光谱学的应用
光谱学的种类与应用

光谱学的种类与应用光谱学是研究光与物质间相互作用规律的科学,被广泛应用于自然科学、生命科学、环境科学、医学等领域。
根据光谱学的研究对象和手段不同,可以分为多种不同的光谱学。
下面将对常见的光谱学种类及其应用进行介绍。
一、电子能级光谱电子能级光谱是研究原子和分子内电子跃迁所吸收或发射的电磁波谱线,也称光电子能谱。
它是表征分子结构、分子量、分子价态以及电子构型等信息的有效手段,被广泛应用于化学、物理学、材料科学等领域。
电子能级光谱常用的仪器是光电子能谱仪,它可以通过用电子束轰击固体表面或气态分子束,产生电离电子,测量电子的能量和出射方向,从而确定分子体系的电子能级。
二、红外光谱红外光谱是分析物质中分子振动、转动与形变等信息的有效手段。
它可以用于分析化学、医学、环境科学等领域。
红外光谱常用的仪器是红外光谱仪,它可以通过用红外光束照射固体、气体或液体样品,测量样品吸收、反射或透射红外光的变化,从而确定物质分子的结构和组成。
三、紫外可见光谱紫外可见光谱是研究分子和离子电子激发态跃迁所吸收或发射的电磁波谱线,常被用来检验有机化合物、生物物质等物质的结构、光化学性质等信息。
紫外可见光谱分为紫外光谱和可见光谱两种。
紫外可见光谱常用的仪器是紫外可见分光光度计,它可以通过一束白光或单色光源照射样品,测量样品在吸收、反射或透射过程中的光强度变化,推断样品的成分和结构。
四、拉曼光谱拉曼光谱是研究分子和晶体中振动、转动、弯曲和扭转等非传统光谱信息的有效手段。
它可以用于分析有机化合物、药物、高分子材料、纳米材料等,还可以检测脑部组织变化、判断癌症细胞等。
拉曼光谱分为常规拉曼光谱和表面增强拉曼光谱两种。
拉曼光谱常用的仪器是拉曼光谱仪,它可以通过用激光照射样品,测量样品散射的光谱响应,从而确定样品的分子结构。
五、质谱质谱是一种分子质量和化学结构分析的技术。
它可以用于分析化学、药物、环境、地球科学等领域。
质谱分为多种不同的类型,如基本质谱、高分辨质谱、串联质谱等。
光谱技术的应用

光谱技术是一门研究物质与光相互作用的学科,通过分析物质的吸收和发射光谱,可以揭示物质的性质、结构和浓度等信息。
光谱技术在各个领域都有广泛的应用,包括化学、物理、生物学、医学、环境科学等。
以下将详细介绍光谱技术的应用。
1. 化学分析光谱技术在化学分析中有着重要的应用。
通过分析物质的吸收光谱,可以确定物质的成分和浓度。
例如,在红外光谱分析中,可以通过测量物质对红外光的吸收来确定物质的分子结构和化学键。
在原子光谱分析中,可以通过观察原子发射的光谱线来确定物质的元素组成。
光谱技术已经被广泛应用于石油化工、环境监测、食品安全等领域。
2. 物理研究光谱技术在物理学研究中也有重要的应用。
例如,在光谱学中,通过观察原子和分子的发射光谱,可以研究原子和分子的能级结构、电子跃迁等物理过程。
在激光光谱技术中,可以利用激光的光谱特性进行高精度的测量和检测,例如激光雷达、激光干涉仪等。
光谱技术已经被广泛应用于光学、原子分子物理、量子物理等领域。
3. 生物学研究光谱技术在生物学研究中也有广泛的应用。
通过分析生物体发射的光谱,可以研究生物体的生理和生化过程。
例如,在荧光光谱分析中,可以利用荧光探针标记生物分子,通过测量荧光发射光谱来确定生物分子的位置和浓度。
在拉曼光谱分析中,可以通过测量生物分子的拉曼散射光谱来确定生物分子的结构和动力学。
光谱技术已经被广泛应用于生物化学、分子生物学、细胞生物学等领域。
4. 医学诊断光谱技术在医学诊断中也有重要的应用。
通过分析人体组织的光谱,可以检测和诊断疾病。
例如,在红外光谱分析中,可以通过测量人体组织对红外光的吸收来检测病变和疾病。
