[font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是基于含氢基团倍频及合频的吸收,其光谱谱带宽,重叠严重,光谱指纹性较差。因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术不太适合于分子结构的鉴定等研究场合。另外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]大都基于化学计量学模型实现定量和定性分析,因此不经常用于零散样品的研究分析。[/font]
[font=宋体]中红外光谱主要为基团基频振动的吸收,其吸收光谱强度大,灵敏度高,光谱指纹性相对较强,图库最为齐全,适合于化合物的结构鉴定,但存在光谱检测需要制样、光谱仪器易受环境影响的缺点;而[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]主要为含氢基团的倍频及合频吸收,虽然存在吸收光谱强度弱、灵敏度低、光谱指纹性差的缺点,但具有测样方式简单灵活、光谱仪器成本低、信噪比高、环境适用性强的优势,在工业、农业等各领域应用广泛。[/font]
好消息!褚小立领衔近红外光谱分会19位专家编著《近红外光谱分析技术实战宝典》!仪器信息网自2020年起组织业内知名专家、资深版主及专业编辑,以解决用户实际问题为初衷,以平台海量精华内容为基础,经过专家的梳理、加工,将最常见的仪器问题、解决方法和资深用户的经验整理成册,特命名为《实战宝典》,旨在提升行业用户的仪器应用能力、加快个人职业成长,缓解行业实操型人才匮乏的现状,助力用户实现“宝典在手、仪器无忧”!2020年,已发布《水质分析实战宝典》、《气相色谱实战宝典》、《农残分析实战宝典》、《液相色谱实战宝典》、《乳品检测实战宝典》、《药物分析实战宝典》6册宝典,收录仪器类别包括了常用的气相、液相,应用领域涵盖了水质、农残、药物、乳品,深受4.4万用户喜爱。2021年,仪器信息网将陆续发布《原子吸收光谱实战宝典》、《液质联用实战宝典》、《气质联用实战宝典》、《实验室安全实战宝典》、《近红外光谱分析技术实战宝典》、《样品前处理实战宝典》、《土壤分析实战宝典》、《离子色谱实战宝典》、《PCR实战宝典》、《ICP-MS实战宝典》等分册,目前已有3.4万用户预订。未来,我们欢迎广大专家、用户积极报名加入《实战宝典》 “编委组”,发挥自己专业技能特长,与行业专家一起创作更多优质内容,帮助更多用户。《近红外光谱分析技术实战宝典》编委专家阵容如下:特邀顾问:袁洪福,北京化工大学,教授主 编:褚小立,中石化石油化工科学研究院,教授级高工副 主 编:李文龙,天津中医药大学副研究员,博士生导师副 主 编:王家俊,云南中烟技术中心,高级工程师编 委:卞希慧,天津工业大学,副教授编 委:何鸿举,河南科技学院,院长助理编 委:黄越,中国农业大学,副教授编 委:韩娅红,华中农业大学,博士后编 委:李跑,湖南农业大学,副教授编 委:缪同群,上海新产业光电技术有限公司,总计总经理编 委:孙通,浙江农林大学,副教授编 委:王艳斌,石油化工研究院,高级工程师编 委:邢振,北京农业智能装备技术研究中心,高级工程师 编 委:闫晓剑,四川长虹公司,资深专家编 委:杨越,温州大学,讲师编 委:张进,贵州医科大学,副教授编 委:周新奇,谱育科技,经理编 委:邹振民,山东金璋隆祥智能科技有限责任公司,董事长《近红外光谱分析技术实战宝典》大纲目录如下:第一章概述第一节 近红外光谱发展简史第二节 近红外光谱产生机理(概述)第三节 近红外光谱分析与化学计量学方法第四节 近红外光谱及其分析技术的特点(优缺点)第五节 现代过程分析技术与近红外光谱技术问题与回答:1、为什么近红外光谱主要包含的是含氢基团的信息?2、为什么说吸收强度弱反倒是近红外光谱的一种技术优势?3、近红外漫反射光谱与物质的浓度是线性关系吗?4、哪段近红外光的穿透性较强?如何利用这段光?6、近红外光谱区域中哪段谱图包含的化学信息更丰富?7、为什么氢键在近红外光谱中很重要?8、为什么近红外光谱的转移吸收谱带较宽?5、为什么近红外光谱定量或定性分析大多需要化学计量学方法?9、为什么说近红外光谱是现代过程分析技术的主要手段之一?10、哪些场合不太适合采用近红外光谱分析技术?11、在哪些应用场景近红外光谱最擅长?12、采用近红外光谱技术前应有哪些心理上的准备?13、用好近红外光谱需要使用者具备哪些条件?14、近红外光谱与中红外光谱相比,各有哪些技术优势?15、近红外光谱与拉曼光谱相比,各有哪些技术优势?16、近红外光谱与太赫兹光谱相比,各有哪些技术优势?17、近红外光谱与低场核磁相比,各有哪些技术优势?18、近红外光谱与Libs相比,各有哪些技术优势?19、一般情况下,近红外光谱分析技术的检测限能达到多少?…20、短波和长波近红外各有什么特点?…第二章近红外光谱仪器第一节 近红外光谱仪器的构成第二节近红外光谱仪器的分光类型第三节实验室型仪器第四节便携式和微型仪器第五节制造仪器的材料应用与仪器的性能指标第六节近红外光谱仪器的测量软件第七节仪器的维护及校准AQ、PQ与OQ的应用问题与回答:1、近红外光谱仪器的分别辨率重要吗?2、影响近红外光谱仪器噪音的主要因素有哪些?3、基于理论和实验依据,如何选择近红外光谱仪器?4、影响近红外光谱仪器之间一致性的主要因素有哪些?5、近红外光谱文件常见的格式有哪些?6、为什么有的仪器用纳米表示波长,有些用波数表示?7、为什么近红外光谱仪器的长期稳定性很重要?8、药典对近红外光谱仪器的性能指标有何要求?9、光源需要定时更换吗?10、实验室型近红外光谱仪器日常维护有哪些?11、需要间隔多长时间进行一次近红外光谱仪器的校准?12、氟化钙分束器与石英分束器的性能有何差异?13、氦氖激光激光器与半导体激光器的性能有何差异?14、近红外光谱分析技术常用的光源有哪些?15、微型CCD近红外光谱仪的狭缝如何选择?与分辨率的关系如何?…第三章 测量附件与实验方法第一节 近红外光谱的测量方式第二节 常见的测量附件第三节 多种类型样品的制备第四节 光谱采集参数及其优化问题与回答:1、液体样本的近红外光谱通常采用哪些测量方式?2、固体样本的近红外光谱通常采用哪些测量方式?3、水果测量时应注意哪些问题?4、漫反射测量时应注意哪些问题?5、样品温度对近红外光谱测量有影响吗?6、近红外光谱能测量气体吗?7、使用光纤测量附件应注意哪些问题?8、透射测量时应注意哪些问题?9、对于固体有哪些常见的样品制备方式?10、光谱采集参数如何优化?11、水分对近红外光谱测量有影响吗?12、采样杯、比色池光学材料对光谱重现性的影响?13、固体粉末粒径对光谱重现性有何影响?如何提高光谱的重现性?14、如何权衡近红外分析检测的效率与检测数据的“性价比”?15、漫反射和透射测量时,参比光谱如何选取?16、近红外光谱测量时,吸光度为什么会出现负数?…第四章在线近红外光谱分析技术第一节 在线近红外光谱分析系统的构成第二节 取样与样品预处理系统第三节 在线测量方式第四节 在线工程项目的实施(包含过程化学计量学方法与过程建模)第五节 在线分析系统的管理与维护问题与回答:1、在线分析必须使用样品预处理吗?2、选择光纤探头或流通池应注意哪些问题?3、采用液体插入式漫反射探头应注意哪些问题?4、探头的安装位置应如何选取?5、固体在线取样时应注意哪些问题?可以采取哪些手段获取有代表性的在线光谱?6、如何取到与光谱测量对应的在线样品?7、如何实现一台在线仪器测量多个检测点?8、在线分析校正模型是如何建立的?9、光纤的有效传输距离有多长?10、在线仪器的光谱背景是如何获取的?11、选择在线近红外光谱仪应考虑哪些问题?12、医药企业对在线分析仪器有哪些特殊要求?13、传递带的漫反射测量应注意哪些问题?14、国内外涉及在线近红外光谱分析技术的标准有哪些?15、…第五章化学计量学方法与建模第一节 常用的化学计量学方法第二节 定量分析建模的主要步骤第三节 定性分析建模的主要步骤第四节 化学计量学软件的主要功能第五节 商品化的化学计量学软件第六节 建模传递及其方法第七节 模型的评价第八节 模型的管理与维护第九节 近红外定量模型的转移与模型适应性拓展问题与回答:1、近红外光谱预测结果的准确性能够超过参考方法吗?2、建模过程中光谱波段(波长)变量如何选择?3、PLS的最佳(适宜)主因子数如何选择?4、影响近红外光谱分析模型的主要因素有哪些?5、何时选用非线性定量校正方法?6、建模过程中光谱预处理方法如选择?什么是异常样本?7、如何识别建模过程中的异常样本?8、如何识别预测过程中的异常样本?怎样判断近红外的预测结果是内插分析得到的?9、建立实用的模型需要多少个样本?10、模型如何维护?11、提高模型预测稳健性的方法有哪些?12、提高模型预测准确性的方法有哪些?13、何为有代表性的样本?如何选取?14、建模的样本越多越好吗?15、建模时先进行光谱预处理还是先选择(波段)波长选择?16、为什么要进行模型传递?17、进行模型传递需要哪些条件?在不同分光原理的近红外仪器上建立的模型可以相互传递吗?18、模型传递后还需要做那些工作?19、近红外光谱定量和定性分析可以不建模型吗?20、从PLS校正过程,如何解释校正模型的适应性?21、同一方法进行(波段)波长选择,每次(波段)波长选择结果不一致,如何处理?22、一般情况下,建模所用的波长变量数与样本数之间需要满足什么条件?23、近红外光谱的分析流程?24、定量模型的评价指标?25、定性模型的评价指标?…第六章近红外光谱技术的应用第一节 农业领域第二节 食品领域第三节 制药领域第四节 石油和化工领域第五节 纺织领域第六节 饲料领域第七节 烟草领域第八节 其他领域问题与回答:1、作为一名企业采购人员,如何选择合适的近红外光谱仪?2、采用近红外光谱仪分析啤酒时一般采用哪种测量附件?3、目前关于近红外光谱的国家标准有哪些?4、在实际应用中,采用近红外光谱仪分析饲料中的水分、蛋白、脂肪、灰分和实验室分析有多大误差?5、在饲料企业,近红外光谱在哪些环节可以被使用?6、在白酒企业,近红外光谱在哪些环节可以被
[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的温度效应被认为是科学实验的干扰因素,之前科学家们一直在努力消除温度效应带来的影响或研究校正温度的方法。但是我们可以换一个角度看待温度效应,充分利用温度这个扰动因素,结合[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术,利用温度扰动引起的光谱变化实现了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的定量分析和结构分析新方法—温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术,并在混合物体系、生物体系及实际复杂体系分析中得到应用[sup][/sup]。 温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]中包含了温度和浓度变动引起的光谱变化,利用这些扰动,我们可以溶液体系进行定量和结构分析。我们课题组利用多级同时成分分析(MSCA),建立了两级模型,分别描述了光谱与温度之间的定量关系(QSTR)和光谱与浓度之间的定量关系(QSCR),实现了对水溶液和血清样品中葡萄糖的定量分析。进一步,根据样品中包含相同成分的特点,提出了互因子分析(MFA)的新方法[sup][/sup]。通过提取不同温度或不同浓度光谱中相互包含的光谱特征,并通过光谱特征的相对含量对温度或浓度进行了定量分析。通过分析葡萄糖水溶液温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]得到了光谱变化与温度和浓度之间良好的线性关系,验证了该方法的可行性。并将MFA应用于血清样品中葡萄糖的定量检测中,也得到了满意的定量模型,为水溶液体系和生物体系的定量分析提供了一种新的途径和方法。 除了定量分析,我们还将温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]应用于结构分析。我们发展了一种基于主成分分析(PCA)载荷旋转的光谱解析方法。对简单二元水-乙醇混合体系的温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进行了分析,计算得到了在混合溶液中水和乙醇的光谱信息,通过分析计算光谱和纯物质光谱的差异,可以得到水和乙醇在溶液中的结构信息以及二者之间的相互作用信息。继而通过温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术研究了生物大分子,如蛋白,与水的相互作用。通过二维相关光谱和高斯拟合分析了不同温度下卵清蛋白水溶液的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],提取出了五种不同结构水团簇的特征光谱,得到了其强度随温度的变化趋势和随温度变化的先后顺序。结果表明,含有两个氢键的水结构变化能够很好的反映蛋白质的结构转变,并且在蛋白形成凝胶的过程中促进了凝胶结构的形成。进一步,通过温控及红外光谱技术结合化学计量学算法对更复杂的人血清样品进行了分析。将水作为探针,采用PCA和二维相关光谱分析的方法分析了血清样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],获得了与血清样品差异相关的水结构特征光谱,并实现了疾病诊断目的。除此之外,我们还建立了温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]中温度相关变量识别的方法。通过连续小波变换结合蒙特卡洛无信息变量消除的方法,筛选出了与温度相关的变量信息,通过所选变量实现了不同溶液的识别。 因此,温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术结合化学计量学方法可以成为一种对水溶液和生物体系中溶质含量、结构变化以及与溶剂相互作用进行分析的有效手段。
注:资料来源于北京英贤仪器有限公司 石油化工科学研究院现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url](NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱,谱带重叠,解析复杂,受当时的技术水平限制,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]“沉睡” 了近一个半世纪。直到20世纪50年代,随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期,随着各种新的分析技术的出现,加之经典[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,从此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进入了一个沉默的时期。80年代后期,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展,通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果,加之[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在测样技术上所独有的特点,使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在工业领域中的应用全面展开,有关[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的研究及应用文献几乎呈指数增长,成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性,使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在在线分析领域也得到了很好的应用,并取得良好的社会效益和经济效益,从此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术进入一个快速发展的新时期。我国对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的研究及应用起步较晚,除一些专业分析工作人员以外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注,并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器、化学计量学软件、应用模型)的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮,国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国,想在第一时间占领中国的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器市场。由此也可以看出[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。
