红外光谱技术及其应用进展
近五年我国近红外光谱分析技术研究与应用进展
近五年我国近红外光谱分析技术研究与应用进展一、本文概述近红外光谱分析技术，作为一种重要的分析手段，在化学、生物、医药、农业、食品、石油等多个领域具有广泛的应用前景。
近年来，随着科学技术的不断发展，我国近红外光谱分析技术也取得了显著的研究与应用进展。
本文旨在全面梳理和评述近五年我国近红外光谱分析技术的研究动态和应用实践，以期为推动该领域的技术创新和产业发展提供参考。
在概述部分，我们将首先介绍近红外光谱分析技术的基本原理和特点，阐述其在不同领域中的应用价值。
随后，我们将简要回顾近五年我国近红外光谱分析技术的发展历程，包括关键技术的突破、仪器设备的升级以及应用领域的拓展等方面。
在此基础上，本文将重点分析近五年内我国近红外光谱分析技术的主要研究成果，包括理论创新、方法优化以及应用案例等。
我们将展望近红外光谱分析技术的未来发展趋势，探讨其在我国各领域的潜在应用前景和面临的挑战。
二、近五年我国近红外光谱分析技术研究进展近五年来，我国近红外光谱分析技术研究取得了显著进展，不仅在理论深度上有所提升，还在技术应用上实现了突破。
在理论研究方面，我国的科研团队深入探索了近红外光谱与物质分子结构之间的关系，提出了一系列新的分析模型和算法。
这些模型不仅提高了光谱解析的精度，还拓展了近红外光谱技术的应用范围。
同时，随着计算机技术的快速发展，近红外光谱数据处理和分析的速度也得到了显著提升。
在技术应用方面，近红外光谱分析技术在多个领域实现了广泛应用。
例如，在农业领域，通过近红外光谱技术可以快速准确地检测农产品的品质和成分，为农业生产提供了有力支持。
在医药领域，近红外光谱技术被用于药物成分的分析和药品质量控制，确保了药品的安全有效。
在环保、石油化工等领域，近红外光谱技术也发挥着重要作用。
值得一提的是，我国在近红外光谱仪器研发方面也取得了重要进展。
国内科研机构和企业相继推出了一系列性能稳定、操作简便的近红外光谱仪器，为我国近红外光谱技术的普及和推广提供了有力保障。
红外光谱分析技术的应用前景
红外光谱分析技术的应用前景引言：红外光谱分析技术是一种非常重要的分析方法，具有广泛的应用领域。
本文将探讨红外光谱分析技术的应用前景及其在不同领域中的具体应用。
1. 红外光谱分析技术的基本原理红外光谱分析技术是通过测量物质与红外辐射的相互作用来获取物质的结构及性质信息。
其基本原理是物质分子在受到红外辐射后，会发生特定的振动和转动，从而产生特定波长的红外光谱。
通过测量这些红外辐射的吸收光谱，可以确定物质的组成和结构。
2. 红外光谱分析技术的应用领域2.1 化学领域红外光谱分析技术在化学领域中得到广泛应用。
它可以用于分析有机化合物、高分子材料和无机材料等。
通过红外光谱分析，我们可以确定化合物的结构、官能团以及分子间的相互作用，从而对其性质进行准确的解析和判断。
2.2 药学领域在药学领域中，红外光谱分析技术被用于药物的质量控制和研究。
通过红外光谱分析，可以对药物的成分进行定性和定量的分析，判断其纯度和稳定性，并提供可靠的药物质量评估标准。
2.3 环境保护领域红外光谱分析技术在环境保护领域中具有重要意义。
它可以用于检测和分析环境中的有机物、无机物和污染物等。
通过红外光谱分析，可以准确鉴定和定量分析环境中的各种有害物质，为环境保护提供科学依据。
2.4 食品科学领域红外光谱分析技术在食品科学领域中也有广泛应用。
它可以用于食品的成分分析、品质评价和检测等。
通过红外光谱分析，可以精确分析食品中的脂肪、蛋白质、糖类等成分，从而为食品质量控制和食品安全提供重要参考。
3. 红外光谱分析技术的发展趋势随着科技的不断进步，红外光谱分析技术也在不断发展壮大。
具体体现在以下几个方面：3.1 仪器设备的改进随着光学技术和计算机技术的发展，红外光谱分析仪器设备将更加精密和高效。
仪器的分辨率和准确度将进一步提高，数据处理和谱图解析将更加智能化和自动化，使得红外光谱分析技术更加易于应用和操作。
