align: center "图10/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/8c655662-483b-4efa-9b6e-86d7e8f314c3.jpg" title="图11.png" alt="图11.png"//pp style="text-align: center "图11/pp　　3. 实时红外光谱图(EGS图)的作图法/pp　　在本部分第2节中提到“在图7中，由除A列以外的其他列作为纵坐标轴对A列按照图4的方法作图，可以得到在不同温度下的红外光谱图。”也就是说，在导出的Excel格式的在实验温度/时间范围内的所有红外光谱文件中，选中A列和所对应的一列和/或多列时间/温度列即可得到不同温度/时刻下的实时红外光谱图。/pp　　以下举例说明。图12是不同温度下的一水合草酸钙在加热过程中产生的气体产物的红外光谱图。图中第五行为不同的温度值，第A列为红外光谱的波数值。例如，需要比较第100℃、200℃、500℃和700℃下的红外光谱图的变化，则同时选中这些温度和波数(A列)所对应的列，复制并粘贴到新建的表格文件中，并定义相应列的名称(图13)。同时选中图13中A-E列，点击图4中plot选项，即可得到图14，即为不同温度下的红外光谱图。可以在图14中根据需要改变曲线的粗细、形状和颜色，在此不作详述。由图14可以看出，(1)样品在100℃时样品没有发生分解 (2)在200℃时产生了水，对应于结晶水的失去过程 (3)在400℃时产生了一氧化碳，少量一氧化碳被氧化为CO2 (4)700℃时的气体产物以CO2为主。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 220px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/a6b0f4c1-4385-4184-8530-572cc84c0cce.jpg" title="图12.jpg" alt="图12.jpg" width="600" height="220" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图12/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 557px height: 285px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/b989ef36-1508-4bde-b282-9029ef1766ff.jpg" title="图13.jpg" alt="图13.jpg" width="557" height="285" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图13/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/128d4fc6-623a-479c-9cdb-4f3865f22608.jpg" title="图14.png" alt="图14.png"//pp style="text-align: center "图14/ppbr//p

详细信息 （AZF202300009）西南大学近红外光谱仪竞争性磋商公告 （2023年3月30日 磋商） 重庆市-北碚区 状态：公告 更新时间： 2023-03-15 项目概况近红外光谱仪 采购项目的潜在供应商应在《中国政府采购网》（http://www.ccgp.gov.cn/）或西南大学采购与招投标管理中心网页（https://ecaigou.swu.edu.cn:30910/bid/index?redirect=%2F）获取采购文件，并于2023年03月30日 10点00分（北京时间）前提交响应文件。 一、项目基本情况项目编号：AZF202300009项目名称：近红外光谱仪采购方式：竞争性磋商预算金额：280.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：280.0000000 万元（人民币）采购需求： 设备名称 数量 最高限价（万元） 采购标的对应的中小企业划分标准所属行业 成交人数量（名） 近红外光谱仪 1套 280 工业 1 注：1.供应商报价不得超过本项目 最高限价 ；2.以上采购项目内容的具体要求，见 第二篇 采购需求 ；3.本项目允许采购进口产品（指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品）。 合同履行期限：自合同生效之日起至合同全部权利义务履行完毕之日止。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无 3.本项目的特定资格要求：进口产品须提供生产制造商的经销授权函或具有授权权限的代理商对投标产品的授权，且需提供该代理商具有有效授权权限的相关证明文件，证明文件需能显示产品制造厂家对投标产品授权链条的完整性（进口产品制造商参与投标的，不需要提供该授权）。三、获取采购文件时间：2023年03月15日 至 2023年03月22日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：《中国政府采购网》（http://www.ccgp.gov.cn/）或西南大学采购与招投标管理中心网页（https://ecaigou.swu.edu.cn:30910/bid/index?redirect=%2F）方式：凡有意参加本项目磋商的供应商，请于 2023 年3月15日起在《中国政府采购网》（http://www.ccgp.gov.cn/）或西南大学采购与招投标管理中心网页（https://ecaigou.swu.edu.cn:30910/bid/index?redirect=%2F）网上下载本项目磋商文件、图纸（如果有）、补遗等磋商前公布的所有项目资料，无论供应商领取或下载与否，采购人和采购组织机构（采购代理机构）都视为供应商全部收到以上资料并全部知晓有关磋商过程和事宜，由此产生的一切后果由供应商自行负责。售价：￥400.0 元（人民币）四、响应文件提交截止时间：2023年03月30日 10点00分（北京时间）地点：重庆市北碚区天生路2号西南大学文俊楼(南区行政楼)二楼采购与招投标管理中心开标1室（西南大学二号门内400米处）。五、开启时间：2023年03月30日 10点00分（北京时间）地点：重庆市北碚区天生路2号西南大学文俊楼(南区行政楼)二楼采购与招投标管理中心开标1室（西南大学二号门内400米处）。六、公告期限自本公告发布之日起3个工作日。七、其他补充事宜 八、凡对本次采购提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：西南大学 地址：重庆市北碚区天生路2号 联系方式：柳老师 杨老师，023-68250945 68251032 2.采购代理机构信息名 称：中招国际招标有限公司重庆分公司 地 址：重庆市渝北区黄山大道中段53号5-1（双鱼A座5楼） 联系方式：秦佑琼、寿云凤、雷九红，023-68881331-9071、18502305170 3.项目联系方式项目联系人：柳老师 杨老师电 话： 023-68250945 68251032 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容：红外光谱仪,近红外光谱仪 开标时间：2023-03-30 00:00 预算金额：280.00万元 采购单位：西南大学 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：中招国际招标有限公司重庆分公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 （AZF202300009）西南大学近红外光谱仪竞争性磋商公告 （2023年3月30日 磋商） 重庆市-北碚区 状态：公告 更新时间： 2023-03-15 项目概况近红外光谱仪 采购项目的潜在供应商应在《中国政府采购网》（http://www.ccgp.gov.cn/）或西南大学采购与招投标管理中心网页（https://ecaigou.swu.edu.cn:30910/bid/index?redirect=%2F）获取采购文件，并于2023年03月30日 10点00分（北京时间）前提交响应文件。 一、项目基本情况项目编号：AZF202300009项目名称：近红外光谱仪采购方式：竞争性磋商预算金额：280.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：280.0000000 万元（人民币）采购需求： 设备名称 数量 最高限价（万元） 采购标的对应的中小企业划分标准所属行业 成交人数量（名） 近红外光谱仪 1套 280 工业 1 注：1.供应商报价不得超过本项目 最高限价 ；2.以上采购项目内容的具体要求，见 第二篇 采购需求 ；3.本项目允许采购进口产品（指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品）。 合同履行期限：自合同生效之日起至合同全部权利义务履行完毕之日止。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无 3.本项目的特定资格要求：进口产品须提供生产制造商的经销授权函或具有授权权限的代理商对投标产品的授权，且需提供该代理商具有有效授权权限的相关证明文件，证明文件需能显示产品制造厂家对投标产品授权链条的完整性（进口产品制造商参与投标的，不需要提供该授权）。三、获取采购文件时间：2023年03月15日 至 2023年03月22日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：《中国政府采购网》（http://www.ccgp.gov.cn/）或西南大学采购与招投标管理中心网页（https://ecaigou.swu.edu.cn:30910/bid/index?redirect=%2F）方式：凡有意参加本项目磋商的供应商，请于 2023 年3月15日起在《中国政府采购网》（http://www.ccgp.gov.cn/）或西南大学采购与招投标管理中心网页（https://ecaigou.swu.edu.cn:30910/bid/index?redirect=%2F）网上下载本项目磋商文件、图纸（如果有）、补遗等磋商前公布的所有项目资料，无论供应商领取或下载与否，采购人和采购组织机构（采购代理机构）都视为供应商全部收到以上资料并全部知晓有关磋商过程和事宜，由此产生的一切后果由供应商自行负责。售价：￥400.0 元（人民币）四、响应文件提交截止时间：2023年03月30日 10点00分（北京时间）地点：重庆市北碚区天生路2号西南大学文俊楼(南区行政楼)二楼采购与招投标管理中心开标1室（西南大学二号门内400米处）。五、开启时间：2023年03月30日 10点00分（北京时间）地点：重庆市北碚区天生路2号西南大学文俊楼(南区行政楼)二楼采购与招投标管理中心开标1室（西南大学二号门内400米处）。六、公告期限自本公告发布之日起3个工作日。七、其他补充事宜 八、凡对本次采购提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：西南大学 地址：重庆市北碚区天生路2号 联系方式：柳老师 杨老师，023-68250945 68251032 2.采购代理机构信息名 称：中招国际招标有限公司重庆分公司 地 址：重庆市渝北区黄山大道中段53号5-1（双鱼A座5楼） 联系方式：秦佑琼、寿云凤、雷九红，023-68881331-9071、18502305170 3.项目联系方式项目联系人：柳老师 杨老师电 话： 023-68250945 68251032

