近红外光谱技术的优缺点分析 红外光谱操作规程
近红外光谱技术原理
近红外光谱技术原理
近红外光谱技术是一种非破坏性测试方法，可以对分子结构进行快速、准确的分析。
近红外光谱技术的原理是基于物质分子的振动和转动的能量差异，通过检测物质在近红外光谱范围内的吸收或反射光谱，来获取样品的化学成分信息。
该技术在化学、药品、食品、环境、农业等领域中广泛应用，因为它可以用于研究样品中的有机和无机化合物，无需对样品进行任何化学处理，非常方便快捷，减少了对环境的污染。
近红外光谱技术的原理是基于物质分子的振动和转动的能量差异。
在近红外光谱范围内，物质分子中的C-H、O-H、N-H、S-H等共价键的振动和转动能量与光子能量相等，因此会吸收或散射光子，产生独特的光谱。
当近红外光经过样品后，样品吸收或反射了一部分光子，另一部分继续传递。
被吸收或反射的光子数与样品的化学成分、浓度和分子结构等有关。
通过测量吸收或反射的光谱图，可以得到样品在近红外光谱范围内的光谱。
近红外光谱技术的优点在于可以对不同种类的样品进行非破坏性测试，且不需要对样品进行任何化学处理。
同样的，近红外光谱技术有其缺点，即需要一定数量和质量的样品数据来进行模型训练，有时候样品中复杂物质的存在可能会产生干扰或信噪比较低的问题。
总的来说，近红外光谱技术是一种非常实用的检测方法，它为许多行业提供了一个快速、准确、非破坏性的检测方法。
随着技术的不断发展，近红外光谱技术将
会被广泛应用到更多的领域。
近红外光谱分析技术原理
近红外光谱分析技术原理
近红外光谱分析技术是一种无损的分析方法，通过测量样品在近红外区域（780-2500 nm）的吸收和散射光谱来获取样品的信息。
这一区域的光波长范围对于化学成分、结构和物理状态的信息具有很高的灵敏度。
近红外光谱分析技术基于样品中的化学键或官能团在近红外区域的振动和转动引起的光吸收现象。
每个化学物质都有其独特的光谱特征，因此可以通过比对样品的光谱和已知物质的光谱数据库来确定样品的成分和含量。
近红外光谱分析技术具有以下几个优点：首先，非破坏性，不需要对样品进行任何物理或化学处理；其次，快速性，一般只需几秒钟或几分钟即可获得结果；再次，可靠性，结果准确性高，对于复杂的样品也有很好的适应性。
具体实施近红外光谱分析技术时，首先需要采集样品的光谱数据。
通常使用近红外光谱仪来进行测量，该仪器会发出一束近红外光束，经过样品后，光束中吸收的光将被检测器接收并转换成电信号。
然后，通过对比已知物质的光谱库，将样品的光谱与库中的光谱进行匹配和比对，以确定样品的成分和含量。
在近红外光谱分析技术中，还需要进行预处理和数据分析。
由于样品中存在吸收、散射、漫反射等干扰，需要对光谱数据进行预处理，如去除噪声、背景光等。
然后，使用统计学和化学计量学方法对处理后的数据进行分析和建模，以提取出样品中的信息和特征。
近红外光谱分析技术在农业、食品、制药、环境监测等领域有广泛的应用。
比如，在农业领域，可以用于农产品质量检测、土壤分析、农药残留检测等；在食品领域，可以用于食品成分分析、真伪鉴别等；在制药领域，可以用于药物质量控制、成分鉴别等。
近红外光谱技术的应用及前景
近红外光谱技术的应用及前景光谱学是一种分析物质组成与结构的重要科技手段。
在科学、工业和医学等领域都有广泛的应用。
其中，红外光谱技术是目前应用最广泛的一种光谱学技术之一。
而在红外光谱技术中，近红外光谱技术也日渐受到人们的重视，被广泛应用于许多领域，比如农业、食品加工、制药、医疗等。
接下来，本文将探讨近红外光谱技术的应用及前景。
一、近红外光谱技术的基本原理近红外光谱技术是通过红外光经过样品后，检测其吸收光谱来确定物质组成的一种分析方法。
它与通常的红外光谱技术相似，但其工作波长范围略有不同。
近红外光谱技术所使用的工作波长范围一般为800-2500纳米，而在这个波段内，物质的光学吸收一般是由化学键振动和分子的二次振动引起的。
实际应用中，通过近红外光谱技术得到的光谱可以被用作定量分析或者鉴定过程中的指纹图谱。
这些光谱信息可以通过一系列数学统计学方法进行分析，用来研究样本中的结构和成分。
二、近红外光谱技术的应用近红外光谱技术被广泛应用于农业、制造业、食品加工、制药、医疗等行业。
下面将分别探讨这些应用场景。
1. 农业在农业中，近红外光谱技术被用来分析土壤质量、农作物的成分、动物饲料的成分等。
