又爽又黄无遮挡高潮视频网站,久久精品人妻一区二区三区,粗壮挺进人妻水蜜桃成熟漫画,日韩人妻无码精品无码中文字幕

近紅外光譜區(qū)是 Herschel 在 1800 年進(jìn)行太陽(yáng)光譜可見(jiàn)區(qū)紅外部分能量測(cè)量中發(fā)現(xiàn)的,為了紀(jì)念 Herschel 的歷史性發(fā)現(xiàn)人們將近紅外譜區(qū)中介于 780～1100nm 的波段稱(chēng)為Herschel 譜區(qū)。

紅外光譜分析技術(shù)作為一種有效的分析手段在二十世紀(jì)三十年代就得到了認(rèn)可,當(dāng)時(shí)紅外儀器主要用于分子結(jié)構(gòu)理論的研究。近紅外區(qū)的光譜吸收帶是有機(jī)物質(zhì)中能量較高的化學(xué)鍵（主要是 CH、OH、NH）在中紅外光譜區(qū)基頻吸收的倍頻、合頻和差頻吸收帶疊加而成的。由于近紅外譜區(qū)光譜的嚴(yán)重重疊性和不連續(xù)性,物質(zhì)近紅外光譜中的與成份含量相關(guān)的信息很難直接提取出來(lái)并給予合理的光譜解析。而有機(jī)物在中紅外譜區(qū)的吸收帶較多、譜帶窄、吸收強(qiáng)度大及有顯著的特征吸收性,傳統(tǒng)的光譜學(xué)家和化學(xué)分析家習(xí)慣于在中紅外基頻吸收波段進(jìn)行光譜解析,所以近紅外譜區(qū)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)是被人忽視和遺忘的譜區(qū)。
隨著紅外儀器技術(shù)的發(fā)展,更加穩(wěn)定的電源、信號(hào)放大器、更靈敏的光子探測(cè)器、微型計(jì)算機(jī)等的發(fā)展使得近紅外光譜區(qū)作為一段獨(dú)立的且有獨(dú)特信息特征的譜區(qū)得到了重視和發(fā)展。Karl Norris 作為近紅外光譜分析技術(shù)發(fā)展的奠基人,于二十世紀(jì)五十年代在美國(guó)農(nóng)業(yè)部的支持下開(kāi)始進(jìn)行近紅外光譜分析技術(shù)用于農(nóng)產(chǎn)品（包括谷物、飼料、水果、蔬菜等）成份快速定量檢測(cè)的探討研究。

