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近红外光谱目前可能存在的技术问题 红外光谱工作原理

时间:2020-05-24    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
 红外光 近红外光谱仪(Near Infrared Spectrum Instrument,NIRS)是介于可见光(Vis)和中红外(MIR)之间的电磁辐射波,美国材料检测协会(ASTM)将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域,是人们在吸收光谱中发现的个非可见光区。近红外光谱区与有机分子中含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的合频和各级倍频的吸收区一致,通过扫描样品的近红外光谱,可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息,而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、快速、、准确和成本较低,不破坏样品,不消耗化学试剂,不污染环境等优点,因此该技术受到越来越多人的青睐。
 
存在问题
近红外光谱分析技术现阶段已相对成熟,各种不同类型和型号的近红外分析仪在市场上都有销售,但是分析仪器的价格相对较高,尤其是傅立叶变换型、光栅扫描型等高精度分析仪,普通商业用户难以承受,无法大面积推广。所以如何降低仪器研制成本并保持足够的分析精度是研究人员关心的主要问题之一。
滤光片型近红外光谱分析仪成本相对较低,而且定标模型的长期稳定性较好以及仪器的操作和维护很方便,但由于滤光片有限,难以应对复杂样品,该型仪器研制中定标模型的优选以及同型号仪器间定标模型的转移问题一直以来是近红外工作者讨论的热点。
近红外光谱分析仪器的定量分析精度除了与自身的信噪比及稳定性有关外,参考理化分析方法的精度也直接影响了定标模型所给出的测量结果精度,所以如何进一步提高理化参考分析方法的精度以提高仪器测得的近红外光谱吸光度数据与理化分析值的相关性需要等待理化学科的发展。
尽管化学计量学的发展成功地解释了定标模型波长通道信息与物质化学信息之间相关性,同时对定标数据的前处理提高了模型的稳定性和精度,但是与直接采用光谱数据 Log(1/R)所计算得到的结果相比较精度提高较小而且极大地增加了数据处理的复杂性,所以只有通过对物质与光作用机制的进一步研究和理解来从根本上解决物质成份光谱之间以及外界因素对定标模型的干扰问题。

傅里叶红外光谱仪的基本操作及注意事项

  傅里叶红外光谱仪主要由红外光源、光阑、干涉仪(分束器、动镜、定镜)、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。可以对样品进行定性和定量分析,广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。  一、基本操作:  1、打开红外光谱仪的电源开关。  2、点击电脑屏幕打开IRsolution工作站软件。  3、点击测定,使屏幕转到测定界面。之后初始化仪器。  4、制备溴化钾空白片和样品压片。  5、将压制好的溴化钾空白片(不含样品的溴化钾空片)放入光谱仪样品仓内的样品架上。  6、点击测定按钮下的背景按钮,输入光谱名称,确认采集参比背景光谱。  7、背景谱图采集完毕后,将待测样品片放入光谱仪内,关上仓盖。  8、软件可按要求对谱图进行各种分析处理,从文件菜单中选择打印,将谱图以不同形式打印出报告。  9、退出系统。  二、注意事项:  1、仪器一定要安装在稳定牢固的实验台上,远离振动源。  2、供试品测试完毕后应及时取出,长时间放置在样品室中会污染光学系统,引起性能下降。样品室应保持干燥,应及时更换干燥剂。  3、所用的试剂、试样保持干燥,用完后及时放入干燥器中。  4、在工作期间,不可中途断电。  5、压片模具及液体吸收池等红外附件,使用完后应及时擦拭干净,必要时清洗,保存在干燥器中,以免锈蚀。  6、光路中有激光,开机时严禁眼睛进入光路。  7、测定完毕,要及时做好仪器使用登记记录。

标签: 傅里叶红外光谱仪
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近红外光谱仪系统的适用

    红外光近红外光谱仪是介于可见光(Vis)和中红外之间的电磁辐射波,美国材料检测协会(ASTM)将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域,是人们在吸收光谱中发现的第一个非可见光区。

    应用范围

    1.用于生物反应过程出的研究与检测。由于近红外响应速度快,又可进行多组分的同时和无损检测,因此可以获取生物过程中的一些重要变量参数;

    同时它还可以用于生化反应中微生物的鉴别和分类;

    在生命过程的研究中,被用于测定脑血流量和脑血管中CO2的活性,人体肌肉组织在运动中的氧化代谢等。

    2.生物体组织的研究则主要包括皮肤中水分的测定,脑组织的研究等方面

    3.在临床医学方面,近红外光谱的优势在于其对组织的透过性好,能够进行体外或在体的非破坏、非介入分析。

    主要有全血或血清中血红蛋白载氧量、PH、葡萄糖、尿素等含量的测定。

    随着近红外、计算机技术、光学技术等的不断发展,研究的不断深入;

    近红外技术将在生物医学领域中充分发挥出潜力,有望在探索生命过程的奥秘,以及重大疾病预防、诊断、处理上起到更多的实际作用。

    医学应用

    近红外光谱技术在许多领域(农业和食品等)检测中已作为认证的检测技术,同时在纺织、聚合物、药物、石油化工、生化和环保等领域也得到了广泛的应用名。

    除了早期的应用外,近几年人们又利用该技术检测物质的纯度,解释物质的结构,预测、评价生物的某些生理现象及变化,监测一些天体的变化等。

    尤其近几年,近红外光谱技术在医学领域的许多方面得到了广泛的应用。

    1.近红外光谱分析在中药分析中的应用

    近红外光谱技术应用于药物的鉴别和定性、定量的分析不仅具有快速、方便、准确、非侵入式分析、易于实现生产过程的在线控制等优点;

    而且可以鉴定某些药物如光学异构体、具有光学活性物质的纯度,因此在药物的定性鉴定、定量分析、质量控制及在线检测等方面显示了巨大的作用。

    利用近红外光谱和多变量统计分类技术系统聚类分析、逐步聚类分析、主成分分析和逐步判别等可很好地对药材和成药进行定性判别和分类。

    2.近红外光谱分析在临床分析中的应用

    随着光导纤维及传感技术的发展,近红外光谱检测技术和计算机网络技术相结合的进一步深入,近红外光谱技术的非侵入式定性和定量分析成为可能。

    同时,由于生物体中不同的透明组织对近红外光具有不同的吸收和散射特性,因此近红外光对不同的软组织和变化的组织具有较强的区分能力。

    根据这种特性,可以利用近红外光谱法测量组织的某些光学参数从而得到组织的某些生理参数,或者建立某些生理参数和光谱数据的关系,从而可以检测出组织中的异物或生成二维的图像;

    也可监测皮肤组织受外界环境影响的变化;还可用于临床分析和血液某种成分的测定。

    近红外光谱法可以直接对活体组织进行无创伤检测,使过去无法开展的研究工作成为可能,极大地提高了分析检测效率。

标签: 红外光谱仪
红外光谱仪 近红外光谱仪系统的适用_红外光谱仪

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