仪器信息网讯 2013年8月27日，由中国仪器仪表学会主办的&ldquo 第24届中国国际测量控制与仪器仪表展览会(原名：多国仪器仪表展览会)MICONEX 2013&rdquo 在北京中国国际展览中心开幕。　　为了进一步提升食品生产企业检测能力的建设，推动近红外光谱分析技术的应用发展，搭建产、学、研、用学术交流和协作平台，中国仪器仪表学会近红外分会特别于MICONEX 2013期间召开&ldquo 近红外光谱分析技术在食品安全中的应用研讨会&rdquo ，吸引了来自全国各地的100余位代表参加。会议现场　　与传统检测技术相比，近红外检测技术具有高效、简便、无损等特点，既可实现现场检测，亦可用于实验室检测，可极大节省生产和人工成本，近30年来得到了长足的发展，并在食品质量监测领域得到了越来越广泛的应用。本次会议特别邀请到了国内外食品领域从事近红外分析技术研究的专家、企业代表、仪器制造技术人员等做专题报告。　　其中，(株)相马光学Okura Tsutomu从硬件和软件等多方面详细介绍了近红外光谱仪器研发和应用中的一些技术问题。Okura Tsutomu指出，鉴于现场检测的需求，小型化是未来发展的一个方向。此外，Okura Tsutomu还分析了近红外光谱仪器商业化的难点，他说当前有关近红外光谱仪器硬件设计的介绍书籍很少，而且在研发和应用过程中建模工作量也很大，近红外技术的商业化不仅需要技术，还需要工作人员的经验。同时，企业、用户等所单位的相互协助也是很重要的一个方面。　　在应用方面，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所苏华维、Kasetsart 大学Sumaporn Kasemsumran、Bruker公司Joerg Hauser以及中国食品发酵工业研究院张英分别介绍了近红外光谱技术在食品、农产品质量安全控制方面的应用进展。　　此外，新希望六和集团质量安全检测中心隋莉以新颖的思路介绍了近红外技术预测结果评价及应用价值分析，将近红外技术揉入原料存放等生产管理环节中，进一步拓宽了应用范围。报告题目：Evaluation of Food by NIR spectroscopy and Instrumental Technology报告人：(株)相马光学 Okura Tsutomu报告题目：近红外分析技术在牛肉品质检测中的应用研究报告人：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 苏华维报告题目：Applications of Near-Infrared Spectroscopic Analysis in the Agriculture and Food Product Quality and Safety Control报告人：Kasetsart University Sumaporn Kasemsumran报告题目：FT-NIR Analysis of Food Products from Lab to the Process报告人：Bruker Joerg Hauser报告题目：白酒、葡萄酒加工质量监测应用现状和需求报告人：中国食品发酵工业研究院 张英报告题目：NIR预测结果评价及应用价值分析报告人：新希望六和集团质量安全检测中心 隋莉现场讨论

随着人工智能、物联网、云技术、机器人、5G等先进技术的发展，近红外光谱技术在智能化生产方面的优势不断凸显，并在化工、制药等多个行业创造了客观的经济价值。同时，随着相关技术的进步以及应用的拓展，近红外光谱技术也正在逐渐走入大众视野，不断推进着智能化生活的发展方向。为了进一步展示近红外光谱在智能化生产和生活中的技术和应用进展，共同探讨面临的问题以及解决方案，中国仪器仪表学会近红外光谱分会、仪器信息网将于BCEIA2023同期（2023年9月6日，北京中国国际展览中心(顺义馆)）联合举办“近红外光谱拥抱智能化生产和生活”主题论坛 ”。会议同期，还将举办《近红外光谱实战宝典》新书发布会，报名预约并到场参会人员均有机会获赠《近红外光谱实战宝典》新书一本！欢迎从事近红外光谱技术和应用研究的专家、用户、厂商，以及对近红外光谱感兴趣的人员到场参会。会议主题：近红外光谱拥抱智能化生产和生活主办方：近红外光谱分会、仪器信息网会议时间：2023年9月6日下午会议地址：北京中国国际展览中心(顺义馆)学术会议区W-102会议室会议日程：“近红外光谱拥抱智能化生产和生活”主题论坛日程安排主持人：北京化工大学 袁洪福教授时间报告人报告题目14:00-14:20褚小立（中石化石油化工科学研究院教授级高工）近红外光谱分析技术的发展现状与未来14:20-14:40刘鸿飞（奥谱天成（厦门）光电有限公司 总经理）国产中短波红外光谱仪的研制及其应用14:40-15:00石文杰（晨光生物科技集团股份有限责任公司 质量主管）近红外技术在植物提取物智能化生产中的应用15:00-15:20李文龙（天津中医药大学 副研究员）从过程分析技术到药物智能制造15:20-15:40杨增玲（中国农业大学教授）近红外光谱传感技术在绿色循环农业中的应用研究15:40-16:00孙红（中国农业大学教授）土壤-作物近红外传感器开发及智慧农业应用16:00-16:20《近红外光谱实战宝典》新书发布环节16:20-17:00讨论环节 会议联系人：叶老师，18211196128 赞助联系人：魏老师，13552834693中国仪器仪表学会近红外光谱分会仪器信息网2023年8月17日会议联系人：叶老师，18211196128赞助联系人：魏老师，13552834693预约报名请点击：http://mhvtajakfgn3848u.mikecrm.com/gFSQam5 扫码报名 中国仪器仪表学会近红外光谱分会仪器信息网2023年8月17日温馨提醒：“近红外光谱拥抱智能化生产和生活”主题论坛暨“近红外光谱实战宝典”新书发布会在BCEIA同期举办，参加该活动的各位老师还需要提前进行BCEIA预登记以顺利进入展会现场。预登记通道已开启，预登记即刻成为BCEIA VIP，并享有三重福利：1、会前免费获取专属胸牌及会议资料2、免费兑换午餐及饮用水3、京城20个网点的BCEIA班车免费乘坐马上扫描下方二维码预报名登记：或PC端点击链接预登记：http://t2.eainfor.com/T/p/103_5 或手机端点击链接预登记：http://t2.eainfor.com/T/w/103_5

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

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

p　　QY Research的最新报告显示，2018年，全球近红外光谱市场价值4.6亿美元，预计到2025年底，该市场将达5.6亿美元。未来几年，亚太地区有望成为增长最快的市场。对我国而言，现代近红外光谱的研究与应用起步相对较晚，1979年开始引入近红外光谱仪，而相应的课题研究在90年代前只属于初步的研究，涉及的领域也很少。20世纪90年代以后，随着仪器、软件和应用等的发展，近红外光谱法才以高效和快速的特点异军突起，逐渐应用于农业、石化、制药和食品等多个领域。/pp　　虽然业界普遍认为，近年来我国近红外光谱分析技术无论在研发还是应用方面都取得了长足进展，近红外光谱在中国有着非常大的市场前景。不过，由于应用拓展不足，相关的检测标准还不完善，模型建立、评价和修正有一定难度等原因也在一定程度上限制了近红外光谱产业的进一步发展。/pp　　目前，近红外光谱的技术及产业发展现状如何？如何才能想用户之所想，从实际应用的角度出发，进一步完善并推进产业更快更好的发展？针对这些问题，2019年4月19日，由ACCSI2019主办方仪器信息网和本届会议支持单位中国仪器仪表学会近红外光谱分会合办的近红外光谱发展论坛在青岛召开。大会组委会安排了七个专家报告，深入解析近红外光谱的技术、标准、应用、仪器等关键问题，吸引了120余位代表出席，现场座无虚席。特别值得一提的是，本次活动不仅邀请了各大科研院所专家、厂商技术人员出席，还吸引了新希望六和、正大集团、亚太中慧、丰沃新农等很多青岛当地的用户参会，真正实现了专家、用户、企业“面对面”交流的效果。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1398.JPG" alt="IMG_1398.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/9584603b-5f4b-44f6-88ae-3cbfccbb1817.jpg"//pp style="text-align: center"img title="IMG_1395.JPG" alt="IMG_1395.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/37751a21-c396-4d30-870b-bb71000bbb2d.jpg"//pp style="text-align: center "strong会议现场/strong/pp　　会议由中国仪器仪表学会近红外光谱分会山东工作站主任、山东大学臧恒昌教授主持。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1300.JPG" alt="IMG_1300.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/3be2f95c-c130-4199-86fe-260089f1a3bc.jpg"//pp style="text-align: center "strong中国仪器仪表学会近红外光谱分会山东工作站主任、山东大学臧恒昌教授主持会议/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img title="IMG_1242.JPG" alt="IMG_1242.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/78b3cbd6-bf15-4836-9466-6fc3fd76cae6.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：中国仪器仪表学会近红外光谱分会理事长、北京化工大学教授 袁洪福/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：近红外分析技术综述及发展讨论/strong/pp　　袁洪福从1800年Herschel发现近红外光讲起，介绍了近红外光谱的发展历史，回顾了在近红外光谱发展中做出突出贡献的一系列科学家，并对现如今成熟的光谱仪、多元分析软件、数据库等进行了全面的介绍。报告中，袁洪福还比较了欧美、韩国、巴西和中国四个国家的近红外光谱应用情况，他指出，相对于欧美成熟的应用阶段，目前中国正处于上升趋势。/pp　　袁洪福分析到，目前我国近红外分析技术已经为企业届所接受，特别是在饲料、大豆收购等领域上已经产生了经济效益，但是大家对近红外分析技术的理解还存在着偏差。袁洪福说，他对近红外有深厚的感情，他希望将自己多年的研究经验交到年轻人手里。对近红外光谱未来发展的思路，袁洪福给出了如下的建议：应用为牵引、硬件是基础、光谱标准化、建立数据库、建立标准方法等。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1308.JPG" alt="IMG_1308.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/ca65f15c-132e-4c84-a152-c29a64d40b55.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：中国仪器仪表学会近红外光谱分会副理事长、南开大学教授 邵学广/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：近红外光谱仪器、方法与应用新进展/strong/pp　　从化学计量学走到近红外领域，邵学广在近红外领域的研究也有二十多年了。前十几年，邵学广主要在建模方法、建模样本、光谱预处理方面开展研究，最近七八年聚焦模型转移、微量成分分析、实际应用、仪器、大数据系统等。本次报告中，他从基础研究、化学计量学、仪器等多个方面介绍了近红外光谱技术的新进展。/pp　　邵学广说，在我国，相对于其他分析仪器，近红外光谱在科研领域的应用还比较少，加强基础研究是非常重要的，不过，这几年已经有了一定的进展。据介绍，针对近红外灵敏度低这个缺点，邵学广申请了基金委的重点项目，通过为期五年的研究，目前溶液样品做到几十个纳克，固体样品做到微克。不仅如此，邵学广还提出了温控近红外光谱技术，与日本教授提出的水光谱组学不谋而合。据悉，未来，邵学广还计划与无锡迅杰光远合作开展基于“多元光学计算(MOC)”原理的仪器研究。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1323.JPG" alt="IMG_1323.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/2c093967-5323-4784-9dfb-afd9eff3c4b4.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：黄埔海关技术中心(原黄埔出入境检验检疫局综合技术服务中心)研究员 苏彩珠/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：近红外光谱技术分析方法的标准化概况和存在问题与发展趋势/strong/pp　　在我国，标准对仪器技术的应用和推广有明显的促进作用。据苏彩珠介绍，整体上看，我国在近红外标准化方面的工作并不落后，特别是2000年之后取得了很大的进展。现行标准中国55项，其中国家标准22个，行业标准19个，地方标准14个；国外54项，其中国际标准13个，发达国家20个，新兴市场国家14个，国际知名组织7个。/pp　　尽管如此，苏彩珠也指出，我国在标准化方面仍然存在一些问题，如标准覆盖学科和应用领域情况少；标准复评审计更新情况慢；现行标准需要专项培训等。针对此，苏彩珠也从科学技术研究计划和资金、行业专题专项培训、团体标准、分析方法标准化切入点、新时代形势下的技术特点等多个角度给出了一些思考和建议。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1371.JPG" alt="IMG_1371.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/50939f60-c7af-487d-943a-28259ddba307.