3.2 数据库的建设建立和更新红外光谱数据库是红外光谱分析技术发展的重要方向。
红外光谱技术的应用与发展
红外光谱技术的应用与发展红外光谱技术是一种非常重要的光谱分析方法，它可以用于研究分子的振动和转动，还可以用于判断物质的组成、结构以及化学性质等方面。
对于各种化学、生物、医学和环境等研究领域都有着非常重要的作用。
本文就着重探讨红外光谱技术的应用以及未来发展方向。
一、红外光谱技术的应用1. 化学领域红外光谱技术在化学领域中的应用很广泛，主要用于物质的分析和检测。
例如，可以利用红外光谱技术来研究化合物的结构和功能，判断物质的组成和形态，以及检测杂质等。
此外，在新材料研究中也可以应用红外光谱技术来确认化学键的种类和数量。
2. 生物医学领域红外光谱技术在生物医学领域中也有着广泛的应用，例如，可以应用于酶和蛋白质的研究，还可以用于检测生物分子的含量和结构等。
同时，红外光谱技术还可以对病毒和细菌等微生物的检测和鉴定方面发挥重要作用。
3. 环境监测领域红外光谱技术在环境监测领域也有重要应用。
例如，可以用于检测空气中的有害物质、水中的污染物等。
此外，还可以用于检测土壤中的重金属和化学物质，以及监测工业废水和废气等。
二、红外光谱技术未来的发展方向1. 红外成像技术的应用未来，红外光谱技术有望应用到红外成像技术中，这将会更方便和快捷地分析、检测和描述物质。
红外光谱成像技术主要是将红外光谱技术与红外摄像技术相结合，可以对物质进行成像、分类和定性分析。
2. 红外光谱技术应用于医学领域在医学领域，红外光谱技术也有着重要的应用前景。
例如，可以利用该技术来研究肿瘤、神经退行性疾病和代谢性疾病等。
红外光谱技术可以帮助医学家研究蛋白质的结构、功能和相互作用，从而更好地了解疾病的本质和发展过程。
3. 红外光谱技术应用于材料科学领域红外光谱技术在材料科学领域的应用也逐渐扩大和深入。
未来，红外光谱技术有望应用到各种新材料的分析和研究领域中，从而帮助科学家更加深入地理解材料的组成和性能等问题，为人类创造更好的生活条件。
总之，红外光谱技术是一种非常重要的技术手段，为各种研究领域提供了丰富的思路和方法。
现代近红外光谱技术及应用进展
现代近红外光谱技术及应用进展一、本文概述近红外光谱（Near-Infrared Spectroscopy，NIRS）是一种基于物质对近红外光的吸收和散射特性的分析技术。
近年来，随着光谱仪器设备的不断改进和计算机技术的飞速发展，现代近红外光谱技术在分析化学、生物医学、农业食品等领域的应用日益广泛。
本文旨在综述现代近红外光谱技术的最新进展，特别是在仪器设备、数据处理方法、化学计量学以及应用领域的最新发展。
文章首先介绍了近红外光谱的基本原理和技术特点，然后重点论述了现代近红外光谱技术在不同领域的应用实例和取得的成果，最后展望了未来发展方向和潜在应用前景。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的现代近红外光谱技术及应用进展的概述。
二、现代近红外光谱技术的理论基础现代近红外光谱技术，作为一种高效、无损的分析手段，其理论基础源自电磁辐射与物质相互作用的原理。
近红外光谱区域通常是指波长在780 nm至2500 nm范围内的电磁波，其能量恰好对应于分子振动和转动能级间的跃迁。
因此，当近红外光通过物质时，分子中的化学键和官能团会吸收特定波长的光，产生振动和转动跃迁，从而形成独特的光谱。
现代近红外光谱技术的理论基础主要包括量子力学、分子振动理论和光谱学原理。
量子力学为近红外光谱提供了分子内部电子状态和行为的基本描述，而分子振动理论则详细阐述了分子在不同能级间的跃迁过程。
光谱学原理则将这些理论应用于实际的光谱测量和分析中，通过测量物质对近红外光的吸收、反射或透射特性，来获取物质的结构和组成信息。
现代近红外光谱技术还涉及到光谱预处理、化学计量学方法以及光谱解析等多个方面。
光谱预处理包括平滑、去噪、归一化等步骤，旨在提高光谱的质量和稳定性。