在荧光光谱分析中,可以利用荧光探针标记生物分子,通过测量荧光发射光谱来诊断疾病。
光谱技术已经被广泛应用于医学成像、疾病检测、疗效评估等领域。
5. 环境监测光谱技术在环境监测中也有广泛的应用。
通过分析环境样品的光谱,可以检测和监测环境污染。
例如,在紫外光谱分析中,可以通过测量大气中污染物的紫外吸收光谱来监测大气污染。
光谱学在生物医学研究中的应用

光谱学在生物医学研究中的应用光谱学是一种研究物质的性质和结构的科学方法。
它的应用领域非常广泛,包括生物医学研究。
光谱学可以通过分析分子的吸收、发射或散射光谱来研究分子的结构、组成和运动。
这些方法可以用于生物医学领域的诊断、监测和治疗等方面。
光谱学在生物医学研究中的应用包括:1. 红外光谱学红外光谱学是通过分析分子的振动来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助确定生物分子中的化学结构、功能和代谢物等。
例如,在肿瘤诊断中,红外光谱技术可以用于鉴定肿瘤组织中的蛋白质和核酸等生物分子,从而识别和定量肿瘤组织的类型和程度。
2. 紫外光谱学紫外光谱学是通过分析分子的电子跃迁来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助研究生物分子的吸收、发射和荧光等性质。
例如,紫外光谱技术可以用于检测生物分子的浓度、稳定性和结构等。
3. 核磁共振光谱学核磁共振光谱学是通过分析分子中的核磁共振信号来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助确定生物分子中的原子和分子的位置、环境和状态等。
例如,在代谢研究中,核磁共振技术可以用于监测生物分子的代谢过程,从而识别和定量不同生物分子的代谢产物和反应条件。
4. 激光光谱学激光光谱学是通过分析分子与激光交互作用的光谱来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助研究生物分子的光学性质、荧光、拉曼等。
例如,在分子识别和成像中,激光光谱技术可以用于定位和识别植物细胞中的荧光基团、色素和成分等。
总的来说,光谱学是一种非常有用和广泛应用的科学方法,它提供了一种研究生物分子的结构和性质的有效手段。
未来,随着技术的不断发展和应用的不断扩大,光谱学将在生物医学研究中扮演越来越重要的角色。
光谱学在生物医学中的应用

光谱学在生物医学中的应用光谱学是一门利用光的各种性质进行分析和研究的学科。
光谱学在生物医学领域中的应用广泛,如核磁共振光谱、拉曼光谱、荧光光谱、红外光谱等。
本文将简略介绍光谱学在生物医学中的应用。
核磁共振光谱核磁共振光谱(NMR)是一种检测分子中原子核运动的方法。
此技术在生物医学领域中的应用主要集中在分析生物分子的结构和动力学行为,并且有助于筛选药物分子靶点的过程。
例如,核磁共振光谱可用于研究蛋白质在水中的构象和结构信息以及和药物交互所形成的相互作用。
这种方法可用于探究基因表达、疾病发生以及药物作用发挥的机制等。
拉曼光谱拉曼光谱是一种检测物质分子振动能量的方法。
具有快速非破坏、便携、能够在体内实时检测等优点。
在生物医学领域中,拉曼光谱用于研究体内蛋白质、细胞膜脂质、香料成份、药物代谢产物等生化成份,实时掌握生物反应和药效,为医学研究提供了新的手段。
荧光光谱荧光光谱是通过实验室使用激发光和检测荧光来分析物质组成和特性的方法。
荧光光谱的应用在生物医学领域主要集中在研究生物分子的结构和分子之间的相互作用,以及药物吸收、分布、代谢和排泄等方面。