Norris 的早期工作主要是探求合理的近紅外光譜分析方法用于研究物質(zhì)在近紅外光照射下所體現(xiàn)出的光譜吸收特性和散射特性,他首先提出了多元線(xiàn)性回歸（MLR）算法在物質(zhì)成份近紅外光譜定標(biāo)模型建立和光譜信息提取解析方面所體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì),這為后來(lái)系統(tǒng)的近紅外光譜技術(shù)理論體系的形成起到了很重要的作用。二十世紀(jì)六十年代,Norris 領(lǐng)導(dǎo)的課題組進(jìn)行了大量的光譜學(xué)方法論證,其中包括可見(jiàn)和近紅外波段透射、反射及透反射等測(cè)量方法比較,在這一階段的工作中最大的成果莫過(guò)于得到了植物葉子和谷物的反射吸收光譜,這為近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展提供了更大的優(yōu)勢(shì)和方便。與此同時(shí),Norris 研制出世界上第一臺(tái)近紅外掃描光譜儀,這臺(tái)光譜儀是在 Cary 14 單色儀的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的,擁有與微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?也就是在這臺(tái)掃描光譜儀上,多元線(xiàn)性回歸分析方法在提取與成份相關(guān)的光譜信息方面的優(yōu)勢(shì)得到了演示,這臺(tái)儀器就成為了后來(lái)近紅外光譜分析儀器發(fā)展的雛形。
谷物水份近紅外分析儀的研制成功及大范圍的推廣使用是近紅外分析技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。水份在任何生物中都存在且有較大的比重,而且水份的近紅外吸收光譜有很強(qiáng)的特征性、吸收強(qiáng)度很高,其倍頻、合頻吸收帶相互分離、光譜分辨率高,所以近紅外水份分析儀的分析性能較為穩(wěn)定且精度很高,在近紅外光譜分析儀器家族中最早得到了農(nóng)業(yè)和工業(yè)界的認(rèn)可。但是事物總有兩面性,水份中 OH 的強(qiáng)吸收特征對(duì)于物質(zhì)中其它成份的光譜分析及含量測(cè)定則形成了很強(qiáng)的干擾,如何排除水份吸收對(duì)各成份及其它各成份之間的相互干擾就成為近紅外光譜分析技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題被提了出來(lái),相關(guān)光譜定標(biāo)分析方法的提出有效地解決了這一問(wèn)題。Shenk 、Hoove、McClure、Hamid在 Norris的領(lǐng)導(dǎo)下在七十年代設(shè)計(jì)完成了可以用于草料和煙草成份定量分析的近紅外光譜分析儀器。
基于前人所總結(jié)的近紅外光譜分析技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累以及儀器研制技術(shù)的成熟,多家公司（如 Dickie-John、Bran Leubbe、Technicon）加入了近紅外分析儀器商業(yè)化的隊(duì)伍,其中Dickie-John 公司生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)商用濾光片型近紅外光譜儀,Bran Leubbe 生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)商用光柵掃描型近紅外光譜儀,在整個(gè)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)應(yīng)用方面進(jìn)行近紅外分析技術(shù)的推廣使用,使得該技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)入了成熟期。近紅外儀器技術(shù)和定標(biāo)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,諸多的疑難問(wèn)題被一一解決,其中包括儀器自身的工作穩(wěn)定性、待測(cè)樣品的物理及化學(xué)特征對(duì)定標(biāo)模型的影響、樣品制備影響、環(huán)境因素（如溫度、濕度、環(huán)境光照、振動(dòng)等）等,這些問(wèn)題通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用討論已經(jīng)得到了比較滿(mǎn)意的解釋。
在二十世紀(jì)八十年代前,雖然近紅外分析儀器采用多元線(xiàn)性回歸技術(shù)建立定標(biāo)模型在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域得到了較為滿(mǎn)意的結(jié)果,但是多回歸變量如何能夠在特定的組合下完成待測(cè)成分近紅外光譜吸光度數(shù)據(jù)與參考化學(xué)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)計(jì)算、各個(gè)光譜變量與待測(cè)成分之間有如何的特征關(guān)系、樣品顆粒度及散射影響所導(dǎo)致的不穩(wěn)定性等問(wèn)題仍是急需得到合理解釋的。長(zhǎng)期以來(lái),雖然近紅外分析儀器的分析性能已經(jīng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了認(rèn)可,對(duì)于研究者和用戶(hù)雙方都把近紅外分析技術(shù)作為一個(gè)較為成型的“黑匣子”技術(shù)。直到多元統(tǒng)計(jì)變量方法（化學(xué)計(jì)量學(xué)）在八十年代得到了發(fā)展并將該方法引入到近紅外光譜解析及定標(biāo)技術(shù)中來(lái),近紅外分析技術(shù)才真正達(dá)到了定標(biāo)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一,促進(jìn)了該技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)的并肩發(fā)展,所以八十年代被稱(chēng)為是“化學(xué)計(jì)量學(xué)的時(shí)代”。
在這一時(shí)期掀起了一個(gè)采用化學(xué)計(jì)量學(xué)用于數(shù)據(jù)預(yù)處理以實(shí)現(xiàn)近紅外光譜解析和定標(biāo)模型優(yōu)化的高潮,其主要針對(duì)問(wèn)題是樣品顆粒度、裝填密度等因素所導(dǎo)致的散射問(wèn)題。Ian Cowe和 Jim McNicol首先將主成份回歸分析方法用于近紅外光譜的數(shù)據(jù)降維壓縮處理以實(shí)現(xiàn)定標(biāo)模型穩(wěn)定,通過(guò)對(duì)回歸主因子的優(yōu)選達(dá)到了排除非測(cè)量因素（如顆粒度尺寸及分布）和非線(xiàn)性因素影響的目的,達(dá)到了很好的效果。同時(shí)令他們驚奇的是,穩(wěn)定的定標(biāo)模型所采用的主因子與待測(cè)成份的主要近紅外光譜吸收帶有很強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)定標(biāo)模型合理性可以給出滿(mǎn)意的解釋。