化学计量学方法则通过多元统计分析、机器学习等手段，实现对光谱数据的深入挖掘和信息提取。
光谱解析则依赖于专业的光谱数据库和算法，对光谱进行定性和定量分析，从而确定物质中的成分和含量。
现代近红外光谱技术及应用进展
现代近红外光谱技术及应用进展近红外光谱技术是一种快速、高效、无损的分析技术，广泛应用于化学、食品、药物等领域。
尤其是随着科学技术的发展，现代近红外光谱技术在样品制备、光谱采集、数据处理等方面都有了显著的提升，极大地扩展了近红外光谱技术的应用范围。
近红外光谱是指介于可见光和中红外光之间的电磁波，波长范围为700-2500nm。
现代近红外光谱技术利用近红外光子的能量和量子力学中的跃迁原理，通过对样品进行照射，使样品中的分子吸收近红外光子的能量后从基态跃迁到激发态，再返回基态时发出特征光谱。
通过对特征光谱进行定性和定量分析，可以获取样品的组成、结构和性质等信息。
化学分析：现代近红外光谱技术在化学分析领域的应用主要体现在有机物和无机物的定性和定量分析上。
例如，利用近红外光谱技术对石油样品进行定性和定量分析，可以有效地识别石油中的不同组分，同时也可以对石油中的含硫量、含氮量等进行快速准确的测定。
食品质量检测：在食品质量检测方面，现代近红外光谱技术可以用于食品成分分析、食品质量评估和食品掺假检测等。
例如，利用近红外光谱技术对奶粉进行检测，可以快速准确地检测出奶粉中的蛋白质、脂肪、糖等主要成分的含量。
药物研究：现代近红外光谱技术在药物研究方面的应用主要体现在药物成分分析、药物代谢研究和药物疗效评估等方面。
例如，利用近红外光谱技术对中药材进行检测，可以快速准确地测定中药材中的有效成分含量，为中药材的质量控制提供了一种有效的手段。
近年来，现代近红外光谱技术在国内外都取得了显著的研究进展。
在国内，中国科学院上海药物研究所利用近红外光谱技术对中药材进行有效成分的快速检测，取得了重要的成果。
国内的一些高校和研究机构也在近红外光谱技术的研究和应用方面开展了大量的工作，推动了近红外光谱技术的发展。
在国外，近红外光谱技术已经成为药物研发和食品质量检测的重要手段。
例如，荷兰的菲利普公司成功开发出了一款基于近红外光谱技术的药物代谢研究仪器，可以为新药的开发和疗效评估提供快速准确的数据支持。
红外光谱技术在工业过程中的应用
红外光谱技术在工业过程中的应用随着科技的发展和应用范围的扩大，越来越多的新技术被广泛应用于各个行业。
其中，红外光谱技术是一种先进的质量控制和分析方法，它在工业过程中的应用非常广泛。
一、红外光谱技术的概念红外光谱技术是一种将样品暴露在红外光束下，通过对样品吸收或反射的红外光进行分析，以确定样品中所含有的分子结构和它们的组成的一种分析方法。
红外光谱的波长范围是780纳米至1毫米，波长比可见光长，因此通常称为红外线。
二、红外光谱技术在工业过程中的应用1. 用于材料分析在原材料和制成成品的过程中，红外光谱技术可以快速，准确地确定材料的成分和结构，以确保生产过程稳定，控制品质的标准，并提高生产效率。
通过红外光谱技术可以分析石油、化工、制药、食品和其它行业的各种材料和制品。
2. 用于半导体产业在电子产业中，红外光谱技术通常用于半导体的制造和测试中。
通过红外光谱技术，可以了解半导体材料中的各种杂质和缺陷，从而找到原因并改善生产过程。
3. 用于制药和化学品检测通过红外光谱技术，可以检测出各种药物和化学品中的可能存在的问题，比如决定化学品的纯度和成分。
4. 用于环境检测红外光谱技术可以监测空气中的污染物，检测土壤和水中的有毒有害物质。
5. 用于食品和饮料分析红外光谱技术可以分析各种食品和饮料中的成分和质量，比如水，蔬菜，果汁和奶制品等。
6. 用于生命科技红外光谱技术可以检测生命科技中的各种材料，比如检测蛋白质，DNA 和RNA 中的含量。
三、红外光谱技术的优点红外光谱技术由于具有以下优点而被广泛应用：1.非接触式检测红外光谱技术功能非接触式检测，不会对物质造成任何影响。