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：北京吉天仪器有限公司近红外产品经理 李得勇/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：聚光科技近红外技术在粮油质检系统的应用/strong/pp　　据李得勇介绍，目前国产近红外仪器从层面上来讲，表面看起来简单，但深层次也有不少无奈，总体上来说重硬件，轻应用；从市场分布来说，国产近红外仪器的客户偏中、低端，以加工制造、现场快检为主，高端研究领域应用比较少；在市场占有率方面，国产近红外仪器的客户以企业、个体客户为主，国家质检体系占比略低，不过近些年增长速度很快。/pp　　科技仪器如何助力国家粮食安全现状？李得勇从增产和收储两个方面，以聚光科技近红外产品为例，分享了近红外技术在粮油质检系统中可以提供的解决方案。不过，李得勇也指出，针对粮油领域而言，国产近红外光谱仪应用范围比较广，但应用深度一般较浅，缺乏整体解决方案的提供。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1373.JPG" alt="IMG_1373.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/62e06818-bb5e-43bd-8e1b-9369cdc6370c.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：中国仪器仪表学会近红外光谱分会山东工作站副站长、新希望六和饲料股份有限公司近红外项目专员 隋莉/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：NIR光谱技术在饲料行业的应用分享/strong/pp　　本次会议中我们也特别请到了青岛当地典型用户单位新希望六和进行经验分享。据隋莉介绍，近红外光谱仪在饲料行业已经取得了一系列的成果，特别是大型饲料企业接近全配置。报告中，隋莉还特别指出，从价值取向上来说，企业选择近红外仪器不是政策要求，是完全价值驱动的。对此，她还特别从分析时间缩短和环境保护两个方面对常规分析方法和近红外分析方法进行了对比。/pp　　基于多年仪器使用经验，隋莉深度挖掘了NIR应用的关键点，包括规范样品制备、设备维护、数据比对等细节；科学认知实验室分析水平、NIR预测能力；合理预期哪些能做，哪些不能做，并对方法进行不确定度分析；持续培训等，给现场用户很大的启发和借鉴。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1401.JPG" alt="IMG_1401.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/7218eb2d-9d36-4ecf-99f1-a9be55abab7c.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司高级应用部经理 倪勇/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：在线近红外分析技术在智能化生产中的应用/strong/pp　　过程分析设备称得上整个生产过程的“眼睛”，可以协助生产线“看着”产品的外观特性和内部品质含量进行科学的调整。在线近红外过程分析技术就以其分析速度快，设备相对简单，非破坏性、多组分、多通道、同时检测等特征被广泛的应用在粮油加工、谷物分级、烟草加工、生物制药等领域。倪勇说，在线近红外仪器未来一定是一个新的发展方向，发展潜力比实验室近红外仪器更加广阔。/pp　　报告中，倪勇分析了企业选购在线近红外仪器的利益驱动及企业对在线近红外分析仪的共通要求，并详细分享了DA7440产品在淀粉/发酵生产中的应用案例及仪器特点。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1424.JPG" alt="IMG_1424.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/33f82226-a248-4a26-bae0-93ea1a3ffbea.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：华东交通大学教授 刘燕德/strong/pp style="text-align: center "strong报告题目：水果光电检测技术及装备现状与未来/strong/pp　　据刘燕德介绍，目前我国水果行业很多还处在人工分选阶段，缺少水果内外品质快速无损检测方法和装备。报告中刘燕德特别介绍了意大利、新西兰、日本、荷兰、澳大利亚等的成功案例，同时也分享了国内水果光电检测与分选装备的研究现状。据悉，华东交通大学研制了基于漫透射检测原理的脐橙、蜜柚、苹果、梨等水果内部品质在线检测与分选装备，在江西、山东、重庆、广西、河北、广东等水果主产区推广应用，打造了晶心高糖苹果，赣南脐橙、梅州金柚等水果品牌。/pp　　最后，刘燕德还分析了水果光电检测技术的发展趋势：高精度、智能化、数字化、多元化、网络化、模型化等。此外，从新老设备的融合发展、内外品质同步分选、自动化包装、大数据应用和数据共享等方面也进行了详细的介绍。/pp　　本次近红外光谱发展论坛的各位专家的报告既梳理了技术的发展综述，也展现了最新的研究成果和方向，更重要的是，各位专家还点出了近红外在实际应用中的问题所在，并给出了切实的解决方案。/pp　　报告中，各位嘉宾对我国近红外光谱的现状和发展给出了自己的看法。袁洪福说，我国近红外光谱的应用正处于上升趋势；邵学广说，我国近红外光谱的基础研究亟待加强；苏彩珠说，2000年之后我国在近红外标准化方面的工作取得了很大的进展；李德勇说，近些年国产近红外仪器在国家质检体系的占比增长很快；隋莉说，企业选择近红外仪器完全是价值驱动的；倪勇表示，在线近红外仪器未来是一个新的发展方向；刘燕德也分享了我国水果光电检测技术及装备的新进展。所有这一切，正如主持人臧恒昌总结的，我国的近红外光谱还依然“年轻”，未来大有可为。/pp style="text-align: center"img title="IMG_1350.JPG" alt="IMG_1350.JPG" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/527757c9-c608-4f53-a308-721962c75d94.jpg"//pp style="text-align: center "strong中国农业科学研究院 蒋士强研究员/strong/pp　　同时特别值得一提的是，中国农业科学研究院蒋士强研究员在听了大会报告和近红外光谱发展论坛之后，现场给大家分享了自己的建议和期待，他说，人工智能、成像等技术对近红外光谱技术的未来发展或许有借鉴意义。/p

2012年9月11日早上10点30分，中国食品发酵工业研究院与北京中安信达科技有限公司在北京举行“近红外光谱检测项目”合作协议签字仪式，标志着双方的战略合作进入全面发展、深入推进的全新阶段。中国食品发酵工业研究院蔡木易院长、北京中安信达科技有限公司董事长周柏均发表重要讲话 宋全厚副院长、尹建军主任、王健博士，张宏兵总经理、财务总监周斌、以及国资委直属投资公司领导李雪林出席仪式。研究院蔡木易院长、宋全厚副院长、尹建军主任、王健博士出席签约仪式　　近红外技术是近年来迅速发展的，可实现无损检测的快速分析技术。在国外已经成功地引入多类食品的质量检测，甚至在引入过程分析技术后成功地从实验室应用过渡到生产，包括从原材料直至生产过程中的每一个环节都实施了监控，做到了减少浪费，提高生产率及产品质量。　　王健博士是中国食品发酵工业研究院从海外引进的近红外技术领域的专家，开发了基于近红外光谱分析仪的食品质量快速无损检测技术，针对不同的食品门类及质量指标，从原辅料控制、生产过程控制以及产品在线质量控制等各个生产环节入手，分别建立关键指标的近红外光谱快检模型，从而简化企业检测程序、降低检验成本，进而提高食品行业的质量安全保障能力和技术水平。北京中安信达科技有限公司董事长周柏均、总经理张宏兵、财务总监周斌、国资委直属投资公司领导李雪林出席签约仪式　　北京中安信达科技有限公司是专业从事食品安全检测产品开发、销售的高科技公司，此次与我院共同开展的“近红外光谱检测项目”，是市场需求与技术创新的有机结合，所开发的检测设备具有快速、准确、全面、环保等特点，对于中国食品企业产品质量自控具有重要意义。宋全厚副院长、周柏均董事长分别代表中国食品发酵工业研究院和北京中安信达科技有限公司签署合作协议

中仪标化(北京)技术咨询中心，是专业从事光谱、色谱、质谱等仪器分析培训、实验室培训、高级化学检验员培训的专业培训机构。 是中国分析测试协会、中国仪器仪表学会分析仪器学会团体会员单位，国家质检总局质量技术监督行业国家资格取证委托培训单位。中仪标化目前已在全国各地成功举办100多期相关培训班，每年培训来自全国各地仪器分析测试人员及实验室管理人员近千名。　　中仪标化将于2014年7月21日青岛再次举办&ldquo 红外光谱分析技术与应用&rdquo 培训班,邀请孙素琴教授、周群博士两位专家系统地讲授红外光谱相关知识与相关应用。 　　【培训详情】　 培训时间：2014年7月 21日-7月26日　　培训地点：青岛　　培训对象：各企事业单位负责化学分析及ICP质谱仪器的负责人及工程技术人员 　　授课专家： 孙素琴 教授 清华大学化学系教授。主要研究领域为红外光谱法在复杂混合物体系中的应用，建立了&ldquo 多级红外光谱宏观指纹分析法&rdquo 等用于混合物体系分析的理论。兼任北京市理化测试技术协会常务理事和光谱分会副理事长，中国物理学会光散射专业委员会委员，《光谱学与光谱分析》和《中华中西医杂志》常务编委，《光散射学报》和《现代仪器》编委。目前已发表学术论文200余篇，获发明专利3项，出版专著三部。 周 群 博士 清华大学化学系副教授。研究领域为分子光谱。多年来一直从事红外、拉曼光谱的研究工作。主要研究重点为中药材的快速无损分析和中药材稳定性的研究，以及采用分子光谱法结合二维相关技术对中药和食品进行宏观质量控制的研究。兼任《计算机与应用化学》常务编委、《光谱学与光谱分析》编委等。　　培训内容：详见培训通知 　　【报名详情】　　报名官网：http://www.fxyqpx.org/Spetrain/19_1101.html　　本网报名：http://www.instrument.com.cn/training/training_info.asp?TRI_No=101109　　咨询电话：010-52573244 手机：15718847789 　　报名传真：010-61772365 报名QQ：1518048166　　报名邮件：fxyq06@126.com

近红外光谱仪（NIR）近年来深受到越来越多科研人的青睐，广泛应用于农业、食品、医药、石化等领域。为了促进相关技术研究的发展，仪器信息网将于2022年8月17日举办“近红外光谱最新技术及应用”主题网络研讨会。我们将邀请权威专家及厂商技术人员带来精彩分享，把最新的技术和科研成果呈现给大家。欢迎大家踊跃报名参加~本次会议我们已经邀请到了南开大学邵学广教授、中国石油化工科学研究院许育鹏高级工程师、中国农业大学闵顺耕教授、南京林业大学黄玉萍副教授、瑞士万通中国张闪闪产品经理等，各位专家将从近红外光谱算法、石油化工和农业食品领域等不同角度来分享最新的研究成果和技术。点我免费报名参会！以下为会议详细日程（持续更新中）：点击链接，抢占免费名额：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/nir20220817/同时感谢本次会议的赞助商的大力支持： 相关会议赞助，请联系刘经理，欢迎各位厂商前来咨询！

温哥华两名华裔少年发明了一种智能餐具，可扫描食物中的细菌、过敏原和营养成分。　　智能餐具由16岁的马德琳刘和安吉拉王设计，可用于叉子、勺子和筷子等多种形式，使用“近红外光谱”技术分析食物中的分子。　　马德琳刘称，不同种类食物的分子以不同方式振动，由此创造出其独特的“光学签名”，智能餐具据此与数据库进行比对，从而识别和确定食物中的特定分子。　　马德琳刘在其朋友和亲属遭受幽门螺旋杆菌引起的过敏和感染后萌发了设计智能餐具的灵感。幽门螺旋杆菌可经口口相传，进而感染胃部并导致溃疡。幽门螺旋杆菌在不实行分餐的亚洲国家较为常见，常常通过餐具扩散。　　马德琳刘表示，除了检测幽门螺旋杆菌，智能餐具附带的微型光谱仪还能检测过敏原和营养成分。而且，光谱仪在餐后可从叉子、勺子和筷子上取下，以便于清洗。　　两位华裔少年设计的智能餐具曾获得去年11月举办的“温哥华创业周末”大奖，目前她们正在对产品进行最终定型以尽快推向市场。

近日，《基于红外光谱的橡胶支座胶种快速识别技术研究》课题通过省交通工程建设局在南京组织的验收评审。《基于红外光谱的橡胶支座胶种快速识别技术研究》在充分调研的基础上，对比分析了国内外红外光谱设备，提出用于胶种红外光谱识别的设备基本性能要求以及标准化的检测方法，通过开展橡胶支座红外光谱特性的分析研究，提出基于红外光谱技术的橡胶支座胶种快速识别的特征峰和评价阈值。该课题的实施填补了橡胶支座胶种快速检测的空白，对实现对橡胶支座质量快速、精确的监控与管理，提高我国公路桥梁建设质量具有重要的现实意义。会议听取了承担单位关于课题研究成果的汇报，经5位特邀专家质询与讨论，充分肯定了课题关于通过特定的特征峰以及红外光谱相似度识别橡胶支座胶种的研究成果，一致同意通过验收。