例如,荧光光谱可以用来初步筛选化合物的亲水性、膜通透性以及与蛋白质、酶等生物分子的相互作用。
这种方法可用于研究新型药物的药效和药物安全性,并且为药物筛选提供了新的手段。
红外光谱红外光谱是一种基于物质分子振动进行分析的方法,可用于表征各种生物分子。
在生物医学领域,红外光谱常常被应用于分析组织、蛋白质、核酸、多糖等生物分子的结构特征,并且有助于对生物分子的特异性做出检测和确认。
例如,研究人员利用红外光谱技术表征了具有重要生物学意义的各种生物分子的结构和功能,并发现了生物分子的结构与功能之间的联系。
这种研究可以应用于诊断疾病,设计新型药物,并为生物化学研究提供了大量珍贵的资料。
总结光谱学在生物医学领域中有着广泛的应用,包括核磁共振光谱、拉曼光谱、荧光光谱和红外光谱等。
这些技术不仅有助于研究生物分子的结构和功能,还可以用于筛选药物、诊断疾病、设计新型药物以及第一时间掌握生物反应和药效。
光谱学的基础知识和应用

光谱学的基础知识和应用光谱学是现代科学中极为重要的一个分支,它研究物理性质、化学性质和电磁波谱之间的关系。
在生命科学、材料科学、环境科学、天文学、能源和光电子学等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍光谱学的基础知识和主要应用。
一、光谱学的基本概念光谱学是研究物质与电磁波(特别是可见光和紫外线)之间相互作用的学科。
电磁波是由振动的电场和磁场构成的,它们的振动频率(ν,单位为赫兹)和波长(λ,单位为米)之间满足下面的关系:c = νλ其中,c是电磁波在真空中的速度,约为300000 km/s。
光谱学最基本的概念是“光的频谱”(spectrum),即将光按频率或波长分解开来所得到的一系列分量的集合。
光的频谱大致可以分为以下几类:1. 连续光谱(continuous spectrum):它是由各种波长的光波干涉和叠加的结果。
例如黑体辐射(blackbody radiation)就是一种连续光谱。
2. 发射光谱(emission spectrum):物质被加热或激发时,会发出一定波长的光。
这些光波经常呈现出特定的波长分布,即发射光谱。
例如氢原子光谱就是一种明显的发射光谱。
3. 吸收光谱(absorption spectrum):当某一种波长的光通过某种物质时,物质会吸收这种波长的光,而不能透过去。
这种现象可以用吸收光谱来描述,吸收光谱与发射光谱是相反的。
例如太阳光通过地球大气层时的吸收现象就是一种吸收光谱。
二、光谱学的应用1. 化学分析光谱学在化学分析中有着广泛的应用,特别是原子光谱法。
原子光谱法能够分析样品中包含的元素种类和含量,主要有原子吸收光谱(atomic absorption spectroscopy,AAS)和原子发射光谱(atomic emission spectroscopy,AES)两种方法。
2. 生命科学生命科学中使用光谱学的方法是非常多样的,例如:(1)荧光光谱可以研究生物分子的结构、功能。
各种光谱技术及其应用

各种光谱技术及其应用光谱技术是一种研究物质与光的相互作用的科学工具,它通过分析物质与光的相互作用过程中所产生的光谱信号来研究物质的性质和结构。
光谱技术在各个领域都有广泛的应用,如化学、生物学、物理学等,本文将介绍几种常见的光谱技术及其在不同领域中的应用。
1. 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱是一种常见的光谱技术,它通过测量物质对紫外或可见光的吸收能力来分析物质的特性。
UV-Vis光谱广泛应用于分析化学、环境监测、生物化学等领域。
例如,可以通过UV-Vis光谱来测定物质的浓度、了解反应过程中物质的变化、监测水体中的污染物等。