近紅外光譜分析儀器的性能隨著光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、硬件技術(shù)以及計(jì)算機(jī)和軟件技術(shù)的不斷進(jìn)步也有了極大地改善,高信噪比的傅立葉變換型、光柵掃描型光譜分析儀研制成功并開(kāi)始進(jìn)入儀器市場(chǎng),濾光片型近紅外分析儀的研制則進(jìn)入了成熟期并成為了近紅外儀器中的主流產(chǎn)品。與此同時(shí),近紅外光譜分析技術(shù)在除農(nóng)業(yè)以外的其他領(lǐng)域（如紡織業(yè)、化工業(yè)、制藥業(yè)、造紙業(yè)等）也進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段,尤其是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)分析、在線(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控等方面該技術(shù)顯示了其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。進(jìn)入九十年代,許多基于不同分光原理的新型近紅外分析儀器如二極管列陣型、聲光調(diào)制型、成像光譜型等出現(xiàn)了,這些儀器在快速現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量方面有很好的發(fā)展?jié)摿?是當(dāng)代近紅外光譜分析儀器發(fā)展的典型代表。
近紅外光譜分析技術(shù)經(jīng)過(guò)了近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷程現(xiàn)已經(jīng)成為新世紀(jì)里的最有應(yīng)用前途的分析技術(shù)之一,許多國(guó)家現(xiàn)已建立了專(zhuān)門(mén)的科研力量進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域儀器設(shè)備的研發(fā),降低儀器成本且保持足夠的分析性能成為當(dāng)今近紅外儀器研制的主導(dǎo)方向。歐洲的許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)將該技術(shù)作為行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),幾乎完全替代了先前廣泛使用的化學(xué)分析方法,在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量方面得到了很好的效果。

簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型

為了合理地解釋光與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生光譜的物理機(jī)制,物理學(xué)家建立了多種理論模型如剛性轉(zhuǎn)子、簡(jiǎn)諧振子（線(xiàn)性諧振子）、非剛性轉(zhuǎn)子、非諧振子、轉(zhuǎn)動(dòng)模型及多原子分子振動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)模型等,其中雙原子分子線(xiàn)性簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型所給出的分子振動(dòng)頻率位于中紅外波段區(qū),剛性轉(zhuǎn)子模型和轉(zhuǎn)動(dòng)模型一般是用來(lái)研究氣態(tài)分子與光相互作用機(jī)理。下面就給出雙原子分子線(xiàn)性諧振子振動(dòng)模型分別在經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)表述下如何解釋光與分子相互作用產(chǎn)生光譜的理論推導(dǎo)過(guò)程。

但是在十九世紀(jì)末通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察得到的數(shù)據(jù)顯示能量并不是連續(xù)吸收的,這與以上經(jīng)典的結(jié)論是難以吻合的,1900 年普朗克提出了光的量子理論合理地解釋了這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。他指出能量與原子體系的相互作用是非連續(xù)的,能量的變化只能通過(guò)粒子在兩個(gè)分立的能量狀態(tài)之間的躍遷吸收或輻射來(lái)完成,這些能量狀態(tài)是量子化的,每個(gè)能級(jí)的能量是確定的,能級(jí)之間的躍遷,只有在粒子與外界光能量作用或自發(fā)輻射的情況下才能發(fā)生電磁波的吸收與發(fā)射。普朗克進(jìn)一步給出了系統(tǒng)輻射和吸收的電磁波的能量變化與頻率之間的相互關(guān)系：