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题 高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！二维相关红外光谱分析技术在高分子表征中的应用Applications of Two-dimensional Correlation Infrared Spectroscopy in the Characterization of Polymers本文作者：侯磊，武培怡 作者机构：东华大学化学化工与生物工程学院,上海,201620作者简介：武培怡，男，1968年生. 1985年，南京大学化学系获学士学位，1998年，德国ESSEN大学获博士学位. 1998~2000年在日本触媒研究中心从事研究工作，2000~2017年任复旦大学高分子科学系教授，2017年起任东华大学化学化工与生物工程学院教授. 2001年入选上海市科委启明星计划、上海市教委曙光计划，2003年入选上海市科委白玉兰科技人才计划，2004年入选上海市科委启明星跟踪计划，获得国家杰出青年基金资助、上海市引进海外高层次留学人员专项资金资助，2005年度入选教育部首届新世纪人才计划，2007年入选上海市优秀学科带头人计划，2016年入选英国皇家化学会会士，2017年获陶氏化学“Dow Innovation Challenge Award”. 主要研究方向包括二维相关光谱在聚合物体系中的应用、智能仿生材料、聚合物功能膜等.摘要二维相关光谱作为一种先进的光谱分析方法，具有提高谱图分辨率、解析动态过程等优势，近来在高分子表征中引起了越来越多的关注. 高分子体系涉及了丰富的相互作用和复杂的结构，分子光谱是常用的表征手段，而借助二维相关光谱分析技术，能够有效识别精细结构、判别动态变化机制，从而显著丰富和完善分析结果. 本文重点围绕二维相关红外光谱，简述了发展历史和基本原理，随后结合实际过程，介绍了相关实验和分析技巧，最后列举了其在高分子表征中的典型应用，展示了二维相关红外光谱分析的特点，具体涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散、天然高分子的结构表征等研究. 希望通过本文的介绍，能够帮助读者更好地理解二维相关光谱，进一步拓展其在高分子领域中的应用.AbstractTwo-dimensional correlation spectroscopy (2Dcos) is an advanced analysis method, which holds great advantages in improving spectral resolutions and interpreting dynamic processes, and has attracted great attention in the field of polymers. Molecular spectroscopy is frequently applied in the characterization of polymers, which involves abundant molecular interactions and complex structures. Under the help of 2Dcos analysis, fine structures as well as dynamic mechanisms within the polymer systems can be effectively identified, thus significantly enriching and improving the analysis results. In this paper, we will mainly focus on the two-dimensional correlation infrared spectroscopy (2DIR). Firstly, the history and basic principles of 2Dcos are briefly introduced. Then, some relevant experimental and analytical techniques are presented based on the actual process. Finally, typical applications of 2DIR in the polymer characterization are demonstrated and the features thereinto are also shown. Particularly, the response mechanisms of temperature-responsive polymers, complex molecular interactions in stretchable ionic conductors, diffusion processes of small molecules in polymer matrix and structures of natural polymers are investigated. It is hoped that this paper will help readers better understand 2Dcos and further expand its applications in the field of polymers.关键词分子光谱   二维相关光谱   高分子   分子相互作用 KeywordsMolecular spectroscopy   Two-dimensional correlation spectroscopy   Polymer   Molecular interactions  高分子材料体系涉及丰富的相互作用和多级结构，这是决定材料最终性能的关键. 分子光谱(红外、拉曼光谱)作为表征高分子材料的常用手段，一方面可以检测不同化学结构/组分所对应的官能团，依据特征吸收峰强度和位置，实现对高分子化学结构的鉴别，另一方面，可以基于不同官能团特征吸收峰的强度和位置变化，判别基团所处的物理或化学环境，实现对体系中复杂相互作用的解析. 随着高分子材料的发展，体系趋向多样化、多功能化，而传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力有限等问题，一定程度限制了分子光谱在复杂高分子体系的应用拓展.二维相关光谱(Two-dimensional correlation spectroscopy，2Dcos)作为一种先进的光谱分析手段，尤其适合于从分子水平探讨各类外扰作用下复杂高分子体系涉及的结构和相互作用变化. 相较于传统的一维光谱，二维相关光谱的优势在于：(1)对于包含许多重叠峰的复杂谱图，起到图谱简化的作用；(2)通过将原始谱图在第二维度上延伸，能够明显提高原始一维谱图的分辨率；(3)谱峰的相关性可帮助判断体系中的相互作用以及峰归属；(4)可用于确定外界刺激下不同过程的发生次序. 本文首先将结合二维相关光谱的发展历史，介绍其基本原理. 其次，围绕动态谱图获取和二维相关分析，介绍二维相关光谱的一些实验和分析技巧. 最后，结合具体体系，重点阐述二维相关光谱在高分子表征中的应用.1 基本原理1.1 发展历史二维相关光谱分析方法的基本概念最早起源于核磁共振(NMR)领域. 二维核磁共振(2DNMR)谱通过多脉冲技术激发核自旋，采集原子核自旋弛豫过程的衰减信号，最后经双重傅里叶变换得到[1]. 通过将核磁信号扩展到第二维度，可以显著提高谱图的分辨率，并且有效简化包含许多重叠峰的复杂光谱. 与此同时，通过选择相关的光谱信号，可以鉴别和研究分子内/间的相互作用. 尽管二维光谱技术在核磁领域取得了快速发展，却在很长一段时间内未能深入到其他光谱分支，如红外、拉曼、紫外-可见吸收、荧光光谱等. 阻碍二维光谱技术发展的一个根本原因在于多重射频脉冲的二维核磁技术可以成功地在精密而昂贵的核磁仪器上实施，却不能在普通的红外、拉曼和紫外-可见吸收等光谱仪器上实现. 因为这类光谱的时间标尺(time scale)远小于核磁共振[2]. 一般来说，核磁时间标尺数量级在毫秒到微秒之间，而红外吸收光谱观察分子振动的时间标尺在皮秒数量级，因此产生二维红外光谱必须采用特殊的新途径.二维相关光谱概念上的突破是由特拉华大学(University of Delaware)的化学家Noda[3,4]提出的. 他把核磁实验中的多重射频励磁看作是一种对体系的外扰(外部扰动). 施加于体系的外扰可以多种多样，如热、磁、机械、电场、化学甚至声波等. 每种外扰对体系的影响是独特而有选择性的，并由特定的宏观刺激和分子相互作用的机理所决定. 因此，包含在动态光谱中的信息类型是由外扰的方式和电磁波的种类所决定的. 外扰的波形没有任何限制，从简单的正弦波、脉冲、到随机的噪音或静态的物理量(如时间、温度、压力等)的变化均可应用于外扰. 由此，Noda设计出一种完全不同的二维光谱实验技术，他用外扰来激发被检测体系的分子，由于被激发分子的弛豫过程慢于振动光谱的时间标尺，因而可使用时间或温度等外扰分辨振动光谱(红外、拉曼)技术来跟踪研究被检测体系受外界扰动而产生的动态变化，结合数学中的相关分析技术，将原有的光谱信号扩展到第二维度，从而得到二维相关光谱(如图1所示). 二维相关光谱实际研究的就是动态光谱的变化[5,6]. 此后，随着二维相关光谱技术的发展，逐渐在荧光光谱、X射线衍射谱、凝胶渗透色谱等也得到了应用. 总体而言，二维相关光谱分析在红外光谱中的应用最为成功，这主要是由于红外光谱的信噪比相对较高，具有高灵敏度、高选择性和非破坏性等特点，能够在分子结构和链段运动等方面提供丰富信息. 另一方面，红外光谱的谱峰重叠严重，解析起来存在一定困难，二维相关光谱的引入可以很好地解决这一问题. Fig. 1 Acquisition procedure of generalized 2D correlation spectra. In the 2D synchronous and asynchronous spectra, red colors represent positive intensities while green colors represent negative ones.1.2 计算原理二维相关光谱考虑外扰变量下(如时间、温度、压力、浓度、电场、磁场等)光谱强度y(v, p)的变化情况，其中v为光谱变量，可以为任何光谱量化的参数，如红外波数、拉曼位移、紫外波长、X射线散射角等，p为外扰变量，可以是任意合理的物理或化学变量，如时间、温度、压力、电场强度、浓度、pH、离子强度等. 对于体系在一定外扰区间(1~N)下引起的动态光谱y˜(v, p)定义为[2,5]：y¯(v)为体系的参考光谱，通常选为平均谱. 参考光谱的定义为实际过程中，可以选择某一个参考点p = Pref处的光谱作为参考光谱. 参考点可以是实验的初始状态或结束状态，也可以直接简单地设为0，这种情况下，动态光谱即为我们观察到的光谱强度.二维相关强度X(v1, v2)表示在外扰变量区间内，对光谱变量v1和v2光谱强度变化y˜(v, p)的函数进行比较. 由于相关函数是计算2个互不依赖的光谱变量v1和v2处强度的变化，因此可以将X(v1, v2)转变为复数形式[2]：这里，组成复数的相互垂直的实部和虚部分别称作同步和异步二维相关强度. 同步二维相关强度Ф(v1, v2)表示随着p值的变化，v1和v2处光谱强度的相似性变化，而异步二维相关强度Ѱ(v1, v2)则表示光谱强度的相异性变化.二维相关光谱的快速计算方式在于对动态光谱进行Hilbert-Noda变换，将其从外扰域转换到频率域上，最终得到二维相关光谱[2,5].二维相关同步谱：二维相关异步谱：其中Mjk代表Hilbert-Noda转变矩阵的第j行第k列的元素，表示为：1.3 解谱规则二维相关光谱图包含同步谱和异步谱2类，图1展示了典型的同步和异步谱图.1.3.1 二维相关光谱同步谱图二维相关光谱同步谱图表现了给定2波数v1和v2处光谱强度的同步或者一致变化. 同步谱图沿对角线(对应于光谱坐标v1 = v2)方向对称，其中相关峰可以出现在对角线上，也可以出现在对角线外. 落在对角线上的相关峰称作自动峰，自动峰强度对应于外扰过程中光谱变化的自相关函数. 在同步谱中，自动峰的强度始终为正，代表了对应波数下光谱强度动态波动的整体程度. 所以，在动态谱图中表现出更大程度强度变化的区域对应的自动峰越强，而那些基本保持不变的峰自动峰强度小甚至没有自动峰. 交叉峰处于同步谱图的非对角线区域，表现了不同波数光谱信号的同步变化. 这样一种同步的变化，反过来，预示着2波数间可能存在一定的相关性. 尽管自动峰的强度始终为正，但交叉峰的强度可正可负. 如果2波数的交叉峰为正，说明这2个波数对应的光谱强度在外扰下同时增加或者同时降低；如果两波数的交叉峰为负，说明这2个波数对应的光谱强度一个增加另一个降低.1.3.2 二维相关光谱异步谱图异步谱图呈现了2个给定波数v1和v2处光谱强度的异步或者相继变化，它关于对角线反对称. 异步谱图中只有交叉峰，而无自动峰. 异步交叉峰只有在2个给定波数的光谱强度发生异相(如延迟或加快)变化时才出现. 这一特点尤其可以帮助区分光谱中的来源不同的重叠峰. 于是，外扰过程中，混合物中的不同组分、材料中的不同相或者化学基团经历不同的变化对光谱强度的贡献能够得以辨别. 