近紅外光譜分析技術(shù)介紹
近紅外光譜是指波長介于可見光區(qū)與中紅外區(qū)之間的電磁波，譜區(qū)范圍為780 nm—2500nm，主要是C-H、N-H、O-H 等含氫不同基團(tuán)產(chǎn)生的光譜在吸收峰位置和強(qiáng)度上有所不同，所以近紅外光譜可以根據(jù)光譜中吸收峰的位置和形狀來推斷未知物結(jié)構(gòu)，根據(jù)特征吸收峰的強(qiáng)度來測定混合物中各組分的含量。這項(xiàng)技術(shù)是通過測定被測物質(zhì)在近紅外譜區(qū)的特征光譜并利用適宜的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法提取相關(guān)信息后，對被測物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析的一種分析技術(shù)。
近些年的發(fā)展過程中，近紅外光譜儀器得到不斷改進(jìn)和完善，針對不同樣品類型的測量附件也逐漸完備、化學(xué)計(jì)量學(xué)算法日趨普及，近紅外光譜技術(shù)在工業(yè)（尤其是大型流程工業(yè)）應(yīng)用中的優(yōu)勢逐漸被人們所認(rèn)識，迅速被應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室快速分析、現(xiàn)場分析以及在線分析中，為企業(yè)帶來豐厚的效益。更為重要的是，在一些行業(yè)近紅外光譜技術(shù)成為促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步（例如生產(chǎn)工藝的改革）以及提高科學(xué)管理（例如保證產(chǎn)品質(zhì)量）的重要手段之一，已成為現(xiàn)代優(yōu)化操作和控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。近紅外光譜儀器逐漸成為農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品、石化、日用消費(fèi)品成分快速檢測的首選儀器。
近紅外光譜分析技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：
1.分析速度快；
2.樣品不需預(yù)處理
、操作簡單；
3.無浪費(fèi)
、無污染，不破壞樣品；
4.一次測試可以測定多種成分和指標(biāo)；
5.具有很高的檢測精度和穩(wěn)定性；
6.可以透過包裝材料進(jìn)行測定；
7.工業(yè)上可以做到實(shí)時監(jiān)控；
8.具有廣泛的分析應(yīng)用領(lǐng)域；
近紅外光譜分析技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域
1.農(nóng)業(yè)
1.1近紅外光譜技術(shù)成功用于農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)分析及良種選育，如小麥、水稻、玉米、大豆中蛋白質(zhì)、含油量、淀粉、水分、各種氨基酸含量的測定；油菜籽、大麥、菜豆中纖維素含量的檢測。
1.2 農(nóng)產(chǎn)品的分類：如檢測煙草中總氮、水分、尼古丁、煙堿、總糖、還原糖、灰分、香料、保濕劑的含量并對其作物產(chǎn)地、季節(jié)鑒別、品質(zhì)分級的定性分析；對茶葉中總氮、游離氨基酸、水分、茶多酚、咖啡堿及水果、蔬菜中的酸度、含糖量、維生素、水分、纖維素、可溶性固形物含量的定量分析，在其品質(zhì)分級、良種選育中提供了嶄新的技術(shù)手段。
1.3 檢測可耕土壤的物理和化學(xué)變化及污染物的測定，如檢測土壤中有機(jī)質(zhì)、灰分、氮、磷、鉀、腐殖質(zhì)的含量和分析燃油污染程度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中可實(shí)時的監(jiān)控土壤的理化狀況。
2.飼料工業(yè)
2.1營養(yǎng)指標(biāo)含量的快速測定
比如，飼料中水分、粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、賴氨酸、蛋氨酸，魚粉中肉骨粉，混合肥料 中氮、磷、鉀、鈉、鈣、有機(jī)質(zhì)，豆粕中水分、蛋白質(zhì)粗脂肪、粗纖維和可利用氨基酸含量的快速定量測定與定性分析。
3.食品工業(yè)
食品工業(yè)領(lǐng)域中，近紅外光譜可運(yùn)用于食品品質(zhì)分析及食品加工過程中組成成分的變化：
3.1食品品質(zhì)分析測量對象及成分
