红外光谱定量上的实际应用
红外光谱仪的原理及应用化学

红外光谱仪的原理及应用化学1. 红外光谱仪的概述红外光谱仪是一种用于分析物质的仪器,主要用于研究物质在红外光区域的吸收和传播特性。
它通过测量物质对红外辐射的吸收情况,进而得到物质的结构和成分信息。
红外光谱仪是化学、物理、生物学、环境科学等领域中广泛应用的分析工具。
2. 红外辐射的原理红外辐射是一种电磁波,其波长范围在0.78至1,000微米之间。
根据红外辐射的振动方式,可以将其分为近红外、中红外和远红外三个区域。
红外光谱仪主要用于中红外区域的分析。
2.1 分子的振动和红外光谱分子是由原子组成的,原子之间通过化学键相连。
当分子吸收红外辐射时,由于红外辐射的频率和分子的振动频率匹配,分子会发生振动,从而吸收红外光谱。
不同分子的不同部分具有特定的振动频率,因此红外光谱可以提供有关分子结构和功能的信息。
2.2 红外光谱仪的工作原理红外光谱仪通过发送红外辐射到样品上,并测量样品对红外辐射的吸收情况。
其主要组成部分包括光源、样品室、光学系统和检测器。
一般过程如下:1.光源产生中红外光,并通过光学系统聚焦到样品上。
2.样品吸收一部分红外辐射,其余部分通过样品。
3.透过样品的红外辐射被光学系统收集。
4.收集到的红外辐射通过检测器进行转换为电信号。
5.电信号被转换为图谱,该图谱显示了样品在不同波长下的吸收情况。
3. 红外光谱仪的应用红外光谱仪在化学领域有广泛的应用,以下是一些常见的应用领域:3.1 有机化合物的结构分析红外光谱可以用来确定有机化合物的结构和功能基团。
有机化合物中的化学键对红外辐射有特定的吸收频率,这些吸收频率可以通过红外光谱得到。
通过分析吸收峰的位置和强度,可以确定化合物中存在的官能团和化学键类型。
3.2 药物分析红外光谱可以用来分析药物的成分和纯度。
通过比较药物样品的红外光谱与标准样品的光谱,可以确定药物的成分是否符合标准,并评估药物的质量。
3.3 环境污染监测红外光谱可以用来监测和分析环境中的污染物。
红外光谱法的特点和应用1

红外光谱法的特点和应用1.红外光谱法的一般特点特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大2.对样品的要求①试样纯度应大于98%,或者符合商业规格Ø这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照Ø多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯,否则各组份光谱互相重叠,难予解析②试样不应含水(结晶水或游离水)水有红外吸收,与羟基峰干扰,而且会侵蚀吸收池的盐窗。
所用试样应当经过干燥处理③试样浓度和厚度要适当使最强吸收透光度在5~20%之间 3.定性分析和结构分析红外光谱具有鲜明的特征性,其谱带的数目、位置、形状和强度都随化合物不同而各不相同。
因此,红外光谱法是定性鉴定和结构分析的有力工具①已知物的鉴定将试样的谱图与标准品测得的谱图相对照,或者与文献上的标准谱图(例如《药品红外光谱图集》、Sadtler标准光谱、Sadtler商业光谱等)相对照,即可定性使用文献上的谱图应当注意:试样的物态、结晶形状、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同②未知物的鉴定未知物如果不是新化合物,标准光谱己有收载的,可有两种方法来查对标准光谱:A.利用标准光谱的谱带索引,寻找标准光谱中与试样光谱吸收带相同的谱图B.进行光谱解析,判断试样可能的结构。
