近紅外光譜分析及其應用的簡單介紹

1、    近紅外光譜分析及其應用的簡單介紹近紅外區(qū)域按ASTM定義是指波長在7802526nm范圍內(nèi)的電磁波，是人們最早發(fā)現(xiàn)的非可見光區(qū)域。由于物質(zhì)在該譜區(qū)的倍頻和合頻吸收信號弱，譜帶重疊，解析復雜，受當時的技術(shù)水平限制，近紅外光譜“沉睡”了近一個半世紀。近年來，分析化學領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來越引起國內(nèi)外分析專家的注目，在分析化學領(lǐng)域被譽為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說帶來了又一次分析技術(shù)的革命。近紅外光譜分析的應用領(lǐng)域：近紅外光譜主要是反    近紅外區(qū)域按ASTM定義是指波長在7802526nm范圍內(nèi)的電磁波，是人

2、們最早發(fā)現(xiàn)的非可見光區(qū)域。由于物質(zhì)在該譜區(qū)的倍頻和合頻吸收信號弱，譜帶重疊，解析復雜，受當時的技術(shù)水平限制，近紅外光譜“沉睡”了近一個半世紀。近年來，分析化學領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來越引起國內(nèi)外分析專家的注目，在分析化學領(lǐng)域被譽為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說帶來了又一次分析技術(shù)的革命。     近紅外光譜分析的應用領(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化合物和混合物。加之其獨有的諸多優(yōu)點，決定了它應用領(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、有機化工、精細化工、生命科學、醫(yī)學臨床、紡織、造紙、化妝品、地理地質(zhì)、航空、遙感、質(zhì)量監(jiān)督、環(huán)境保護等領(lǐng)域。在石化領(lǐng)域可測定油品的辛烷值、十六烷值、閃點、冰點、凝固點、餾程等；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可以測定谷物的蛋白質(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)域可以測定藥品中的有效成分、組成和含量；亦可進行樣品的種類鑒別，如酒類和香水的真假辨別，環(huán)保廢棄物的分檢等。     近紅外光譜分析的特點：   

4、60; 近紅外光譜分析應用方式的特點：近紅外光譜的工作譜區(qū)信息量豐富，對樣品有較強的透過能力。近紅外光譜分析能在幾秒鐘內(nèi)對被測樣品完成一次光譜的采集測量，瞬間即可依靠數(shù)學模型完成其多項性能指標的測定。分析過程不產(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；可以實現(xiàn)快速分析、綠色分析、廉價分析，具有“多、快、好、省”的特點。尤其是在復雜物、天然物的無損、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)分析無法比擬的優(yōu)點。     近紅外光譜分析技術(shù)對于適時的質(zhì)量監(jiān)控與大量樣品分析是十分經(jīng)濟且快速的，由于建立近紅外光譜方法之前須投入大量人力

5、、物力和財力才能得到一個準確的校正模型。因此近紅外光譜分析對于沒有相應的數(shù)學模型、零星樣品的分析不太適用。     近紅外光譜分析技術(shù)屬于應用數(shù)學模型的間接分析，是二級的分析技術(shù)；一般不適合做實驗室高精度，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     通常可以把基本紫外、可見光譜分析和紅外光譜分析等稱為常規(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)的波長介于可見光與中紅外光之間，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)點與可見譜區(qū)使用方便的優(yōu)點。     與中紅外譜區(qū)一樣，近紅外光譜分析利用分子振動的信息，但本譜區(qū)主要是振動的倍頻與合頻信息，此譜區(qū)分析幾乎可以實現(xiàn)所有與含氫基團有關(guān)的樣品化學性質(zhì)、物理性質(zhì)，某些生物性質(zhì)等多項目分析或同時分析，被認為是一種“具有解決全球農(nóng)業(yè)分析潛力”的當代分析方法。    與紫外、可見、中紅外譜區(qū)相比，物質(zhì)對近紅外譜區(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，尤其適用于復雜樣品的無損分析。      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前處理，使組分和濃度調(diào)整后再進行分析。儀器測試結(jié)果只是給出樣品對某一波長吸光度，吸光度和待測量（如濃度）間的關(guān)系是簡單的線性關(guān)系；常規(guī)光譜分析只要儀器給出準確的吸光度，即可由用戶自行建立的個性化工作曲線（屬于各臺儀器特定分析方法的）得到待測量。  &

8、#160;  近紅外光譜分析是在復雜、重疊、變動的背景下提取弱信息，復雜樣品近紅外光譜和待測量間的關(guān)系是復雜的間接關(guān)系；近紅外光譜分析必須借助化學計量學方法用全部波長點和待測量進行多元關(guān)聯(lián)，建立光譜與待測量間關(guān)系的數(shù)學模型，依靠數(shù)學模型由光譜計算樣品的待測量。近紅外光譜分析儀器不僅要給出吸光度，還須捆綁數(shù)學模型才能得到待測量。     近紅外光譜分析儀器的不同     常規(guī)光譜分析一般由用戶自備標樣后測定標準曲線或工作曲線。每種工作曲線只相對于某臺儀器使用，這種分析屬于相對分析，相對分析可以通過個性化的工作曲線校正儀器與方法的某些系統(tǒng)偏差，因而對儀器的精確度要求較高；相對于儀器的波長、吸光度準確度的要求較低。     近紅外光譜分析依靠捆綁的數(shù)學模型，直接計算出樣品的待測量，這種分析屬于絕對分析，絕對分析對儀器的準確度與精確度要求較高。但用戶可以對不經(jīng)過前處理的樣品直接分析待測量。     近紅外光譜分析建