例如，利用近红外光谱技术，可以准确测量肉类和饲料中的蛋白质、脂肪和纤维素含量，帮助农民更好地调整饮食和生产方式。
2. 制造业在制造业中，近红外光谱技术可以作为一种无损检测方法，可以检测所需物料的成分、质量和其它属性，从而提高制造过程的质量和效率。
例如，在造纸厂，可以使用近红外光谱技术检测纸浆的厚度和纤维质量，使生产过程更加精确和高效。
3. 食品加工在食品加工业中，近红外光谱技术可以被用来检测食品中的成分、营养物质和质量。
例如，人们可以通过近红外光谱技术来检测牛奶中的脂肪、蛋白质和酸度等指标，这可以帮助从生产商到消费者有效地管理食品和营养素。
4. 制药在制药领域，近红外光谱技术可以被用来检测和定量化药物中的成分。
这项技术可以在制造过程中进行无损检测，从而提高药物的质量和成分的纯度。
近红外光谱技术在生物分析中的应用
近红外光谱技术在生物分析中的应用近红外光谱技术是一种快速、非破坏性和准确的生物分析方法，其应用广泛。
从食品安全到医学健康，从环保监测到农业生产，在所有领域中，近红外光谱技术都发挥着重要的作用。
本文将重点探讨近红外光谱技术在生物分析中的应用，并对其优劣进行分析。
一、生物分析的基本概念生物分析是指对生物系统进行分析和检测的过程。
生物分析的基本目的是精确分析生物样本中所包含的成分，包括常规的物理、化学或生化分析和分离技术，以及现代生物技术如基因分析、蛋白质分析和代谢物分析等。
二、近红外光谱技术的基本原理近红外光谱技术是指利用近红外光谱区域（780-2500纳米）的光谱特性进行分析和检测的一种方法。
该技术以样品吸收近红外光谱的特定波长为基础，测量样品吸收光线的强度。
通过比较不同样品的光谱特征，可以分析样品的组成并确定其成分。
三、生物分析中的近红外光谱技术应用1.食品安全领域近红外光谱技术在食品安全领域中得到广泛应用，可以使用它来快速、准确地分析和检测中毒、污染或欺诈的食品。
例如，可以通过检测食品中多种重金属和残留农药的含量来检测食品的质量，并预防和解决食品中的问题。
2.医学健康领域近红外光谱技术在医学健康领域中应用广泛，例如可以用来检测血糖浓度、血脂和体液成分等，对出现问题的疾病进行诊断和治疗。
同时，可以通过近红外光谱技术对药物成分进行分析，避免药物副作用和药物诊断存在的偏差。
3.环保监测领域近红外光谱技术在环保监测领域中发挥着重要作用。
通过近红外光谱技术，可以快速、准确地测量不同环境样品中的有害物质含量，如氮、ph值、化学成分等。
这样可以有效地监测污染物和控制空气、水和土壤污染等环境问题。
4.农业生产领域将近红外光谱技术应用于农业生产中可以大大提高效率和质量。
例如，检测和确定植物的成分和组成可以帮助预测产量和质量，并对肥料和水的管理进行调整；同时，还可以确定养殖和种植过程中合理的时间、花费和饲料等。
四、近红外光谱技术的优缺点1.优点（1）快速：近红外光谱技术是一种快速分析技术，可以同时测量多个样品或重复测量同一样品。
近红外光谱分析在药品检测中的应用
近红外光谱分析在药品检测中的应用摘要：药品中的有效成分不仅是决定药效的重要因素，而且它的质量和含量也会直接影响到药物的效果。
为了深入探讨其应用研究，本研究依据近红外光谱的基本原理，对近红外光谱技术在药物质量检测中的优缺点进行了分析，并提出了具体的应用策略，以确保近红外光谱技术的合理应用，为今后的药品安全检测提供借鉴。
关键词：药品检测；近红外光谱；安全检测；应用价值1近红外光谱技术的优缺点1.1优点1.1.1良好的传输性能近红外光谱由于其优良的传输特性，在测试方面上表现出了极快的速度，因而可以采用多种不同的探测方法对其进行分析，从而大大加快了其分析的速度。
1.1.2无损的检测方法因为近红外光谱技术不会对被测物体的内外产生任何的损害，因此在进行药物的检测时，可以更好地保证药物的准确性，同时也可以将这种技术用于人体的检查，而不会对人体造成任何的伤害，这就是所谓的无损检测技术。
1.1.3快捷的分析速度在使用了近红外光谱技术和修正模型的情况下，无需对样品进行预处理，同时还可以一次对多个样品进行多次测试，从而极大地提高了测试的效率。
另外，近红外光谱测定的时间也大大地缩短，一般都是一分钟之内。
由于近红外光谱技术不会对试样造成损害，因此在使用该技术的时候，只需要消耗少量的电能，就可以节省大量的样品，大大地降低了生产成本，为企业创造了巨大的经济效益。