即使是2个谱带靠的很近，只要它们的瞬间特征或者时间依赖光谱强度变化模式存在本质不同，它们之间便会出现异步交叉峰. 所以异步交叉峰的出现意味着这些谱带有着不同的来源或者是不同分子环境下的官能团. 异步谱图的交叉峰可正可负，而异步谱图中交叉峰的符号可以用来辅助判断谱带在外扰过程中的变化次序.1.3.3 二维相关光谱读谱规则利用同步和异步谱图的交叉峰，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为方便表述，将同步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Φ(v1, v2)，将异步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Ψ(v1, v2). 根据Noda规则[5]：(1)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v1谱带处的强度变化发生先于v2谱带处的强度变化(表示为v1→v2)，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1；(2)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v1→v2. 简单说来，如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号一致(都为正或者都为负)，则v1→v2；如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号不一致(一个为正而另一个为负)，则v2→v1.2 实验技巧二维相关光谱作为一种有效的光谱分析手段，是针对一系列动态光谱的数学分析，具体可分为2个过程：动态谱图获取和二维相关分析. 本节将结合实际操作过程，介绍二维相关红外光谱的一些实验和分析技巧.2.1 动态谱图获取2.1.1 样品制备对于固体聚合物样品，溴化钾压片法制备的样品可直接用于透射红外光谱测试；另外，还可使用溶液铸膜(solution casting)法在红外窗片上直接制备得到适合透射红外光谱测试的薄膜. 对于溶液样品，主要应考虑样品的密封问题，避免测试过程中溶剂的挥发. 此外，水溶液或者水凝胶样品，为避免H2O分子的红外吸收对高分子链上C―H和C＝O基团吸收峰的影响，可以用D2O作溶剂.2.1.2 测试条件测试模式方面，为得到高信噪比的红外光谱图，一般使用透射模式进行数据采集. 特殊的样品也可选用其他附件，例如对样品表面进行研究时可选用ATR附件. 测试条件方面，为兼顾扫描时间和信噪比，可设置红外谱图分辨率为4 cm-1，扫描次数为32次.2.1.3 测试环境二维相关光谱的特点在于只对光谱的变化敏感，能够显著放大一系列动态光谱的变化情况. 不论样品浓度、厚度如何，如果其处于静态，不发生变化，则对应的二维相关光谱无任何信号. 因此，为了使二维相关光谱的信号只来源于样品本身的结构变化，需要保证测试过程中环境的相对稳定，排除测试环境变化引起的水或二氧化碳吸收峰变化的干扰. 通常，可以借助干燥空气或者氮气吹扫，待测试环境稳定后进行背景采集，随后开展一系列动态光谱的采集.2.2 二维相关光谱分析将采集的一系列动态光谱在特定的软件上进行数学处理，即可得到二维相关光谱同步和异步谱图. 目前，能够快速获得二维相关光谱的软件种类很多[7]，大都是免费获取或者是商业化的软件，包括2D Shige、TDCOS、Mat2DCorr、2DCS、Midas 2010、R corr2D、Python Scikit Spectra、Python NumPy等. 关于二维相关光谱的谱图分析，重点在两部分：精细结构的分辨和动态过程的解析. 二维相关光谱异步谱可以区分光谱中来源不同的重叠峰，将异步谱中谱峰对应的波数进行基团归属，即可分辨体系的精细结构. 此外，通过结合同步谱和异步谱交叉峰的符号，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为了方便解析复杂体系谱峰响应的先后次序，根据Noda规则，本课题组提出了一种简便的判断方式[8]. 如表1、2所示，分别读出了图1异步谱中所有谱峰对应的波数及其在同步和异步谱中交叉峰的符号(强度正负)，之后将其对应一一相乘，结果如表3所示. 该表中每一个正值都代表它所对应的横轴的波数先于或快于纵轴的波数响应，而每一个负值代表它所对应的横轴的波数后于或慢于纵轴的波数响应. 基于此，可以直观地得出对应动态过程的谱峰响应次序(“→”表示先于或快于)：1647→1628→1622→1615 cm-1.Table 1 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 2 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 3 The final results of multiplication on the signs of each cross-peak in synchronous and asynchronous spectra.3 典型应用基于二维相关光谱在判断精细结构和解析动态过程的优势，本节将结合本课题组的研究工作，介绍二维相关光谱在高分子表征中的应用，主要涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散机理等.3.1 温度响应高分子的响应机制温度响应高分子能够在外界温度发生变化时改变自身的物理或化学性质，形成对环境的感应并产生反馈，在智能传感、药物缓释、可控驱动、过滤分离、智能窗户等领域得到了广泛关注和应用[9~11]. 温度响应高分子的响应过程往往源于分子结构或链构象的变化，分子光谱(红外、拉曼光谱)对分子基团及相应的相互作用十分敏感，非常适合于研究其中的响应机理. 传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力低以及难以捕捉动态过程等不足，借助二维相关光谱分析，可以对温度响应高分子的精细结构和动态响应机制进行深入解析，探讨其中的构效关系.聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)在水溶液中呈现LCST (lower critical solution temperature)型转变，即升温过程发生相分离，相转变温度约为32 ℃[12]. PNIPAM分子链同时存在亲水的酰胺基团和疏水的碳链骨架、异丙基侧基，利用变温红外光谱对PNIPAM水溶液升温过程进行跟踪，观察到vas(CH3)和vs(CH2)吸收峰波数的降低以及Amide I区域1625和1649 cm-1处吸收峰的相互转化，表明聚合物链C―H基团的脱水和分子间/内氢键C＝O… H―N的形成. 基于二维相关光谱分析，获取了PNIPAM水溶液相分离的微观动力学机理：温度升高首先发生侧基CH3的两步脱水，随后是主链的塌缩和聚集，最后为酰胺氢键的形成，并最终导致了相分离[13].PNIPAM的LCST型转变对溶剂组成也十分敏感. 尽管水和甲醇都是PNIPAM的良溶剂，但在两者以一定比例混合的状态下对PNIPAM则为不良溶剂. 例如：当甲醇和水的体积比为0.35:0.65时，PNIPAM在该混合溶剂中的LCST约为-7.5 ℃，这种现象称为“共不溶”现象. 利用红外光谱和二维相关光谱分析研究PNIPAM在水/甲醇混合溶剂中温度响应行为[14]，传统一维红外光谱分析表明，相比于纯水溶液，PNIPAM链在水/甲醇混合溶剂中处于塌缩的状态，并且PNIPAM和甲醇的相互作用明显被削弱了，这主要归因于混合溶剂中水-甲醇团簇的形成导致了PNIPAM链水合位点的减少. 进一步的二维相关红外光谱分析证实了水-甲醇团簇对PNIPAM链水合过程的抑制作用.除此之外，本课题组还探讨了其他LCST型聚合物的转变机理[15~19]、共聚(无规共聚、嵌段共聚)结构对温敏聚合物相变行为的影响[20~22]、温度响应水/微凝胶的体积转变过程[23~25]等，相关工作已进行过系统总结[26,27]，这里不再赘述.水凝胶结构与生物组织十分相近，在仿生皮肤等领域获得了广泛关注. 将两性离子单体与丙烯酸(acrylate acid, AA)共聚，通过调节盐浓度，制备得到具有优异可塑性、可拉伸性、自愈合性的超分子聚电解质水凝胶[28]. 同时，聚电解质的离子传输性质赋予了水凝胶对温度、应变、应力的多重感知功能. 基于对干态和湿态凝胶的红外光谱解析，获取了该水凝胶涉及的丰富的分子间/内相互作用，包括聚丙烯酸(PAA)链段羧基之间的氢键相互作用、两性离子链段中磺酸根与季铵盐的静电相互作用、PAA链段羧酸根和两性离子链段季铵盐的静电相互作用等，而这些丰富的分子间/内相互作用是该超分子水凝胶力学性能的决定性因素. 在此基础上，用甲基丙烯酸(methyacrylate acid, MAA)取代丙烯酸，即在PAA链段引入疏水的α-甲基，通过调节MAA和两性离子单体的比例，实现了超分子水凝胶在LCST和UCST (upper critical solution temperature)行为之间的转变[29]，如图2所示. 具体地，当两性离子单体与MAA质量比大于1时，聚合物在水溶液中表现出UCST行为；当两性离子单体与MAA质量比等于1时，聚合物在宽的温度范围(10~80 ℃)内均不溶于水；两性离子单体与MAA质量比小于1时，聚合物在水溶液中表现出LCST行为. 同时，LCST和UCST可以通过两性离子和MAA单体的共聚比例方便地进行调节. 二维相关红外光谱从分子水平有效揭示了这一体系独特相行为的产生原因. 结果表明，羰基氢键结构的转化是LCST型水凝胶相行为的驱动力，而磺酸根涉及相互作用(水合作用、静电作用等)的变化是UCST型水凝胶相行为的驱动力.Fig. 2 (a) The chemical structure of the polyzwitterion Turbidity curves and typical photos for the (b) UCST- and (c) LCST-type hydrogels Temperature-dependent FTIR spectra (d, e) and 2D correlation spectra (f, g) of typical UCST- and LCST-type hydrogels (Reprinted with permission from Ref.[29] Copyright (2018) American Chemical Society).在天然的阳离子多糖(季铵化壳聚糖)中原位聚合亲水的阴离子单体(AA)，构筑了具有温度、pH、机械力、电学等刺激响应行为的双网络聚电解质水凝胶. 该水凝胶同时集成了生物相容、离子传输、黏附、可拉伸、自愈合等多种功能，可作为仿生离子皮肤用于监测压力、温度、pH、电信号等刺激引起的生理信号变化[30]. 值得注意的是，该离子皮肤具有温度可调的黏附性，即升温黏附强度提升，降温黏附强度下降，例如水凝胶在猪皮上37 ℃下的黏附强度是20 ℃下的5.5倍，且具有良好的循环稳定性，这主要源于聚电解质水凝胶的UCST型转变. 季铵化壳聚糖由疏水主链和亲水的季铵盐基团组成，具有两亲性结构，通过改变聚合过程中AA组分的比例，可以实现对双网络聚电解质水凝胶相变行为的调控. 利用温度分辨红外光谱及二维相关分析对水凝胶的温度响应机理进行研究，结果表明体系的UCST型转变源于焓变驱动的季铵化壳聚糖与PAA链段间离子相互作用的解离和氢键作用的增强. 关于水凝胶的黏附性，涉及了丰富的分子相互作用，如PAA与基体间的氢键、季铵化壳聚糖与基体间的疏水相互作用、离子相互作用等. 二维相关红外光谱分析表明，升温相变过程中离子对解离，释放了大量解离的羧基，促使了PAA链段中羧基二聚体之间强氢键以及与季铵化壳聚糖链段羟基之间氢键的形成，提高了水凝胶的强度. 同时，水凝胶中羧基二聚体的形成有利于氨基的质子化，从而改善了组织黏附性.聚甲基丙烯酸(PMAA)在合适的水环境中也可表现出LCST型相转变[31]. 通过在PMAA水溶液中引入AlCl3等无机盐，调节盐浓度，实现了体系相转变温度的广泛可调，并构筑了具有多级结构、可实现紫外-可见-红外宽谱带光管理的新型水玻璃. 该水玻璃不仅可以可逆地切换可见光区域的透射率，阻挡紫外和红外光，还具有缺口不敏感性、自我修复断裂和划痕的功能. 借助二维相关红外光谱可对该水玻璃的动态响应机制进行解析，经分析，PMAA链段上不同化学基团在升温过程的响应次序为：α-甲基→亚甲基→羧基，表明疏水的α-甲基的脱水合是该体系相转变过程的驱动力，导致了聚合物主链的塌缩以及羧基之间氢键结构的解离. 此外，温度分辨小角X射线散射(SAXS)、微小角中子散射(VSANS)光谱证实了聚合物链塌缩引起的散射强度增加，从而产生可见光透过率的变化.一些聚电解质复合物在水溶液中也表现出热致相转变行为[32]. 通过调节典型聚电解质复合物——聚苯乙烯磺酸盐/聚二烯丙基二甲基铵在溴化钾水溶液中的浓度，同时观察到了LCST和UCST型相转变现象：低浓度下，聚电解质复合物呈现UCST型固液相转变；高浓度下，聚电解质复合物则表现为LCST型液液相分离. 基于温度分辨拉曼光谱和二维相关光谱分析，深入研究了体系中的水合效应和阴-阳离子相互作用. 研究发现，在水溶液中，聚电解质复合物的阴-阳离子相互作用呈现2种状态：直接接触型离子对(contact ion pairs, CIPs)和溶剂分离型离子对(solvent-separated ion pairs, SIPs). 