近紅外光譜分析技術(shù)概論
現(xiàn)代近紅外光譜(NIR)分析技術(shù)是近年來分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù),越來越引起國內(nèi)外分析專家的注目,在分析化學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為分析“巨人”,它的出現(xiàn)可以說帶來了又一次分析技術(shù)的革命。
近紅外區(qū)域按A S ..
近紅外光譜分析技術(shù)的迅速崛起
近紅外這個波段內(nèi)的吸收光譜很寬,不像中紅外光譜那樣。后來采用的計(jì)量學(xué),解決了這個問題,由此近紅外光譜技術(shù)快速發(fā)展起來。每一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都是一個從迂回到快速發(fā)展再到飽和的過程,這就是科技發(fā)展過程中所謂的S曲線。近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了幾次這樣的S曲線。 第一次是由于一些簡易型近紅外光譜儀的出現(xiàn)和Norris等人所做的工作,掀起了一個應(yīng)用的小高 潮,主要應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品的分析。 第二次是在80年代后期,計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,帶動了分析儀器的數(shù)字化和化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展。通過化學(xué)計(jì)量學(xué)方法可以解決譜圖扁寬、不好分的問題,這使人們重新認(rèn)識了近紅外光譜的價值,各種領(lǐng)域的應(yīng)用研究陸續(xù)展開。 第三次是由于光纖技術(shù)的介入,近紅外在線分析技術(shù)得以發(fā)展。 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都是這樣,每出現(xiàn)一個可借鑒的新技術(shù)就推動其向前發(fā)展一步。對于什么技術(shù)的應(yīng)用可以促進(jìn)近紅外技術(shù)的再次發(fā)展,是每個科研工作者應(yīng)該思考的問題。最近出來一種新技術(shù)-MEMS,就是“微型加工”技術(shù),應(yīng)用這個技術(shù),儀器可以做的非常小。MEMS的應(yīng)用,有望推動近紅外光譜分析技術(shù)的第四次發(fā)展。 “三位一體”近紅外光譜技術(shù) 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(jì)量學(xué)軟件和應(yīng)用模型三部分。所謂“三位一體”就是這三者的有機(jī)結(jié)合才能滿足快速分析的技術(shù)要求,缺一不可。近紅外光譜技術(shù)對于儀器國產(chǎn)化來說: 第一,雖然該技術(shù)對儀器硬件的穩(wěn)定性要求比較高,但是國產(chǎn)儀器經(jīng)過努力是應(yīng)該可以達(dá)到的。 第二,相關(guān)軟件并不復(fù)雜,我們完全有能力做。 第三,建立模型需要很多數(shù)據(jù),對于我國來說只是一個人力問題,我們是有條件的。所以我國完全有條件發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)。 近紅外光譜的應(yīng)用領(lǐng)域 目前,近紅外光譜的市場不大。價錢就是一個原因,這是一個經(jīng)營理念的問題,儀器貴了賣不出去,賣不出去儀器就只能更貴,也是一個惡性循環(huán)。 國外市場方面的情況要比較好。據(jù)了解,石化領(lǐng)域的在線近紅外分析應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)多了。但是他們也認(rèn)為要讓老廠接受還是有困難的。 06年初,國家食品藥品監(jiān)督管理局(SFDA)通過招標(biāo)的方式訂購了總計(jì)超過300余臺進(jìn)口傅立葉變換近紅外光譜儀。財(cái)政部當(dāng)時加上后續(xù)的維護(hù)費(fèi),撥了共5億人民幣的資金,如果這5億元能夠用來發(fā)展我們自己的產(chǎn)品,國產(chǎn)近紅外儀器的穩(wěn)定性也能上去了(當(dāng)然時間進(jìn)度會有一些差異)。這個事情就是需要有很大的魄力。所以,中國儀器的問題還是重視不重視的問題,而5億人民幣對于我們的財(cái)政來說只是一個小數(shù)目。 CCD為檢測器的近紅外光譜儀的研制 第一,CCD最初是用在數(shù)碼照相機(jī)上的,產(chǎn)量極大,儀器成本是沒有問題的。第二就是近紅外技術(shù)對儀器硬件的穩(wěn)定性要求很高,CCD檢測器沒有移動部件,這個特點(diǎn)符合要求?墒荂CD也有缺點(diǎn),就是它的檢測波長范圍比較窄。 目前這項(xiàng)研究已經(jīng)商品化了,F(xiàn)在主要做近紅外技術(shù)的應(yīng)用研究,這項(xiàng)技術(shù)雖然是從農(nóng)業(yè)上開始的,可是在石化領(lǐng)域發(fā)展得極快。我們也做過模型傳遞的研究工作,但是效果還不夠明顯。因?yàn)檫@項(xiàng)研究是要以儀器硬件為基礎(chǔ)的,我們不是一個做硬件的單位,我們的人才也不是做硬件的人才,所以完全用軟件來解決效果不是很好。現(xiàn)在,我們在軟方法方面繼續(xù)開展更為深入的研究工作,如汽油調(diào)合模型的傳遞等。 未來近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展分析 |
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