2. 红外光谱(IR)红外光谱是一种通过测量物质在红外辐射下吸收、散射或透射光的强度变化来研究物质结构和成分的技术。
红外光谱广泛应用于有机化学、药物研发、材料分析等领域。
例如,通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团、分析药物的含量、研究材料的结构等。
3. 核磁共振(NMR)核磁共振是一种通过测量核磁共振现象来研究物质结构和动力学的技术。
在核磁共振光谱中,物质中的原子核在外加磁场和射频场的作用下发生共振,从而产生一系列特征峰。
核磁共振在有机化学、生物化学、药物研发等领域具有重要的应用价值。
例如,核磁共振光谱可以用于识别有机化合物的结构、分析药物的纯度、研究生物大分子的结构等。
4. 荧光光谱荧光光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发射的荧光光强度来研究物质的性质和结构的技术。
荧光光谱广泛应用于生物学、医学、环境科学等领域。
例如,荧光光谱可以用于检测生物标记物、分析环境污染物、研究荧光染料的性质等。
5. 质谱(MS)质谱是一种通过分析物质的离子化状态和质量-电荷比来研究物质的成分和结构的技术。
质谱广泛应用于分析化学、药物研发、环境监测等领域。
例如,质谱可以用于确定有机化合物的分子结构、分析药物的代谢产物、检测环境中的有机污染物等。
6. 拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发生拉曼散射光的强度和频率变化来研究物质的结构和成分的技术。
光谱学分析技术及其应用

光谱学分析技术及其应用光谱学是一门科学,它研究的是光的特性,包括它的颜色、波长、频率和能量,以及光与物质的相互作用。
光谱学分析技术是一种分析化学的方法,利用对物质的光学吸收、发射或散射来确定它的成分、结构和化学性质。
这种技术已经得到广泛的应用,例如在食品、医药、环境和生物领域等。
光谱学技术的种类根据光谱学技术的原理和应用对象,可以分为数种类型:1.吸收光谱学吸收光谱学是最常用的一种技术,它测量可见、紫外线和近红外光谱中物质对光的吸收。
在这种技术中,样品通过一束光时,吸收部分波长光线以产生分光图,利用这种图谱可以发现物质的化学结构和浓度信息。
吸收光谱学的应用包括药物分析、物质识别和生物学研究等。
2.发射光谱学发射光谱学又被称为荧光光谱学,它是一种测量物质采用激发源后,发出的荧光光谱的技术。
当试样被激发时,会吸收光的能量,通过放射过程转移能量并发出一定波长的荧光。
这种光谱学技术被广泛应用在生物医学和环境监测等领域。
3.旋转光谱学旋转光谱学是一种测量分子在偏振光作用下旋转力的技术。
当有光通过由有机化合物构成的物质时,光的偏振会受到分子旋转力的影响而发生旋转,旋转光谱学通过测量这种旋转度数来识别物质的立体构象。
旋转光谱学的应用包括化学和生物学领域的分析和检测等。
4.拉曼光谱学拉曼光谱学是一种测量物质在热涨落和振动作用下产生的拉曼散射光谱的技术。
当光通过相应的物质时,与所激发的振动产生共振,其震动频率可以被拉曼光谱学技术检测到。
拉曼光谱学的应用包括化学、药物研究和生物医学领域。
光谱学在生物医学领域中的应用光谱学在生物医学领域中的应用有很大的发展前景,它可以用于生物分子结构的测量、药物研究和生物识别等方面。
1.生物分子结构测量红外光谱学和拉曼光谱学可以用来测量生物分子的结构和构象。
生物分子具有不同的振动频率,即它们吸收或散射光的精确波长。
通过录制红外和拉曼光谱谱图可以测量这些频率,并且推导出生物分子的3D结构。
光谱学的基础理论与应用