[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析是将近红外谱区(800-2500nm)的光谱测量技术、化学计量学技术、计算机技术与基础测试技术交叉结合的现代分析技术,主要用于复杂样品的直接快速分析。近红外分析复杂样品时,通常首先需要将样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]与样品的结构、组成或性质等测量参数(用标准或认可的参比方法测得的),采用化学计量学技术加以关联,建立待测量的校正模型;然后通过对未知样品光谱的测定并应用已经建立的校正模型,来快速预测样品待测量。1、发展历程[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术自上世纪60年代起开始首先在农业领域应用,随着化学计量学与计算机技术的发展,80年代以来逐步受到光谱分析学家的重视,该项技术逐渐成熟,90年代国际匹茨堡会议与我国的BCEIA等重要分析专业会议均先后把[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析与紫外、红外光谱分析等技术并列,作为一种独立的分析方法;2000年PITTCON会议上[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]方法是所有光谱法中最受重视的一类方法,这种分析方法已经成为ICC(InternationalAssociation for Cereal Science and Technology国际谷物科技协会)、AOAC(American Association of Official Analytical Chemists美国公职化学家协会)、 AACC(American Association of Cereal Chemists美国谷物化学家协会)等行业协会的标准;各发达国家药典如USP(United States Pharmacopoeia美国药典)均收入了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]方法;我国2005年版的药典也将该方法收入。在应用方面[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术已扩展到石油化工、医药、生物化学、烟草、纺织品等领域。发达国家已经将近红外方法做为质量控制、品质分析和在线分析等快速、无损分析的主要手段。我国对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的研究及应用起步较晚,上世纪70年代起开始,进行了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析的基础与应用研究,到了90年代,石化、农业、烟草等领域开始大量应用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术,但主要是依靠国外大型分析仪器生产商的进口仪器。目前国内能够提供完整[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器、化学计量学软件、应用模型的研发)的公司正处于发展阶段。由于我国经济的快速发展,持续发展型经济与建立节约型社会方针的确定与贯彻我国生产、科研、教学领域和市场对产品的检测与控制要求迫切,按照国际经验,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术将是一种首选技术。随着国产[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的研制和生产,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受,会在越来越多的领域广泛应用。2[url=http://www.chemcn.org/][color=#006699]、[/color][/url][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析与常规光谱分析方法的不同我们通常可以把紫外[url=http://www.chemcn.org/][color=#006699]、[/color][/url]可见光谱分析和红外光谱分析等称为常规光谱分析,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析由于谱区信息的不同,方法和仪器的不同使其与常规光谱分析有很大的差别。分析谱区不同:近红外谱区的波长介于可见光与中红外光之间,该谱区的分析兼备了中红外谱区信息量丰富的优点与可见谱区使用方便的优点。与中红外谱区一样,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析利用分子振动的信息,但本谱区主要是振动的倍频与合频信息,此谱区分析几乎可以实现所有与含氢基团有关的样品化学性质、物理性质,某些生物性质等多项目分析或同时分析,被认为是一种“具有解决全球农业分析潜力”的当代分析方法。与紫外、可见、中红外谱区相比,物质对近红外谱区吸收的能力较弱,该谱区可以透入样品内部,取得样品内部的信息,因此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析样品可以不需要或者只要少量的物理前处理,便可用于各种快速分析,尤其适用于复杂样品的无损分析。分析方法不同:常规光谱分析一般要求样品通过前处理,使组分和浓度调整后再进行分析。仪器测试结果只是给出样品对某一波长吸光度,吸光度和待测量(如浓度)间的关系是简单的线性关系;常规光谱分析只要仪器给出准确的吸光度,即可由用户自行建立的个性化工作曲线(属于各台仪器特定分析方法的)得到待测量。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析是在复杂、重叠、变动的背景下提取弱信息,复杂样品[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]和待测量间的关系是复杂的间接关系;[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析必须借助化学计量学方法用全部波长点和待测量进行多元关联,建立光谱与待测量间关系的数学模型,依靠数学模型由光谱计算样品的待测量。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器不仅要给出吸光度,还须捆绑数学模型才能得到待测量。分析仪器不同:常规光谱分析一般由用户自备标样后测定标准曲线或工作曲线。每种工作曲线只相对于某台仪器使用,这种分析属于相对分析,相对分析可以通过个性化的工作曲线校正仪器与方法的某些系统偏差,因而对仪器的精确度要求较高;相对于仪器的波长、吸光度准确度的要求较低。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析依靠捆绑的数学模型,直接计算出样品的待测量,这种分析属于绝对分析,绝对分析对仪器的准确度与精确度要求较高。但用户可以对不经过前处理的样品直接分析待测量。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析建立数学模型的过程比较复杂、烦琐,为了避免用户自行建立个性化数学模型,厂家必须克服仪器的台间差异,为仪器捆绑统一的数学模型。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器要求整合精密、稳定的硬件和软件、数学模型;并需要资源、分析方法与分析经验等条件的集合才能实现,是一种难度较大的分析技术。
现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url](NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱,谱带重叠,解析复杂,受当时的技术水平限制,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]“沉睡”了近一个半世纪。直到20世纪50年代,随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期,随着各种新的分析技术的出现,加之经典[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,从此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进入了一个沉默的时期。80年代后期,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展,通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果,加之[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在测样技术上所独有的特点,使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在工业领域中的应用全面展开,有关[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的研究及应用文献几乎呈指数增长,成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性,使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在在线分析领域也得到了很好的应用,并取得良好的社会效益和经济效益,从此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术进入一个快速发展的新时期。希望各位近红外爱好者踊跃发言[em61] [em61] [em61] 新年新气象,祝愿本板块兴旺发达[em27]
如题,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术目前应用很广,在食品安全检测、激光气体检测方面。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=145109][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术[/url]
现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url](NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱,谱带重叠,解析复杂,受当时的技术水平限制,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]“沉睡” 了近一个半世纪。直到20世纪50年代,随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期,随着各种新的分析技术的出现,加之经典[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,从此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进入了一个沉默的时期。80年代后期,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展,通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果,加之[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在测样技术上所独有的特点,使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在工业领域中的应用全面展开,有关[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的研究及应用文献几乎呈指数增长,成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性,使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在在线分析领域也得到了很好的应用,并取得良好的社会效益和经济效益,从此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术进入一个快速发展的新时期。 我国对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的研究及应用起步较晚,除一些专业分析工作人员以外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注,并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器、化学计量学软件、应用模型)的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮,国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国,想在第一时间占领中国的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器市场。由此也可以看出[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。 现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析是将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。是将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]所反映的样品基团、组成或物态信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立校正模型,然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析方法。 与常规分析技术不同,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是一种间接分析技术,必须通过建立校正模型(标定模型)来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤:一是选择有代表性的样品并测量其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url];二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组分或性质数据;三是将测量的光谱和基础数据,用适当的化学计量方法建立校正模型;四是未知样品组分或性质的测定。由[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术的工作过程可见,现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术包括了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]、化学计量学软件和应用模型三部分。三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求,是缺一不可的。 与传统分析技术相比,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术具有诸多优点,它能在几分钟内,仅通过对被测样品完成一次[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的采集测量,即可完成其多项性能指标的测定(最多可达十余项指标)。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理;分析过程中不消耗其它材料或破坏样品;分析重现性好、成本低。对于经常的质量监控是十分经济且快速的,但对于偶然做一两次的分析或分散性样品的分析则不太适用。因为建立[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]方法之前必须投入一定的人力、物力和财力才能得到一个准确的校正模型。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息,因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。加之其独有的诸多优点,决定了它应用领域的广阔,使其在国民经济发展的许多行业中都能发挥积极作用,并逐渐扮演着不可或缺的角色。主要的应用领域包括:石油及石油化工、基本有机化工、精细化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监督、环境保护、高校及科研院所等。在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等;在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等;在医药领域可以测定药品中有效成分,组成和含量;亦可进行样品的种类鉴别,如酒类和香水的真假辨别,环保废弃物的分检等。 相信随着科学技术的不断发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术这一先进的技术必将得到广泛的认同和应用。