聚合物浓度较低时，疏水的聚电解质链段使得阴-阳离子直接结合，CIPs占主导，而温度的升高导致了CIPs的解离，从而引起体系的UCST型转变；聚合物浓度较高时，CIPs比例低，升温导致了阴-阳离子的结合，从而引起体系的LCST型转变. 二维相关拉曼光谱分析则给出了相转变过程中的基团衍化次序，进一步揭示了聚电解质复合物两种截然不同的相转变机理：UCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐减弱的解离过程，即“CIPs→SIPs→自由离子”，而LCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐增强的缔合过程，即“自由离子→SIPs→CIPs”(图3). Fig. 3 2D correlation synchronous and asynchronous Raman spectra of polyelectrolyte complexes with (a) UCST- and (b) LCST-type transitions (c) Schematic illustration of the phase transition mechanisms (Reprinted with permission from Ref.[32] Copyright (2020) American Chemical Society).将温度响应聚合物引入分离膜，能够赋予膜材料温度响应功能，实现可控的物质分离[33]. 利用温敏性聚N-乙烯基己内酰胺(PVCL)和非温敏性聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)协同稳定金属有机框架(MOF)纳米片，并进一步抽滤得到层层堆叠的温度响应纳米片复合膜. 其中PVCL提供温敏性，PVP提供支撑作用，PVCL和PVP的协同作用使得在升降温循环过程中，层间纳米孔道体积既可以同步增大和缩小，而层间距维持稳定. 所得MOF纳米片复合膜水通量及对染料截留能力具有温度敏感性. 温度升高，PVCL链塌缩使得层间纳米孔道体积增大，因而水通量增大，且升降温循环过程稳定性良好. 将尺寸相近的3种染料分子(亮绿、中性红、结晶紫)混合液进行过滤测试发现，随温度升高，尺寸较小的亮绿和中性红分子截留率下降明显高于结晶紫. 值得注意的是，对不同温度下滤液的紫外-可见光谱进行二维相关光谱分析，可以得到不同染料随温度升高的流出顺序：亮绿→中性红→结晶紫，证实了复合膜中纳米孔道尺寸随温度升高而逐渐增大. 利用二维相关红外光谱进一步对纳米片复合膜的温度响应机制进行了解析，结果显示，PVCL链段在升温过程的脱水和塌缩作为复合膜温敏行为的驱动力，降低了MOF纳米片的界面润湿性，最终导致纳米孔道的变化，而PVP链段在这一过程中并未发生明显变化，主要起到层间支撑作用(图4).Fig. 4 (a) Temperature-dependent FTIR spectra of the composite membrane (30-60 ℃). The arrows indicate the spectral variation trends at different wavenumbers (b) 2D correlation synchronous (left) and asynchronous (right) spectra of the composite membrane (c) Schematic illustration of the "smart" membrane separation performance (Reprinted with permission from Ref.[33] Copyright (2020) Springer Nature).3.2 可拉伸离子导体中复杂相互作用的揭示生命系统的生理活动与离子传导密切相关，譬如皮肤和神经纤维须通过离子传导电信号实现环境感知和运动反馈. 可拉伸离子导体是模拟弹性生物组织离子传输的重要材料，在仿生皮肤、人工肌肉、可拉伸储能、软机器人等领域取得了广泛应用.在进行可拉伸离子导体的构筑时，往往需要兼顾力学和离子传导等性能，其中涉及了丰富的分子相互作用. 本课题组围绕可拉伸离子导体，在对体系分子内/分子间相互作用机理的研究基础上，提出了一系列调控力学、电学和光学性质的分子设计. 例如：利用纳米级无定形矿物粒子和天然多糖的离子作用，调节物理交联PAA的黏弹性，所构筑的仿生皮肤可以快速自修复，且具有更高的应力响应灵敏度[34]；基于AA和两性离子共聚物，选择结构匹配的离子液体，通过带电荷基团之间的离子协同效应构筑了导电纳米通道，氢键作用实现了导电通道和动态交联网络之间的协同效应，所制备的本征可拉伸导体材料透明性好、可拉伸性能突出(10000%)[35]；基于聚阴离子和聚阳离子间的弱氢键相互作用构筑了一种聚离子弹性体，所得聚离子弹性体高度透明，具有接近生物组织的力学性能和感知功能，并且可以实现同步的致动和反馈效果[36]；利用含氟聚离子液体与离子液体之间的离子-偶极和离子-离子相互作用，设计了一种可水下通信的光学伪装离子凝胶，该离子凝胶透明、力学性能可调、可3D打印，且具有水下自愈合、水下黏附、导离子等功能[37]. 二维相关红外光谱的优势在于从动态过程中识别体系的精细结构和复杂相互作用，因而是研究离子凝胶/弹性体中分子相互作用机制的有效手段.通过合理调控分子间/内相互作用，设计制备了一种基于天然小分子α-硫辛酸(α-thioctic acid, TA)的可涂覆离子凝胶油墨(图5)[38]. 在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯([EMI][ES])存在的条件下，TA室温即可进行浓度诱导的自发开环聚合，得到稳定、透明、高拉伸且自愈合的离子凝胶弹性体. 该弹性体易溶于乙醇，因而能够方便地涂覆到任意表面，赋予涂覆体稳定的离子导电能力和应变感知功能. 利用红外光谱等手段探讨了离子凝胶中离子液体对聚硫辛酸(polyTA)的稳定机制：相比于纯的polyTA体系，离子凝胶的COOH伸缩振动区域在1734 cm-1出现了明显的肩峰，而离子液体的S＝O伸缩振动峰在离子凝胶中呈现了明显的红移，表明polyTA的羧基与硫酸乙酯阴离子形成了COOH… [ES]氢键. 分子动力学模拟结果表明了COOH… [ES]氢键的热力学稳定性，同时该氢键能够有效降低polyTA的势能. 因此，离子液体主要通过阴离子ES与polyTA基间形成强氢键而稳定polyTA. 二维相关红外光谱则揭示了离子凝胶升温过程不同化学基团的响应次序：COOH… [ES]氢键→羧酸二聚体→自由羧基，说明COOH… [ES]氢键对温度变化最敏感，进一步证实了COOH… [ES]氢键对于稳定polyTA离子凝胶的重要作用. Fig. 5 (a) Schematic illustration of the COOH[ES] H-bonding in the ionogel (b) ATR-FTIR spectral comparison among ionogel, [EMI][ES] and neat polyTA (c) Temperature-variable FTIR spectra of the ionogel in the C＝O stretching region from 25 °C to 151 °C Perturbation-correlation moving window (d) and 2D correlation synchronous and asynchronous spectra (e) generated from (c). (Reprinted with permission from Ref.[38] Copyright (2021) Wiley).受指纹结构启发，构筑了一种具有共形和可重复编辑褶皱结构的本征可拉伸离子导电芯鞘纤维[39]，其中，纤维芯层为离子凝胶弹性体，鞘层为氟橡胶，芯鞘界面借助共价交联网络和离子-偶极相互作用实现协同拓扑互锁和物理黏附. 经过表面褶皱结构的优化，该离子纤维拉伸应变感知灵敏度(gauge factor)可提升至10以上，超过了绝大多数可拉伸离子导体应变传感器. 利用红外光谱对离子凝胶芯层的分子相互作用进行研究，发现其中涉及了离子液体阳离子咪唑环上C―H与聚合物侧基乙氧基间的氢键、聚合物链段C＝O间的偶极-偶极相互作用、离子液体阴-阳离子间的弱静电相互作用等，而这些都对离子凝胶的高拉伸行为做出了重要贡献. 基于对芯层和鞘层力学性能的研究，发现表面褶皱形成的主要原因在于，高模量的氟橡胶鞘层弹性回复率显著低于离子凝胶芯层，在应变回复过程中造成了芯层和鞘层的界面失稳. 随着预应变的增加，弹性回复率差异变大，从而导致更加密集的褶皱结构. 此外，形成的表面褶皱可通过加热至60 ℃完全消除，从而赋予纤维可重复编辑褶皱的能力. 二维相关红外光谱揭示了离子凝胶芯层高温下残余应变的消除主要源于聚合物链段C＝O间偶极-偶极相互作用的减弱和构象重排，而氟橡胶鞘层由C―F间偶极-偶极相互作用锚定的链构象也可以通过加热消除.通过在强氢键交联的PAA网络中引入熵驱动的弱交联两性离子超分子网络，产生竞争机制，设计制备了一系列透明、抗冻、保湿、黏附、高拉伸、高回弹、自愈合、应变硬化、导质子、可重复加工等综合性能优异的离子皮肤(图6)[40]. 不同于传统水凝胶和离子凝胶，该离子弹性体不含大量溶剂，仅含有少量达到吸湿平衡的水分子，这使得分子间的羧酸二聚体氢键足以交联PAA分子链而形成强交联网络，而弱交联的两性离子超分子网络则提供柔性. 通过红外光谱、核磁共振谱和力学松弛等实验探讨了这一二元网络体系中的分子相互作用. 其中，具有较低pKa值的两性离子的存在使得PAA轻度去质子化，游离的质子是主要载流子. 去质子化的PAA与两性离子的阳离子端也可以发生离子缔合. 利用变温红外光谱并结合二维相关光谱分析，验证了体系中的3种主要分子相互作用，并根据它们对于温度的响应顺序判别了其结合强度，即PAA链段羧酸二聚体氢键 PAA-甜菜碱离子相互作用 甜菜碱-甜菜碱离子相互作用，这一光谱表征结果为该离子皮肤强弱协同竞争网络的分子设计提供了重要依据. Fig. 6 (a) Temperature-variable FTIR spectra of PAA/betaine ionic elastomer upon heating (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra generated from (a) FTIR (c) and 1H-NMR (d) spectra of PAA, betaine, and PAA/betaine (e) Schematic illustration of PAA/betaine elastomer and the order of interaction strength among the three main interacting pairs (Reprinted with permission from Ref.[40] Copyright (2021) Springer Nature).3.3 小分子在聚合物基质中的扩散聚合物生产和加工的许多工序都涉及小分子物质在聚合物基体的扩散，研究这类扩散行为具有重要的理论和实践意义. ATR-FTIR光谱可对小分子在聚合物基质中的扩散过程进行实时、原位、快速、多组分检测，能够同时获取扩散系数和分子层面相互作用等信息. 扩散装置示意图如图7所示，聚合物基体处于ATR晶体和扩散物质之间，当扩散物质从聚合物基体的上表面扩散至下表面时即可被检测到. 随着时间的增加，与扩散物质相关的特征吸收峰强逐渐增大直至扩散平衡(扩散谱图，图7(b)). 以扩散时间为横坐标、扩散物质特征吸收峰强度/面积为纵坐标作图，即可得到扩散曲线(图7(c)). 结合二维相关光谱分析，可以提供动态扩散过程结构与相互作用的变化信息，有助于解析扩散机制[41~45].Fig. 7 (a) Schematic illustration of the diffusion experiments by ATR-FTIR spectroscopy (b) typical diffusion spectra (c) a typical diffusion curve.基于朗伯比尔定律和菲克扩散模型，Fieldson等[46]建立了基于ATR-FTIR光谱测试计算扩散系数的公式：其中这里，At为扩散时间t时，特征红外吸收峰的强度或面积；A∞为扩散达到平衡时，特征红外吸收峰的强度或面积；L为聚合物薄膜基体的厚度；D为扩散剂的扩散系数；γ为光波在聚合物基体中渗透深度的倒数，可表示为：其中，θ (θ = 45o)为红外光的入射角；n1和n2分别为聚合物和ATR晶体的折光指数；λ为红外光的波长. 基于以上扩散方程对ATR-FTIR光谱测试得到的扩散曲线进行拟合，即可得到相关扩散系数. 此外，根据曲线拟合情况可以判断该扩散过程的扩散模型.利用时间分辨ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱分析技术对水分子在乙基纤维素(EC)基薄膜中的扩散行为进行系统研究[47]. 分析表明，水分子在EC中的扩散行为符合菲克扩散模型，通过对扩散曲线的拟合计算得到了相关的扩散系数. 