1.1.4利于环境保护在不进行化学干扰的情况下，被检测的样品可以实现检测，这是一项绿色的检测技术。
1.2缺点近红外光谱技术虽然已被广泛地用于药物的检测，但它还存在着很多问题，它的可变性会对样品的检验产生一定的影响。
而且，在检测的时候，因为没有对被测样品的测量方法和形状进行处理，因此，在检测的时候，这些因素都会对检测的结果产生一定的影响。
一种在近红外光谱区多波长区域存在吸收现象，导致多组分样品在同一波长上存在多个谱峰重叠现象2近红外光谱分析技术特点近红外光谱技术具有如下特点。
近红外光谱技术的原理要点 红外光谱操作规程
近红外光谱技术的原理要点红外光谱操作规程近红外光(Near Infrared，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。
近红外区域是人们早发现的非可见光区域。
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，越来越引起国内外分析专家的注目，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革命。
近红外光谱分析技术包括定性分析和定量分析，定性分析的目的是确定物质的组成与结构，而定量分析则是为了确定物质中某些组分的含量或是物质的品质属性的值。
与常用的化学分析方法不同，近红外光谱分析法是一种间接分析技术，是用统计的方法在样品待测属性值与近红外光谱数据之间建立一个关联模型(或称校正模型，Calibration Model)。
方法缺陷近红外光谱分析方法的缺陷是：(1)建立模型需要大量有代表性且化学值已知的样品。
这样，对小批量样品的分析用近红外就得不偿失。
(2)模型的维护也很麻烦，建立的模型并不能一劳永逸，仪器状态、样品代表性变化(如作物的新品种、产地)都会影响测定结果。
(3)模型转移问题尚未很好解决，每台仪器必须自己独立建模，模型不能通用。
(4)近红外对于样品数量比较少的分析也不适用，因为建模成本很高，样品数量少，测试费用很高。
技术要求近红外分析技术的一个重要特点就是技术本身的成套性，即必须同时具备三个条件：(1)各项性能长期稳定的近红外光谱仪，是保证数据具有良好再现性的基本要求；(2)功能齐全的化学计量学软件，是建立模型和分析的必要工具；(3)准确并适用范围足够宽的模型。
这三个条件的有机结合起来，才能为用户真正发挥作用。
因此，在购买仪器时必须对仪器提供的模型使用性有足够的认识，特别避免个别商家为推销仪器所做的过度宣传的不良诱导，为此付出代价的厂家有之，因此，一定要对厂家提供模型与情况有详细了解。
近红外光谱分析技术
• (二) 建模样品被测组分化学分析值的测定
• 校正模型是由建模样品被测组分的化学值和相关近红外光谱的吸光度或光密度值经 回归得到的，因此模型预测结果的准确性很大程度上取决于标准方法测得的化学值 的稳定性。
• 保证化学值的准确性： • ①选用国际或国内标准方法测定建模样品;②在不同时间测定2-3 个平行样品， 平行样之间的相对误差不能大于方法允许的误差范围；③测定结果建议以干基 含量表示，这样表示的结果不会因空气湿度的变化而波动。
建立校正模型注意事项：
• 1.防止拟合不足( 主成分太少)和过拟合(主成分过多)；
• 拟合不足会导致模型的预测结果不可靠； • 过拟合会导致预测误差增大。
• 2.充分检查样品的均匀性和类别。
• 一、近红外光谱的定量分析
• (六) 校正模型的校验
• 交互校验法
• 优点：校正样品集中不包含用于校正模型的样品，可以独立地对校正 模型进行校验。
• 评定模型质量好坏的几个统计量
• ①相关系数(R)：描述两个定量结果的相关程度，在浓度范围相同的前提
下，相关系数越大，准确性越高。
• 通过主成分回归，可以去除噪声，解决了回归中的共线性问题，有效地提高了信息 利用，提高了模型的稳定性。
• 一、近红外光谱的定量分析
• 2.偏最小二乘法( PLS)
• 偏最小二乘法与主成分分析很相似，二者的差别是对变量Y 中的因子进行描述的同时也对变量X 所含的信息进行了描述。
• 特点：快速、可靠、预测能力强、克服数据间多重相关等。
1、透射光谱法（多指短波近红外区，波长一般在7001100nm范围内）