1 分子振動(dòng)模式

亞甲基的六種振動(dòng)模式
為了計(jì)算多原子分子多種可能的振動(dòng)模式,

有必要引入自由度的概念來(lái)確定分子系統(tǒng)的振動(dòng)模式數(shù)量。定義空間中的一個(gè)點(diǎn)需要三個(gè)自由度,n 個(gè)點(diǎn)則需要3n個(gè)自由度,其中確定整個(gè)分子的平面運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分別需要3個(gè)自由度,這樣描述分子內(nèi)部的原子振動(dòng)則需要3n-6個(gè)自由度。在分子內(nèi)沿著兩原子之間化學(xué)鍵的移動(dòng)為伸縮振動(dòng),可以分為對(duì)稱(chēng)振動(dòng)和非對(duì)稱(chēng)振動(dòng),而原子間以相對(duì)于化學(xué)鍵有一定的角度的運(yùn)動(dòng)則稱(chēng)為彎曲振動(dòng),可以分為剪切運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、對(duì)稱(chēng)扭曲以及非對(duì)稱(chēng)扭曲運(yùn)動(dòng),每一個(gè)振動(dòng)模式在近紅外光譜區(qū)都會(huì)產(chǎn)生倍頻或合頻吸收,吸收強(qiáng)度則取決于振動(dòng)的非簡(jiǎn)諧性程度。含有最小原子核質(zhì)量的氫原子的化學(xué)鍵在振動(dòng)時(shí)的振幅最大,所以化學(xué)鍵所有的振動(dòng)模式與線(xiàn)性諧振子振動(dòng)模型的振動(dòng)模式偏離較大,在近紅外區(qū)所觀察到的很多吸收帶都是氫原子伸縮振動(dòng)所產(chǎn)生的倍頻以及伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)相互作用所產(chǎn)生的合頻吸收。

2 光譜吸收帶解析　
　
自從1954年第一臺(tái)商用近紅外光譜分析儀問(wèn)世以來(lái),科研工作者積極地在各個(gè)領(lǐng)域中將該光譜技術(shù)進(jìn)行推廣使用,在這期間做了大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)解析各種物質(zhì)的成份在近紅外區(qū)的吸收帶,同時(shí)結(jié)合中紅外物質(zhì)成份特征吸收光譜分析工作的成果將實(shí)驗(yàn)觀察得到的結(jié)果與理論計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,可以較為準(zhǔn)確地解析許多物質(zhì)的近紅外倍頻和合頻吸收光譜。

基本簡(jiǎn)介

近紅外光譜儀器從分光系統(tǒng)可分為固定波長(zhǎng)濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換、聲光可調(diào)濾光器和陣列檢測(cè)五種類(lèi)型。

濾光片型主要作專(zhuān)用分析儀器,如糧食水分測(cè)定儀。由于濾光片數(shù)量有限,很難分析復(fù)雜體系的樣品。
光柵掃描式具有較高的信噪比和分辨率。由于儀器中的可動(dòng)部件（如光柵軸）在連續(xù)高強(qiáng)度的運(yùn)行中可能存在磨損問(wèn)題,從而影響光譜采集的可靠性,不太適合于在線(xiàn)分析。
傅立葉變換近紅外光譜儀是具有較高的分辨率和掃描速度,這類(lèi)儀器的弱點(diǎn)同樣是干涉儀中存在移動(dòng)性部件,且需要較嚴(yán)格的工作環(huán)境。
聲光可調(diào)濾光器是采用雙折射晶體,通過(guò)改變射頻頻率來(lái)調(diào)節(jié)掃描的波長(zhǎng),整個(gè)儀器系統(tǒng)無(wú)移動(dòng)部件,掃描速度快。但目前這類(lèi)儀器的分辨率相對(duì)較低,價(jià)格也較高。
隨著陣列檢測(cè)器件生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟,采用固定光路、光柵分光、陣列檢測(cè)器構(gòu)成的NIR儀器,以其性能穩(wěn)定、掃描速度快、分辨率高、信噪比高以及性能價(jià)格比好等特點(diǎn)正越來(lái)越引起人們的重視。在與固定光路相匹配的陣列檢測(cè)器中,常用的有電荷耦合器件（CCD）和二極管陣列（PDA）兩種類(lèi)型,其中CCD多用于近紅外短波區(qū)域的光譜儀,PDA檢測(cè)器則用于長(zhǎng)波近紅外區(qū)域。