此外，探讨了EC中增塑剂(柠檬酸三乙酯)含量对水分子扩散行为的影响，结果表明，增塑剂的添加不影响水分子的扩散模型，主要起到加速水分子扩散的作用，这主要源于增塑剂的加入改善了EC链的活动性而提高了EC基体的自由体积(free volume). 利用二维相关光谱对水分子羟基伸缩振动区域扩散谱图进行解析，观察到在整个扩散过程中，主要存在着4种类型的水分子，即本体水(强氢键作用)、团簇水(中等强度氢键作用)、相对自由的水分子(弱氢键作用)以及自由的水分子(极弱氢键作用). 依据Noda规则，判别出不同状态水分子扩散的先后顺序：团簇水→本体水→相对自由的水分子或自由的水分子，表明扩散首先来自体积较小、相对弱氢键结合的团簇水，其次才是大量的本体水，而随着扩散过程的进行，部分水分子与聚合物基体相互作用而脱离团簇水或本体水，产生了(相对)自由的水分子.EC被广泛用作药物包衣材料以实现药物缓释的功能，利用ATR-FTIR光谱对药物分子在EC基薄膜中的扩散行为进行实时监测可以有效模拟这一药物缓释过程(图8)，从而为EC基药物包衣材料的配方优化提供理论指导[48]. 扩散谱图直观呈现了体系中各组分的变化情况，包括水分子(1637 cm-1)和药物分子(1569 cm-1)特征吸收峰强度的上升，增塑剂(1737 cm-1)特征吸收峰强度的下降等，表明水分子和药物分子在EC基薄膜中的扩散以及薄膜中增塑剂的部分溶解. 定量分析结果表明，扩散主要包含3个阶段：(A)水分子扩散；(B) EC膜吸水饱和，水扩散停止并溶解EC基体中的致孔剂；(C) 随着致孔剂的溶解，EC薄膜中形成孔道，使得药物分子和水分子共同扩散，同时增塑剂溶解. 二维相关红外光谱分析结果进一步证实了C阶段的各组分变化顺序：水分子扩散→药物分子扩散→增塑剂溶解，并且显示药物分子始终处于水合状态. 此外，通过改变药物分子的水溶性、致孔剂的种类以探讨膜配方对扩散行为的影响，结果表明随着致孔剂水溶性的增加和/或药物分子水溶性的降低，B阶段将缩短甚至消除. Fig. 8 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra collected during the water and drug diffusion (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra during the diffusion of Stage C (c) Schematic illustration of water and drug diffusion across the EC-based film (Reprinted with permission from Ref.[48] Copyright (2015) Elsevier).氢氧化物/尿素是溶解纤维素的重要组合，其中尿素可稳定纤维素的疏水部分，有利于形成包合物从而促进纤维素的溶解. 在分子层面上，尿素溶液对纤维素的作用机理尚不明确. 采用ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱衍生的外扰相关移动窗口(perturbation-correlation moving window，PCMW)技术研究了不同浓度尿素水溶液(0，20 wt%、40 wt%和50 wt%)在黏胶纤维膜中的扩散行为，在分子水平揭示了尿素溶液的动态扩散行为以及与黏胶纤维的相互作用机制[49]. 从扩散谱图的变化规律以及对应的扩散曲线看，尿素溶液的扩散过程可大致分为2个步骤，水分子首先通过黏胶纤维膜，随后带动尿素分子一起通过. PCMW谱图显示，尿素浓度越高，尿素分子扩散滞后现象越明显. 根据菲克扩散模型，尿素分子在黏胶纤维膜的扩散系数随尿素浓度的增加而减小. 在红外光谱中，特征谱峰出现位移表明相应官能团相互作用的变化. 基于扩散过程Amide Ⅲ(尿素)和CH2-O(6)H伸缩振动(纤维素)的峰位移变化趋势，尿素水溶液在黏胶纤维中的扩散过程可以概括为：首先水分子破坏黏胶纤维膜无定形区的氢键网络，与羟基形成新的纤维素-水氢键，随后尿素分子在水分子的“桥连”作用下形成纤维素-水-尿素氢键，从而间接作用于纤维素. 低浓度下，水分子相对含量较大，可以快速打开扩散通道带动尿素分子通过黏胶纤维膜. 而高浓度下，尿素分子发生聚集且固定了大量水分子，从而在宏观上延缓了尿素溶液的扩散.热转移印花是纺织品印花方法之一，本质上是分散染料向聚酯纤维动态扩散的过程. 借助ATR-FTIR光谱对分散红9 (DR 9)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜中的扩散过程进行了原位跟踪，模拟了热转移印花过程，并结合二维相关光谱探讨了分散染料-分散染料、分散染料-PET相互作用机制，在分子水平上阐释了其扩散机理(图9)[50]. DR 9在PET薄膜中的扩散过程符合菲克扩散模型. 温度越高，扩散速度越快，这主要归因于：(1) 温度升高导致了PET基体自由体积的增加和分子链热运动的增强；(2) DR 9在高温下分子运动的增强. 此外，将不同温度下的扩散系数按照Arrhenius公式进行线性拟合，可以计算得到DR 9在PET中扩散活化能为15.33 kJ/mol. 通过对扩散过程中不同阶段的红外谱图进行对比，观察到了体系中存在丰富的分子间/内相互作用，包括PET和DR 9的C＝O基团间偶极-偶极相互作用、芳香基团间π-π相互作用以及DR 9分子内氢键等. 二维相关红外光谱分析进一步细化了扩散体系中不同化学基团的分子间/内相互作用及其在扩散过程中的变化情况. 高温下，随着DR 9分子热运动增强，DR 9分子之间的相互作用减弱. 借助DR 9和PET中C＝O基团之间的偶极-偶极相互作用，DR 9扩散进入PET基体. 在扩散过程中，DR 9中形成了较强的分子内氢键，从而提高了DR 9的平面性，促进了扩散过程. 随着越来越多的DR 9分子扩散到PET基体中，DR 9和PET的芳香基团之间的π-π相互作用成为主导，DR 9的分子内氢键减弱. Fig. 9 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra and (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra of DR 9 diffusion in PET at 140 ℃ (c) Schematic diagram of DR 9 diffusion into PET (Reprinted with permission from Ref.[50] Copyright (2020) American Chemical Society).采用时间分辨ATR-FTIR光谱对不同温度下碳酸丙烯酯(PC)-双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)在聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))中的扩散行为进行了原位监测，同时获得了凝胶聚合物电解质中各扩散组分的扩散系数和分子层面相互作用信息[51]. 基于PC中C＝O伸缩振动区域的二阶导数分析，推断出PC在凝胶电解质主要存在四种状态，即与P(VDF-HFP)发生偶极-偶极相互作、PC分子间发生偶极-偶极相互作用、与锂离子发生强离子-偶极相互作用、与锂离子发生弱离子-偶极相互作用. 同时，LiTFSI参与的分子相互作用也得以识别，包括锂离子与PC中C＝O之间的离子-偶极相互作用，锂离子与P(VDF-HFP)中C―F之间的离子-偶极相互作用、TFSI-的溶剂化作用等. 扩散过程中，首先是PC分子以溶剂团簇的形式扩散进入P(VDF-HFP)，PC分子中的C＝O与P(VDF-HFP)中的C―F发生偶极-偶极相互作用，一定程度减弱了P(VDF-HFP)聚合物链间的偶极-偶极相互作用，从而有利于锂盐的扩散. 随后，借助锂离子与C＝O的离子-偶极相互作用，锂离子随着PC分子扩散进入P(VDF-HFP)，TFSI-在扩散过程中也一直处于溶剂化状态. 这里，PC分子既充当了增塑剂的角色，同时也是离子(包括阴离子和阳离子)扩散的载体. 本工作在分子水平上揭示了PC-LiTFSI在P(VDF-HFP)的传导机制，对高性能凝胶聚合物电解质的结构设计和性能优化具有一定的指导意义.3.4 天然高分子的结构表征海藻酸钠(SA)作为一类天然多糖，生产成本低、无毒且具有良好的生物相容性、可降解性，在食品工业、制药、纺织印染等领域得到了广泛应用. 随着实验室和工业对SA的日趋重视，理解SA内部的氢键结构也变得越发重要. 利用红外光谱对SA升温过程特征基团的变化进行原位监测，结合二维相关光谱等分析手段从分子水平研究了SA体系的相互作用机制，探讨了温度扰动下SA分子间/内、SA与水分子间氢键结构的演变历程[52]. 研究发现，加热过程可分为30~60 ℃和60~170 ℃ 2个阶段：第一阶段为弱氢键结合的水分子脱除，第二阶段为强氢键结合的水分子脱除. 二维相关红外光谱结果表明：30~60 ℃区间内，随脱水过程发生，SA与水分子的氢键逐步断裂，SA中C―OH和COO-基团逐渐参与形成分子间/内氢键(O3H3⋯O5和O2H2⋯O＝C―O-)，因此水分子的存在一定程度破坏了SA中原有的氢键结构；60~170 ℃区间内，强结合水脱除，SA与水分子的氢键进一步断裂，同时SA分子间/内氢键相互作用逐步减弱，出现了部分相对自由的C―OH和COO-基团(图10). 由于相对自由的COO-比C―OH更早出现，可以推测C―OH形成的分子间/内氢键相互作用比COO-更强.Fig. 10 2D synchronous and asynchronous spectra of the SA film during heating between (a) 30-60 °C and (b) 60-170 °C (c) Schematic illustration of the heat-induced hydrogen bonding transformation in the SA film[52] (Reprinted with permission from Ref.[52] Copyright (2019) Elsevier).多元羧酸与纤维素的羟基反应，能使纤维素大分子间形成立体的交联网络结构，从而赋予棉纤维织物抗皱性能. 1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)作为一类典型的用于棉纤维织物抗皱整理的多元羧酸，其与纤维素的酯化过程受到了广泛关注，但其中关于分子水平相互作用机制及动态反应机理仍不清晰. 利用FTIR光谱对加热过程中纤维素与BTCA在催化剂次亚磷酸钠(SHP)作用下的酯化反应过程进行原位跟踪，并借助二维相关光谱分析技术探讨了该反应的分子机理，重点关注了分子层面相互作用机制以及反应全过程中的化学基团转变历程[53]. 分析表明，室温下，体系中的O―H和C＝O等极性基团有强氢键相互作用. SHP存在时，碱金属离子(Na+)与羧基反应并将其转化为相应的羧酸盐，从而一定程度削弱了BTCA间的氢键相互作用. 在30~100 ℃的加热过程中，体系中的氢键部分断裂，导致一些O―H和C＝O处于相对自由的状态. 这里，SHP的存在和加热过程都会导致体系中氢键相互作用的减弱，从而使相应的化学基团更自由，有利于酸酐生成和酯化反应. 当加热至100 ℃以上后，羧酸盐和自由羧酸开始脱水形成环酐. 一旦形成环酐，就会与纤维素大分子链上的O―H反应生成酯. 通过逐步成酐和酯化反应过程，BTCA实现了对纤维素的交联. 该结果对多元羧酸的抗皱整理工艺优化及寻找更有效的多元羧酸类抗皱整理剂和催化剂具有一定的指导作用.4 总结与展望本文主要介绍了二维相关光谱的基本原理、实验和分析技巧等，并结合具体的体系(如温度响应高分子、可拉伸离子导体、小分子在聚合物中的扩散过程、天然高分子等)，简述了二维相关光谱在高分子表征中的应用. 这里，二维相关光谱不仅能够有效鉴别高分子体系涉及的丰富相互作用，还能提供外扰作用下动态过程发生的分子机制. 相关研究结果一方面有助于启发新型功能高分子材料的结构设计，另一方面也可以为实际工艺过程的配方优化和参数调整提供指导.二维相关光谱作为一种先进的光谱分析手段，在高分子材料体系的表征中得到了越来越多的关注. 随着高分子材料涉及的体系越来越复杂、功能越来越强大，这为二维相关光谱的应用提供了更多的机遇，但同时也带来了更多的挑战. 在后续的研究工作中，二维相关光谱分析可以重点关注以下几方面：(1) 光谱手段的多样性. 目前关于二维相关光谱在高分子体系中的应用主要是基于中红外光谱，关注的是分子层面相互作用信息. 一方面，中红外光谱也有一定的局限性，例如低浓度溶液体系信号弱、水的吸收峰干扰严重等. 对于中红外光谱难以表征的体系，可以尝试其他分子光谱手段，如拉曼光谱、近红外光谱等，开展二维相关光谱分析. 另一方面，其他光谱手段，包括荧光光谱、圆二色谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射谱等，都可以进行二维相关光谱分析，以获取多层面丰富的结构信息. 目前，这些光谱在处理二维相关分析时，大部分因信噪比低而导致噪音被显著放大，使得结构解析变得困难，如何有效解决这一问题是丰富二维相关分析光谱手段的关键.(2) 外扰变量的丰富性. 时间、温度便于控制，是目前获取动态光谱最常用的外扰变量. 