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近紅外光譜技術(shù)的優(yōu)缺點分析

[2011/6/17]

　　說起近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展歷史，可謂坎坷不平。早在19世紀，人們最早發(fā)現(xiàn)的非可見光區(qū)域就是近紅外區(qū)域。但受當時的技術(shù)水平限制，物質(zhì)在該譜區(qū)的倍頻和合頻吸收信號弱，譜帶重疊，解析復(fù)雜，近紅外光譜的相關(guān)技術(shù)沉寂了一個多世紀。

　　20世紀60年代，隨著Norris等人所做的大量工作，提出物質(zhì)的含量與近紅外區(qū)內(nèi)多個不同的波長點吸收峰呈線性關(guān)系的理論，并利用近紅外漫反射技術(shù)測定了農(nóng)產(chǎn)品中的水分、蛋白、脂肪等成分，才使得近紅外光譜技術(shù)一度在農(nóng)副產(chǎn)品分析中得到廣泛應(yīng)用。60年代中后期，隨著各種新的分析技術(shù)的出現(xiàn)，加之經(jīng)典近紅外光譜分析技術(shù)暴露出的靈敏度低、抗干擾性差的弱點，使人們淡漠了該技術(shù)在分析測試中的應(yīng)用，此后，近紅外光譜再次進進了一個沉默的時期。

　　70年代產(chǎn)生的化學(xué)計量學(xué)(Chemometrics)學(xué)科的重要組成部分--多元校正技術(shù)在光譜分析中的成功應(yīng)用，促進了近紅外光譜技術(shù)的推廣。到80年代后期，隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，帶動了分析儀器的數(shù)字化和化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展，通過化學(xué)計量學(xué)方法在解決光譜信息提取和背景干擾方面取得的良好效果，加之近紅外光譜在測樣技術(shù)上所獨占的特點，使人們重新熟悉了近紅外光譜的價值，近紅外光譜在各領(lǐng)域中的應(yīng)用研究陸續(xù)展開。進進90年代，近紅外光譜在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用全面展開，有關(guān)近紅外光譜的研究及應(yīng)用文獻幾乎呈指數(shù)增長，成為發(fā)展最快、最引人注目的一門獨立的分析技術(shù)。由于近紅外光在常規(guī)光纖中具有良好的傳輸特性，使近紅外光譜在在線分析領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用，并取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益，從此近紅外光譜技術(shù)進進一個快速發(fā)展的新時期。

　　近紅外光是一種介于可見光(VIS)和中紅外光(IR)之間的電磁波，美國材料檢測協(xié)會(ASTM)，將其定義為波長78O～2526nm的光譜區(qū)。利用近紅外光譜的優(yōu)點有：1.簡單方便有不同的測樣器件可直接測定液體、固體、半固體和膠狀體等樣品，檢測本錢低。2.分析速度快一般樣品可在lmin內(nèi)完成。3.適用于近紅外分析的光導(dǎo)纖維易得到，故易實現(xiàn)在線分析及監(jiān)測，極適合于生產(chǎn)過程和惡劣環(huán)境下的樣品分析。4.不損傷樣品可稱為無損檢測。5.分辨率高可同時對樣品多個組分進行定性和定量分析等。所以目前近紅外技術(shù)在食品產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛。

　　然而，近紅外技術(shù)也有著它致命的弱點：1.需要大量有代表性且化學(xué)值已知的樣品建立模型。這樣，對小批量樣品的分析用近紅外就顯得不實際了。2.模型需要不斷更新，由于儀器狀態(tài)改變或標準樣品發(fā)生變化，模型也要隨之變化了。3.模型不通用，每臺儀器的模型都不相同，增加使用的局限性。4.建模本錢高，測試用度大。

　　不管怎樣，近紅外技術(shù)在我們的日常檢測中，對于比較成熟的檢測項目，它還是有不可取代的特點的。把握好紅外檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，相信在不久的將來，相關(guān)的檢測儀器能的得到快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。