近红外光谱分析及其应用简介

3、近红外光谱分析的特点
3.1 近红外光谱分析应用方式的特点：近红外光谱的工作谱区信息量丰富，对样品有较强的透过能力。近红外光谱分析能在几秒钟内对被测样品完成一次光谱的采集测量，瞬间即可依靠数学模型完成其多项性能指标的测定。分析过程不产生污染、不消耗其它材料、不破坏样品，分析重现性好、成本低；可以实现快速分析、绿色分析、廉价分析，具有“多、快、好、省”的特点。尤其是在复杂物、天然物的无损、微损分析、在线分析、原位分析、瞬间分析等领域具有常规分析无法比拟的优点。
近红外光谱分析技术对于适时的质量监控与大量样品分析是十分经济且快速的，由于建立近红外光谱方法之前须投入大量人力、物力和财力才能得到一个准确的校正模型。因此近红外光谱分析对于没有相应的数学模型、零星样品的分析不太适用。
近红外光谱分析技术属于应用数学模型的间接分析，是二级的分析技术；一般不适合做实验室高精度，高稳定性分析；近红外光谱分析也不适合做微量分析。
3.2 近红外光谱分析方法学的特点：
近红光谱外分析结果的准确度不但与待测样品有关，还取决于建模样品与模型（准确度与稳定性），优秀的模型可以使测定结果的准确度逼近经典方法。
近红外光谱分析的精确度可达到或超过经典方法；
近红外光谱分析的速度较快，当分析模型建立后，分析的速度一般以秒为单位；
近红外光谱分析的检测极限不易做得很低，一般只能做到10-3—10-4，难以应用于农业残留分析等领域。
近红外光谱分析的效率极高。近红外光谱分析的仪器可以作成类似傻瓜式仪器，用户只要简单地培训即可操作仪器，使用模型（数学模型由仪器的开发人员或制造商来完成）进行分析，分析成本相对常规分析要低的多。
4、近红外光谱分析的应用领域：
近红外光谱主要是反映与C-H、O-H、N-H、S-H等基团有关的样品结构、组成、性质的信息，因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。加之其独有的诸多优点，决定了它应用领域的广阔，使其在许多行业中都能发挥重要作用。主要的应用领域包括：石油及石油化工、农业、烟草、食品、饮料、制药、有机化工、精细化工、生命科学、医学临床、纺织、造纸、化妆品、地理地质、航空、遥感、质量监督、环境保护等领域。在石化领域可测定油品的辛烷值、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程等；在农业领域可以测定谷物的蛋白质、氨基酸、醣、脂肪、纤维、水分等内部组份含量与硬度等性质；在医药领域可以测定药品中的有效成分、组成和含量；亦可进行样品的种类鉴别，如酒类和香水的真假辨别，环保废弃物的分检等。（参阅《近红外光谱分析基础与应用》一书）
我国近红外光谱分析主要应用于石化、农业、烟草、食品、饮料等领域，其他还可应用于宝石鉴定、遥感等方面。
以烟草分析为例，烟草常规分析包括总氮、总醣及烟碱等九种成分，通常采用流动注射分析方式，速度慢、成本高，对分析人员的技术要求也高。采用近红外光谱分析方法一旦数学模型建立后，分析速度可以提高数十倍，分析成本会降低很多，分析的重复性超过常规方法；因此，近红外方法从90年代后，已经完全被烟草界认可。我国主要烟草公司已普遍采用近红外分析技术，已装备了上百台高档近红外分析仪，用于现场、实验室与在线测量分析与原料监测。我国著名的酒厂均采用近红外光谱仪，用于酒糟发酵等过程的监控。
5、近红外分析系统：
近红外光谱分析必须通过数学模型，因此近红外分析要求仪器的硬件、软件和资源三位一体，缺一不可，通常还需要构建近红外分析网络系统，他们共同组成近红外分析系统。优良的近红外光谱分析仪器用于产生准确的光谱；近红外分析软件（包括模型）用于解析光谱提取待测量信息；近红外分析资源（已知待测量的代表性样品、数学模型等）用于建立数学模型；近红外光谱分析的网络系统用于为仪器厂家和用户之间的网络支持。
5.1 近红外光谱分析的仪器：
近红外光谱分析技术主要分成两个谱区：
0.8~1.1μm称为短波近红外谱区，主要利用含氢基团高（4~5）倍频的信息，该谱区被物质吸收弱，透过能力强，适合于做透射分析，尤其适合于做整粒样品的透射分析，仪器的价格相对较低。
1.1~2.5μm称为中长波近红外谱区，主要利用含氢基团的低（2~3）倍频区，该谱区透过能力比短波近红外弱，适合做粉末样品的反射光谱分析。
近红外光谱仪按结构分，主要分为连续波长型和离散波长型。前者分析谱区的光谱具有波长连续的特征；又分为色散型（单检测器或阵列检测器）与傅立叶变换型等，分析的范围相对较宽；后者利用滤光片或LED等，选用几个特征（离散的）波长进行分析，价格相对较便宜。
5.2 近红外光谱分析的软件：近红外光谱分析软件用于包括对近红外光谱的预处理（复原与压缩等功能算法），关联近红外光谱与待测量建立数学模型的算法，以及利用模型预测未知样品的光谱并对分析结果进行检验等功能。
5.3 近红外光谱分析的资源：为了建立优秀的近红外光谱分析模型，必须广泛收集样品并且用标准方法测定化学值，这些样品以及由此建立的数学模型需要耗费大量人力物力是近红外分析资源，这些资源的数据达到海量的规模，一般需要用数据库来管理。
5.4 近红外光谱分析的网络系统：近红外光谱分析的模型需要经常维护修正，这些工作的难度较大，需要专业人员的帮助，因此，近红外专用分析仪器厂商需要通过网络为用户提供各种技术支持。
北京世农绿方高新技术发展中心研发的近红外仪器样机属于短波近红外谱区的色散型连续波长CCD阵列检测器近红外光谱分析仪，属于中档类仪器；仪器捆绑了相应的软件模型与数据库。这些工作是在多项国家科技部项目的支持下，北京世农绿方高新技术发展中心与中国农业大学、普析通用仪器有限责任公司等合作研究的成果。
主要参考文献
主编：严衍禄，《近红外光谱分析基础与应用》，中国轻工业出版社2005年1月出版

谢谢

very good!!

楼主,辛苦了!
我想问一下,近红外检测仪器(比如:水果无损检测仪器)在国外的具体应用情况是怎么样的.它的普及性怎么样?谢谢

挺好的！

谢谢，学习ing

你在做这方面的研究？

谢了！谢了！谢了！

楼主,辛苦了!