近紅外光譜作為分析化學領(lǐng)域的代表性技術(shù),被譽為是分析界的“巨人”。90年代以來,近紅外光譜技術(shù)與化學計量學的有機結(jié)合,更進一步推動了光譜分析技術(shù)的發(fā)展。近紅外光譜技術(shù)之所以發(fā)展如此迅速,歸根結(jié)底還是與其自身的特點有關(guān)。
近紅外光譜技術(shù)(NIRS技術(shù))通常適用于快速、高效的過程在線分析,且相比于其他光譜技術(shù)一般具有以下幾個特點:分析速度快,一般只需要在1min內(nèi)就能完成基本的測量;分析效率高,能夠同時對樣品的多個組成或性質(zhì)進行測定;成本低,近紅外光譜技術(shù)分析過程中對樣品基本無消耗,且近紅外光譜儀的光學材料只需要成本較低的石英或者玻璃,能夠大幅度降低投資費用;測量方式快捷,近紅外光具有較強的穿透力和散射效應,能夠根據(jù)樣品物態(tài)和透光能力的強弱選用適合的測評方式;在線分析成為可能,近紅外光在光纖中的傳輸特性優(yōu)良,能夠遠距離采樣,并將測量結(jié)果實時地傳輸給儀器等。這是這些特性使得近紅外光譜技術(shù)的應用領(lǐng)域不斷拓寬,也越來越受到國內(nèi)外分析專家的注目。
當然,近紅外光譜技術(shù)也有其自身的弱點。一般表現(xiàn)在測試靈敏度較低、分析模型的建立需要一定的化學計量學知識。近紅外光譜技術(shù)作為分振動的非諧振吸收躍遷幾率較低,一般近紅外倍頻和合頻的譜帶強度是其基頻吸收的10到10000分之一, 就對組分的分析而言, 其含量一般應大于0.1%。這也是導致其靈敏度低的主要原因。
現(xiàn)如今,近紅外光譜技術(shù)除了開始在農(nóng)副產(chǎn)品領(lǐng)域的應用外,已經(jīng)拓展到更為廣闊的領(lǐng)域。在醫(yī)學范圍內(nèi),由于中藥材的成分復雜,用傳統(tǒng)的分析方法進行定性鑒別十分艱難。研究人員利用近紅外光譜技術(shù)成功實現(xiàn)了對六味地黃丸的分類、建立茯苓定性模型等。西藥的成分較之中藥更為簡單,因此,NIRS技術(shù)在西藥上的鑒別更為準確、簡單和快捷;在食品分析領(lǐng)域,近紅外光譜技術(shù)能夠?qū)θ狻⒛讨破?、魚等食品中的脂肪酸、蛋白等含量進行評估;在生命科學領(lǐng)域,NIRS技術(shù)鞥個對生物組織的表征、皮膚組織的水分、蛋白和脂肪等進行檢查,促進臨床診斷醫(yī)療的開展……除此之外,NIRS技術(shù)還涉及到石油加工的各個環(huán)節(jié),為石化等行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。
近紅外光譜技術(shù)作為分析技術(shù)領(lǐng)域的一場革命,對全球科技、經(jīng)濟的發(fā)展大有助益。相較而言,我國的近紅外光譜技術(shù)起步較晚,直至20世紀70年代才開始對NIRS技術(shù)基礎與應用方面的研究。因此,目前國內(nèi)能夠提供完整近紅外光譜分析技術(shù)的企業(yè)尚且處在發(fā)展的階段。未來,隨著市場對產(chǎn)品檢測要求的不斷提高,近紅外光譜技術(shù)將會得到更為廣泛的應用,整個行業(yè)也將迎來發(fā)展的小高峰。