近紅外光譜分析及其應(yīng)用的簡(jiǎn)單介紹

1、    近紅外光譜分析及其應(yīng)用的簡(jiǎn)單介紹近紅外區(qū)域按ASTM定義是指波長(zhǎng)在7802526nm范圍內(nèi)的電磁波，是人們最早發(fā)現(xiàn)的非可見(jiàn)光區(qū)域。由于物質(zhì)在該譜區(qū)的倍頻和合頻吸收信號(hào)弱，譜帶重疊，解析復(fù)雜，受當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平限制，近紅外光譜“沉睡”了近一個(gè)半世紀(jì)。近年來(lái)，分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外分析專(zhuān)家的注目，在分析化學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說(shuō)帶來(lái)了又一次分析技術(shù)的革命。近紅外光譜分析的應(yīng)用領(lǐng)域：近紅外光譜主要是反    近紅外區(qū)域按ASTM定義是指波長(zhǎng)在7802526nm范圍內(nèi)的電磁波，是人

2、們最早發(fā)現(xiàn)的非可見(jiàn)光區(qū)域。由于物質(zhì)在該譜區(qū)的倍頻和合頻吸收信號(hào)弱，譜帶重疊，解析復(fù)雜，受當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平限制，近紅外光譜“沉睡”了近一個(gè)半世紀(jì)。近年來(lái)，分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外分析專(zhuān)家的注目，在分析化學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說(shuō)帶來(lái)了又一次分析技術(shù)的革命。     近紅外光譜分析的應(yīng)用領(lǐng)域：     近紅外光譜主要是反映與C-H、O-H、N-H、S-H等基團(tuán)有關(guān)的樣品結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)的信息，因此分析范圍幾乎可覆蓋所有的有機(jī)化合物和混合物。加之其獨(dú)有的諸多優(yōu)點(diǎn)，決定了它應(yīng)用領(lǐng)域的

3、廣闊，使其在許多行業(yè)中都能發(fā)揮重要作用。主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括：石油及石油化工、農(nóng)業(yè)、煙草、食品、飲料、制藥、有機(jī)化工、精細(xì)化工、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)臨床、紡織、造紙、化妝品、地理地質(zhì)、航空、遙感、質(zhì)量監(jiān)督、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。在石化領(lǐng)域可測(cè)定油品的辛烷值、十六烷值、閃點(diǎn)、冰點(diǎn)、凝固點(diǎn)、餾程等；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可以測(cè)定谷物的蛋白質(zhì)、氨基酸、醣、脂肪、纖維、水分等內(nèi)部組份含量與硬度等性質(zhì)；在醫(yī)藥領(lǐng)域可以測(cè)定藥品中的有效成分、組成和含量；亦可進(jìn)行樣品的種類(lèi)鑒別，如酒類(lèi)和香水的真假辨別，環(huán)保廢棄物的分檢等。     近紅外光譜分析的特點(diǎn)：   

4、60; 近紅外光譜分析應(yīng)用方式的特點(diǎn)：近紅外光譜的工作譜區(qū)信息量豐富，對(duì)樣品有較強(qiáng)的透過(guò)能力。近紅外光譜分析能在幾秒鐘內(nèi)對(duì)被測(cè)樣品完成一次光譜的采集測(cè)量，瞬間即可依靠數(shù)學(xué)模型完成其多項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)定。分析過(guò)程不產(chǎn)生污染、不消耗其它材料、不破壞樣品，分析重現(xiàn)性好、成本低；可以實(shí)現(xiàn)快速分析、綠色分析、廉價(jià)分析，具有“多、快、好、省”的特點(diǎn)。尤其是在復(fù)雜物、天然物的無(wú)損、微損分析、在線分析、原位分析、瞬間分析等領(lǐng)域具有常規(guī)分析無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。     近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)于適時(shí)的質(zhì)量監(jiān)控與大量樣品分析是十分經(jīng)濟(jì)且快速的，由于建立近紅外光譜方法之前須投入大量人力