然而，影响高分子结构和性能的因素是多种多样的，例如湿度变化能够引起高分子力学性质的改变、紫外光照射可以引起高分子的老化等，尤其是刺激响应高分子，可以对温度、压力、电场、磁场、pH、浓度等丰富的外扰产生响应，引起物理或化学性质的变化. 最近，Li等[54]利用二维相关红外光谱研究了乙醇诱导聚丙烯酰胺/Pluronic 127水凝胶相分离的机理，获取了氢键解离和无定形-结晶转变等信息. 因此，利用二维相关光谱探讨不同刺激下高分子结构的演变机制，将进一步拓宽二维相关光谱的应用范围. 需要注意的是，对于测试过程无法原位施加的外扰变量，应尽量避免其他因素改变而引起的光谱变化，否则将影响二维相关光谱分析结果的真实性和可靠性.(3) 多种分析手段的关联. 一方面，通过二维相关光谱交叉谱的计算和解析，可以将不同分析手段所得结果进行关联，这能够帮助理解高分子不同层面结构的内在联系. 另一方，二维相关光谱分析结果涉及丰富的相互作用和结构变化，经过与其他分析表征手段的结果进行比对和相互验证，可有效加深人们对二维相关光谱分析结果的理解. 参考文献1Ernst R R, Bodenhausen G, Wokaun A. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in one and Two Dimensions. Oxford: Clarendon Press, 19872Noda I, Dowrey A, Marcott C, Story G, Ozaki Y. Appl Spectrosc, 2000, 54(7): 236A-248A. doi:10.1366/0003702001950454 3Noda I. J Am Chem Soc, 1989, 111(21): 8116-8118. doi:10.1021/ja00203a008 4Noda I. Appl Spectrosc, 1990, 44(4): 550-561. doi:10.1366/0003702904087398 5Noda I. Appl Spectrosc, 1993, 47(9): 1329-1336. doi:10.1366/0003702934067694 6Noda I. Anal Sci, 2007, 23(2): 139-146. doi:10.2116/analsci.23.139 7Park Y, Jin S, Noda I, Jung Y M. J Mol Struct, 2020, 1217: 128405. doi:10.1016/j.molstruc.2020.128405 8Sun S, Tang H, Wu P, Wan X. Phys Chem Chem Phys, 2009, 11(42): 9861-9870. doi:10.1039/b909914j 9Kim Y J, Matsunaga Y T. J Mater Chem B, 2017, 5(23): 4307-4321. doi:10.1039/c7tb00157f 10Chilkoti A, Dreher M R, Meyer D E, Raucher D. Adv Drug Deliv Rev, 2002, 54(5): 613-630. doi:10.1016/s0169-409x(02)00041-8 11Weber C, Hoogenboom R, Schubert U S. Prog Polym Sci, 2012, 37(5): 686-714. doi:10.1016/j.progpolymsci.2011.10.002 12Tang L, Wang L, Yang X, Feng Y, Li Y, Feng W. Prog Mater Sci, 2021, 115: 100702. doi:10.1016/j.pmatsci.2020.100702 13Sun B, Lin Y, Wu P, Siesler H W. Macromolecules, 2008, 41(4): 1512-1520. doi:10.1021/ma702062h 14Sun S, Wu P. Macromolecules, 2010, 43(22): 9501-9510. doi:10.1021/ma1016693 15Sun S, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(40): 11609-11618. doi:10.1021/jp2071056 16Wang H, Sun S, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(28): 8832-8844. doi:10.1021/jp2008682 17Sun B, Lai H, Wu P. J Phys Chem B, 2011, 115(6): 1335-1346. doi:10.1021/jp1066007 18Sun S, Wu P. Macromolecules, 2013, 46(1): 236-246. doi:10.1021/ma3022376 19Zhang B, Tang H, Wu P. Macromolecules, 2014, 47(14): 4728-4737. doi:10.1021/ma500774g 20Hou L, Wu P. Soft Matter, 2014, 10(20): 3578-3586. doi:10.1039/c4sm00282b 21Hou L, Wu P. Soft Matter, 2015, 11(14): 2771-2781. doi:10.1039/c5sm00026b 22Sun W, An Z, Wu P. Macromolecules, 2017, 50(5): 2175-2182. doi:10.1021/acs.macromol.7b00020 23Hou L, Ma K, An Z, Wu P. Macromolecules, 2014, 47(3): 1144-1154. doi:10.1021/ma4021906 24Li T, Tang H, Wu P. Soft Matter, 2015, 11(10): 1911-1918. doi:10.1039/c4sm02812k 25Sun S, Hu J, Tang H, Wu P. J Phys Chem B, 2010, 114(30): 9761-9770. doi:10.1021/jp103818c 26Sun S, Wu P. Chinese J Polym Sci, 2017, 35(6): 700-712. doi:10.1007/s10118-017-1938-1 27Sun Shengtong(孙胜童), Wu Peiyi(武培怡). Materials Science and Technology(材料科学与工艺), 2017, 25(1): 1-9. doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160386 28Lei Z, Wu P. Nat Commun, 2018, 9(1): 1134. doi:10.1038/s41467-018-03456-w 29Lei Z, Wu P. ACS Nano, 2018, 12(12): 12860-12868. doi:10.1021/acsnano.8b08062 30Shi X, Wu P. Small, 2021, 17(26): 2101220. doi:10.1002/smll.202101220 31Lei Z, Wu B, Wu P. Research, 2021, 2021: 4515164. doi:10.34133/2021/4515164 32Ye Z, Sun S, Wu P. ACS Macro Lett, 2020, 9(7): 974-979. doi:10.1021/acsmacrolett.0c00303 33Jia W, Wu B, Sun S, Wu P. Nano Res, 2020, 13(11): 2973-2978. doi:10.1007/s12274-020-2959-6 34Lei Z, Wang Q, Sun S, Zhu W, Wu P. Adv Mater, 2017, 29(22): 1700321. doi:10.1002/adma.201700321 35Lei Z, Wu P. Nat Commun, 2019, 10(1): 3429. doi:10.1038/s41467-019-11364-w 36Lei Z, Wu P. Mater Horiz, 2019, 6(3): 538-545. doi:10.1039/c8mh01157e 37Yu Z, Wu P. Adv Mater, 2021, 33(24): 2008479. doi:10.1002/adma.202008479 38Wang Y, Sun S, Wu P. Adv Funct Mater, 2021, 31(24): 2101494. doi:10.1002/adfm.202101494 39He C, Sun S, Wu P. Mater Horiz, 2021, 8(7): 2088-2096. doi:10.1039/d1mh00736j 40Zhang W, Wu B, Sun S, Wu P. Nat Commun, 2021, 12(1): 4082. doi:10.1038/s41467-021-24382-4 41Shen Yi(沈怡), Peng Yun(彭云), Wu Peiyi(武培怡), Yang Yuliang(杨玉良). Progress in Chemstry(化学进展), 2005, (3): 499-513. doi:10.3321/j.issn:1005-281X.2005.03.016 42Liu M, Wu P, Ding Y, Chen G, Li S. Macromolecules, 2002, 35(14): 5500-5507. doi:10.1021/ma011819f 43Tang B, Wu P, Siesler H W. J Phys Chem B, 2008, 112(10): 2880-2887. doi:10.1021/jp075729+ 44Wang M, Wu P, Sengupta S S, Chadhary B I, Cogen J M, Li B. Ind Eng Chem Res, 2011, 50(10): 6447-6454. doi:10.1021/ie102221a 45Lai H, Wang Z, Wu P, Chaudhary B I, Sengupta S S, Cogen J M, Li B. Ind Eng Chem Res, 2012, 51(27): 9365-9375. doi:10.1021/ie300007m 46Fieldson G T, Barbari T A. Polymer, 1993, 34(6): 1146-1153. doi:10.1016/0032-3861(93)90765-3 47Hou L, Feng K, Wu P, Gao H. Cellulose, 2014, 21(6): 4009-4017. doi:10.1007/s10570-014-0458-1 48Feng K, Hou L, Schoener C A, Wu P, Gao H. Eur J Pharm Biopharm, 2015, 93: 46-51. doi:10.1016/j.ejpb.2015.03.011 49Dong Y, Hou L, Wu P. Cellulose, 2020, 27(5): 2403-2415. doi:10.1007/s10570-020-02997-y 50Yan L, Hou L, Sun S, Wu P. Ind Eng Chem Res, 2020, 59(16): 7398-7404. doi:10.1021/acs.iecr.9b07110 51Li H, Hou L, Wu P. Chinese J Polym Sci, 2021, 39(8): 975-983. doi:10.1007/s10118-021-2571-6 52Hou L, Wu P. Carbohydr Polym, 2019, 205: 420-426. doi:10.1016/j.carbpol.2018.10.091 53Hou L, Wu P. Cellulose, 2019, 26(4): 2759-2769. doi:10.1007/s10570-019-02255-w 54Li Y, Wang D, Wen J, Liu J, Zhang D, Li J, Chu H. Adv Funct Mater, 2021, 31(22): 2011259. doi:10.1002/adfm.202011259 《高分子学报》高分子表征技术专题链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304原文链接：http://www.gfzxb.org/thesisDetails#10.11777/j.issn1000-3304.2021.21362DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2021.21362