现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url](NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱,谱带重叠,解析复杂,受当时的技术水平限制,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]“沉睡” 了近一个半世纪。直到20世纪50年代,随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期,随着各种新的分析技术的出现,加之经典[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,从此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进入了一个沉默的时期。80年代后期,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展,通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果,加之[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在测样技术上所独有的特点,使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在工业领域中的应用全面展开,有关[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的研究及应用文献几乎呈指数增长,成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性,使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在在线分析领域也得到了很好的应用,并取得良好的社会效益和经济效益,从此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术进入一个快速发展的新时期。 我国对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的研究及应用起步较晚,除一些专业分析工作人员以外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注,并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器、化学计量学软件、应用模型)的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮,国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国,想在第一时间占领中国的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器市场。由此也可以看出[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。 现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析是将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。是将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]所反映的样品基团、组成或物态信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立校正模型,然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析方法。 与常规分析技术不同,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是一种间接分析技术,必须通过建立校正模型(标定模型)来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤:一是选择有代表性的样品并测量其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url];二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组分或性质数据;三是将测量的光谱和基础数据,用适当的化学计量方法建立校正模型;四是未知样品组分或性质的测定。由[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术的工作过程可见,现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术包括了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]、化学计量学软件和应用模型三部分。三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求,是缺一不可的。 与传统分析技术相比,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术具有诸多优点,它能在几分钟内,仅通过对被测样品完成一次[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的采集测量,即可完成其多项性能指标的测定(最多可达十余项指标)。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理;分析过程中不消耗其它材料或破坏样品;分析重现性好、成本低。对于经常的质量监控是十分经济且快速的,但对于偶然做一两次的分析或分散性样品的分析则不太适用。因为建立[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]方法之前必须投入一定的人力、物力和财力才能得到一个准确的校正模型。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息,因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。加之其独有的诸多优点,决定了它应用领域的广阔,使其在国民经济发展的许多行业中都能发挥积极作用,并逐渐扮演着不可或缺的角色。主要的应用领域包括:石油及石油化工、基本有机化工、精细化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监督、环境保护、高校及科研院所等。在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等;在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等;在医药领域可以测定药品中有效成分,组成和含量;亦可进行样品的种类鉴别,如酒类和香水的真假辨别,环保废弃物的分检等。 相信随着科学技术的不断发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术这一先进的技术必将得到广泛的认同和应用。
浅谈[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术 现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url](NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱,谱带重叠,解析复杂,受当时的技术水平限制,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]“沉睡”了近一个半世纪。直到20世纪50年代,随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期,随着各种新的分析技术的出现,加之经典[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,从此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进入了一个沉默的时期。80年代后期,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展,通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果,加之[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在测样技术上所独有的特点,使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在工业领域中的应用全面展开,有关[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的研究及应用文献几乎呈指数增长,成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性,使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在在线分析领域也得到了很好的应用,并取得良好的社会效益和经济效益,从此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术进入一个快速发展的新时期。 我国对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的研究及应用起步较晚,除一些专业分析工作人员以外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注,并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器、化学计量学软件、应用模型)的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮,国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国,想在第一时间占领中国的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器市场。由此也可以看出[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。 现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析是将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。是将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]所反映的样品基团、组成或物态信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立校正模型,然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析方法。 与常规分析技术不同,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是一种间接分析技术,必须通过建立校正模型(标定模型)来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤:一是选择有代表性的样品并测量其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url];二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组分或性质数据;三是将测量的光谱和基础数据,用适当的化学计量方法建立校正模型;四是未知样品组分或性质的测定。由[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术的工作过程可见,现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术包括了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]、化学计量学软件和应用模型三部分。三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求,是缺一不可的。 与传统分析技术相比,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术具有诸多优点,它能在几分钟内,仅通过对被测样品完成一次[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的采集测量,即可完成其多项性能指标的测定(最多可达十余项指标)。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理;分析过程中不消耗其它材料或破坏样品;分析重现性好、成本低。对于经常的质量监控是十分经济且快速的,但对于偶然做一两次的分析或分散性样品的分析则不太适用。因为建立[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]方法之前必须投入一定的人力、物力和财力才能得到一个准确的校正模型。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息,因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。加之其独有的诸多优点,决定了它应用领域的广阔,使其在国民经济发展的许多行业中都能发挥积极作用,并逐渐扮演着不可或缺的角色。主要的应用领域包括:石油及石油化工、基本有机化工、精细化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监督、环境保护、高校及科研院所等。在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等;在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等;在医药领域可以测定药品中有效成分,组成和含量;亦可进行样品的种类鉴别,如酒类和香水的真假辨别,环保废弃物的分检等。 相信随着科学技术的不断发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术这一先进的技术必将得到广泛的认同和应用。
NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱,谱带重叠,解析复杂,受当时的技术水平限制,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]“沉睡” 了近一个半世纪。直到20世纪50年代,随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期,随着各种新的分析技术的出现,加之经典[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,从此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进入了一个沉默的时期。80年代后期,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展,通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果,加之[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在测样技术上所独有的特点,使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在工业领域中的应用全面展开,有关[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的研究及应用文献几乎呈指数增长,成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性,使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在在线分析领域也得到了很好的应用,并取得良好的社会效益和经济效益,从此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术进入一个快速发展的新时期。 我国对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的研究及应用起步较晚,除一些专业分析工作人员以外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注,并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器、化学计量学软件、应用模型)的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮,国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国,想在第一时间占领中国的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析仪器市场。由此也可以看出[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。 现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析是将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。是将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]所反映的样品基团、组成或物态信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立校正模型,然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析方法。 与常规分析技术不同,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是一种间接分析技术,必须通过建立校正模型(标定模型)来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤:一是选择有代表性的样品并测量其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url];二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组分或性质数据;三是将测量的光谱和基础数据,用适当的化学计量方法建立校正模型;四是未知样品组分或性质的测定。由[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术的工作过程可见,现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术包括了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]、化学计量学软件和应用模型三部分。三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求,是缺一不可的。 与传统分析技术相比,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术具有诸多优点,它能在几分钟内,仅通过对被测样品完成一次[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的采集测量,即可完成其多项性能指标的测定(最多可达十余项指标)。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理;分析过程中不消耗其它材料或破坏样品;分析重现性好、成本低。对于经常的质量监控是十分经济且快速的,但对于偶然做一两次的分析或分散性样品的分析则不太适用。因为建立[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]方法之前必须投入一定的人力、物力和财力才能得到一个准确的校正模型。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息,因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。加之其独有的诸多优点,决定了它应用领域的广阔,使其在国民经济发展的许多行业中都能发挥积极作用,并逐渐扮演着不可或缺的角色。主要的应用领域包括:石油及石油化工、基本有机化工、精细化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监督、环境保护、高校及科研院所等。在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等;在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等;在医药领域可以测定药品中有效成分,组成和含量;亦可进行样品的种类鉴别,如酒类和香水的真假辨别,环保废弃物的分检等。 相信随着科学技术的不断发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术这一先进的技术必将得到广泛的认同和应用。
[font=宋体][font=宋体][/font][/font][font=宋体][font=宋体]处理,光谱测量方便快捷,操作技术要求低。二是近红外光有较强的穿透能力[/font][font=Times New Roman]20[/font][font=宋体]世纪[/font][font=Times New Roman]80[/font][font=宋体]年代以来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术发展十分迅速,应用领域不断扩大,已广泛应用于石油化工、农业、食品、医药、生命等各个领域。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术的飞速发展得益于其分析技术的独特优越性。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体])分析速度快。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]采集速度非常快,大多能在[/font][font=Times New Roman]1min[/font][font=宋体]内完成,有的是几秒,甚至是毫秒级。样品光谱采集完成后,即可采用计算机进行数据处理,通过建立的校正模型可快速测出样品的组成或性质。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体])多组分分析,分析效率高。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术只需测量样品的一次光谱,将光谱输入多个已建立的校正模型中,即可实现同时对样品的多个组分或性质进行分析。如测量一次水果样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],可以通过相应的校正模型同时测出水果的糖度、酸度及坚实度等内部品质指标。多组分同时分析技术对于工业[/font][font=Times New Roman]/[/font][font=宋体]农业中的生产过程控制或品质监测非常重要,可大大降低装置复杂度和成本。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体])样品测量无需预处理,测量方便,操作技术要求低。一是由于近红外吸收较中红外弱,一般可以采用较长的光程进行光谱采集,样品无需进行预和散射效应,根据样品物态和透光能力的强弱可选用漫反射或透射方式测量光[/font][/font][font=宋体]谱,通过相应的附件可以直接对固体、液体及气体样品进行光谱测量。三是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]器一般都配有成熟的数据处理软件,自动化程度高,对操作者的技术要求低。[/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]4[/font][font=宋体])非破坏性检测。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]测量过程中即不会消耗样品,也不会改变样品的化学性状和形态,是一种典型的无损分析技术。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]5[/font][font=宋体])无需试剂、无污染。与传统分析方法相比,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]测量过程中,不需要化学试剂,是一种绿色的分析技术。因此,不会对环境造成污染,也可节约大量的试剂费用。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]6[/font][font=宋体])可实现在线及远程分析。近红外光在光纤中有良好的传输特性,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术与光纤结合可以对不同物态的样品进行在线分析。对于有毒样品或恶劣环境,通过选用较长的光纤,可使操作者及光谱仪器远离分析现场,实现远程分析。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]7[/font][font=宋体])投资少,分析成本低。近红外光的波长较紫外光长,较中红外光短,所用光学材料为石英或玻璃,光谱仪器价格较低,一次性投入少。此外,在分析过程中不消耗样品,不消耗化学试剂,仪器仅需要电能即可工作,与常用的标准或参考方法相比[/font][font=Times New Roman], [/font][font=宋体]测试费用可大幅度降低。[/font][/font][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术虽然拥有上述诸多优点,但也存在一定的局限:一是[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]检测灵敏度低。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]为含氢基团倍频及合频振动的吸收,其谱带吸收强度是基频吸收的[/font]10[/font][sup][font='Times New Roman']-1[/font][/sup][font='Times New Roman'][font=宋体]到[/font]10[/font][sup][font='Times New Roman']-4[/font][/sup][font=宋体][font=宋体],一般适用于[/font][font=Times New Roman]0.1%[/font][font=宋体]以上物质含量的分析。但当微量与常量成分之间存在相关关系时,也可进行微量分析;二是间接分析技术,依赖于模型。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析必须采用相似的样品先建立一个稳定的分析模型,才可以利用分析模型对样品组分或性质进行分析。而模型的建立需要投入一定的人力、财力和时间。对于经常性的质量监控,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术是十分经济且快速的方法,但对于偶然做一两次的分析或小批量的分散性样品分析则不太适用。[/font][/font][align=center][/align][align=center][/align]
[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在粮油检测中的应用0前言 近红外光(near infrared,NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的电磁波,美国材料检测协会(ASTM)将波长780~2526nm的光谱区定义为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]主要应用两种技术获得:透射光谱技术和反射光谱技术。透射光谱波长一般在780~1100nm范围内;反射光谱波长在1100~2526nm范围内。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区(NIR)是由Herschel在1800年发现的。真正用于农产晶方面的实用分析技术始于20世纪60年代。Karl Norris等人首先用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区测定谷物中的水分、蛋白质。但是由于分子在该谱区倍频和合频吸收弱,且谱带重叠严重,给分析和鉴定带来了困难,以致于NIR分析技术的研究曾一度陷入低谷,甚至处于停止阶段。20世纪80年代,随着计算机技术、仪器硬件的迅速发展,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背景干扰方面取得的良好效果,使得近红外分析技术不仅用于农产晶、食品和生物科学领域,而且还应用到石油化工、烟草、纺织、环保等行业。1 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析原理 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是由于分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级跃迁)而产生的。近红外分析技术是依据被检测样品中某一化学成分对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区的吸收特性而进行的定量检测的一种方法。它记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息,它的光谱是在700—2 500nm范围内分子的吸收辐射。这个事实与常规的中红外光谱定义一样,吸收辐射导致原子之间的共价键发生膨胀、伸展和振动。中红外吸收光谱中包括有C—H键、C—C键以及分子官能团的吸收带。然而在NIR测量中显示的是综合波带与谐波带,它是R—H分子团(R是0,C,N和S)产生的吸收频率谐波,并常常受含氢基团X—H(X—C、N、O)的倍频和合频的重叠主导,所以在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]范围内,测量的主要是含氢基团X—H振动的倍频和合频吸收。使用NIR技术是因为它与样品相互作用时输出的能量效率比中红外光更为实用。 NIR的辐射源(仪器上的灯)要比用在中红外的能量高得多,而且它的检测器也具有更高检测效率。这些因素意味着NIR仪器的信噪比值远高于中红外仪器。较高的信噪比意味着样品的观测时间可比中红外仪器短得多。近红外辐射对于样品的穿透性也较高,因此样品的前处理常较中红外简单。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]根据其检测对象的不同分成近红外透射光谱(NIT)和近红外反射光谱(NIR)两种。NIT是根据透射光与入射光强的比例关系来获得在近红外区的吸收光谱。NIR是根据反射光与入射光强的比例来获得在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区的吸收光谱。 近红外分析技术是综合多学科(光谱学、化学计量学和计算机等)知识的现代分析技术,使用包括NIR分析仪、化学计量学光谱软件和被测物质的各种性质或浓度分析模型成套近红外分析技术等。经过对这种模型的校正,就可以根据被测样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],快速计算出各种数据。建立被测样品成分的模型时,主要用到的校正方法有多元线性回归法(MLR)、主成分分析法(PCA)、偏最小二乘法(PLS)、人工神经网络法(ANN)。 2 近红外定量分析的性能与特点 近红外分析技术是依照物质特征峰的强度来测定各组分的含量,关键是要建立时间与空间都稳定的数学模型——定标方程来预测样品成分含量,因此,定标方程的专一性很强。对某种物质成分含量进行定标时,两方面的因素对其有重要影响:一是定标样品必须具有代表性且数量不能过少(一般应达40个以上);二是必须对定标样品成分进行准确的化学分析。近红外定标完成后还须经内部验证(对定标本身的准确性进行检验)和外部验证(对应用定标分析未知样品的准确性检验)才能最终应用于生产实践。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术之所以成为一种快速、高效、适合在线分析的有利工具,是由其技术特点决定的。首先它适用的样品范围广,可以直接测量液体、固体、半固体和胶状体等不同物态的样品,测量方便,对样品不需要任何前处理,可进行无损检测;其次它的分析效率高,可进行多组同时测定,并且根据已建立的相应数学模型得出样品的多个组分的定性和定量结果;另外它的分析速度快,整个测量过程大多可在1rain内完成。在现实世界中,农产品与工业产品的成分分析面临着许多困难,分析结果常因样品基体的取样量、平均重量和基本成分差别而有异同。当面对大量样品(如工业产品),而传统方法又不能及时提供可靠数据时,NIR分析却能快速无误地做到。