它对灵敏，脆弱或难以准确定位的物质都可以进行检测，因此适用于各种材料和制品的分析中。
2.快速分析红外光谱技术快速分析的速度和精度非常高。
只需要少量的样品，就可以进行分析，可以在短时间内获得准确的样品分析结果，从而提高生产效率。
3.广泛适用性红外光谱技术可以分析各种有机和无机物质，并且不需要准备样品，因此适用于在不同行业和实验室内分析各种物质。
近红外光谱成像进展与将来发展
近红外光谱成像进展与将来发展近红外光谱成像是一种非侵入性的成像技术，结合了光谱分析和成像技术，可用于研究生物组织的结构和功能。
近年来，近红外光谱成像技术得到了广泛关注，并在医学诊断、生物医学研究和工业控制等领域取得了重要的进展。
本文将介绍近红外光谱成像的原理和应用，以及未来的发展方向。
近红外光谱成像的原理基于近红外光在生物组织中的吸收特性。
近红外光波长范围为700到2500纳米，这个波长范围的光能够穿透进入组织中，与组织中的水、脂肪、蛋白质等物质相互作用。
通过检测近红外光的透射或反射，在不同波长下得到的光强度信息可以反映组织中不同成分的含量和分布情况。
近红外光谱成像技术利用光谱的分辨率和成像的空间分辨率，可以获得丰富的信息，为生物医学研究和临床诊断提供了重要的工具。
在医学领域，近红外光谱成像技术被广泛应用于乳腺癌检测、脑功能成像和皮肤病诊断等方面。
乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一，近红外光谱成像技术可以通过测量乳腺组织中不同物质的光吸收特性，实现早期乳腺癌的检测和分析。
脑功能成像是研究人脑活动的重要手段，近红外光谱成像技术可以通过监测脑组织中氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的浓度变化，实现对脑功能活动的非侵入性测量。
此外，近红外光谱成像技术还可以用于皮肤病的诊断，通过测量皮肤组织中胆红素、血红蛋白和其他物质的光吸收特性，实现对皮肤病变的检测和分类。
近红外光谱成像技术在农业、食品安全和环境监测等领域也具有广泛应用。
农业领域可以利用近红外光谱成像技术对作物的生长状况和营养水平进行监测，实现精细化管理；食品安全方面，可以通过检测食品中的营养成分和有害物质的含量，实现对食品质量的评估；环境监测方面，可以利用近红外光谱成像技术对水体和大气中的污染物进行监测和预警。
这些应用领域能够提高生产效率，保障食品安全和环境质量。
尽管近红外光谱成像技术已经取得了显著的进展，并在多个领域得到应用，但仍然存在一些挑战和发展方向。
首先，近红外光谱成像技术在样品表面受到散射的影响，需要通过光学技术和图像处理算法进行校正，提高图像质量。
红外光谱分析技术及其应用
红外光谱分析技术及其应用红外光谱是一种被广泛应用于分析化学和材料科学领域的技术。
该技术通过测量物质在红外区域的光吸收和散射来研究物质的结构和成分。
红外光谱分析技术在药物研发、环境监测、食品安全等众多领域都有重要应用。
本文将从红外光谱的原理、仪器设备以及应用领域等方面进行论述。
一、红外光谱的原理红外光谱分析是利用物体对红外辐射的吸收特性来研究物质的结构和成分。
物体中的化学键（如C-H、O-H等）能够在特定波长的红外光下发生共振吸收。
通过对吸收光谱的测定和解释，可以确定物质中存在的官能团以及分子结构。
红外光谱技术作为一种非破坏性的分析方法，对于固体、液体、气体等不同状态的物质都有适用性。
二、红外光谱仪的设备红外光谱仪是进行红外光谱分析的关键设备。
它由光源、样品区、光学元件、光谱仪和探测器等部分组成。
光源通常采用红外线辐射源，如热辐射源或者红外激光器。
样品区是红外光谱仪中样品放置的区域，通常采用透明的窗口材料，如钠氯化物盘、锂氟化镁片等。
光学元件的作用是将红外光束聚焦到样品上，并将经过样品的光线收集和分散。
常用的红外光学元件有平面反射镜、棱镜和光栅等。
其中，平面反射镜常用于固体样品的测量，棱镜和光栅常用于液体样品或气体样品的测量。
