近红外光谱技术在化学分析方面的应用进展.PDFVIP

墅 中国高新技术企业 近红外光谱技术在化学分析方面的应用进展 许琼 马 国欣 (华南理工大学电子与信息学院) 【摘要 】 简要介绍 了现代近红外光谱 的发展过程、技术特点及其研究现状 ，综述 了近红外光谱 分 析技 术在石油化工 、农业 、制 药工 业等领域 中的应 用现状 ，并展 望了近红外光谱分析技术的发展 方 向和应用前景 。 【关键词】近红外光谱 技 术特 点 化 学分析 应 用 1引言 光谱测量方便 ．可通过相应的测样器件可 以直接测量 液体 、固 近红 外 光谱 按 ASTM 定 义 ，是 指物 质 在波 长 780nm～ 体 、半固体和胶状类等不 同物态的样品 。六是便 于实现在线分 2526nm(波数 12820cm ~3959CITI )之间的吸 收光谱 ，这个范 析 。由于近红外光谱在光纤 中 良好 的传输特性 ，通过光纤可 以 围的电磁渡是人们认识最早的非可见光区域 。根据经典 力学 使仪器远 离采样现场 ，将测量 的光谱信号实时地传输给 仪器， 理论和量子力学理论 ，化合物的近红外光谱产生取 决于化学 调用建立的校正模型计算后可直接显示出生产装置 中样 品的 键振动的非谐性 。由于含氢基 团的非 谐性常数最大 ，它们在 组成或性质结果 ：七是典 型 的无损分析技术 。光谱测量过程 中 近红外光谱 中占主导地位 。一般 有机物在近红外光谱吸收主 不消耗样品，从外观到内在都不会对样品产生影响。鉴于这一 要是含氢基 团(oH，CH，NH，SH，PH)等倍频和合频吸收。另 特 点 ，该技 术在 活体分析 和 医药领域 正得到 越来越 多的应 外 ．有机物 的一些主要结构和组成都可 以在他们 的近红外光 用 。 谱 中找到信号 ，而且谱 图稳定 ，获取光谱容易 ，所 以近红外光 近红外光谱也存在着一定 的不足和局限性 [3]。首先 ，近 谱分析非 常适用分析有机样 品。加之光谱仪器 ，特别是测量 红 外光 区常常是 多个振动 谱带藏 于一 个宽峰 或者重叠 峰下 附件技术 的发展 ．近红 外光谱仪 已经能够非常方便和快速地 面 ．这就使得大多数近红外光谱 有着 不同于中红外光谱 的信 测量 固体 样 品，液体样 品 ，均 匀的和 非均匀的样 品 ，低温 或高 息特征 。要精确近红外光谱带的归属是很困难 的 ．因为每个近 温下的样品 ，强酸和强碱 等样品的光谱。因此，近红外光谱分 红 外光 谱带可能是若干个 不同基频 的倍频和合频带 的组合 ， 析技术被广泛用于化学 分析 中。 没有锐峰和 基线分离的谱峰 ，大量 的是重叠谱峰和肩峰 ：其 2 近红外光谱技术 的发展过程 次 ，影 响近 红外谱带位置变化 的因素也很 多，如氢键 、溶液稀 近 红外光谱 的应 用可追 溯到 1939年 ．在其 后 的 20年 释和温度升 高，都可使谱带发生移动 ；此 外，近红 外快速检测 间，由于缺乏仪 器基础 ，实际应用非常有限 ，直到上世纪 6o年 技术作为一种 间接测量技 术 ．其测定 的准确度依赖于标准方 代美 国Norris博士提 出相对 NIP,_分析技术 ．即物 质的含量 与 法提供的数据 以及化学计量学建立起来的数学模型。标准方 近红 外区 内多个不 同的波长 点吸收峰 呈线性 关系 ．并利 用 法测定数据 的准确性 ．数学模型应用的校正样 品集是否 足够 NIP,_满反射技 术测定了农副产品 中的水分 、蛋 白、脂肪等 ．才 的代表性 以及 算法 的合理性 等，直接决定了这项技 术的精确 使其成 为实际 分析技 术 ，1980年后 ．随着计 算机技术 的迅速 程度 。 发