近红外这个波段内的吸收光谱很宽,不像中红外光谱那样。后来采用的计量学,解决了这个问题,由此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术快速发展起来。每一项科学技术的发展都是一个从迂回到快速发展再到饱和的过程,这就是科技发展过程中所谓的S曲线。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的发展经历了几次这样的S曲线。 第一次是由于一些简易型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的出现和Norris等人所做的工作,掀起了一个应用的小高潮,主要应用于农副产品的分析。 第二次是在80年代后期,计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展。通过化学计量学方法可以解决谱图扁宽、不好分的问题,这使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,各种领域的应用研究陆续展开。 第三次是由于光纤技术的介入,近红外在线分析技术得以发展。 科学技术的发展都是这样,每出现一个可借鉴的新技术就推动其向前发展一步。对于什么技术的应用可以促进近红外技术的再次发展,是每个科研工作者应该思考的问题。最近出来一种新技术-MEMS,就是“微型加工”技术,应用这个技术,仪器可以做的非常小。MEMS的应用,有望推动[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术的第四次发展。 “三位一体”[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术 现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术包括了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]、化学计量学软件和应用模型三部分。所谓“三位一体”就是这三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求,缺一不可。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术对于仪器国产化来说: 第一,虽然该技术对仪器硬件的稳定性要求比较高,但是国产仪器经过努力是应该可以达到的。 第二,相关软件并不复杂,我们完全有能力做。 第三,建立模型需要很多数据,对于我国来说只是一个人力问题,我们是有条件的。所以我国完全有条件发展这项技术。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的应用领域 目前,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的市场不大。价钱就是一个原因,这是一个经营理念的问题,仪器贵了卖不出去,卖不出去仪器就只能更贵,也是一个恶性循环。 国外市场方面的情况要比较好。据了解,石化领域的在线近红外分析应用已经相当多了。但是他们也认为要让老厂接受还是有困难的。 06年初,国家食品药品监督管理局(SFDA)通过招标的方式订购了总计超过300余台进口傅立叶变换[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]。财政部当时加上后续的维护费,拨了共5亿人民币的资金,如果这5亿元能够用来发展我们自己的产品,国产近红外仪器的稳定性也能上去了(当然时间进度会有一些差异)。这个事情就是需要有很大的魄力。所以,中国仪器的问题还是重视不重视的问题,而5亿人民币对于我们的财政来说只是一个小数目。 CCD为检测器的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]的研制 第一,CCD最初是用在数码照相机上的,产量极大,仪器成本是没有问题的。第二就是近红外技术对仪器硬件的稳定性要求很高,CCD检测器没有移动部件,这个特点符合要求。可是CCD也有缺点,就是它的检测波长范围比较窄。目前这项研究已经商品化了。现在主要做近红外技术的应用研究,这项技术虽然是从农业上开始的,可是在石化领域发展得极快。我们也做过模型传递的研究工作,但是效果还不够明显。因为这项研究是要以仪器硬件为基础的,我们不是一个做硬件的单位,我们的人才也不是做硬件的人才,所以完全用软件来解决效果不是很好。现在,我们在软方法方面继续开展更为深入的研究工作,如汽油调合模型的传递等。 未来[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的发展分析 一个就是我们军用的技术向民用转移,速度很慢。比如研究过很多军用技术的长春光机所,他们研究近红外技术比我们早得多,可是后来停掉了,其实这个技术当时再往民用方面转是很有益的。军用和民用之间的技术交流如果能够得到进一步的加强,我们的科技也许可以发展得再快一点。 另一个,就是现在的仪器行业有一个恶性循环,产品做的不好,就没有市场,没有市场就没有资金,就更没有办法发展你的产品。那么,谁能切断这个恶性循环?靠我们的政府。政府不用出太多钱,出台些政策就可以了,比如关于仪器工业的税收,时间可以拉长一点;比如采购,可以多制定一些针对国产仪器的采购政策。 我国仪器行业的整体水平 以前有北分、上分、北光、北二光,现在有聚光、英贤、大连依利特、东西电子、普析通用等。但是按照现在的规模来讲,还是不足以与国外抗衡的。我国的家电行业可以与国外抗衡,它的规模很大,而且也出了不少人才、企业家。而仪器行业发展速度要慢得多,比如东西电子,他的发展方向是对的,产品多针对中低端市场,他们也非常努力,可是远没有达到像海尔那样的规模。企业没有达到一定规模的时候,没有力量在研发上投入很大。所以说在相当长一段时间内,仪器工业的创新还得依靠科研院所和企业的双方合作,还要产、学、研相结合。当然还有一种,就是企业的产品比较单一,但是越做越尖端,以取得竞争力。有色金属研究总院的空心阴极灯就是这样,这也是一个立足的办法。
[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=65126]高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术与展望[/url]高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术与展望高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术与展望袁洪福1,褚小立1,杜泽涵21 石油化工科学研究院2 军事医学科学院1.引言当前我国已经提出从资源消耗和能源消耗型社会向环保和节约型转变的重大发展战略,即生产与产品质量管理从粗放管理模式向优化与精确控制模式转变,而实现该目标应首先解决质量快速测定技术的问题,因此,发展高效分析检测技术也就成为值得我国相关政府部门,科学研究人员,和企业必须考虑的重要课题之一。其中,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术就是一种非常典型的高效分析技术。为此,以下将高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术及其发展对策进行介绍和讨论。
[font=宋体][font=宋体]由于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术具有诸多优点,其技术在食品营养成分、品质、微生物、真实性以及有害物质检测等众多方面得到了广泛的应用,见图[/font][font=Times New Roman]6-[/font][/font][font='Times New Roman']6[/font][font=宋体]所示。[/font][align=center][img=,458,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/06/202406261013492017_4580_4070220_3.png!w690x493.jpg[/img][b][font='Times New Roman'] [/font][/b][/align][align=center][font=宋体]图[/font][font='Times New Roman']6-6[/font][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在食品检测中的应用[/font][/align][b][font='Times New Roman']1. [/font][font=宋体]蛋白质检测[/font][/b][font=宋体]凯氏定氮法是蛋白质检测的常规手段,其实验操作繁琐,耗时较长,需要强腐蚀性化学试剂,是一种破坏性分析手段,检测样品无法进行二次销售。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术具有快速无损的优势,可实现乳品、肉制品等食品中蛋白质的测定。此外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术还可实现氨基酸态氮的定量检测。氨基酸态氮含量是判定酱油、醋等调味品质量的重要指标之一,常规氨基酸态氮的检测手段有双指示剂法以及电位滴定法,操作复杂且耗时较长,不利于快速无损检测。[/font][b][font='Times New Roman']2. [/font][font=宋体]碳水化合物检测[/font][/b][font=宋体]食品中碳水化合物主要包括淀粉、纤维素、蔗糖、葡萄糖和果糖等,是食品中重要的营养素以及风味物质。通常,食品中不同种类碳水化合物用途不同,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可实现对不同碳水化合物的定性定量分析。因具有快速无损的优势,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术被广泛用于水果中糖类、大米中淀粉等物质的测定。[/font][b][font='Times New Roman']3. [/font][font=宋体]脂类物质检测[/font][/b][font=宋体]食品中脂类物质的传统检测手段是索氏提取、酸水解法等,存在耗时长,无法同时实现大批量样品检测等弊端。近年来,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术被广泛用于肉制品、大豆、核桃、鸡蛋等食品中脂类物质的快速测定。[/font][b][font='Times New Roman']4. [/font][font=宋体]酸度检测[/font][/b][font=宋体]酸度是食品风味呈现的重要部分之一。食醋是一种历史悠久的酸味调味剂,而有机酸是评价食醋品质的重要指标之一。传统分析手段如滴定法、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]法等存在检测时间较长、样品无法二次销售等缺点,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可实现食品中酸度的快速无损测定,具有较好的预测精度和稳定性。[/font][b][font='Times New Roman']5. [/font][font=宋体]水分检测[/font][/b][font=宋体]水分是食品品质的重要指标之一,如肉的嫩度与水分紧密相关。传统水分分析手段多为直接干燥法、减压干燥法、蒸馏法以及卡尔费休法等,但实验操作复杂且耗时较长。由于水分对近红外有强吸收,故[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可实现食品中水分含量准确、快速、无损的测定。[/font][b][font='Times New Roman']6. [/font][font=宋体]其他[/font][font=宋体]化学成分检测[/font][/b][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术还可实现酒中酒精度、黄酮、茶叶中的茶多酚和咖啡碱、油脂中的酸价和过氧化值等化学成分和指标的无损检测。[/font][b][font='Times New Roman']7. [/font][font=宋体]食物微生物检测[/font][/b][font=宋体]微生物中的核酸、蛋白质等成分产生的光谱信息不同。因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可用于微生物的定性和定量检测,如食品中菌落总数、致病菌、霉菌以及毒素的检测,还可用于微生物发酵过程中活菌数量的在线监测。[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]然而[/font][/font][font=宋体],[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的灵敏度不高,[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]较难实现痕量微生物的检测[/font][/font][font=宋体]。[/font][b][font='Times New Roman']8. [/font][font=宋体]食物真实性检测[/font][/b][font=宋体]近年来,假奶粉事件、地沟油事件、假酒事件等不断发生,一系列重大食品安全事件严重危害到广大人民的身体健康。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术因其快速、无损、简单、高效的优点,被广泛用于食品真实性检测,如乳制品的品种产地鉴别以及肉类、酒类和饮料掺假鉴别等。通过建立鉴伪模型,可以快速获得检测对象是否掺假、掺假种类及掺假比例等信息。[/font][b][font='Times New Roman']9. [/font][font=宋体]食物污染物检测[/font][/b][font=宋体]现有研究表明,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可用于乳制品中三聚氰胺、面粉中滑石粉等食品污染物的检测。然而,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术尚较难实现对于低含量的食品污染物如农药与兽药残留的检测,以及无近红外吸收的污染物如重金属等物质的准确定量分析。[/font]
[font='Times New Roman'][font=宋体]目前[/font][/font][font=宋体],[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]尚无[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术用于转基因油脂的鉴别研究[/font][/font][font=宋体]。食用植物油中转基因成分含量低,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术较难实现痕量分析。不过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可实现转基因油脂原料的鉴别,现阶段已有近红外高光谱成像技术用于转基因油脂原料(大豆)快速无损鉴别的相关研究[/font][sup][font=宋体][font=Times New Roman][102][/font][/font][/sup][font=宋体]。[/font]