然后由化学分类索引查找标准光谱对照核实解析光谱之前的准备:Ø了解试样的来源以估计其可能的范围Ø测定试样的物理常数如熔沸点、溶解度、折光率、旋光率等作为定性的旁证Ø根据元素分析及分子量的测定,求出分子式Ø计算化合物的不饱和度Ω,用以估计结构并验证光谱解析结果的合理性解析光谱的程序一般为:A.从特征区的最强谱带入手,推测未知物可能含有的基团,判断不可能含有的基团B.用指纹区的谱带验证,找出可能含有基团的相关峰,用一组相关峰来确认一个基团的存在C.对于简单化合物,确认几个基团之后,便可初步确定分子结构 D.查对标准光谱核实③新化合物的结构分析红外光谱主要提供官能团的结构信息,对于复杂化合物,尤其是新化合物,单靠红外光谱不能解决问题,需要与紫外光谱、质谱和核磁共振等分析手段互相配合,进行综合光谱解析,才能确定分子结构。
红外光谱的原理及应用综述

红外光谱的原理及应用综述红外光谱是一种通过测定物质吸收或散射红外辐射来研究物质结构和化学反应的分析方法。
红外光谱所使用的光源主要是红外区域的线状源以及红外分光仪。
下面将对红外光谱的原理和应用进行综述。
红外光谱基于物质在红外区域的吸收和散射现象,红外光谱的原理与分子的振动、转动和拉伸等有关。
当分子的振动与辐射光子的能量相等时,分子吸收辐射光子并发生光谱峰的吸收峰。
红外光谱通常分为近红外、中红外和远红外三个区域,其中近红外(2500-4000 cm-1)是最常用的区域。
分子的振动通常包括对称拉伸、不对称拉伸、弯曲与扭转等形式,不同化学物质的分子结构和键的种类会导致不同的振动频率和模式,进而表现为不同的红外光谱。
1.化学研究:红外光谱可以对化学物质的分子结构、键信息和有机化学反应进行分析。
通过测量样品的红外吸收峰,可以推断样品中存在的化学官能团、碳氢化合物以及其他功能团。
2.化学品鉴定:红外光谱可以用于鉴定未知化合物,通过比对红外光谱图谱可以确定样品的分子结构和元素组成,进而鉴定样品的化学品种类和纯度。
3.药物分析:红外光谱可以对药物的分子结构进行分析,评估药物的纯度、稳定性和结构特征。
4.食品检测:红外光谱可以用于食品杂质的检测和分析,如添加剂、农药残留、重金属含量等。
5.石油和燃料分析:红外光谱可以用于石油、燃料和润滑油等的成分分析,如鉴定有机功能团、饱和度和微量元素含量。
6.环境监测:红外光谱可以应用于环境监测,如水质分析、大气污染检测和土壤分析等。
7.生物医学研究:红外光谱可用于生物体内的组织和生物分子的研究,用于分析生物标志物、蛋白质结构和药物作用机制等。
红外光谱在以上领域的应用不仅具有快速、非破坏性、灵敏度高等特点,还可以进行实时监测和定量分析。
然而,红外光谱也存在分辨率较低、峰值重叠以及含水样品的干扰等问题,为了克服这些问题,可以结合其他分析方法,如红外光谱-质谱联用、拉曼光谱等。
总结起来,红外光谱作为一种广泛应用于化学分析和材料科学等领域的工具,不仅可以用于分析物质的结构和化学反应,还可以解决许多实际问题,为科研和生产提供了重要的支持。
红外光谱在中药定性定量分析中的应用

科
财富
红外光谱在 中药定 陛定量分析中的应用
刘欣 曹跃
( 多 多药业有 限公司 黑龙江佳木斯) 摘 要: 红外光谱在药 品测量 的过程 中具有着灵敏度 高、 操作 方便简单 、 谱 带的专属性强 的特点 , 因此其特别适用于 目前常见的中药 药性的定量分析
中, 其中对于中药药材的质量控制更是有着极大的意义与作用 。本文主要针对红外光谱的概念与特点进行分析, 并就 其对 中药药材 的药性 定量 分析的罩