基本性能

1、儀器的波長(zhǎng)范圍

傅立葉變換近紅外光譜儀
對(duì)任何一臺(tái)特定的近紅外光譜儀器,都有其有效的光譜范圍,光譜范圍主要取決于儀器的光路設(shè)計(jì)、檢測(cè)器的類(lèi)型以及光源。近紅外光譜儀器的波長(zhǎng)范圍通常分兩段,700～1100nm的短波近紅外光譜區(qū)域和1100～2500nm的長(zhǎng)波近紅外光譜區(qū)域。

2、光譜的分辨率

光譜的分辨率主要取決于光譜儀器的分光系統(tǒng),對(duì)用多通道檢測(cè)器的儀器,還與儀器的像素有關(guān)。分光系統(tǒng)的光譜帶寬越窄,其分辨率越高,對(duì)光柵分光儀器而言,分辨率的大小還與狹縫的設(shè)計(jì)有關(guān)。儀器的分辨率能否滿(mǎn)足要求,要看儀器的分析對(duì)象,即分辨率的大小能否滿(mǎn)足樣品信息的提取要求。有些化合物的結(jié)構(gòu)特征比較接近,要得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果,就要對(duì)儀器的分辨率提出較高的要求,例如二甲苯異構(gòu)體的分析,一般要求儀器的分辨率好于1nm。

3、波長(zhǎng)準(zhǔn)確性

光譜儀器波長(zhǎng)準(zhǔn)確性是指儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)某一譜峰的波長(zhǎng)與該譜峰的標(biāo)定波長(zhǎng)之差。波長(zhǎng)的準(zhǔn)確性對(duì)保證近紅外光譜儀器間的模型傳遞非常重要。為了保證儀器間校正模型的有效傳遞,波長(zhǎng)的準(zhǔn)確性在短波近紅外范圍要求好于0.5nm,長(zhǎng)波近紅外范圍好于1.5nm。

4、波長(zhǎng)重現(xiàn)性

波長(zhǎng)的重現(xiàn)性指對(duì)樣品進(jìn)行多次掃描,譜峰位置間的差異,通常用多次測(cè)量某一譜峰位置所得波長(zhǎng)或波數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示（傅立葉變換的近紅外光譜儀器習(xí)慣用波數(shù)cm-1表示）。波長(zhǎng)重現(xiàn)性是體現(xiàn)儀器穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo),對(duì)校正模型的建立和模型的傳遞均有較大的影響,同樣也會(huì)影響最終分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般儀器波長(zhǎng)的重現(xiàn)性應(yīng)好于0.1nm。

5、吸光度準(zhǔn)確性

吸光度準(zhǔn)確性是指儀器對(duì)某標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行透射或漫反射測(cè)量,測(cè)量的吸光度值與該物質(zhì)標(biāo)定值之差。對(duì)那些直接用吸光度值進(jìn)行定量的近紅外方法,吸光度的準(zhǔn)確性直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

6、吸光度重現(xiàn)性

吸光度重現(xiàn)性指在同一背景下對(duì)同一樣品進(jìn)行多次掃描,各掃描點(diǎn)下不同次測(cè)量吸光度之間的差異。通常用多次測(cè)量某一譜峰位置所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。吸光度重現(xiàn)性對(duì)近紅外檢測(cè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很重要的指標(biāo),它直接影響模型建立的效果和測(cè)量的準(zhǔn)確性。一般吸光度重現(xiàn)性應(yīng)在0.001～0.0004A之間。

7、吸光度噪音

吸光度噪音也稱(chēng)光譜的穩(wěn)定性,是指在確定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行多次掃描,得到光譜的均方差。吸光度噪音是體現(xiàn)儀器穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。將樣品信號(hào)強(qiáng)度與吸光度噪音相比可計(jì)算出信噪比。