[font=宋体]一般而言,水果品质检测包括水果外部特征(大小、色泽和硬度等)和内部品质(糖度、酸度、水分、疾病、新鲜度和成熟度等)[/font][sup][font='Times New Roman'][17][/font][/sup][font=宋体]。以前,对水果品质的检测主要依靠人工经验来判断水果大小、成熟度以及色泽等。而如果想得到更为精准的数据,如糖度和酸度等,则需要进行实验室分析[/font][sup][font='Times New Roman'][18][/font][/sup][font=宋体],但这种方法只能给出该批次水果糖酸度的范围,无法确定每个水果的具体糖酸度,而且实验室分析往往需要破坏样本,并且耗费一定的时间。如今,随着[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的发展,基于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的水果品质检测方法及仪器也越来越成熟,因其无损、迅速、便捷已经由实验室走向实际应用,向现场检测发展。[/font][b][font='Times New Roman']1. [/font][font=宋体]定量分析[/font][/b][font=宋体]定量分析就是以测定物质中各成分的含量为目标,通过结合化学计量学算法,对水果的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进行解析及建模,然后分析水果中某成分的含量。一般而言,水果中需要定量分析的成分包括糖度、酸度、硬度、可溶性固形物、含水率、蛋白质、维生素[/font][i][font='Times New Roman']C[/font][/i][font=宋体]和农药残留等指标。通过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术,可以实现多个指标的同时测定分析,减少了人工工作量和检测时间,极大程度提高了经济效益。[/font][font=宋体]中国农业大学、华东交通大学和江苏大学等国内外诸多科研单位开发了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的便携式[/font][sup][font='Times New Roman'][19, 20][/font][/sup][font=宋体]和工业在线型[/font][sup][font='Times New Roman'][21, 22][/font][/sup][font=宋体]仪器,部分技术已经较为成熟并被推广应用,产生了较为显著的经济和社会效应。[/font][b][font='Times New Roman']2. [/font][font=宋体]定性分析[/font][/b][font=宋体]定性分析是以识别和鉴定某种物质为目标,通过结合化学计量学算法对水果的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进行解析及建模,然后判断水果的状态。一般而言,水果中需要定性分析的指标包括病害识别[/font][sup][font='Times New Roman'][23][/font][/sup][font=宋体]、农药残留识别[/font][sup][font='Times New Roman'][24][/font][/sup][font=宋体]、成熟度识别[/font][sup][font='Times New Roman'][25][/font][/sup][font=宋体]、损伤识别[/font][sup][font='Times New Roman'][26][/font][/sup][font=宋体]和货架期预测等[/font][sup][font='Times New Roman'][27, 28][/font][/sup][font=宋体]。针对上述指标,基于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的水果定性分析模型的精度虽然较高,然而离实际应用推广还有一定距离,一方面是因为模型的预测精度会受到实际生产中水果的营养成分、机械损伤程度以及病虫害的分布均匀性、环境和物料温度,以及光谱采集方式等多方面因素影响。另一方面已经开发的专用设备的性能还不能满足用户期望(成本低廉、重量轻、体积小以及精度高等要求)。[/font]
[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在农产品品质分析中应用 近红外谱区早在1800年就被发现。但是,受当时光谱仪性能和信息提取技术条件的限制,在中红外光谱技术快速发展期间,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术应用并不多。不过,由于早期科学家使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]和多元线性回归分析进行水分、蛋白和脂肪含量测定取得的研究结果,激励人们对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术进行不断地研究。 随着计算机技术的高度发展和化学计量学学科的诞生,近红外与之结合产生了现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术。近年来,尤其是近10年,近红外在仪器、软件和应用技术上获得了高度发展,以高效和快速的特点异军突起,曾被誉为分析巨人。 如在事先建立好校正模型的基础上,一个人使用一台[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]仅需2分种即可完成一个样品的全性质(十几种)的测量。与传统分析方法相比,分析工作效率具有划时代的改变。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]除消耗少量电能外,不消耗任何试剂、标准物质和设备零件,被测样品量仅为几毫升,极为经济。一台[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]用于控制分析,可以替代多种多台分析仪器,节省了大量设备、人力和物力。因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的应用将使许多化验室的繁忙状况得以改观。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]用于过程分析,可及时反馈分析数据,实现装置的平稳运行和质量卡边操作,可产生巨大的经济效益和社会效益。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]为分子振动光谱的倍频和组合频谱带,主要是含氢基团(C-H,O-H,N-H,S-H)的吸收。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]包含了绝大多数类型有机物组成和分子结构的丰富信息,不同的基团和同一基团在不同化学环境中的吸收波长有明显差别,可以作为获取组成或性质信息的有效载体。近红外吸收系数小,样品不经稀释直接测量,可分别用0.5~10厘米和0.1~0.5厘米长的测量池。样品池可用玻璃窗片,操作很方便。但近红外各谱带宽和交叠多,使用传统方法(工作曲线)难以进行定性和定量分析。现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析依靠化学计量学和计算机技术有效地克服了这一局限。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]不仅能够反映绝大多数的有机化合物的组成和结构信息,而且对某些无[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]吸收的物质(如某些无机离子化合物),也能够通过它对共存的本体物质影响引起的光谱变化,间接地反映它存在的信息。加上[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]可测量形式如漫反射、透射和反射,能够测定各种各样的物态样品的光谱,因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析已被广泛地应用到石油化工、农业、食品、生化、医药临床、造纸和环保等领域。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]可以快速测定谷物和麦子的蛋白、脂肪和水分含量和硬度等性质。美国官方检测机构在谷物市场采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]Infratec Models 1225和1226作为检测麦蛋白、豆蛋白和油脂含量的标准仪器,替代了传统的费时费力的克氏定氮和油脂抽提分析方法,每年平均分析16500个豆样品, 500000个麦样品。我国曾在小麦优良品种的筛选工作中使用了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]快速分析技术,大大提高了工作效率。加拿大谷物研究实验室使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]快速测定硬质小麦的黄色颜料含量,分析结果与标准方法测定结果十分符合,对于硬质小麦的筛选可提高工作效率。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在农业中的应用最早,分析的项目种类很多,如谷物产品缺陷和污染(杂种、虫害等)分析、家畜饲料品质分析,作物年龄测定、水果品质(甜度、脆度和口感)和蔬菜等级检验、棉花和木材的等级测定、烟草品质及成分测定等,替代传统分析方法,大大节约时间和分析费用。from :http://www.aeol.cn/bbs/dispbbs.asp?boardID=37&ID=1560
[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在农产品品质分析中应用近红外谱区早在1800年就被发现。但是,受当时光谱仪性能和信息提取技术条件的限制,在中红外光谱技术快速发展期间,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术应用并不多。不过,由于早期科学家使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]和多元线性回归分析进行水分、蛋白和脂肪含量测定取得的研究结果,激励人们对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术进行不断地研究。 随着计算机技术的高度发展和化学计量学学科的诞生,近红外与之结合产生了现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术。近年来,尤其是近10年,近红外在仪器、软件和应用技术上获得了高度发展,以高效和快速的特点异军突起,曾被誉为分析巨人。 如在事先建立好校正模型的基础上,一个人使用一台[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]仅需2分种即可完成一个样品的全性质(十几种)的测量。与传统分析方法相比,分析工作效率具有划时代的改变。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]除消耗少量电能外,不消耗任何试剂、标准物质和设备零件,被测样品量仅为几毫升,极为经济。一台[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]用于控制分析,可以替代多种多台分析仪器,节省了大量设备、人力和物力。因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术的应用将使许多化验室的繁忙状况得以改观。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]用于过程分析,可及时反馈分析数据,实现装置的平稳运行和质量卡边操作,可产生巨大的经济效益和社会效益。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]为分子振动光谱的倍频和组合频谱带,主要是含氢基团(C-H,O-H,N-H,S-H)的吸收。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]包含了绝大多数类型有机物组成和分子结构的丰富信息,不同的基团和同一基团在不同化学环境中的吸收波长有明显差别,可以作为获取组成或性质信息的有效载体。近红外吸收系数小,样品不经稀释直接测量,可分别用0.5~10厘米和0.1~0.5厘米长的测量池。样品池可用玻璃窗片,操作很方便。但近红外各谱带宽和交叠多,使用传统方法(工作曲线)难以进行定性和定量分析。现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析依靠化学计量学和计算机技术有效地克服了这一局限。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]不仅能够反映绝大多数的有机化合物的组成和结构信息,而且对某些无[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]吸收的物质(如某些无机离子化合物),也能够通过它对共存的本体物质影响引起的光谱变化,间接地反映它存在的信息。加上[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]可测量形式如漫反射、透射和反射,能够测定各种各样的物态样品的光谱,因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析已被广泛地应用到石油化工、农业、食品、生化、医药临床、造纸和环保等领域。 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]可以快速测定谷物和麦子的蛋白、脂肪和水分含量和硬度等性质。美国官方检测机构在谷物市场采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]Infratec Models 1225和1226作为检测麦蛋白、豆蛋白和油脂含量的标准仪器,替代了传统的费时费力的克氏定氮和油脂抽提分析方法,每年平均分析16500个豆样品, 500000个麦样品。我国曾在小麦优良品种的筛选工作中使用了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]快速分析技术,大大提高了工作效率。加拿大谷物研究实验室使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]快速测定硬质小麦的黄色颜料含量,分析结果与标准方法测定结果十分符合,对于硬质小麦的筛选可提高工作效率。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在农业中的应用最早,分析的项目种类很多,如谷物产品缺陷和污染(杂种、虫害等)分析、家畜饲料品质分析,作物年龄测定、水果品质(甜度、脆度和口感)和蔬菜等级检验、棉花和木材的等级测定、烟草品质及成分测定等,替代传统分析方法,大大节约时间和分析费用。
[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在药学领域中的应用摘要:综述了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在药学领域中的应用,包括[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法在原料药的分析、药物制剂的分析和制药过程中的质量控制等等。关键词 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],药学,应用 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术自70年代以来取得了重要进展,特别在药学领域,已有大量文献介绍[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在这些方面的应用。1 原料药的分析 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法可用于原料药活性成分的分析。Mark等使用马氏距离分类技术,通过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对制药原料进行定性鉴别。Shah等则分别用马氏距离法和SIMCA法这两种分类方法对制药原料的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进行分类。另外,原料药的结晶状态、粒径和密度在制剂生产和控制主要活性成分的过程中非常重要,可用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对原料药的不同物理性质进行检测。Dreassi等利用近红外反射光谱,根据药物的不同物理性质,对扑热息痛、布洛芬等几种原料药进行了成功的鉴别。2 药物制剂的分析 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在药物制剂的分析方面的应用有了很大的发展。在早期,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法和传统分析方法一样,需要用溶剂提取制剂样品中的待测成分后进行测定。随着近红外分析仪的发展,计算机科学和化学计量学的进步,可以用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法对制剂样品进行无损分析。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术所具备的这种传统分析方法无可比拟的优越性,也为实现生产过程实时在线的质量控制提供了新的手段。