近紅外光譜技術近年廣泛應用于食品行業(yè)檢測當中,它可快速完成出食品中的蛋白質(zhì)、氨基酸、水分、脂肪以及其他各營養(yǎng)成分的檢測。除了食品行業(yè),近紅外光譜技術還應用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥業(yè)、化妝品、石油化工等行業(yè)中。本文具體介紹近紅外光譜分析技術的原理、特點和應用。
近紅外光譜分析技術原理
近紅外光是介于可見光和中紅外光之間的電磁波,ASTM定義的近紅外光譜區(qū)的波長范圍為780~2526nm(12820~98975px1),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(jié)構和組成信息,非常適合用于碳氫有機物質(zhì)的組成與性質(zhì)測量。
近紅外光譜分析技術特點
近紅外光譜技術之所以成為一種快速、高效、適合過程在線分析的有利工具,是由其技術特點決定的。近紅外光譜分析的主要技術特點如下:
(1)分析速度快,測量過程大多可在1min內(nèi)完成。
(2)分析效率高,通過一次光譜測量和已建立的相應校 正模型,可同時對樣品的多個組分或性質(zhì)進行測定,提供定性、定量結(jié)果。
(3)適用的樣品范圍廣,通過相應的測樣器件可以直接測量液體、固體、半固體和膠狀體等不同物態(tài)的樣品,光譜測量方便
(4)樣品一般不需要預處理,不需要使用化學試劑或高溫、高壓、大電流等測試條件,分析后不會產(chǎn)生化學、生物或電磁污染。
(5)分析成本較低(無需繁雜預處理,可多組分同時檢測)。
(6)測試重現(xiàn)性好。
(7)對樣品無損傷,可以在活體分析和醫(yī)藥臨床領域廣 泛應用。
(8)近紅外光在普通光纖中具有良好的傳輸特性,便于 實現(xiàn)在線分析。
(9)對操作人員的要求不苛刻,經(jīng)過簡單的培訓就可勝任工作。
近紅外光譜技術存在的問題是:
(1)測試靈敏度相對較低,被測組分含量一般應大于011%。
(2)需要用標樣進行校正對比,很多情況下僅是一種間 接分析技術。
近紅外光譜分析儀
近紅外光譜儀器從分光系統(tǒng)可分為固定波長濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換、聲光可調(diào)濾光器和陣列檢測五種類型。每臺近紅外光譜儀都有固定的有效光譜范圍,近紅外光譜儀器的波長范圍通常分為長波和短波兩段,長波范圍是1100~2500nm,短波范圍700~1100nm。
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