定义：是指将待测液样品置于光源与检测器之间， 检测器所检测光是透射光或与样品分子相互作用的光。
近红外光谱(NIR)安全操作保养规定
近红外光谱(NIR)安全操作保养规定近红外光谱(NIR)是一种非常常用的分析技术，比较适用于质量控制、品质评估、产品分析等方面。
近红外光谱(NIR)已经在食品、制药、化工、农业、环保等领域被广泛应用，并且在研究领域也具有很大的应用潜力。
在使用近红外光谱(NIR)进行分析过程中需要特别注意安全操作和保养，以确保分析结果的准确性和安全使用。
一、安全操作规定1.在使用近红外光谱(NIR)进行分析前，一定要仔细阅读仪器的使用说明书，并通过培训掌握仪器操作步骤。
切勿擅自操作，以免产生危险。
2.近红外光谱(NIR)分析时，应将仪器置于干燥、无尘的环境中，且不要受到温度、湿度、电磁场等干扰。
3.分析前应检查仪器各个部位是否正常运转、是否存在故障、是否需要更换零部件。
如发现异常情况，应及时联系维修人员进行处理。
4.使用近红外光谱(NIR)进行分析时，应确保仪器近旁没有可能引起危险的材料和器械，如易燃、易爆、有毒或腐蚀性的物质等，以避免产生火灾、爆炸或人员受伤的危险。
5.近红外光谱(NIR)在分析过程中可能产生有毒有害气体，如CO2、CO等，应在配备专业气体检测仪器的前提下进行排放处理，并确保操作区域通风良好。
6.在操作近红外光谱(NIR)时，应穿戴适当的工作服、手套、眼睛、口罩等个人防护用品，以防止仪器发射的辐射或者有害气体对人体造成伤害。
7.近红外光谱(NIR)分析后，应及时关掉仪器电源并进行定向灭火检查，避免因操作不当而引发火灾等安全事故，同时也有利于保养设备。
二、设备保养规定1.在使用近红外光谱(NIR)之前，应对仪器的光学系统进行检查，并保持清洁状态。
2.在使用近红外光谱(NIR)进行分析时，切勿碰撞或挤压仪器，在移动仪器时要轻拿轻放，以避免损坏设备。
3.定期检查并清理仪器各个部件，如滤光片、样品室窗口、光纤等。
清理时，严禁使用有腐蚀性或磨损性的清洗液或工具，避免产生二次污染。
4.在使用过程中，应对光学系统进行定期校准，以保证分析结果的准确性。
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近红外光谱技术的优缺点分析红外光谱操作
规程
说起近红外光谱技术的进展历史，可谓坎坷不平。
早在19世纪，人们比较早发觉的非可见光区域就是近红外区域。
但受当时的技术水平限制，物质在该谱区的倍频和合频吸取信号弱，谱带重叠，解析多而杂，近红外光谱的相关
说起近红外光谱技术的进展历史，可谓坎坷不平。
早在19世纪，人们比较早发觉的非可见光区域就是近红外区域。
但受当时的技术水平限制，物质在该谱区的倍频和合频吸取信号弱，谱带重叠，解析多而杂，近红外光谱的相关技术安静了一个多世纪。
20世纪60时代，随着Norris等人所做的大量工作，提出物质的含量与近红外区内多个不同的波长点吸取峰呈线性关系的理论，并利用近红外漫反射技术测定了农产品中的水分、蛋白、脂肪等成分，才使得近红外光谱技术一度在农副产品分析中得到广泛应用。
60时代中后期，随着各种新的分析技术的显现，加之经典近红外光谱分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点，使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用，此后，近红外光谱再次进进了一个静默的时期。
70时代产生的化学计量学（Chemometrics）学科的紧要构成部分——多元校正技术在光谱分析中的成功应用，促进了近红外光谱技术的推广。
到80时代后期，随着计算机技术的快速进展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学的进展，通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果，加之近红外光谱在测样技术上所独占的特点，使人们重新谙习了近红外光谱的价值，近红外光谱在各领域中的应用讨论连续打开。
进进90时代，近
红外光谱在产业领域中的应用全面打开，有关近红外光谱的讨论及应用文献几乎呈指数增长，成为进展较快、最引人注目的一门独立的分析技术。