相对于溶剂提取法, 中药材 的元损鉴别具有更重要 的意义。 在过去工作 中利用F T I R 光谱法对野生天麻 、 家种天麻及天麻伪 品进行 了快速无损鉴别 研究 。研究表 明, 根据红外光谱 的峰形和位置可 以鉴别真伪天麻 ; 根据谱峰 位置和吸光度 比可 以区分野 生冬天麻和野生春天麻、 野牛天麻和 家种天麻; 根据 谱峰吸光度 比则可能区分天麻的不同级别。 3 、 易混淆 、 真伪中药材的鉴别研究 某些野生天然中药材分布稀少 , 药效神奇 , 因而价格较昂贵 , 为牟取暴 利, 市场上 出现 了很多假 冒伪劣产品。 利用红外光谱法可以快速无损的鉴别 真伪中药材 , 为 中药材市场 的规范化管理提供依据 。 新世纪 以来, 研究人员通过在工作中采用F T I R )  ̄谱法直接鉴别 肉豆蔻及 其混淆 品长形肉豆蔻, 结果显示: 二者的红外光谱吸收差别较大, 该方法可 以 直接、 快速、 准确地鉴别真 品 和伪品肉豆蔻。 全叶延胡索与延胡索的形态非常 相似 , 相关研究人员测定和 比较了它们的红外光谱 , 由于所含成分不同, 它们
进而准确地对不 同产地的贝母类药材进行识别。
、
中药 现 状
中药现代化研究 己成为中医领域研 究的主要重点和核心 工作 内容, 其 中也存在着一系列关键 问题亟待攻克, 其中就 目前的工作 中, 最适合中药制 药的过程分析方法和实现生产全过程优化控制方案是十分重要的 ,对于保 证中药成药产品质量 的稳定性与均 一陛有着重要的意义 。 近年来 , 伴随着红 外光谱分析法 的从无到 由和不断的应用 ,其在众 多领域工作中得到了广泛 的普及 与深入研究 。尤其是在中药定性分析中, 应用更为/ 、 ‘ 泛, 不但能够有 效的展现中药的药 品治疗效果与药性的高低,而且 能够充分全面的辨别中 药的应有药效。与此 同时 我们得出在同种药材的分析中, 部位的不同其性能 与 药性定 量也不尽 相同。 而红外光谱法 的应用则对于药材的快速 、 可靠、 客观、 有效的分析与补 充有着 重要作用 与意义 。 2 、 同一类别不同产地 、 品种的中药材鉴别研 究 同种药材如果来 自 不 同产地, 就会 由于 气候 、 生长条件等差异导致它们 的主要有效成分、 含量大小及药用价值的不同。 过去相关工作人 员对不同产地和 品种的当归 , 南、 北五味子以及 白 芍和 赤芍 的石油醚、 乙醚和水提取物进行了红外光谱测定, 结果显示: 不同产地 、 品种 的同种药材分别具有很好的光谱特征,可以作为药材品种和产 地鉴别 的依据 。与此同时, 我们也根据 四种甘草的乙醚提取物 的红外光谱特性 , 准 确地鉴别了四种甘草 。对于粉末状的贝母, 从形态上很难鉴别, 对 其进行提 取后测定红外 谱图, 根据其光谱特征 可鉴别不 同的贝母药材。并且, 在工作 的过程 中采用二阶导数谱和二维相 关红外光谱可 以将谱 图间 的差别放大 ,
傅里叶红外光谱仪应用领域

傅里叶红外光谱仪应用领域
傅里叶红外光谱仪广泛应用于以下领域:
1. 化学分析:可用于化学物质的定性和定量分析,如有机物、多肽、药物等。
2. 材料分析:可用于材料成分分析、表面成分分析、材料的品质检测和质量控制等。
3. 生物医学:可用于生物材料的分子结构研究、蛋白质、病毒和细胞膜的结构分析等。
4. 环境保护:可用于污染物的检测和分析,如大气环境中气体的检测、水环境中污染物的检测等。
5. 食品安全:可用于食品中添加剂、残留农药和化学物质的检测等。
6. 石油和化工:可用于石油和油品的分析,例如石化工业中的有机溶剂、保护剂和涂料等。
