三分钟了解分析“巨人”——近红外光谱技术

近红外光谱（NIR）分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的**。

什么是近红外技术？

简而言之，近红外光谱技术是通过研究近红外光对含氢基团X－H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收，从而分析有机物组分和结构的信息、确定组分含量的一项技术。

近红外光（NearInfrared，NIR）是介于可见光（ⅥS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，按ASTM（美国试验和材料检测协会）定义是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，习惯上又将近红外区划分为近红外短波（780~1100nm）和近红外长波（1100~2526nm）两个区域。

近红外光主要是对含氢基团X－H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收，其中包含了大多数类型有机化合物的组成和分子结构的信息。

由于不同的有机物含有不同的基团，不同的基团有不同的能级，不同的基团和同一基团在不同物理化学环境中对近红外光的吸收波长都有明显差别，且吸收系数小，发热少，因此近红外光谱可作为获取信息的一种有效的载体。

近红外光照射时，频率相同的光线和基团将发生共振现象，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子；而近红外光的频率和样品的振动频率不相同，该频率的红外光就不会被吸收。

因此，选用连续改变频率的近红外光照射某样品时，由于试样对不同频率近红外光的选择性吸收，通过试样后的近红外光线在某些波长范围内会变弱，透射出来的红外光线就携带有机物组分和结构的信息。

通过检测器分析透射或反射光线的光密度，就可以确定该组分的含量。

近红外技术有什么特点？

1、快速

•多数精确测量在1-2min内完成

•在线条件下*快可实现实时检测

2、无损

•无需预处理，不破坏样品

•光源安全，不伤害待测样品

3、绿色环保

•无需消耗任何化学试剂

•不产生废气、废液等污染物，绿色环保，更符合企业可持续发展理念

4、多组分同时分析

•分析效率高，测量一次光谱对应多个指标模型，可输出多项结果

•多组性质同时测定、同时输出

近红外技术可以应用在哪些行业农业与食品工业

1、农产品品质检测：

如种子或作物的质量检查，水分、蛋白含量及小麦硬度的测定。

饲料分析：油脂、氨基酸、糖分、灰粉等含量的测定。

食品分析：肉、鱼、蛋、奶及奶制品等食品中脂肪酸、蛋白、氨基酸等的含量分析，用于评定食品品质。

水果及蔬菜糖分分析：如苹果、梨中糖的分析。

啤酒生产监控：在线监测发酵过程中的酒精及糖分含量。

2、制药工业：

药物成分分析：利用近红外光谱技术，无需萃取，直接以溶液形式进行药物成分分析。

生产过程控制：通过近红外光谱技术实现药物生产过程的实时监控和控制。

3、石油化工与基本有机化工：

油品分析：测定汽油的辛烷值，尝试测定汽油族组成。

石油炼制：近红外光谱技术已涉及石油加工的各个环节，为石化工业带来经济效益。

4、生物医学领域：

生物组织表征：用于研究皮肤组织的水分、蛋白和脂肪。

疾病检查：如乳腺*的检查。

血液分析：血红蛋白、血糖及其他成分的测定及临床研究。

5、环境监测：

土壤监测：监测可耕土壤中的物理和化学变化。

水质监测：检测水体中的有机物含量：有机物是水体污染的主要原因之一，近红外技术可以检测水体中的有机物含量，帮助了解水体的污染程度。

大气监测：监测大气中的各种有害气体：近红外技术可以检测空气中的各种有害气体，例如二氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物和臭氧等。

6、纺织工业：

碱纤维素：如含碱、甲纤含量的测定。

黏胶：含碱、含硫、甲纤含量的测定。

近红外光谱技术之所以能在这些行业中广泛应用，是因为它具有分析速度快（通常在1分钟内）、样品无需预处理、操作简单、无浪费无污染、一次测试可测定多种成分和指标、精密度高、统计准确度高、可透过包装材料测定以及在工业上可实现实时监控等优点。

总之，近红外技术凭借其优势，在多个行业中发挥着重要作用，并随着技术的不断发展和完善，其应用领域还将进一步拓展。