由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性，使近红外光谱在在线分析领域也得到了很好的应用，并取得良好的社会效益和经济效益，自此近红外光谱技术进进一个快速进展的新时期。
近红外光是一种介于可见光（VIS）和中红外光（IR）之间的电磁波，美国材料检测协会（ASTM），将其定义为波长78O～2526nm的光谱区。
利用近红外光谱的优点有：1.简单便利有不同的测样器件可直接测定液体、固体、半固体和胶状体等样品，检测本钱低。
2.分析速度快一般样品可在lmin内完成。
3.适用于近红外分析的光导纤维易得到，故易实现在线分析及监测，极适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析。
4.不损伤样品可称为无损检测。
5.辨别率高可同时对样品多个组分进行定性和定量分析等。
所以目前近红外技术在食品产业等领域应用较广泛。
然而，近红外技术也有着它致命的弱点：1.需要大量有代表性且化学值已知的样品建立模型。
这样，对小批量样品的分析用近红外就显得不实际了。
2.模型需要不断更新，由于仪器状态更改或标准样品发生变化，模型也要随之变化了。
3.模型不通用，每台仪器的模型都不相同，加添使用的局限性。
4.建模本钱高，测试用度大。
不管怎样，近红外技术在我们的日常检测中，对于比较成熟的检测项目，它还是有不可取代的特点的。
把握好红外检测技术的优缺点，信任在不久的将来，相关的检测仪器能的得到快速的进展和广泛的应用。
—专业分析仪器服务平台,试验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣扬媒体。
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红外光谱可以测量气、液、固三态样品。
样品的制备对仪器的检测结果有很大的影响，因此操作人员需要娴熟把握不同形态的样品制备方法。
有机液体样品：
常用的是溴化钾和氯化钠，但氯化钠低频端只能到650cm—1，溴化钾可到400cm—1，所以适合的是溴化钾。
用溴化钾液体池，测试完毕后要用无水乙醇清洗，并用镜头纸或纸巾擦干，使用多次后，晶片会有划痕，而且样品中微量的水会溶解晶片，使之下凹，此时需要重新抛光。
水溶液样品：
可用有机溶剂萃取水中的有机物，然后将溶剂挥发干，所留下
的液体涂于KBr窗片上测试。
应特别注意含水的样品不能直接注入溴化钾（KBr）或氯化钠（NaCl）液体池内测试。
水溶性的液体也可选择其他窗片进行测试，常用的是氟化钡（BaF2）、氟化钙（CaF2）晶片等。
液膜法：
样品的沸点高于100℃可接受液膜法制样。
黏稠的样品也接受液膜法。
非水溶性的油状或黏稠液体，直接涂于溴化钾（KBr）窗片上测试。
非水溶性的流动性大沸点低（100℃）的液体，可夹在两块溴化钾窗片之间或直接在两个盐片间滴加1～2滴未知样品，使之形成一个薄的液膜，然后在液体池内测试。
流动性大的样品，可选择不同厚度的垫片来调整液体池的厚度。
对强吸取的样品用溶剂稀释后再测定，测试完毕使用相应的溶剂清洗红外窗片。
（红外光谱仪）已经成为了目前试验室的紧要分析仪器之一，每年分析的样品也数不胜数。
这些样品范围从商业产品像高聚物颗粒和液体表面活性剂，一直到高纯度有机化合物。
而为了从这些不同的材料中得到高质量的红外谱图，制样技术也不尽相同。
这里我就红外光谱仪的制样和大家做个简单的讨论。
液体
液样的制备是将少量样品涂于两片红外透亮的窗片（KBr、NaCl 等）之间。
窗片的相互挤压形成一个样品薄层，样品的成分决议了选择哪种窗片。
对于无水的样品，窗片材料是KBr。
对于含水样品,KRS—5较为适合。
固体
固体样品制样技术的选择往往取决于其熔点，对于熔点低于72摄氏度的样品，用适当的溶剂将样品溶解，成膜于KBr窗片上是先考虑的。
假如由于基线不好或是溶解性差而不成功，可以考虑在两片KBr窗片内熔化成膜。
假如这也不行，样品可进行KBr压片。
对于熔点高于72摄氏度的样品，的技术是KBr压片。
对于聚合物样品，成膜法是，接着是热熔法和压片法。
对于熔点未知的样品，结晶度的检测将会指明哪种技术将会成功。
高结晶度的样品用KBr压片法较好，对于低结晶度的样品，成膜和热熔会得到更好的谱图。