7. 建筑与文物保护:可用于文物表面的成分和结构分析,以及石材、砖瓦等建筑材料的质量控制。
总之,傅里叶红外光谱仪的应用领域非常广泛,可以用于实现诸如分析、鉴定、检测等多个方面的任务,尤其是在化学、生物、材料等领域具有重要的作用。
化学分析中的红外光谱技术

化学分析中的红外光谱技术红外光谱技术是一种重要的分析方法,广泛应用于化学领域。
它主要通过测定物质在红外光区域的吸收特性,从而获取有关物质结构和组成的信息。
以下是关于红外光谱技术的一些关键知识点:1.红外光谱的原理:红外光谱是利用物质对红外光的吸收作用,分析物质分子内部结构的一种技术。
红外光的波长范围在4000-400cm-1之间,不同类型的化学键和官能团在红外光区域有特定的吸收频率。
2.红外光谱仪:红外光谱仪是进行红外光谱分析的主要仪器设备。
它主要由光源、样品室、分光镜、检测器等部分组成。
样品通过红外光源照射,经过样品室后,由分光镜分离出不同波长的光,最后由检测器检测吸收的光强。
3.红外光谱图:红外光谱图是表示物质红外光谱吸收情况的图表。
横轴表示波数(cm-1),纵轴表示吸收强度。
红外光谱图可以用来分析物质的分子结构、化学键类型和官能团等信息。
4.红外光谱的应用:红外光谱技术在化学分析领域具有广泛的应用,可以用于定性分析、定量分析、结构分析、混合物分析等。
例如,通过红外光谱可以确定有机化合物的分子结构,分析高分子材料的组成等。
5.红外光谱的解析:红外光谱的解析主要包括峰的识别、峰的归属和峰的积分等步骤。
通过对红外光谱图中的吸收峰进行识别和归属,可以确定物质中的化学键类型和官能团,从而推断出物质的结构信息。
6.红外光谱的优点:红外光谱技术具有快速、简便、灵敏、准确等优点,是一种非常重要的分析方法。
它不仅适用于固体、液体样品,还可以用于气体和薄膜样品的研究。
7.红外光谱的局限性:虽然红外光谱技术具有很多优点,但也存在一定的局限性。
例如,红外光谱信号易受样品环境、化学计量比等因素的影响,因此在分析过程中需要注意样品的制备和测试条件的控制。
以上是关于化学分析中红外光谱技术的一些关键知识点,希望对您有所帮助。
习题及方法:1.习题:红外光谱图中,吸收峰的位置与哪个因素有关?解题思路:此题考查对红外光谱图的基本理解。
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。
红外光谱仪的原理及应用化学知识

红外光谱仪的原理及应用化学知识1. 红外光谱仪的原理红外光谱仪是一种用于研究物质分子结构和化学键信息的仪器。
它基于红外光的作用,通过测量物质吸收、透射或散射红外辐射来得到样品的红外光谱。
下面将介绍红外光谱仪的基本原理。
1.1 受激辐射红外光谱仪的工作原理基于量子物理学中的受激辐射现象。
当物质受到一定波长范围的红外光照射时,物质分子中原本处于低能级的分子能级会吸收光子的能量,使分子跃迁到一个高能级的较稳定状态,这称为受激辐射。
1.2 分子振动和红外光分子在不同情况下会发生不同类型的振动,包括伸缩振动、弯曲振动和扭转振动等。
而这些分子振动的频率恰好与红外光的频率范围相对应,因此红外光谱可以被用来探测和分析这些分子振动。
1.3 红外光谱仪的光学系统红外光谱仪的光学系统包括光源、样品室、光栅、探测器等组件。
光源会发出一定波长范围内的红外光,样品室中的样品会与光发生相互作用,通过样品吸收或散射后的光信号,经过光栅分散,在探测器上产生信号,进而转化为样品的红外吸收光谱。
2. 应用化学知识红外光谱仪在化学分析中具有广泛的应用。
下面将介绍红外光谱仪在一些化学领域的应用知识。
