光譜儀:中紅外(MIR)與近紅外(NIR)光譜分析的區(qū)別
在我國對近紅外光譜分析技術(shù)性的科學(xué)研究及運用發(fā)展過晚,除一些技術(shù)專業(yè)剖析工作員之外,近紅外光譜分析技術(shù)還不為人知。但 1995 年至今已遭受了各個方面的關(guān)心,并在儀器設(shè)備的研發(fā)、開發(fā)軟件、基本科學(xué)研究和運用等層面獲得了比較喜人的成效。可是現(xiàn)階段中國可以出示全套近紅外光譜分析技術(shù)(近紅外光譜分析儀器、有機(jī)化學(xué)計量學(xué)手機(jī)軟件、運用實體模型)的公司仍是寥寥無幾。
隨著中國加入 WTO 及經(jīng)濟(jì)全球化的浪潮,國外許多大型分析儀器生產(chǎn)商紛紛登陸中國,想在第一時間占領(lǐng)中國的近紅外光譜分析儀器市場。由此也可以看出近紅外光譜分析技術(shù)在分析界炙手可熱的發(fā)展趨勢。在不久的未來,近紅外光譜分析技術(shù)在分析界必將為更多的人所認(rèn)識和接受。
現(xiàn)代近紅外光譜分析是將光譜測量技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、化學(xué)計量學(xué)技術(shù)與基礎(chǔ)測試技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。是將近紅外光譜所反映的樣品基團(tuán)、組成或物態(tài)信息與用標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)可的參比方法測得的組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)采用化學(xué)計量學(xué)技術(shù)建立校正模型,然后通過對未知樣品光譜的測定和建立的校正模型來快速預(yù)測其組成或性質(zhì)的一種分析方法。

與常規(guī)分析技術(shù)不同,近紅外光譜是一種間接分析技術(shù),必須通過建立校正模型(標(biāo)定模型)來實現(xiàn)對未知樣品的定性或定量分析。具體的分析過程主要包括以下幾個步驟:一是選擇有代表性的樣品并測量其近紅外光譜;二是采用標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)可的參考方法測定所關(guān)心的組分或性質(zhì)數(shù)據(jù);三是將測量的光譜和基礎(chǔ)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計量方法建立校正模型;四是未知樣品組分或性質(zhì)的測定。由近紅外光譜分析技術(shù)的工作過程可見,現(xiàn)代近紅外光譜分析技術(shù)包括了近紅外光譜儀、化學(xué)計量學(xué)軟件和應(yīng)用模型三部分。三者的有機(jī)結(jié)合才能滿足快速分析的技術(shù)要求,是缺一不可的。
與傳統(tǒng)分析技術(shù)相比,近紅外光譜分析技術(shù)具有諸多優(yōu)點,它能在幾分鐘內(nèi),僅通過對被測樣品完成一次近紅外光譜的采集測量,即可完成其多項性能指標(biāo)的測定(最多可達(dá)十余項指標(biāo))。光譜測量時不需要對分析樣品進(jìn)行前處理;分析過程中不消耗其它材料或破壞樣品;分析重現(xiàn)性好、成本低。對于經(jīng)常的質(zhì)量監(jiān)控是十分經(jīng)濟(jì)且快速的,但對于偶然做一兩次的分析或分散性樣品的分析則不太適用。因為建立近紅外光譜方法之前必須投入一定的人力、物力和財力才能得到一個準(zhǔn)確的校正模型。
近紅外光譜主要是反映 C-H、O-H、N-H、S-H 等化學(xué)鍵的信息,因此分析范圍幾乎可覆蓋所有的有機(jī)化合物和混合物。加之其獨有的諸多優(yōu)點,決定了它應(yīng)用領(lǐng)域的廣闊,使其在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的許多行業(yè)中都能發(fā)揮積極作用,并逐漸扮演著不可或缺的角色。主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括:石油及石油化工、基本有機(jī)化工、精細(xì)化工、冶金、生命科學(xué)、制藥、醫(yī)學(xué)臨床、農(nóng)業(yè)、食品、飲料、煙草、紡織、造紙、化妝品、質(zhì)量監(jiān)督、環(huán)境保護(hù)、高校及科研院所等。在石化領(lǐng)域可測定油品的辛烷值、族組成、十六烷值、閃點、冰點、凝固點、餾程、MTBE 含量等;在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可以測定谷物的蛋白質(zhì)、糖、脂肪、纖維、水分含量等;在醫(yī)藥領(lǐng)域可以測定藥品中有效成分,組成和含量;亦可進(jìn)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。
相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,近紅外光譜分析技術(shù)這一先進(jìn)的技術(shù)必將得到廣泛的認(rèn)同和應(yīng)用。