光谱仪用于解析红外光谱仪所收集到的光信号。
常见的光谱仪包括单色仪、分光仪和差分光谱仪等。
探测器用于将光信号转化为电信号，以供进一步的处理和分析。
常用的探测器有热电偶、焦平面阵列和光电二极管等。
三、红外光谱分析的应用红外光谱分析技术在各个领域都有广泛的应用。
以下将介绍几个常见的应用领域。
1. 化学领域：红外光谱分析技术在化学合成、反应动力学、物质结构以及化学品的成分分析中起到关键作用。
通过红外光谱分析，可以快速准确地确定化合物的官能团和分子结构，推测反应机理，并进行催化剂的表征。
2. 药物研发：红外光谱分析在药物研发过程中具有重要意义。
通过红外光谱分析，可以对药物中的活性成分、溶剂残留、纯度、晶型等进行检测和分析，保证药物的质量和安全性。
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红外光谱技术及其应用进展摘要波数13000~10cm-1或波长0.75~1000μm之间称为红外区，在此范围内的物质吸收红外辐射后，因分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化，形成可观测的红外光谱。
红外光谱技术的发展进程和红外光谱技术分析速度快，分析效率高，分析成本低，测试重现性好等特点，因此，红外光谱有化合物“指纹”之称，是鉴定有机化合物和结构分析的重要工具。
本文主要介绍了红外光谱技术在制浆造纸工业中木素的定性和结构分析、木素的定量分析、研究纤维素的结晶结构、测定纸浆Kappa 值等，以及在临床医学和药学方面，农业方面，以及食品方面在食品中农药残留检测、食品参假鉴定、食品内部质量的评定等方面的应用环境科学中水环境监测、固体环境监测、气体环境监测，石油工业中对于油品成分，含量等方面的分析。
通过具体的阐述对红外光谱技术从理论基础到技术应用进行全方面系统的介绍。
关键词红外光谱特点应用引言波数13000~10cm-1或波长0.75~1000μm之间称为红外区，在此范围内的物质吸收红外辐射后，因分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化，形成可观测的红外光谱。
红外光谱广泛应用于分子结构的基础研究和化学组成的分析领域, 对有机化合物的定性分析具有鲜明的特征性。
因此，红外光谱有化合物“指纹”之称，是鉴定有机化合物和结构分析的重要工具。
由于其专属性强各种基因吸收带信息多，固可用于固体、液体和气体定性和定量分析[1]。
由于用红外光谱作样品分析时基本不需要处理，且不破坏和消耗样品，自身又无环境污染，因而被广泛运用，目前红外光谱广泛已应用于制浆造纸工业、临床医学和药学方面、农业方面、食品方面、环境科学、石油工业等学科领域，并随着技术和研究的深入越来越受到重视。
1 红外光谱法的基本原理红外吸收光谱是由分子振动能级的跃迁同时伴随转动能级跃迁而产生的，因此，红外光谱的吸收峰是有一定宽度的吸收带。
物质吸收红外光应满足两个条件，即辐射应具有刚好能满足物质振动能级跃迁时所需的能量；辐射与物质之间有偶合作用。
因此当一定频率的红外光照射分子时如果分子中某个基团的振动频率与其一致，同时分子在振动中伴随有偶极矩变化，这时物质的分子就产生红外吸收。
分子内的原子在其平衡位置上处于不断振动的状态，对于非极性完全对称的双原子分子，分子振动并不引起偶极矩的改变，因此它与红外光不发生偶合，所以不产生红外吸收；当分子是一个偶极分子，由于分子中的振动使得正负电荷中心距离的瞬间值不断改变，因而分子的偶极矩也不断改变，分子的振动频率与分子的偶极矩的变化频率相匹配时，分子的振动才能与红外光发生偶合而增大其振动能，使得振幅加大，即分子由原来的振动基态跃迁到激发态。
可见并非所有的振动都会产生红外吸收。
凡能产生红外吸收的振动，称为红外活性振动，否则就是红外非活性振动。
除了对称分子外，几乎所有具有不同结构的化合物都有不同的红外光谱。
谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动特性相对应，所以红外吸收光谱是确定化学基团、鉴定未知物结构的重要工具之一。
2红外光谱仪的发展进程[2]红外光谱仪的发展共经历了三代。
第一代是基于棱镜对红外辐射的色散而实现分光的, 属棱镜式红外分光光度计。
其缺点是光学材料制造费事, 分辨本领较低, 而且仪器要求严格(恒温恒湿) 。
第二代是基于光栅的衍射而实现分光的, 属光栅式红外分光光度计, 与第一代相比, 分辨能力有很大提高, 且能量较高, 价格便宜, 对恒温、恒湿要求不高, 是红外分光光度计发展的方向。
随着电子技术的发展, 出现了第三代红外光谱仪, 这就是基于干涉调频分光的傅里叶变换红外光谱仪, 它的出现为红外光谱的应用开辟了许多新的应用领域。
目前, 傅里叶红外光谱分析是近代环境科学分析技术中的一个重要手段, 主要用于环境污染监测、突发性污染控制和污染物质分析。
根据波数范围可分为近红外( 13 000~ 4000 cm-1)、中红外(4000~ 400cm-1) 和远红外(400~ 100cm-1)区域。
3红外光谱技术的特点红外光谱技术之所以能成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少的工具，以及近年来发展最快的谱学方法之一，是由其技术特点所决定的，红外光谱分析的主要技术特点如下：（1）分析速度快，由于光谱的测量过程一般可在1min内完成（多通道仪器可在1sec之内完成），可迅速测定出样品的组成或性质。
（2）分析效率高。
通过一次光谱的测量和已建立的相应的校正模型，可同时对样品的多个组成或性质进行测定。
在工业分析中，可实现由单项目操作向车间化多指标同时分析的飞跃，这一点对多指标监控的生产过程分析非常重要，在不增加分析人员的情况下可以保证分析频次和分析质量从而保证生产装置的平稳运行。
（3）分析成本低。
红外光谱在分析过程中不需要消耗样品，自身出消耗一点电外几乎无其他消耗，与常用的标准或参考方法相比，测试费用可大幅度降低（4）测试重现性好。
由于光谱测量的稳定性，测试结果很少受人为因素的影响，与标准或参考方法相比，红外光谱一般显出更好的重现性。
（5）样品测量一般无需预处理，光谱测量方便。
由于红外光较强的穿透力和散射效应，根据样品物态和透光能力的强弱可选用透射和漫反射测谱方式。
通过相应的测量器件可以直接测量液体、固体、半固体和胶状类等不同物态的样品。
（6）便于实现在线分析。
由于红外光在光纤中良好的传输特性，通过光纤可以使仪器远离采样现场，将测量的光谱信号实时的传输给仪器，调用建立的校正模型后可直接显示出生产装置中样品的组成或性质结果。
另外通过光纤也可测量恶劣环境中的样品。
（7）典型的无损分析技术。
光谱测量过程中不消耗样品，从外观到内在都不会对样品产生影响。
鉴于这一特点，该技术在活体分析和医药临床领域正得到越来越多的应用。
（8）现代红外光谱分析也有其固定的特点，一是测试灵敏度相对较低，这主要是因为红外光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁几率较低。
二是一种间接分析技术方法所依赖的模型必须事先用标准方法或参考方法对一定范围内的样品测定出组成或性质数据。
因此模型的建立需要一定的化学计量学知识、费用和时间，另外分析结果的准确性与模型建立的质量和模型的合理使用有很大的关系。
4 红外光谱技术的应用4.1 在制浆造纸工业中的应用[3]4.1.1 木素的定性和结构分析将木素试样和溴化钾混合均匀后压片, 研制成透明的试片, 用红外分光光度计得到相应红外光谱图, 再通过所得试样谱图与前人证实的特征吸收峰的位置加以对照比较, 来确定木素中所含的各种功能基, 从而分析木素的结构[3]。
4.1.2 木素的定量分析用红外光谱对木素作定量分析时, 常以木素的芳环特征吸收峰(即波数为1500cm-1和1600cm-1处的吸收峰)的强弱为定量的依据。