8、吸光度范圍

吸光度范圍也稱(chēng)光譜儀的動(dòng)態(tài)范圍,是指儀器測(cè)定可用的最高吸光度與最低能檢測(cè)到的吸光度之比。吸光度范圍越大,可用于檢測(cè)樣品的線(xiàn)性范圍也越大。

9、基線(xiàn)穩(wěn)定性

基線(xiàn)穩(wěn)定性是指儀器相對(duì)于參比掃描所得基線(xiàn)的平整性,平整性可用基線(xiàn)漂移的大小來(lái)衡量�；�線(xiàn)的穩(wěn)定性對(duì)我們獲得穩(wěn)定的光譜有直接的影響。

10、雜散光

雜散光定義為除要求的分析光外其它到達(dá)樣品和檢測(cè)器的光量總和,是導(dǎo)致儀器測(cè)量出現(xiàn)非線(xiàn)性的主要原因,特別對(duì)光柵型儀器的設(shè)計(jì),雜散光的控制非常重要。雜散光對(duì)儀器的噪音、基線(xiàn)及光譜的穩(wěn)定性均有影響。一般要求雜散光小于透過(guò)率的0.1%。

11、掃描速度

掃描速度是指在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)完成1次掃描所需要的時(shí)間。不同設(shè)計(jì)方式的儀器完成1次掃描所需的時(shí)間有很大的差別。例如,電荷耦合器件多通道近紅外光譜儀器完成1次掃描只需20ms,速度很快；一般傅立葉變換儀器的掃描速度在1次/s左右；傳統(tǒng)的光柵掃描型儀器的掃描速度相對(duì)較慢,目前較快的掃描速度也不過(guò)2次/s左右。

12、數(shù)據(jù)采樣間隔

近紅外光譜圖

采樣間隔是指連續(xù)記錄的兩個(gè)光譜信號(hào)間的波長(zhǎng)差。很顯然,間隔越小,樣品信息越豐富,但光譜存儲(chǔ)空間也越大；間隔過(guò)大則可能丟失樣品信息,比較合適的數(shù)據(jù)采樣間隔設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)小于儀器的分辨率。

13、測(cè)樣方式

測(cè)樣方式在此指儀器可提供的樣品光譜采集形式。有些儀器能提供透射、漫反射、光纖測(cè)量等多種光譜采集形式。

14、軟件功能

軟件是現(xiàn)代近紅外光譜儀器的重要組成部分。軟件一般由光譜采集軟件和光譜化學(xué)計(jì)量學(xué)處理軟件兩部分構(gòu)成。前者不同廠家的儀器沒(méi)有很大的區(qū)別,而后者在軟件功能設(shè)計(jì)和內(nèi)容上則差別很大。光譜化學(xué)計(jì)量學(xué)處理軟件一般由譜圖的預(yù)處理、定性或定量校正模型的建立和未知樣品的預(yù)測(cè)三大部分組成,軟件功能的評(píng)價(jià)要看軟件的內(nèi)容能否滿(mǎn)足實(shí)際工作的需要。

近紅外分析技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)本身的成套性,即必須同時(shí)具備三個(gè)條件：

1、各項(xiàng)性能長(zhǎng)期穩(wěn)定的近紅外光譜儀,是保證數(shù)據(jù)具有良好再現(xiàn)性的基本要求；
2、功能齊全的化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件,是建立模型和分析的必要工具；
3、準(zhǔn)確并適用范圍足夠?qū)挼哪Ｐ汀?/P>