2.1 有机化学红外光谱仪在有机化学中的应用非常重要。
通过观察和分析样品的红外光谱,可以确定有机物中的官能团和化学键的类型,从而确定有机物的结构和组成。
例如,红外光谱可以用来识别酮、醛、羧酸等官能团,确定有机化合物的基本结构。
2.2 药物分析红外光谱仪在药物分析中也起着重要作用。
药物中的各种成分可以通过红外光谱进行定性和定量分析。
通过红外光谱仪可以确定药物中的官能团和化学键,进而分析药物的纯度、含量等参数。
这对于药物质量控制和药效评估非常重要。
2.3 食品分析红外光谱仪在食品分析中也得到了广泛应用。
利用红外光谱仪可以对食品中的各种成分进行分析和鉴别,包括脂肪、蛋白质、糖类等。
通过红外光谱可以检测食品中的添加剂、污染物等有害物质,从而保证食品的质量和安全性。
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红外光谱在实际中的应用毛志强化学与生命科学学院化学0802班学号:200823140211摘要:本文介绍了红外光谱的最新发展,阐述中红外光谱法(MIR),近红外分析法(NIR)的基本原理,比较了二者红外光谱定性,定量分析的基本原理和方法,对新近发展的近红外光谱分析法中漫反射光谱法和透射光谱法做出了简介,列举其在日常生活和工业生产上的应用,对红外光谱分析法的发展前景做出展望。
关键词:中红外光谱法(MIR);近红外分析法(NIR);漫反射光谱法;透射光谱法;红外光谱定性;定量分析前言红外光谱是是由于分子在振动能级(包括转动能级)间跃迁产生的吸收光谱。
红外光介于微波区和和可见光区之间,根据波长不同,分为三个区段:近红外区(13000 cm-1—4000cm-1 ),中红外区(4000cm-1—400cm-1),远红外区(400cm-1—10cm-1)。
其中,中红外区是绝大多数有机化合物或药物的基频吸收区,是红外光谱研究的主要区段。
近红外区是OH,NH和CH的倍频或组频吸收区,近年来其应用和发展异常迅猛,越来越受人们重视,有人认为这一发展“是一场分析技术的革命[1]”。
在过去近半个世纪里,因为该区域吸收信号弱,谱峰重叠,解析困难,几乎没有对该区域进行应用开发的研究。
仪器的数字化和化学计量学的发展解决了光谱信息的提取和背景干扰,并且取得了巨大的成就。
由于该区域的官能团OH,NH和CH几乎覆盖绝多数部分的化工产品,农牧业产品,所以红外分析技术可应用于石油化工,基本有机工业,精细有机化工,制药,生物体液分析,食品,饮料,烟草,纺织,造纸和化妆等行业。
同时它也是政府质量监督部门,环境保护部门常规监控分析的有力手段。
本文着重对应用比较广泛的傅里叶中红外光谱法(MIR),近红外光谱法(NIR)原理和应用及其优点和缺陷进行了介绍[2]。
正文1 红外光谱法1.1 基本原理红外光谱法和紫外可见分光光度光谱法定量分析基础都是基于朗伯-比尔定律A=εbc其中A表示吸光度,ε表示消光系数,b表示光程,c表示浓度。
A具有加和性,对于多组分体系A=A1+A21.2 定量分析方法1.峰高法是通过直接测量吸收峰的峰高即吸光度,根据朗伯一比耳定律求出其浓度。
2.因子分析法,即利用多元统计学方法找出因子(组分)数目和组分浓度的分析方法,主要包括因子分析法(PFA)或主组分分析法(PCA)。
3. 漫反射光谱定量分析法。
漫反射傅立叶变换红外光谱法是新近发展起来的一种红外光谱技术,可用于许多微量物质的分析和检测,具有相当高的灵敏度。
一般漫反射的谱峰的相对强度与样品浓度不成比例,不能使用朗伯-比尔定律定量。
