注意事项 近红外分析技术的一个重要特点就是技术本身的成套性,即必须同时具备三个条件: (1)各项性能长期稳定的近红外光谱仪,是保证数据具有良好再现性的基本要求; (2)功能齐全的化学计量学软件,是建立模型和分析的必要工具; (3)准确并适用范围足够宽的模型。 这三个条件的有机结合起来,才能为用户真正发挥作用。因此,在购买仪器时必须对仪器提供的模型使用性有足够的认识,特别避免个别商家为仪器所做的过度宣传的不良诱导,为此付出代价的厂家有之,因此,一定要对厂家提供模型与情况有详细了解。 近红外分析技术分析速度快,是因为光谱测量速度很快,计算机计算结果速度也很快的原因。但近红外分析的效率是取决于仪器所配备的模型的数目,比如测量一张光谱图,如果仅有一个模型,只能得到一个数据,如果建立了10种数据模型,那么,仅凭测量的一张光谱,可以同时得到10种分析数据。 在定标过程中,标准样本数量的多少,直接影响分析结果的准确性,数量太少不足以反映被测样本群体常态分布规律,数据太多,工作量太大。另外在选择化学分析的样本时,不仅要考虑样品成分含量和梯度,同时要考虑样本的物理、化学、生长地域、品种、生长条件及植物学特性,以提高定标效果,使定标曲线具有广泛的应用范围,对变异范围比较大的样本可以根据特定的筛选原则,进行多个定标,以提高定标效果及检验的准确性。一般来讲,单类纯样本由于样本性质稳定,含化学信息量相对少,因此定标相对容易,如玉米、小麦、大豆等纯样;混合样本样品信息复杂,在本谱区会引起多种基团谱峰的重叠,信息解析困难,定标困难,如畜牧生产中的各种全价饲料、配合饲料、浓缩饲料等。 存在问题 近红外光谱分析技术现阶段已相对成熟,各种不同类型和型号的近红外分析仪在市场上都有销售,但是分析仪器的价格相对较高,尤其是傅立叶变换型(如美国Nicolet公司)、光栅扫描型(丹麦Foss公司)等高精度分析仪,普通商业用户难以承受,无法大面积推广。所以如何降低仪器研制成本并保持足够的分析精度是研究人员关心的主要问题之一。 滤光片型近红外光谱分析仪成本相对较低,而且定标模型的长期稳定性较好以及仪器的操作和维护很方便,但由于滤光片有限,难以应对复杂样品,该型仪器研制中定标模型的优选以及同型号仪器间定标模型的转移问题一直以来是近红外工作者讨论的热点。 近红外光谱分析仪器的定量分析精度除了与自身的信噪比及稳定性有关外,参考理化分析方法的精度也直接影响了定标模型所给出的测量结果精度,所以如何进一步提高理化参考分析方法的精度以提高仪器测得的近红外光谱吸光度数据与理化分析值的相关性需要等待理化学科的发展。 尽管化学计量学的发展成功地解释了定标模型波长通道信息与物质化学信息之间相关性,同时对定标数据的前处理提高了模型的稳定性和精度,但是与直接采用光谱数据Log(1/R)所计算得到的结果相比较精度提高较小而且极大地增加了数据处理的复杂性,所以只有通过对物质与光作用机制的进一步研究和理解来从根本上解决物质成份光谱之间以及外界因素对定标模型的干扰问题。 近红外光谱的主要技术特点
近红外光谱技术之所以成为一种快速、高效、适合过程在线分析的有利工具,是由其技术特点决定的,近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),通过建立的校正模型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校正模型,可同时对样品中的多个组成或性质进行测定。 3.分析成本低。近红外光谱在分析过程中不消耗样品,自身除消耗一点电外几乎无其他消耗,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,近红外光谱一般显示出更好的重现性。 5.样品测量一般勿需预处理,光谱测量方便。 6.便于实现在线分析。由于近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地传输给仪器,调用建立的校正模型计算后可直接显示出生产装置中样品的组成或性质结果。另外通过光纤也可以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。 8.现代近红外光谱分析也有其固有的弱点。一是测试灵敏度相对较低,这主要是因为近红外光谱作为分子振动非谐振吸收的10到10000分之一,这对组分的分析而言,其含量一般应大于0.1%;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。