乳制品中蛋白質(zhì)、乳糖、脂肪、乳酸、灰分、固形物、水分、酪蛋白；肉類、魚類、蛋類蛋白質(zhì)、脂肪、含水量、鹽分、熱量、氨基酸、脂肪酸、纖維素；飲料中咖啡因、葡萄糖、果糖、蔗糖、酸度、有機(jī)酸、真?zhèn)舞b別；食用油、醬油中碘價、酸值、黃色素、紅色素、黏度、鹽、氮、酒精、乳酸、谷氨酸；轉(zhuǎn)基因食品中監(jiān)測蛋白或DNA 的變化、標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)變等。
3.2食品加工過程中組成變化的監(jiān)控
通過檢測面包、餅干中蛋白質(zhì)、脂肪、水分、淀粉、面筋值等成分含量的變化來控制烤制食品的質(zhì)量，檢測蘋果、葡萄梨、草莓等果汁加工過程中可溶性和總固形物的含量，在酒類生產(chǎn)線上，監(jiān)測發(fā)酵過程中組成成分含量變化，紅酒中乙醇、含糖量、有機(jī)酸、含氮量、pH 值以及真?zhèn)舞b別，白酒原料中的水分、淀粉、支鏈淀粉、pH值、殘?zhí)牵【?、大麥原料中的水分、麥芽糖、啤酒中的乙醇和麥芽糖?br />
3.3水果類內(nèi)部品質(zhì)的評定
傳統(tǒng)的水果和蔬菜的品質(zhì)是根據(jù)其外部顏色、形狀、大小、傷痕等來鑒定的，僅僅水果外部的參數(shù)特征，通過近紅外光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部參數(shù)如甜度、脆度以及內(nèi)部有無病蟲害等的準(zhǔn)確、快速的測量，比如蘋果水心病的鑒定。
4.制藥工業(yè)
近紅外光譜在制藥方面的應(yīng)用日趨廣泛,如中藥材的鑒別,藥物中活性組分的測定,固體藥劑的非破壞性表征,藥物生產(chǎn)過程中各個階段(原料、生產(chǎn)過程中、成品)的在線監(jiān)控和產(chǎn)品鑒定等。
4.1中藥定性分析，對大黃、白芷、丹參、甘草、人參、紅參、等中藥進(jìn)行正品、偽品以及不同產(chǎn)地和類別的鑒別分析
4.2中藥定量分析,測定銀杏、三七藥材、冬蟲夏草菌粉等中藥中的有效成分含量,并且已逐漸用于中藥生產(chǎn)過程中的在線檢測。
4.3西藥定量分析，安體舒通、甲硝唑、撲熱息痛等藥物中的有效成分或品質(zhì)可以利用近紅外光譜進(jìn)行定量分析
4.4西藥定性分析，合格藥、劣藥和假藥進(jìn)行鑒別，如羅紅霉素，并可以建立假藥識別系統(tǒng)。
5.石化工業(yè)
利用近紅外可以分析石油的性質(zhì)和品質(zhì)，目前已較為廣泛地應(yīng)用于煉油廠的化驗(yàn)室,并逐步用于在線過程分析。
5.1汽油方面,組分汽油和成品汽油,分析指標(biāo)主要有辛烷值、烴類組含量等,乙醇汽油中的乙醇、甲醇、水分等成分的含量。
5.2柴油方面,測定直餾、加氫、催化裂化和成品柴油的十六烷值、密度、折光指數(shù)、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)等指標(biāo)。
5.3航空煤油方面,測定的指標(biāo)有冰點(diǎn)、閃點(diǎn)、餾程、運(yùn)動粘度、密度等多種性質(zhì)。
5.4深色油品方面,用于測定潤滑油及其基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)和族組成,原油的餾程,以及瀝青中的蠟含量。
6. 生物醫(yī)學(xué)分析：血清（或全血）中總膽固醇、甘油三酯和總蛋白含量的分析。
7. 環(huán)境保護(hù)：海洋石油污染分析、湖泊有機(jī)物富集。
8.其它行業(yè)
6.1刑事鑒定：毒品分析、偽鈔鑒定。
6.2化學(xué)廢棄物：生物處理反應(yīng)追蹤、廢棄物含量。
6.3煤炭：水分、灰分、品質(zhì)分級。
近紅外光譜分析儀產(chǎn)品系列
光柵型近紅外光譜分析儀：
以光柵作為分光元件，光譜范圍廣，這類儀器技術(shù)成熟，通用性強(qiáng)，造價低。
干涉濾光片型近紅外光譜分析儀：
以干涉濾光片作為分光元件，這類儀器結(jié)構(gòu)簡單、光通量大、專用性強(qiáng)。
線性漸變?yōu)V光片近紅外光譜分析儀：
以線性漸變?yōu)V光片作為分光元件，這類儀器體積小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性價比高。
傅里葉變換型近紅外光譜分析儀：
是以邁克爾遜干涉儀作為分光系統(tǒng)，這類儀器分辨率和信噪比高、波長穩(wěn)定性好。
便攜式近紅外光譜分析儀：
具有小型化、輕量化、易攜帶、全天候等優(yōu)點(diǎn)，對應(yīng)現(xiàn)場檢測優(yōu)勢明顯。
在線式近紅外光譜快檢系統(tǒng)：
具有即時性、流程化、信息化、智能性等優(yōu)點(diǎn)，提升質(zhì)量檢測水平。