2.1 制剂中活性的含量测定 最早使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对片剂药物进行含量测定的是FDA的Sherken。他用近红外法测定一系列的甲丙氨酯标准溶液,建立了计算甲丙氨酯片含量的校正方程。几年后,Zappala等继续考察了近红外对片剂和缓释胶囊中甲丙氨酯的含量分析,对Sherken的方法作了改进。Allen用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法定量测定了片剂中的卡立普多、非那西丁和咖啡因。为降低近红外分析的检测限,Corti等尝试在分析前用氯仿进行提取,测定了口服避孕药中的炔雌醇和炔诺酮。Chasseur使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析了西米替丁颗粒的含量,并用紫外光谱法作对照,结果基本一致。Corti等在用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析胶质和粉末基质中酮替芬含量时,考察了校正样品的浓度范围对结果的影响,并在此基础上分析了雷尼替丁片的含量。为建立用于药物制剂的可靠而稳定的数学模型,Jouan-Rimbaud等考察了多种校正方法后发现,可以通过特征选择改善多元校正。 Jensen等将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]用于胺碘酮薄膜包衣片的分析,为消除薄膜包衣可能产生的干扰,在采集[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]前除去了包衣。而Wang等在第9届[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]国际会议上的一篇报告指出,除去包衣并不必要。他们用近红外发射光谱透过厚的胶囊壁,成功地测定了雷尼替丁胶囊中活性成分的含量。2.2 药物制剂的鉴别和分类 Ciurczak等用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对含三种活性成分的药物制剂进行了分析,分别考察了光谱的减除、光谱的再现和判别分析等数据处理方法在制剂的组成成分鉴别和制剂样品分类中的应用。Corti等将马氏距离用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的分类,对10种抗生素制剂进行定性区分,所有待测样品都得到了很好的分类。Wu等采用主成分分析和偏最小二乘算法进行光谱的特征选择,从而实现对不同剂量的同种药物制剂的区分。Lodder等在1987年提出了基于近红外反射分析检测完整胶囊的方法。为达到快速、简便测定胶囊的目的,他们设计了一种特殊的反射器,无需打开胶囊剂,即可直接放入反射器进行测定。Lodder等还将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]用于对片剂的直接测定,使用改进的载样装置分析阿司匹林片剂,得到了较好的分类结果。Dempster等开发了一种非侵入式近红外反射分析法,采用光纤传感器透过包装材料直接测定样品,能够识别成分相同,但包衣材料不同的片剂。 在国内,任玉林等对近红外在药品无损分析中的应用进行了一系列研究。他们应用几种多变量统计分类技术,对磺胺噻唑、美迪康等粉末药品进行了非破坏性分析,成功地鉴别出合格药、劣药和假药。2.3 水分的测定 由于水分子在近红外区有一些特征性很强的合频吸收带,而其它各种分子的倍频与合频吸收相对较弱,这使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]能够较为方便地测定药物和其它化学物质中水分的含量。Jones等利用近红外分析对冻干剂中的含水量进行了测定。用这种方法每小时可测定40个样品,并且结果与Karl Fischer法一致。作者认为,近红外法避免了空气中水分的干扰,因此与Karl Fischer法相比有其优越性。Corti等也将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法应用于盐酸雷尼替丁片中含水量的分析控制。2.4 片剂的溶出度测定 Zaunikos等将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法用于卡马西平片的溶出度测定。Drennen等继续进行了这方面的研究,用近红外法对溶出度不同的卡马西平片进行了正确分类。3 制药过程中的质量控制 制药过程控制分析是药物分析的一个重要研究内容。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析的最大特点是操作简便、快速,可不破坏样品进行原位测定,可不使用化学试剂,不必对样品进行预处理,可直接对颗粒状、固体状、糊状、不透明的样品进行分析。这些特点使得近红外分析技术特别适宜于在线的过程控制分析。3.1 粉末混合过程控制 Sekulic等使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]对粉末混合均匀性进行在线监测。混合物样品中含10%苯甲酸钠、39%微晶纤维素、50%乳糖和1%滑石粉。首先用商品[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]收集样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]数据,然后用软件包对数据进行处理。结果表明,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术作为一种对药物混合均匀性的“实时”的非侵入式分析方法是可行的、有效的。3.2 包衣过程监控 Kirsch等发现片剂样品[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的变化与包衣的厚度之间存在相关性。他们对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法在片剂的包衣过程监控中的应用作了进一步的考察。在用乙基纤维素(EC)或羟丙基纤维素(HPMC)进行包衣的过程中,按一定的时间间隔取样,测定片剂样品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]。采用二阶导数变换和多元散射校正两种方法对光谱进行处理,然后用主成分分析建立计算包衣厚度的校正模型。由于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法具有非破坏性,可以进一步测定样品的溶出度,考察包衣厚度与溶出度的相关性,从而更好地控制包衣制剂的质量。 为控制药物活性成分的释放,研究人员正在研究一种以包衣技术为核心的制剂新工艺,即在缓释药物片心外包上一层含有快速释放药物的包衣。这需要一种能够对外层包衣中药物活性成分进行快速、非破坏性的定量分析方法,对这种高精度要求的包衣过程进行监控。Buchanan等选择了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法,所得结果与HPLC测试结果一致。这表明能够用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法更加快速有效地对新的包衣工艺进行质量评价。3.3 片剂生产过程控制 Dreassi等对近红外反射分析在抗生素片剂生产控制中的应用进行了研究,采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析法结合化学计量学方法对抗菌素头孢呋肟酯片剂的生产进行全过程监测。他们用对原始光谱数据的判别分析、对主成分分析得分的判别分析和聚类分析三种方法分别对头孢呋肟酯的原料药、颗粒、片心和片剂进行了鉴别,结果较好;并用多元线性回归和偏最小二乘法对该化合物的含量和含水量进行定量分析,也取得了满意的结果。 近年来,随着仪器、软件以及样品处理技术的发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在药学领域中的应用取得了很大进步。使用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术对药物制剂进行快速的非破坏性分析已成为可能,制药工业企业也已开始发展近红外方法对药物生产过程的各个环节进行监控。并且,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术已得到药品质量管理部门如美国FDA和加拿大卫生部(Health Protection Branch)的重视。由此可见,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术受到了越来越多的关注。随着[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]技术的不断提高和化学计量学的发展,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在药学领域中的应用将越来越广泛。
现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在制药工业中的应用1 在制药工业中的应用1.1 原料和活性组分的测定 药物加工过程中第一步就是原料的鉴定,其质量的好坏直接决定后续加工过程的成败于否,而同一类型的原料中多变因素主要是湿度和颗粒大小,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在湿度测定中的灵敏度及其适于固体表面的表征的特性,使他能够很快地得到样品的湿度和颗粒大小的信息,然后将原料进行分类。该方法与传统的中红外光谱和湿化学方法相比,检测速度和效率大大提高。 药物中的活性组分是药物的核心部分,它是决定药效的主要成分,其质量和含量直接影响药物的治疗性能。如果药剂中活性组分的含量过低,就不能达到应有的药效;若活性组分含量太高,则可能带来副作用,甚至有害人体。因此在药物加工过程中,活性组分的含量和质量必须严格控制。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]结合漫反射技术可以快速、在线监测药物加工过程中活性组分的含量及其在赋形剂中分布的均匀性,适时调节其含量,得到合适的药剂。此外[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]还可以非破坏性检测成型片剂(包括涂层后的片剂)及胶囊中活性组分的含量及分布,以秒级的时间分析每个包装好的片剂。1.2 固体药剂的表征 固体药剂是很重要的一类药剂,大部分的口服药都是固体剂,如片剂、胶囊、颗粒及粉末等。以前,人们对这些固体药剂的安全性和药效的关注,主要集中在药物的化学纯度上,后来人们逐渐认识到固体的物理性质如颗粒大小、湿度及结晶度等对药物的稳定性、溶解性及在人体内的吸收及生理获得性(Bioavailabiliti)都有很大的影响。因此在药物的配方和加工过程中,固体药剂的物理表征就至关重要。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在固体药剂物理表征方面的应用是该技术在制药工业中最成功的应用。由于近红外光在固体中的穿透程度较深以及其容易采用反射技术的特点,使他成功地用于固体药剂的各种物理化学性质如湿度、含量均一性、颗粒大小分布、结晶度及硬度的定量表征。1.2.1 颗粒大小分布 固体药剂一般是通过磨碎、混合、成粒、压片或装入胶囊及包装等过程制备的。各种固体原料的颗粒大小及分布均会影响每一步加工过程及最终的产率,因此实时测定和控制每一步加工过程中固体原料的颗粒大小及分布对配方和加工过程都非常重要。由于固体药剂中固体颗粒的大小及分布会影响其安全性、稳定性及药剂形式的可变性,药物中活性组分和赋形剂的颗粒大小会影响药物的各种特性,如多孔性和流动性,因此生产者和医药管理部门越来越重视固体药剂中固体颗粒大小的分布。由于近红外光很容易被颗粒散射,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]结合漫反射技术可以快速、非破坏性测定固体药剂中各种成分包括活性组分、配剂及赋形剂的颗粒大小及分布等。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术快速的特点使它可以在很短的时间内对同一批样品重复扫描多次,从而得到整批样品中颗粒大小得真实分布,且整个测定在几秒钟内即可完成。1.2.2 结晶度和光学异构体 药物在血液中的吸收取决于许多因素,其中一个很关键的因素就是药物存在的结晶形式。大部分药物都可以形成集中结晶形式或多晶形。当化学性质相同时,不同的结晶形式所处的能级不同,这种能级差将影响药物的溶剂化作用,亦即影响药物的溶解速度,从而使病人对药物的吸收速度也不相同。最常用的晶形测定方法是热分析法(DSC),该方法的缺点时样品用量少,这就需要从极少量样品的分析结果得出得出整个样品的结构信息,误差较大;另外,该方法需要毁坏样品,因而不能重复测定同一个样品。中红外光谱在测定样品的结构信息方面非常有用,但由氢键效应引起的二级和三级结构信息只有在近红外区才能观察到。另外,中红外技术所采用的各种样品处理方法如磨碎或溴化钾压片都会破坏样品的晶体结构,而且磨碎过程中加入的热能也会改变样品的结晶形式。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]可以无需特出的样品制备过程,很容易区别固体药剂中各种结晶形式,同时测定其光学异构体的含量。与多元线性回归方法相结合,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]是一种最佳的非破坏性质量控制手段,用于测定光活性物质的异构体纯度。 除以上应用外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在固体药剂的物理表征方面的应用还有湿度、混合均匀性、密度、粘度、硬度及片剂镀膜的分析测定等,由于其非破坏性的特点,用该方法分析完毕的样品可以继续进行其它分析测定或包装后再销售。1.3 药物加工过程的在线监控 随着药物加工过程自动化程度的提高,药物的制备是通过混合、加工、成型及包装等一系列过程统一完成的,这就要求在每一步加工过程中都必须对所有组分进行全面表征。因为任何疏失的操作都可能会带来很严重的后果。传统的分析方法需要将样品取出到实验室进行分析,然后将信息反馈回生产车间控制加工过程。由于分析速度慢且常常需要将加工过程停止下来,这就大大减慢了生产速度。一些固体药剂生产车间是将一整批粉末混合物或颗粒压片或封入胶囊,然后随机抽出一些片剂或胶囊进行分析表征,如果此样品不合格,则整批产品即报废,这将会带来巨大的经济损失。AOTF 技术[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]由于具有体积小,分析速度快及受温度、压力和振动等外界因素影响小的特点,使它可以安装在药物流水线上,直接非破坏性监测每一步加工过程中各个组分的含量和性质,及时发现问题,及时进行调整,避免了整批产品的损失。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]可以在一秒钟中内甚至几分之一秒内完成一个片剂的扫描,因而它可以在很短时间内监测大量的药剂,从而保证整批产品的质量。另外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]还可以随时监测由加工过程可能出现的各种污染物。由于快速、非破坏性的特点,使它几乎不影响药物的生产速度,同时还能进行全面的质量监控。因此,从20 世纪90 年代开始,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]技术在制药工业中就变成一种强有力的分析手段。除以上应用外,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在中药材测试、鉴定和中西药品真、假的快速识别(打假)方面有独到之处,目前这方面的应用领域正在迅速扩展,AOTF技术[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱仪[/color][/url]已有便携(手持)式机型,为开展此领域的应用提供了强有力的武器。摘自:黄林《现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术在制药工业及临床医学中的应用》
