什么是 NIR 光谱法及其工作原理

新闻资讯    |  时间:  2024-09-04

NIR是近红外光谱( Near InfraRed spectroscopy)的缩写,是指利用近红外辐射分析样品的成分或特征特征的分析技术。近红外也被用来描述近红外反射率。其他类似的术语包括NIRS(近红外光谱)和NIT(近红外透射光谱)。所有这些技术都是相关的,并依赖于近红外光被用来表征材料。

 

好处

近红外光谱从 1970 年代开始商业化,已成为一种流行且广泛用于分析食品、农业、制药和化学产品的分析技术。NIR 分析仪具有以下优点:

——易于使用 - 正常操作包括加载样品池和启动仪器。

——少量样品制备 - 大多数样品可以按原样分析,或者通过简单的研磨或减小粒度进行分析。

——无有害化学废物 - 完全不使用任何化学品

——快速分析 - 典型分析时间为 10 秒 - 2 分钟。

——多个参数的同时结果 - 通过一次样品分析预测多种成分。

——结果可靠 - 对于大多数分析,NIR 仪器的预测精度在参考方法误差的 1.5 倍以内,精度要高得多。

——经济高效 - 一名分析人员通常可以在一天内分析数百个样品,且无需耗材成本。

 

NIR 的工作原理是什么?

NIR 是电磁波谱的一个区域,具有独特的特性,使其对于表征材料非常有用。NIR 区域为 700 至 2500 nm。电磁波谱的这一区域具有分析大多数固体、浆料和液体样品的最佳属性组合。

 

该区域中的光与 OH、NH 和 CH 键相互作用,并且某些波长(频率)与每种键类型相关。当近红外光呈现给含有这些键的化合物含量高的样品时,这些特定波长的样品会吸收一些能量,因此反射光在这些区域的强度较低。反射信号(光谱)的差异可以与化学浓度差异相关联,这构成了 NIR 校准的基础。一旦确定了该校准,它就可以用于预测未知样品的化学浓度。

 

例如,蛋白质的特征是在单个氨基酸中存在 NH 键。NH 键吸收 NIR 光谱中不同水平的多个区域的 NIR 辐射。样品中的蛋白质越多,这些区域吸收的能量就越多,反射的能量在该区域的强度就越小。可以开发校准来定义样品的 NIR 光谱与目标成分之间的关系,然后将这些校准用于常规用于分析新样品。


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资讯来源: 菌头条