5、、物力和財(cái)力才能得到一個(gè)準(zhǔn)確的校正模型。因此近紅外光譜分析對(duì)于沒(méi)有相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型、零星樣品的分析不太適用。     近紅外光譜分析技術(shù)屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的間接分析，是二級(jí)的分析技術(shù)；一般不適合做實(shí)驗(yàn)室高精度，高穩(wěn)定性分析；近紅外光譜分析也不適合做微量分析。     近紅外光譜分析與常規(guī)光譜分析方法的不同     通?？梢园鸦咀贤狻⒖梢?jiàn)光譜分析和紅外光譜分析等稱(chēng)為常規(guī)光譜分析，近紅外光譜分析由于譜區(qū)信息的不同，方法和儀器的不同使其與常規(guī)光譜分析有很大的差別。 

6、0;   近紅外光譜分析譜區(qū)的不同     近紅外譜區(qū)的波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光與中紅外光之間，該譜區(qū)的分析兼?zhèn)淞酥屑t外譜區(qū)信息量豐富的優(yōu)點(diǎn)與可見(jiàn)譜區(qū)使用方便的優(yōu)點(diǎn)。     與中紅外譜區(qū)一樣，近紅外光譜分析利用分子振動(dòng)的信息，但本譜區(qū)主要是振動(dòng)的倍頻與合頻信息，此譜區(qū)分析幾乎可以實(shí)現(xiàn)所有與含氫基團(tuán)有關(guān)的樣品化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)，某些生物性質(zhì)等多項(xiàng)目分析或同時(shí)分析，被認(rèn)為是一種“具有解決全球農(nóng)業(yè)分析潛力”的當(dāng)代分析方法。    與紫外、可見(jiàn)、中紅外譜區(qū)相比，物質(zhì)對(duì)近紅外譜區(qū)吸收

7、的能力較弱，該譜區(qū)可以透入樣品內(nèi)部，取得樣品內(nèi)部的信息，因此近紅外光譜分析樣品可以不需要或者只要少量的物理前處理，便可用于各種快速分析，尤其適用于復(fù)雜樣品的無(wú)損分析。      近紅外光譜分析方法的不同     常規(guī)光譜分析一般要求樣品通過(guò)前處理，使組分和濃度調(diào)整后再進(jìn)行分析。儀器測(cè)試結(jié)果只是給出樣品對(duì)某一波長(zhǎng)吸光度，吸光度和待測(cè)量（如濃度）間的關(guān)系是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系；常規(guī)光譜分析只要儀器給出準(zhǔn)確的吸光度，即可由用戶(hù)自行建立的個(gè)性化工作曲線（屬于各臺(tái)儀器特定分析方法的）得到待測(cè)量。  &

8、#160;  近紅外光譜分析是在復(fù)雜、重疊、變動(dòng)的背景下提取弱信息，復(fù)雜樣品近紅外光譜和待測(cè)量間的關(guān)系是復(fù)雜的間接關(guān)系；近紅外光譜分析必須借助化學(xué)計(jì)量學(xué)方法用全部波長(zhǎng)點(diǎn)和待測(cè)量進(jìn)行多元關(guān)聯(lián)，建立光譜與待測(cè)量間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，依靠數(shù)學(xué)模型由光譜計(jì)算樣品的待測(cè)量。近紅外光譜分析儀器不僅要給出吸光度，還須捆綁數(shù)學(xué)模型才能得到待測(cè)量。     近紅外光譜分析儀器的不同     常規(guī)光譜分析一般由用戶(hù)自備標(biāo)樣后測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線或工作曲線。每種工作曲線只相對(duì)于某臺(tái)儀器使用，這種分析屬于相對(duì)分析，相對(duì)分析可以通過(guò)個(gè)性化的工作曲線校正儀器與方法的某些系統(tǒng)偏差，因而對(duì)儀器的精確度要求較高；相對(duì)于儀器的波長(zhǎng)、吸光度準(zhǔn)確度的要求較低。     近紅外光譜分析依靠捆綁的數(shù)學(xué)模型，直接計(jì)算出樣品的待測(cè)量，這種分析屬于絕對(duì)分析，絕對(duì)分析對(duì)儀器的準(zhǔn)確度與精確度要求較高。但用戶(hù)可以對(duì)不經(jīng)過(guò)前處理的樣品直接分析待測(cè)量。     近紅外光譜分析建