1前言 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术(NIR)是90年代以来发展最快、最引人注目的分析技术之一。随着NIR分析方法的深入应用和发展,已逐渐得到大众的普遍接受和官方的认可。1978年美国和加拿大就采用近红外法作为分析小麦蛋白质的标准方法,1998年美国材料试验学会制订了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]测定多元醇(聚亚安酯原材料)中羟值含量的ASTM D6342标准方法。2003年,在我国也正式实施了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]方法测定饲料中水分、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸的国家标准GB/T 18868-2002。 由于近红外光在常规光纤中有良好的传输特性,且其仪器较简单、分析速度快、非破坏性和样品制备量小、几乎适合各类样品(液体、粘稠体、涂层、粉末和固体)分析、多组分多通道同时测定等特点,成为在线分析仪表中的一枝奇葩。近几年,随着化学计量学、光纤和计算机技术的发展,在线[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术正以惊人的速度应用于包括农牧、食品、化工、石化、制药、烟草等在内的许多领域,为科研、教学以及生产过程控制提供了一个十分广阔的使用空间。
近红外光谱技术分析烟草的化学成分 摘 要 应用近红外光谱仪对制丝线烟丝的定量的快速分析,能够快速评价烟草等质量状况,该方法不需要对烟丝进行处理,实现对的烟丝快速的检测,提供大量的数据,免去实验室人员复杂操作,可对烟草企业的效益具有非常重要的意义。主题词 近红外光谱;烟草化学成分;偏最小二乘法(PLS)引言 近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,记录的主要是含氢基团C一H!O一H!_N一H!S一H!P一H等振动的倍频和合频吸收。不同基团(如甲基,亚甲基,苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别。所以近红外光谱具有丰富的结构和组成信息,非常适合用于碳氢有机物质的组成性质测量。习惯上将近红外区划分为近红外短波(780一1100nm)和近红外长波(1100一2526nm)两个区域。 物质的红外光谱包含了组成与结构的信息,而性质参数(如油品的相对密度,馏程和闪点等)也与其组成、结构相关,因此在样品的近红外光谱和其性质参数间也必然存在着内在的联系。使用化学计量学这种数学方对其两者进行关联,可确立这两者间的定量或定性关系,即校正模型。建立模型后,只要测量未知样品的近红外光谱,再通过软件自动对模型库进行检索,[font='宋体
现代[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url](NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。近红外区域按ASTM定义是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱,谱带重叠,解析复杂,受当时的技术水平限制,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]“沉睡” 了近一个半世纪。直到20世纪50年代,随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作,使得[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年代中后期,随着各种新的分析技术的出现,加之经典[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点,使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用,从此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进入了一个沉默的时期。80年代后期,随着计算机技术的迅速发展,带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展,通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果,加之[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在测样技术上所独有的特点,使人们重新认识了[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的价值,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在工业领域中的应用全面展开,有关[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的研究及应用文献几乎呈指数增长,成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性,使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]在在线分析领域也得到了很好的应用,并取得良好的社会效益和经济效益,从此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术进入一个快速发展的新时期。
在网上看到一本关于近红外的论文集《当代中国近红外光谱技术》书籍作者:陆婉珍//袁洪福//褚小立//王艳斌;图书出版社:中国石化。求电子版本的。我的邮箱是sltian1983@126.com.谢谢!
发一个:[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术及其应用。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=45351][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术及其应用[/url]
水是生命的源泉,是生命体系中的重要组成部分。在化学体系中,水是最简单的小分子之一,是水溶液的基本组成。因此,关于水分子的结构与功能研究一直是非常活跃的课题之一。但是,水分子在100 nm到100 μm的光谱区间都有吸收,在大部分光谱区域有很强的吸收,导致很多光谱技术难以用于水溶液体系或含水量较多的分析体系,如生物样品。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区间,水的吸收相对较弱,在水分子的组合频(5150 cm[sup]-1[/sup])和一级倍频(6950 cm[sup]-1[/sup])有两个较宽的吸收峰。因此,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术可以测量水溶液体系或含水量较多的生物样品,并且可以无侵入、实时、动态地进行分析。同时,由于水的结构特点,使其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]很容易受到“扰动”因素的影响。当水分子的环境改变时,其[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]将发生变化。在水溶液中,水的光谱包含着溶质的大量信息。 1984年,Inoue等研究了不同化合物溶液在高压条件下的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url],发现水的结构随溶质及压力的变化而改变。2000年,Ozaki课题组采用近红外二维相关谱技术研究了人血清蛋白(HSA)随温度的变化,同时研究了温度对水化作用的影响。2005年,Czarnecki等同样采用近红外二维相关谱技术研究了水对N-甲基乙酰胺结构的影响。近年来,关于水分子在蛋白质稳定性、蛋白质内部的质子转移以及蛋白质构象变化中的作用也开展了大量研究工作。2006年,Tsenkova 教授在研究了不同质量牛奶制品的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]特征的基础上首次提出了“水光谱组学(Aquaphotomics)”并开展了一系列研究工作。水光谱组学通过研究体系中“水”的光谱信息在温度和溶质(种类和含量)等的“扰动(perturbation)”下产生的变化,了解不同物质及含量对水结构产生的影响,然后再通过水的结构推断溶质的结构与功能。研究结果表明,水的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]吸收模式的不同不仅可以作为生物标记物对疾病或异常状态进行无损诊断,而且可以作为“镜子”反映溶质的动力学过程。例如,利用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]结合水光谱组学对大豆类植物叶片进行快速无损检测,利用水化层中水结构的不同实现了对大豆花叶病潜伏期的诊断。近期的研究工作表明,利用水光谱组学可以有效地提高[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术用于稀溶液定量分析的准确度和灵敏度,并应用于糖类旋光异构体的定量分析。 在我们的研究工作中,曾利用温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]建立了温度和浓度的定量模型。2015 年以来,利用多级同时成分分析(MSCA)方法对水-乙醇-异丙醇混合液的温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]进行了分析,利用温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]不仅可以建立温度的定量模型(QSTR),还可以建立混合体系中各组分含量的定量模型。利用温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术研究了葡萄糖对水结构的影响,通过水在一级倍频区吸收带的变化,讨论了葡萄糖对水的氢键结构的影响,并发现葡萄糖使水的有序结构增强,为解释糖类化合物在生物体系中的“保护作用”提供了新的依据。在近期的研究工作中,分别利用水的吸收谱带和葡萄糖的吸收谱带建立了溶液和血清样品中葡萄糖含量的定量模型,说明了水可以作为葡萄糖含量的传感探针。在化学计量学方法研究方面,对高阶解析算法进行了研究,如高维主成份分析(NPCA),平行因子分析(PARAFAC)和交替三线性分解(ATLD)等。发展了共因子分析(MFA)方法用于温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的分析,可以准确地对溶质进行定量分析。将该方法应用于实际样品[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的分析中,实现了人血清样品中血糖的定量分析。我们还对蛋白质的结构变化开展了温控[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析。采用连续小波变换提高[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的分辨率,通过分析人血清白蛋白(HSA)和水的光谱信息随温度的变化,研究了HSA二级结构的热变性过程,并发现水结构变化可以反映HSA的展开过程。进一步将该方法应用于复杂血清样本中,并结合蒙特卡罗-无信息变量消除法(MC-UVE)排除由于血清复杂性带来的干扰,筛选出与蛋白质特征吸收相关的变量研究了不同水结构在蛋白质的热稳定性过程中的变化。应用二维相关光谱研究了卵清蛋白受热形成凝胶的过程中水结构的变化,分析了不同水结构在凝胶形成过程中的变化顺序及功能。[align=center][img=MFA提取[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]中的水信息,690,589]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810081747522818_9206_2695586_3.png!w690x589.jpg[/img][/align] 今后,我们将利用更多[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]的信息拓展水光谱组学的概念,开展光谱解析、特征提取等化学计量学方法研究,获取水溶液体系中水的结构及其随“扰动因素”(温度、溶质等)的变化,通过水的光谱信息及其随“扰动因素”的变化建立溶液体系(包括实际体系及生物体系等)的定量、定性分析方法,利用水的光谱信息探测和理解水在化学和生物过程中作用与功能。
[b][font=宋体]应用概述[/font][/b][font='Times New Roman'][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术已[/font][/font][font=宋体]被[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]广泛应用于制药行业,[/font][/font][font=宋体]能够[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]在生产过程中实现在线检测,[/font][/font][font=宋体]可[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]为工业生产提供大量的数据支持,实现制药过程分析,信息化、数字化、大数据、人工智能协同作业,助力生产过程的精准化控制,提高产品品质[/font][/font][font=宋体]。因此[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]分析技术也[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]是智能制造的关键技术[/font][/font][font=宋体]之一[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]。[/font][/font][font='Times New Roman'][font=宋体]国外[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在制药领域的应用相对较为成熟[/font][/font][font=宋体],[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]欧洲药典、英国药典、美国药典已把该项技术作为一种标准的检测方法,其检测数据也得到美国[/font]FDA[font=宋体]的认可。美国卫生与公众服务部、美国食品和药品管理局、药物评价与研究中心于[/font][font=Times New Roman]2021[/font][font=宋体]年[/font][font=Times New Roman]8[/font][font=宋体]月共同发布了《近红外分析程序的开发与提交》工业[/font][/font][font=宋体]技术[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]指南,为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在制药工业领域的推广应用提供了可以遵循的法规[/font][/font][font=宋体],对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]技术在制药领域的规范化应用极具参考价值[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]。[/font]2005[font=宋体]版、[/font][font=Times New Roman]2010[/font][font=宋体]版、[/font][font=Times New Roman]2015[/font][font=宋体]版和[/font][font=Times New Roman]2020[/font][font=宋体]版《中华人民共和国药典》都将[/font][/font][font=宋体]“[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]近红外分光光度法指导原则[/font][/font][font=宋体]”[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]列入目录[/font][/font][font=宋体],[/font][font='Times New Roman']2021[font=宋体]年[/font][font=Times New Roman]5[/font][font=宋体]月中国仪器仪表学会发布《中药生产过程粉体混合均匀度在线检测[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]法团体标准》[/font][font=Times New Roman]T/CIS11001-2020[/font][/font][font=宋体]。但整体来说,我国目前这一领域的应用还有待于进一步提升,并完善相应的标准和法规。[/font]