光谱学的基础理论与应用光谱学是一门研究物质吸收、发射和散射光的学科,利用这种现象可以对物质的组成、结构和性质进行分析。
光谱学应用广泛,涉及物理、化学、生物、地球科学、材料科学等许多领域。
本文将介绍光谱学的基础理论和一些常见的应用。
一、光的性质首先需要了解的是,光是一种电磁波,具有波长和频率。
电磁波是一种能量在空间中传播的波动,包括电场和磁场的变化。
光的波长与频率有直接关系,波长越短,频率越高,能量也越大。
常见的光有可见光、紫外线、红外线等,它们的波长分别在400~700纳米、10~400纳米、700纳米以上。
二、光与物质的相互作用物质对光的相互作用主要有吸收、发射和散射,它们是光谱学研究的基础。
吸收是指物质吸收光的能量,这种作用可以用来确定物质的化学组成和结构。
发射是指物质由激发态转变为基态时放出的光能量,这种作用可以用来确定物质的能级结构和原子的运动状态。
散射是指光在物质中的传播方向发生改变,在大气和水中都有广泛应用。
三、光谱学分析方法光谱学分析方法基本上可以分为吸收光谱和发射光谱两种。
吸收光谱包括紫外吸收光谱、可见吸收光谱和红外吸收光谱三种。
紫外吸收光谱适用于分析含有含氧、氮、硫等的有机分子,如DNA、蛋白质等生物大分子;可见吸收光谱适用于分析金属离子的含量、有机分子的色素等;红外吸收光谱适用于分析化学键、分子结构和构象等信息。
发射光谱包括原子发射光谱和荧光光谱两种。
原子发射光谱通常用来分析含有金属离子的样品,如镁、铁、钙等,可以确定物质的化学组成;荧光光谱是指物质受到激发后发出的荧光,在化学组成、结构分析、环境监测等领域有重要应用。
四、光谱学在不同领域的应用1. 生物学领域光谱学在生物学领域中的应用非常广泛,在生物大分子的研究中可以使用紫外光谱、荧光光谱、原子发射光谱等技术,用于分析蛋白质、DNA、RNA、糖类等大分子的化学成分及其结构。
此外,红外光谱也可以用于生物分子的分析,如体内物质浓度分析、病原菌和细胞的检测等。
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光谱学的应用
摘要:当物质受到光(电磁波)的照射,会发生光的吸收、反射或透射等现象,此时有些物
质自身也会发光(或荧光)。
光的这些现象与物质的成分、结构理化特性等有着密切的关系,分析这些关系的学科成为光谱学(即光谱分析)。
而与传统工艺相比,由于其测试简单,测试速度快,测试范围可以不断拓展等优点已被广泛应用于石化、农业、食品、工业控制、医学等多个领域。
关键字:受到光的照射、自身会发光、密切联系、光谱学、应用
正文:复合光经过色散系统分光后,按波长(或频率)的大小依次排列的图案称为光谱。
光谱的产生是由于物质的分子、原子或离子受到外部能量的作用后,其内部的运动状态会发生变化,即能级变化。
变化的能量以电磁辐射的形式释放或吸收,因此,光谱可分为发射光谱和吸收光谱两大类。
光谱法是以辐射能和物质组成和结构之间的内在联系及表现形式——光谱的测量为基础。
光谱法的特征性质和仪器方法如下:
(1)辐射的发射:原子发射光谱法、原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法、分子荧光光谱法、分子磷光光谱法、化学发光法、电子能浦法、俄歇电子能
谱法;
(2)辐射的吸收:原子吸收光谱法、紫外——可见分光光度法、红外光谱法、X射线吸收光谱法、核磁共振谱法、电子自旋共振波谱法、光声光谱法;(3)辐射的散射:拉曼光谱法;
随着光谱学的不断发展,越来越多的光谱技术以及仪器被应用与实际的生产中。
例如高光谱成像技术和实用近红外光谱分析技术。
