近紅外光譜技術(shù)(NIR)是90年代以來發(fā)展最快、最引人注目的分析技術(shù)之一,。隨著NIR分析方法的深入應(yīng)用和發(fā)展,已逐漸得到大眾的普遍接受和*的認(rèn)可,。
1978年美國和加大就采用近紅外法作為分析小麥蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)方法,,1998年美國材料試驗學(xué)會制訂了近紅外光譜測定多元醇(聚亞安酯原材料)中羥值含量的ASTMD6342標(biāo)準(zhǔn)方法。
2003年,,在我國也正式實施了近紅外光譜方法測定飼料中水分,、粗蛋白質(zhì),、粗纖維、粗脂肪,、賴氨酸,、蛋氨酸的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T188682002
由于近紅外光在常規(guī)光纖中有良好的傳輸特性,且其儀器較簡單,、分析速度快、非破壞性和樣品制備量小,、幾乎適合各類樣品(液體,、粘稠體,、涂層、粉末和固體)分析,、多組分多通道同時測定等特點,,成為在線分析儀表中的一枝奇葩,。
近幾年,隨著化學(xué)計量學(xué),、光纖和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,,在線近紅外光譜分析技術(shù)正以驚人的速度應(yīng)用于包括農(nóng)牧、食品,、化工,、石化,、制藥、煙草等在內(nèi)的許多領(lǐng)域,,為科研,、教學(xué)以及生產(chǎn)過程控制提供了一個十分廣闊的使用空間。
下面讓我們一起來了解一下近紅外光譜儀的分析原理
近紅外光(NearInfrared,,NIR)是介于可見光(VIS)和中紅外光(MIR)之間的電磁波,,ASTM定義的近紅外光譜區(qū)的波長范圍為780~2526nm(12820~3959cm1),,習(xí)慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波(780~1100nm)和近紅外長波(1100~2526nm)兩個區(qū)域。
近紅外光譜儀主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的,,記錄的主要是含氫基團(tuán)X-H(X=C,、N、O)振動的倍頻和合頻吸收,。
不同團(tuán)(如甲基,、亞甲基,,苯環(huán)等)或同一基團(tuán)在不同化學(xué)環(huán)境中的近紅外吸收波長與強(qiáng)度都有明顯差別,NIR光譜具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息,,非常適合用于碳?xì)溆袡C(jī)物質(zhì)的組成與性質(zhì)測量,。但在NIR區(qū)域,吸收強(qiáng)度弱,靈敏度相對較低,,吸收帶較寬且重疊嚴(yán)重。
因此,,依靠傳統(tǒng)的建立工作曲線方法進(jìn)行定量分析是十分困難的,化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展為這一問題的解決奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ),。其工作原理是,,如果樣品的組成相同,則其光譜也相同,,反之亦然,。
如果我們建立了光譜與待測參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系(稱為分析模型),,那么,只要測得樣品的光譜,,通過光譜和上述對應(yīng)關(guān)系,,就能很快得到所需要的質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)。
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