這三個(gè)條件的有機(jī)結(jié)合起來(lái),才能為用戶(hù)真正發(fā)揮作用。因此,在購(gòu)買(mǎi)儀器時(shí)必須對(duì)儀器提供的模型使用性有足夠的認(rèn)識(shí),特別避免個(gè)別商家為推銷(xiāo)儀器所做的過(guò)度宣傳的不良誘導(dǎo),為此付出代價(jià)的廠家有之,因此,一定要對(duì)廠家提供模型與技術(shù)支持情況有詳細(xì)了解。
近紅外分析技術(shù)分析速度快,是因?yàn)楣庾V測(cè)量速度很快,計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果速度也很快的原因。但近紅外分析的效率是取決于儀器所配備的模型的數(shù)目,比如測(cè)量一張光譜圖,如果僅有一個(gè)模型,只能得到一個(gè)數(shù)據(jù),如果建立了10種數(shù)據(jù)模型,那么,僅憑測(cè)量的一張光譜,可以同時(shí)得到10種分析數(shù)據(jù)。

在定標(biāo)過(guò)程中,標(biāo)準(zhǔn)樣本數(shù)量的多少,直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,數(shù)量太少不足以反映被測(cè)樣本群體常態(tài)分布規(guī)律,數(shù)據(jù)太多,工作量太大。另外在選擇化學(xué)分析的樣本時(shí),不僅要考慮樣品成分含量和梯度,同時(shí)要考慮樣本的物理、化學(xué)、生長(zhǎng)地域、品種、生長(zhǎng)條件及植物學(xué)特性,以提高定標(biāo)效果,使定標(biāo)曲線(xiàn)具有廣泛的應(yīng)用范圍,對(duì)變異范圍比較大的樣本可以根據(jù)特定的篩選原則,進(jìn)行多個(gè)定標(biāo),以提高定標(biāo)效果及檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。一般來(lái)講,單類(lèi)純樣本由于樣本性質(zhì)穩(wěn)定,含化學(xué)信息量相對(duì)少,因此定標(biāo)相對(duì)容易,如玉米、小麥、大豆等純樣；混合樣本樣品信息復(fù)雜,在本譜區(qū)會(huì)引起多種基團(tuán)譜峰的重疊,信息解析困難,定標(biāo)困難,如畜牧生產(chǎn)中的各種全價(jià)飼料、配合飼料、濃縮飼料等。

1、近紅外光譜分析在中藥分析中的應(yīng)用

近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于藥物的鑒別和定性、定量的分析不僅具有快速、方便、準(zhǔn)確、非侵入式分析、易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的在線(xiàn)控制等優(yōu)點(diǎn),而且可以鑒定某些藥物如光學(xué)異構(gòu)體、具有光學(xué)活性物質(zhì)的純度,因此在藥物的定性鑒定、定量分析、質(zhì)量控制及在線(xiàn)檢測(cè)等方面顯示了巨大的作用。利用近紅外光譜和多變量統(tǒng)計(jì)分類(lèi)技術(shù)系統(tǒng)聚類(lèi)分析、逐步聚類(lèi)分析、主成分分析和逐步判別等可很好地對(duì)藥材和成藥進(jìn)行定性判別和分類(lèi)。

2、近紅外光譜分析在臨床分析中的應(yīng)用

近年來(lái),隨著光導(dǎo)纖維及傳感技術(shù)的發(fā)展,近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的進(jìn)一步深入,近紅外光譜技術(shù)的非侵入式定性和定量分析成為可能。同時(shí),由于生物體中不同的透明組織對(duì)近紅外光具有不同的吸收和散射特性,因此近紅外光對(duì)不同的軟組織和變化的組織具有較強(qiáng)的區(qū)分能力。根據(jù)這種特性,可以利用近紅外光譜法測(cè)量組織的某些光學(xué)參數(shù)從而得到組織的某些生理參數(shù),或者建立某些生理參數(shù)和光譜數(shù)據(jù)的關(guān)系,從而可以檢測(cè)出組織中的異物或生成二維的圖像；也可監(jiān)測(cè)皮膚組織受外界環(huán)境影響的變化；還可用于臨床分析和血液某種成分的測(cè)定。近紅外光譜法可以直接對(duì)活體組織進(jìn)行無(wú)創(chuàng)傷檢測(cè),使過(guò)去無(wú)法開(kāi)展的研究工作成為可能,極大地提高了分析檢測(cè)效率。