为了进行定量测试,可通过Kubelka-Munk函数转换,公式如下:f(R∞)=(1- R∞)/ Z R∞=2.303εc/Sf(R∞)Kubelka-Munk函数 R∞样品反射率与Ku反射率之比,ε样品克分子消光系数, c 样品浓度, S 散射系数。
4.导数光谱法。
根据朗伯一比耳定律:A=εbc将A对λ求导有:D =d nε/d λn bc=Kbc式中:D为组分在波长入处的响应值,即吸光度,K为导数的吸光系数,c 为组分的浓度,b为比色皿厚度[3]。
2. 中红外光谱法(MIR)中红外光谱法测定波数在4000cm-1—400cm-1,有机物官能团基频吸收大多集中这一区间,因而多用作官能团的鉴别和物质结构的推断。
实际生活中在未知物质的鉴定和已知物质质量检验中得到广泛的应用。
如相关文献报道葡萄酒[4],白酒品质的比较[5],也可利用测定C=O,CONH,CN的吸光强度比较奶粉品质的高低[6],在环境监测上也可方便用于空气中CO,CO2,NO的含量的测定[7],玉器真伪的鉴定等。
由于红外分析具有样品制备简单、分析速度快,实现非破坏性和非污染性的测定,费用较低,应用范围广。
傅里叶变换红外光谱(FTIR)已经广泛应用于医药[8]、材料、环境、法庭科学、矿物地质、煤炭石油工业[9],以及生产过程及质量控制等方面,并取得了较大的进展。
3. 近红外光谱分析法(NIR)近红外光谱分析法的测定波数在13000 cm-1—4000cm-1,这区间主要是OH,NH 和CH组频和倍频吸收峰。
NIR的发展经历了三次高潮[10],20实际50 年代,NIR开始出现,但由于其分析灵敏度低,抗干扰差,一直被人们冷落,直到20世纪90年代NIR才蓬勃发展起来。
近红外光谱的分析测定技术分为透射光谱法和反射光谱法两大类。
透射光谱法一般用于均匀透明的真溶液或固体样品,分析光在样品中经过的路程一定。
若分析对象样品是乳液体系,样品中的乳液颗粒对光产生散射效应,此时需要采用反射光谱分析。
物体对光的反射分为规则反射光(镜面反射)与漫反射。
一般对固体和半固体采用漫反射的测量方法。
当入射光照在物质颗粒的表面,一部分光从固体表面反射,这种镜面反射不能提供有关样品的信息;而另外一部分光则射入样品的内部,经过多次反射、折射、衍射、吸收后返回到样品的表面,这种反射称为漫反射。
漫反射是分析与样品内部分子发生作用以后的光,漫反射光携带有丰富的样品结构信息[11]。
3.1 定量分析过程应用近红外光谱技术的关键就是在化学成分和光谱吸收间建立一种定量关系,依靠这种关系,就能从未知样品的NIR光谱中求出样品的成分和含量,然后应用建立的数学模型预测其品质。
近红外光谱定量分析步骤如下:(1)选取一组具有代表性的,已知化学测定值的样品作为校准集,测量出其近红外光谱,建立化学测定值和近红外光谱之间的定量数学模型(校准模型);(2)取另一组已知化学测定值的样品作为预测值,扫描出其近红外光谱,将光谱值代人校准方程,得到样品的预测值,用预测值和化学测定值的相关系数和相对标准偏差来衡量所建立的模型的可靠程度;(3)若所建的校准方程稳定可靠,即可用此模型来对未知样品进行测定。
[12]3.2 优点和不足优点1.分析过程简单、快速。
2.操作简单、费用低。
3.测试重现性好,可用于样品的定性、定量分析。
4.便于实现在线分析。
由于光纤技术的介入,近红外在线分析和遥测技术得以发展。
该技术在食品加工业、农业、石油化工、制药与临床医学过程控制与监测方面得以广泛的应用。
近红外在线分析技术今后将向专用化、小型化方向逐步发展。
不足1.近红外光谱峰出现的频率范围低,吸收峰数目多、重叠严重、谱带复杂;吸收强度较弱,光谱的信噪比低。
