近红外光谱技术简述

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近红外区域按ASTM定义是指波长在780-2526nm范围的电磁波，是人类最早发现的非可见光区域。近红外光谱技术作为一种分析手段是从上世纪50年代开始的，并在80年代以后的10 多年里迅速发展起来。在近红外光谱区产生吸收的官能团主要是含氢（原子）基团，包括：C-H（碳氢键）、O-H（羟基）、S-H（巯基）、N-H（氨基）等。而有机化合物就是由C、H、O、N、S、P等元素组成的，分子中包含了上述4种氢键的一种或多种。这是近红外光谱分析技术能够用来分析有机化合物的基础。近红外光谱分析技术是一种二级分析方法，其分析过程流程是：第一步，筛选校正集样品，要求样品对需要检测的指标具有很好的代表性，然后采用常规实验室方法测试需要检测指标的数据，获取参照数据；第二步，用近红外光谱仪扫描校正集样品，获取其近红外光谱数据；第三步，用化学计量学软件关联样品的光谱数据和参照数据，通过一定的数学计算方法计算出关联模型；第四步，用近红外光谱仪对未知样品进行扫描，获取光谱数据；第五步，调用模型对测得的光谱进行预测。近红外光谱分析技术方法由两个要素组成，一是准确、稳定地测定物质（样品）的吸收或漫反射光谱图的硬件技术（仪器本身），这一硬件技术的主要要求是必须保持长时间的稳定性；另一个是利用化学计量学及多元校正方法计算测定结果的软件技术。硬件技术中影响长时间稳定性的关键因素是仪器的“分光系统”。现在可利用的分光技术有“滤光片”、“扫描光栅”、“傅立叶变换”、“二极管阵列”和“声光可调滤光器”5种。其中声光可调滤光器技术是90年代才出现的新技术，被业内专家称为“近红外光谱仪最突出的进展”。该技术的全固态设计，使得采用这一技术的光谱仪能够适应各种检测环境。近红外光谱分析技术能否应用在某个具体的指标上，这需要针对该指标进行具体分析：比如要检测某种成分的含量，则需要看看该物质（或与该物质相关的物质）在近红外区域是否有吸收，如果没有吸收，则不能够检测；有吸收，则在理论上可以检测。而实际上的可应用性，还要看含量的大小，含量>1%时，检测精度较高；含量