什么是NIR?
近紅外光譜技術(shù)是一種使用電磁光譜中近紅外區(qū)域(800-2500nm)的分析方法。它可以測(cè)量樣品在NIR區(qū)域中不同波長(zhǎng)處的吸光度,記錄著CH、NH或OH等分子基團(tuán)基頻振動(dòng)的倍頻和合頻吸收信息。因此近紅外光譜技術(shù)是化學(xué)和制藥行業(yè)以及食品、飼料和農(nóng)業(yè)中分析有機(jī)成分的首選。
如何分析近紅外光譜?
近紅外光譜的譜帶重疊嚴(yán)重,譜峰較寬,很難像中紅外光譜那樣對(duì)其進(jìn)行精確的歸屬。 近紅外光譜雖然相對(duì)較難解析,但存在著樣品分子和物理結(jié)構(gòu)的大量信息。這些信息可以通過(guò)現(xiàn)代多元數(shù)據(jù)處理和評(píng)估方法獲取到,以此來(lái)分析樣品組成。
FT-NIR的優(yōu)勢(shì)
與濕化學(xué)分析方法相比,大多數(shù)光譜分析方法是比較快速準(zhǔn)確的,但是FT-NIR光譜法還有一些其他的優(yōu)勢(shì),這些優(yōu)勢(shì)對(duì)于實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制和在線(xiàn)過(guò)程控制中的常規(guī)分析非常有幫助。 FT-NIR可以幫助您簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)室和在線(xiàn)分析過(guò)程。 它只需一次測(cè)量即可分析多種不同的參數(shù),無(wú)需任何樣品前處理,大大節(jié)省了人力成本和相關(guān)費(fèi)用。
無(wú)需樣品制備
對(duì)于實(shí)驗(yàn)室中的NIR測(cè)量,只需將樣品倒入玻璃小瓶或燒杯中,因?yàn)榻t外光可以穿透玻璃。 在實(shí)驗(yàn)室和在線(xiàn)過(guò)程控制中也可使用光纖探頭進(jìn)行測(cè)量。
不均勻樣品的理想選擇
近紅外光不僅可以分析樣品表面,也可深入樣品內(nèi)部,非常適合分析不均勻樣品。 此外,傅里葉變換型光譜儀(與光柵型儀器相比)可在樣品持續(xù)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量,與單次靜態(tài)測(cè)量相比可分析更多的樣品量。 這使結(jié)果更具代表性,準(zhǔn)確度更高。
沒(méi)有浪費(fèi),沒(méi)有化學(xué)試劑
與耗時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法相反,近紅外分析方法無(wú)污染,無(wú)浪費(fèi)。不需要使用化學(xué)試劑或氣體,因此非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
樣品檢測(cè)通量大
FT-NIR分析速度快(測(cè)量時(shí)間為10到60秒),無(wú)需樣品制備。與濕化學(xué)分析方法相比可節(jié)省大量時(shí)間。 NIR在實(shí)驗(yàn)室中可測(cè)量高通量樣品,并在過(guò)程監(jiān)控中提供實(shí)時(shí)分析。
選擇最佳的測(cè)量方式
光學(xué)測(cè)量主要有三種測(cè)量方式:透射,漫反射和透反射。 基于這些測(cè)量方式,可以根據(jù)樣品的光學(xué)特性來(lái)選擇專(zhuān)用的采樣附件。
透射
當(dāng)進(jìn)行透射測(cè)量時(shí),光線(xiàn)會(huì)通過(guò)聚焦光束或平行光束對(duì)準(zhǔn)樣品。 一部分光被樣品吸收,剩余部分光則穿透樣品到達(dá)檢測(cè)器。 這種測(cè)量模式不僅可以分析透明液體(直接透射),也可分析發(fā)生漫反射或輕微散射的樣品(漫透射),例如谷物和糊狀樣品。
透反射
透反射是透射技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用。 當(dāng)在樣品后側(cè)放置一面鏡子時(shí),穿透樣品的光到達(dá)鏡面后會(huì)發(fā)生反射,再次穿透樣品進(jìn)入漫反射探頭或積分球中。 因此,透反射測(cè)量是透射和反射的組合。 該技術(shù)對(duì)于分析乳液,凝膠和混濁液體非常有效。 透反射探頭也可用于分析諸如牛奶之類(lèi)的渾濁液體或監(jiān)控在線(xiàn)發(fā)酵過(guò)程。
漫反射
當(dāng)光線(xiàn)從固體表面、粉末或者顆粒樣品中反射出來(lái),稱(chēng)為漫反射。 在積分球中,光線(xiàn)以近乎平行的寬光束入射到樣品上。 從樣品中反射出來(lái)的漫反射光通過(guò)積分球內(nèi)側(cè)鍍金表面進(jìn)行多次漫反射后均勻的分布在積分球內(nèi),使光線(xiàn)“均勻化”。 因此,積分球非常適合分析非均勻樣品以及粉末樣品。 根據(jù)樣品類(lèi)型不同,光線(xiàn)可以穿透樣品表面相當(dāng)長(zhǎng)的距離。例如粉末樣品,根據(jù)顆粒大小、波長(zhǎng)和密度,大概可以穿過(guò)2-4mm的距離,因此可以對(duì)樣品中的成分進(jìn)行定量分析。