近紅外光譜技術(shù)是一種基于物質(zhì)吸收和反射近紅外光的特性來分析物質(zhì)組成和性質(zhì)的無損檢測技術(shù)。小型近紅外光譜儀是這種技術(shù)在小型、便攜設(shè)備中的應(yīng)用。它主要通過測量樣品在近紅外區(qū)域的光譜響應(yīng)來進行分析。在實際應(yīng)用中，廣泛用于化學(xué)、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等領(lǐng)域。
一、基本原理
小型近紅外光譜儀的基本原理是利用物質(zhì)對不同波長近紅外光的吸收特性來進行分析。由光源、樣品池、分光系統(tǒng)、探測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。
1、光源：光源通常采用鎢鹵素燈、氙燈等，這些光源能夠發(fā)出覆蓋近紅外區(qū)域的連續(xù)光譜。
2、分光系統(tǒng)：光源發(fā)出的近紅外光照射到樣品上，樣品中的分子會吸收特定波長的光。通過分光器將光譜信號分解成多個不同波長的光，能夠提供詳細的吸收信息。
3、探測器：探測器負責接收樣品透射或反射后的光信號，常用的探測器包括光電二極管、熱電堆、和光電倍增管。這些探測器可以將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，供后續(xù)的數(shù)據(jù)分析使用。
4、數(shù)據(jù)處理與分析：接收到的光譜信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，可以得到樣品在不同波長下的吸收或反射譜圖。通過比對標準樣品或歷史數(shù)據(jù)，可以識別出樣品的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、含量等信息。常用的分析方法包括主成分分析、偏最小二乘回歸等。
二、應(yīng)用分析
小型近紅外光譜儀因其便攜性和高效性，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
1、食品行業(yè)：可用于食品成分分析，包括糖分、脂肪、蛋白質(zhì)、水分等含量的測定。例如，利用近紅外光譜技術(shù)可以快速檢測水果的糖分含量、奶制品的脂肪含量等，廣泛應(yīng)用于食品質(zhì)量控制和安全檢測。
2、農(nóng)業(yè)：在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，被用于土壤分析、植物健康監(jiān)測、作物種植的營養(yǎng)成分分析等。通過對植物的近紅外光譜進行采集和分析，農(nóng)民能夠判斷植物是否缺乏某些營養(yǎng)成分，從而優(yōu)化施肥策略。
3、制藥行業(yè)：在制藥行業(yè)中用于藥品原料、藥物成分的分析及質(zhì)量控制。其能夠?qū)崟r監(jiān)測藥品生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，確保藥物的標準化和安全性。特別是在藥物的含量測定和粉末質(zhì)量控制方面，近紅外光譜提供了高效的解決方案。
4、環(huán)境監(jiān)測：也可用于環(huán)境污染物的檢測。它能夠?qū)λw、土壤和空氣中的有機物、無機物及其他污染物進行快速檢測和分析。利用近紅外光譜技術(shù)，可以監(jiān)控工業(yè)排放、水體污染等，具有較高的實時性和靈敏度。
總體來說，小型近紅外光譜儀憑借其便攜、高效、非破壞性和多功能的優(yōu)勢，已成為各行業(yè)中關(guān)鍵的分析工具，其應(yīng)用前景廣闊。