在测之前要先作木素含量与相对吸光度D 的准曲线。
然后, 取待测纸浆样品l0mg, 加入亚铁氰化钾lmg 和KBr(过200 目粉)300mg,在玛瑙研体中研磨(约120 次)后, 将其置于真空干燥箱中, 在真空度约76mm Hg柱, 70℃下烘干8h 以上。
经烘干的试样在压片模中用15t 压力下压制成透明薄片, 在红外分光光度计上进行扫描, 得到红外光谱图。
根据红外光谱图得出相对吸光度D(D1505/D2100),再由该值查标准曲线, 求得纸浆中木素的含量[3]。
4.1.3 研究纤维素的结晶结构(结晶度)对纤维素大分子的聚集状态(即所谓纤维素的超分子结构)的研究认为, 纤维素是由结晶区和无定形区交错联结而成的。
在结晶区内, 纤维素链分子的排列比较整齐, 有规则; 而在无定形区,纤维素链分子的排列不整齐, 规则性较差, 结合较松弛。
而且从结晶区到无定形区是逐步过渡的, 且无明的界限。
纤维素的结晶是表征纤维素聚集态形成结晶程度的指标, 它是指纤维素构成的结晶区占纤维素整体的百分数。
纤维素的结晶度在一定程度上, 反映了纤维的物理性质和化学性质。
因此, 测定纤维素的结晶度, 对于从结构上了解纤维素纤维的性质具有指导意义[3]。
4.1.4 测定纸浆Kappa 值由于近红外光谱的声噪比甚高, 可选用多元统计技术来进行多元回归得出工作曲线, 而使定量测量精度较高。
另外, 物质在此波段(0.8——2.5μm)的特征吸收峰的吸收率小, 因而在进行测定时, 近红外光谱法及其适用于固体、液体、气体及悬浮液的快速, 非破坏性的定量分析。
因此可来测定纸浆木素含量, 进而测定纸浆的Kappa值[3]。
4.1.5 测定细纤维的取向角采用MicO—RoMan 分光仪测定1094cm-1和1121cm-1处峰值强度的比率作为角度的函数,从而测定漂白浆细纤维取向角[4]。
4.1.6 测混合纤维的构成利用红外光谱仪的差减光谱软件, 对复杂混合纤维光谱成功地进行光谱差减, 从而更准确地推测混合纤维的构成[5]。
4.1.7 探测热磨机械浆的光返黄O-醌和P-醌模型物及Fremy 的热磨机械浆盐类氧化物的光谱研究结果证实, 1675cm-1谱带是由于P- 醌官能基的作用, 研究发现, 甲基氢醌的变色行为与热磨机械浆的回色非常相似。
且发现, P- 醌和氢醌模型物对激光诱导荧光的分子氧敏感性非常接近返黄和未返黄的机械热磨浆的返色行为。
因此, 可采用傅立叶变换拉曼光谱和傅立叶变换红外光谱, 在新的谱带1675cm-1处, 探测热磨机械浆的光返黄作用[6]4.1.8 测纸张的匀度通过光吸收方法测量纸页局部定量, 得到定量在纸页平面的一维分布函数, 通过傅立叶变换得到纸页局部定量变化的几何分布特征和幅度分布特征, 并以此为基础构成表征纸页匀度的特征参数一不均匀指数来测量纸页匀度[7]。
4.1.9 测量纸页的水份和纸板的重量采用反射模式利用水在1940cm-1处的特征吸收测量纸页中的水份。
如2235 红外水份传感器利用的就是这个原理。
纸板重量的变化在2100-2500nm 的范围内表观明显, 在2346mn 处进行一元线性回归, 可测纸板的重量[8]4.1.10 检查纸张结构利用红外温度记录仪, 通过向样品施加机械能和热能, 使其温度发生变化, 从而检测纸张结构。
这种方法有助于鉴定纸张的结构及功能特性[9]。
4.2在临床医学和药学方面的应用鉴于每个化合物都有自己独特的红外光谱, 除特殊情况外, 目前尚未发现两种不同的化合物具有相同的红外光谱, 所以红外光谱为药品质量的监测提供了快速准确的方法。
如药材天麻、阿胶, 西药红霉素、环磷酰胺的监测和抗肝炎药联笨双酯同质异晶体的研究。
红外光谱在临床疾病检测方面也有广泛的应用, 如利用红外光谱法对冠心病、动脉硬化、糖尿病、癌症的检测。
红外光谱法测定蛋白质基体中的葡萄糖含量。
以及用FT - Raman 光谱在700 ~1900cm-1处的差异, 对胃、牙齿、血管、肝等人体组织的研究可用于体内诊断。