一:高光谱成像技术是基于非常多窄短波的影像数据技术,其在遥感探测领域有非常突出的应用,是当前遥感领域的前沿技术之一。
高光谱成像技术的定义是在多光谱成像的基础上,在光谱覆盖范围内的数十或数百条光谱波段对目标物体连续成像。
在获得物体空间特征成像的同时,也获得被测物体的光谱信息。
优势在于采集到的图像信息量丰富,识别度较高和数据描述模型多。
由于物体的反射光谱具有“指纹”效应,不同物不同光谱,同物一定同谱的原理来分辨不同的物质信息。
而根据成像光谱仪的扫描方式不同,其工作原理也不尽相同, 作为光学成像仪成像的一个例子, 这里简述一下焦平面探测器推扫成像原理。
1:系统工作原理
焦平面探测器推扫成像原理。
地面物体的反射光通过物镜成像在狭缝平面, 狭缝作为光栏使穿轨方向地面物体条带的像通过, 挡掉其他部分光。
地面目标物的辐射能通过指向镜, 由物镜收集并通过狭缝增强准直照射到色散元件上,经色散元件在垂直条带方向按光谱色散, 用会聚镜会聚成像在传感器使用的二维CCD 面阵列探测元件被分布在光谱仪的焦平面上。
焦平面的水平方向平行于狭缝, 称空间维, 每一行水平光敏元上是地物条带一个光谱波段的像; 焦平面的垂直方向是色散方向, 称光谱维, 每一列光敏元上是地物条带一个空间采样视场( 像元) 光谱色散的像。
这样, 面阵探测器每帧图像数据就是一个穿轨方向地物条带的光谱数据, 加上航天器的运动, 以一定速率连续记录光谱图像, 就得到地面二维图像及图像中各像元的光谱数据, 即图像立方体。
2:光谱成像仪数据获取系统构成
光谱成像仪由光学系统、信号前端处理盒、数据采集记录系统三部分组成
数据的回放及预处理通过专用软件在高性能的微机上完成。
软件具有如下功能: 数据备份; 快速回放; 数据规整和格式转换; 图像分割截取; 标准格式的图像数据生成等。
3:成像光谱仪的应用
成像光谱仪的应用范围遍及化学、物理学、生物学、医学等多个领域, 对于纯定性到高度定量的化学分析和测定分子结构都有很大应用价值。
光谱成像仪在土地利用、农作物生长、分类, 病虫害检测, 海洋水色测量, 城市规划、石油勘探、地芯地貌及军事目标识别等方面也有很广泛和深远的应用前景。
(1)在农林业上的应用
在农林业上的应用很多, 如农作物长势分析、作物类别鉴定、病虫害防治分析、产量评估、林业资源调查、伐林造林、森林草场调查、土地沙化土壤侵蚀等。
在农业、林业中的应用高光谱成像仪可以用来研究品种因素对小麦品质的影响程度以及品种因素与品质指标之间的相关性还可以得出环境条件下籽粒的白质含量与湿面筋含量、沉降值、吸水率、形成时间和稳定时间之间存在的相关性, 并利用不同品种、不同肥水条件下的作物关键生育时期的生化参量与光谱指数进行分析, 预测预报籽粒品质。
还有农业作物长势监测主要利用红外波段和近红外波段的遥感信息, 得到的植被指数(NDVI)与作物的叶面积指数和生物量正相关,利用 NDVI 过程曲线, 特别是后期的变化速率预测冬小麦产量的效果很好, 精度较高。
(2)环境监测
环境监测主要应用在 1. 石化工业: 如对油品、塑料、添加剂、催化剂等中的元素分析等, 还可对其有害元素含量是否超标进行分析监测; 2. 生态环保: 污水或水中有害金属分析, 植物中残余无机元素的分析; 3. 建筑、建材工业: 结合城市地物和人工目标的检识等, 对水泥、玻璃及耐火材料分析。
4.检测土壤中的金属污染可应用于考古的土质探测分析,分辨各朝代的土壤。
5.矿石种类分析,对岩矿进行分类、填图和地质勘探,快速实时的分类岩心。
6.检测水体泥沙含量,检测赤潮和水体富营养化。
7.检测病虫害和植被覆盖面积。
8.洪涝灾害预测。
(3)其他方面