2.近红外光谱容易受到测量条件(如温度、仪器)、样品状态(如溶剂效应)等外界因素的影响。
3.不适用于痕量分析和分散性样品的分析。
3.4 应用举例农药有效成分的测定[13],头孢类药物检测[14],中药麝香的真伪鉴定[15],三聚氰胺的检测[16],粮食作物种子活性[17],血液成分分析[18],混合物含量的测定[19]的研究等。
4 小结由于红外光谱法具有取样少,速度快,操作简单方便,可对多种组分无损伤[20],无污染检测,结果精确可靠,使其在食品,医药,产品检测,原料在线分析等的广泛应用。
随着计算机和软件技术的发展,红外光谱分析技术将会有更广泛的应用,带来巨大的社会和经济效益。
参考文献[1] 高荣强等,现代近红外光谱分析技术的原理及应用[M].分析仪器,2002(3)[2] 孟令芝等,有机波谱分析[M].武汉:武汉大学出版社,2003.9[3] 冯放, 现代近红外光谱分析技术及其应用][J].生命科学仪器,2007,5:9-13[4] 康继,顾小红,汤坚,王林祥,中红外反射光谱结合偏最小二乘法快速定量分析葡萄酒[J].光谱实验室,2010,27(3):790-796[5] 吕海棠,任彦蓉,李春花. 红外光谱技术对浓香型和清香型白酒的品质分析[J].中国酿造,2010,223:175-176[6] 胡万群,黄金超,张汉昌.ATR—FTIR法比较米粉和若干种奶粉的成分含量[J]. 光谱实验室,2010,27(3):1149[7] 赵建华,高明亮,魏周君,武秀娟, 基于傅里叶变换红外光谱技术的混合毒性气体定量分析研究[J].2011,11(1):131-135[8] 赵瑾,刘亚奇,徐怡庄等. 傅里叶变换红外光谱鉴别正常和良恶性乳腺组织[J].高等学校化学学报,2011,32(2):246-251[9] 王少军,吴洪新,凌凤香,中红外光谱法快速测定柴油芳烃含量[J].分析科学学报,2003,19(5):437-440[10] 陆婉珍等,现代近红外光谱分析技术[M].北京:中国石化出版社2004[11] 程存归,方克鸣,维C银翘片中维生素C含量的中红外漫反射光谱技术定量分析研究[J].中国中药杂志,2002,27(3):184-186[12] 毕卫红,李超苗,玉洁,唐予军,王文辕, 利用近红外光谱技术对牛奶中蛋白质含量进行定量分析[J].测量与设备,2010,8:34-36[13] 熊艳梅,段云青,王冬,段佳,闵顺耕, 近红外光谱技术快速测定农药有效成分的研究 [J].光谱学与光谱分析,2010,30[6]:1488-1491[14 ]李臣贵,胡育筑,近红外光谱法无损快速鉴别头孢类原料药[J].药学进展,2011,35(1):36-39[15] 周健,金城,罗云等,应用红外光谱技术鉴别中药麝香的真伪[J].光谱学与光谱分析,2010,30(9):2368-2371[16] 徐云,王一鸣,吴静珠,张小超,用近红外光谱检测牛奶中的三聚氰胺[J].红外与毫米波学报,2010,29(1):53-56[17] 郑咏梅等,小麦近红外特征波长提取及蛋白质含量测定[M].激光与红外,2003,33(2)[18] 卢鹏,近红外光谱无创血糖检测中的生理背景问题[J].光机电信息,2010,27(12):44-47[19] 华正江,俞雄飞,袁丽凤等,傅里叶变换红外光谱法测定聚苯醚—聚苯乙烯共混物中的组分含量[J].化学分析计量,2009,18(6):16-19[20]李刚,赵苗,刘蕊,王慧泉,吴红杰,林凌, 利用多光程光谱法检测血液多种成分含量的研究[J] .2010,30(9) : 2381-2384。