近紅外光譜技術(NIR)是90年代以來發(fā)展最快、最引人注目的分析技術之一。隨著NIR分析方法的深入應用和發(fā)展,已逐漸得到大眾的普遍接受和*的認可。
1978年美國和加大就采用近紅外法作為分析小麥蛋白質的標準方法,1998年美國材料試驗學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標準方法。
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、粗纖維、粗脂肪、賴氨酸、蛋氨酸的國家標準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,隨著化學計量學、光纖和計算機技術的發(fā)展,在線近紅外光譜分析技術正以驚人的速度應用于包括農牧、食品、化工、石化、制藥、煙草等在內的許多領域,為科研、教學以及生產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)向高能級躍遷時產生的,記錄的主要是含氫基團X-H(X=C、N、O)振動的倍頻和合頻吸收。
不同團(如甲基、亞甲基,苯環(huán)等)或同一基團在不同化學環(huán)境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別,NIR光譜具有豐富的結構和組成信息,非常適合用于碳氫有機物質的組成與性質測量。但在NIR區(qū)域,吸收強度弱,靈敏度相對較低,吸收帶較寬且重疊嚴重。
因此,依靠傳統(tǒng)的建立工作曲線方法進行定量分析是十分困難的,化學計量學的發(fā)展為這一問題的解決奠定了數學基礎。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之間的對應關系(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關系,就能很快得到所需要的質量參數數據。
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