在刑事侦查方面可以分析鉴定数字和签字的修改和涂覆,鉴别文件的真伪,以及对指纹、血迹的鉴定。
在药品成分检测方面可以分析出药品的配比,混合均匀性等。
在艺术品鉴定中可以对油画,国画,壁画等艺术品的真伪鉴别,分析画作成分以利于文物修复等。
在医疗诊断中可以对器官、手臂、足部等生物体的检测,快速准确的发现表皮病变,例如牙病、舌苔的检查等。
二:实用近红外光谱分析技术
1:原理
近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,记录的主要是含氢基团X-H(X=C、N、O)振动的倍频和合频吸收。
不同基团(如甲基、亚甲基、苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别,NIR光谱具有丰富的结构和组成信息,非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质的测量。
2:仪器的构造
近红外光谱仪器不管按何种方式设计,一般由光源、分光系统、载样器件、
检测器和数据处理以及记录仪(或打印机)等几部分构成。
3:仪器的主要类型
从技术的角度出发,近红外光谱仪器有多种分类形式,具体如下。
(1)、从使用的光源看,既有发出宽谱带卤钨光源的仪器,也有采用多个产生窄谱带发光二极管组合作光源构成的仪器。
(2)、从样品光谱信息的获得看,有简单的在一个或几个波长下测定的专用型滤光片型仪器,也有在近红外波长范围内测定全谱信息的研究型仪器。
(3)、从光谱测定的波长范围看,由于采用不同检测器和分光器件,有的专用于短波近红外区域,有的则适合用于长波近红外区域。
(4)、从检测器对分析光的响应看,有单通道和多通道两种类型,多通道型又有采用 CCD(电荷耦合器件)和 PDA(二极管阵列器件)的近红外光谱仪。
(5)、从仪器的分光器件看,可分为 4 种主要类型:滤光片、光栅分光、傅立叶变换(麦克尔逊干涉仪)和声光调制滤光器。
4:近红外光谱分析技术的应用
(1)在食品工业方面:NIR 技术不仅作为常规方法用于食品的品质分析,而且已用于食品加工过程中组成变化的监控和动力学行为的研究,如用NIR 评价微型磨面机在磨面过程中化学成分的变化;在奶酪加工过程中优化采样时间,研究不同来源的奶酪的化学及物理动力学行为;通过测定颜色变化来确定农产品的新鲜度,成熟度,了解食品的安全性;通过检测水分含量的变化来控制烤制食品的质量,检测苹果、葡萄,梨、草莓等果汁加工过程中可溶性和总固形物的含量变化。
(2)在农业方面:近红外光谱最早成功的用于农产品的品质分析,进而扩展到污染物的测定,烟草、咖啡的分类、农产品产地来源鉴别,还用于检测可耕土壤的物理和化学变化,光导纤维探头的出现,N IR 技术可直接用于粮食或水果传送带上进行产品分捡。
(3)在化工、纺织、化妆品及药品分析方面
由于光学、计算机科学技术、化学光度理论方法等各种科学技术的不断发展,近红外光谱技术的研究内容增多,其应用从农产品的实用技能扩展到其它许多领域。
如石油化工高分子化工和基本有机化工、纺织工业和制药工业等领域。
欧洲药典使用的用于定性纤维素醚的浸润化学方法既费时又昂贵,而近红外光谱加快了赋形剂的定性时间,即使对于不同生产商或不同物理特陛的大量样品来说,近红外光谱都能很快地检测出纤维素醚。
结论:由于光谱分析技术具有分析快、精度高、结果稳定、无破坏等优点,已在化工、农业、医学等领域得到越来越广泛的应用。
基于光谱分析原理的遥感技术,作为现代信息技术的重要支柱,其应用领域在不断被扩大,并且与人类的日常生活的关系也越来越紧密。
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