近红外分光光度法指导原理
红外分光光度法
红外分光光度法第一节 概述（一）红外线的区划红外线：波长大于0.76μm，小于500μm（或1000μm）的电磁波称为~习惯上将红外线分为三个区域：近红外区（0.76μm~2.5μm），OH、NH、CH键的倍频吸收区中红外区（2.5μm~50μm），振动，伴随着转动（基本振动区）远红外区（50μm~5000（或1000μm）），转动三种波长范围的红外线，引起三种类型的能级跃迁红外光谱：由分子的振动、转动能级引起的光谱，称为中红外吸收光谱，简称红外吸收光谱或红外光谱远红外光谱及微波谱：由分子的纯转动能级跃迁所引起的光谱称为~红外吸收光谱法：利用样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法，或称红外分光光度法，简称红外光谱法（二）红外吸收光谱的表示方法T-λ曲线，T-σ曲线T-λ曲线“前密后疏”T-σ曲线“前疏后密”这是因为前者是波长等距，后者是波数等距目前的红外光谱采用波数为横坐标波数为波长的倒数，在红外光谱中波长的单位用微米（μm），波数的单位用cm-1，1μm=10-4cmσ（cm-1）=104/λ（μm）波数：表示每1cm距离内包含多少个波长（三）1 起源不同紫外光谱与红外光谱都属于分子吸收光谱，但起源不同1 电子能级跃迁紫外线波长短、频率高、光子能量大，能引起分子外层电子的能级跃迁，虽伴有振动及转动能级跃迁，因能级差较小，常被淹没，除某些化合物（苯）蒸汽的紫外光谱，会显现振动能级跃迁外，一般不显现因此紫外吸收光谱属电子光谱2 振动-转动能级跃迁红外线的波长比紫外线长，光子能量比紫外线小得多，只能引起分子的振动能级并伴随转动能级的跃迁因而中红外光谱是振动-转动光谱2 适用范围不同1 紫外吸收光谱法：只是用于研究芳香族或具有共轭结构的不饱和芳香族化合物及某些无机物，不适用于饱和有机化合物红外吸收光谱法：不受此限，在中红外区，能测得所有有机化合物的特征红外光谱，红外光谱还可以用于研究某些无机物2 紫外分光光度法：测定对象的物态为溶液及少数物质的蒸汽红外分光光度法：测定气、液及固体样品，并以固体样品最为方便3紫外分光光度法：用于定量分析及测定某些化合物的类别红外分光光度法：用于定性鉴别及测定有机化合物的分子结构3 特征性不同红外光谱的特征性比紫外光谱强紫外光谱主要是分子的π电子或n电子跃迁所产生的吸收光谱，因此多数紫外光谱比较简单，特征性较差红外吸收光谱是振动-转动光谱，每个官能团都有几种振动形式，在中红外区相应产生几个吸收峰，光谱复杂，特征性强，除了个别化合物外，每个化合物都有其特征红外光谱，因而红外光谱是定性鉴别的有力手段（四）用途红外分光光度法的用于可概括为：定性鉴别、定量分析、结构分析等可提供化合物具有什么官能团、化合物类别（脂肪族、芳香族）、结构异构、氢键、某些链状化合物的链长等信息，是分子结构研究的主要手段之一第二节 基本原理一条红外吸收曲线，可由吸收峰的位置（λmax或σmax）及吸收强度（ξ）来描述一、振动能级与振动光谱由于分子的振动能级差大于转动能级差，因此在分子发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随着转动能级的跃迁，因而无法测得纯振动光谱由于振动能级是量子化的，则所吸收的光子的能量hνL必须恰等于振动能级的能量差，即hνL=△EvνL=ν·△V σL=σ·△V若把双原子分子视为谐振子，吸收红外线而发生能级跃迁时所吸收的红外线频率（νL），只能是谐振子振动频率（ν）的△V倍二、振动形式双原子分子只有一类振动形式：伸缩振动多原子分子有两类振动形式：伸缩振动、弯曲振动振动形式可以了解吸收峰的起源振动形式的数目，有助于了解基频峰的可能数目（一）伸缩振动伸缩振动：键长沿键轴方向发生周期性的变化称为~多原子分子（或基团）的每个化学键可以近似地看做一个谐振子伸缩振动的振动形式可分为两种：1 对称伸缩振动2 不对称伸缩振动或称反称伸缩振动除CH2及CH3以外，凡含有两个或两个以上相同键的基团也都有对称及反称两种伸缩振动形式化合物中含有两个相邻相同的官能团，也有对称伸缩振动和反称伸缩振动两种形式（二）弯曲振动弯曲振动：使键角发生周期性变化的振动称为~（或称为变形振动）弯曲振动分为：面内、面外、对称弯曲振动、不对称弯曲振动1 面内弯曲振动：在由几个原子所构成的平面内进行的弯曲振动，称为~按振动形式，面内弯曲振动可以分为：剪式振动、面内摇摆振动两种组成为AX2的基团或分子易发生此类振动（1） 剪式振动：在振动过程中键角的变化类似剪刀“开”“闭”的振动（2） 面内摇摆振动：基团作为一个整体，在平面内摇摆2 面外弯曲振动：在垂直于由几个原子所组成的平面外进行的而弯曲振动称为~（1） 面外摇摆振动：两个X同时向面上或向面下的振动（2） 蜷曲振动：一个X向面上，另一个X向面下的振动3 变形振动AX3基团或分子的弯曲振动分为两种：（1） 对称变形振动在振动过程中，三个AX键与轴线组成的夹角α对称的缩小或增大（2） 不对称变形振动在振动过程中，二个α角缩小，一个α角增大，或相反的振动（三）振动自由度双原子分子只有一种振动形式——伸缩振动基本振动的数目称为振动自由度，即分子的独立振动数在中红外区，光子的能量较小，不足以引起分子的电子能级跃迁只需考虑分子中三种运动形式的能量变化：平动、振动、转动的能量变化分子的平动能改变，不产生光谱转动能级跃迁产生远红外光谱，不在中红外光谱的讨论范围，因此应扣除这两种运动形式N个原子有3N个独立运动方向，分子有三个平动自由度在非线性分子中，分子由三个转动自由度，剩下3N-6个振动自由度在线性分子中，分子有两个转动自由度，剩下3N-5个振动自由度由振动自由度数可以估计基频峰的可能数目三、基频峰与泛频峰在红外光谱上，从吸收峰的峰位（即所吸收红外线的频率）与基团的振动频率（或称基本振动频率）之间的关系，可以分为基频峰和泛频峰（一）基频峰基频峰是红外光谱上最重要的一类吸收峰1 简并某些振动虽然振动形式不同，但是振动频率相等2 红外非活性振动红外非活性振动：不能吸收红外线发生能级跃迁的振动称为~，反之称为红外活性振动红外非活性振动的原因：振动过程中分子的偶极矩不变只有偶极矩有变化的振动过程，才能吸收红外线而发生能级跃迁这是因为红外线是具有交变电场和磁场的电磁波，不能与非电磁分子或基团发生振动耦合（共振）的缘故红外线不能将振动过程中无偶极矩变化的分子或基团激发3 仪器的分辨率不高，一些弱峰仪器检测不出来等原因某基团和或分子的基本振动吸收红外线而发生能级跃迁，必须满足两个条件：1振动过程△μ≠02 必须服从νL=ν·△V的关系（二）泛频峰倍频峰：在红外吸收光谱上，除基频峰外，还有振动能级由基态（V=0）跃迁至第二振动激发态（V=2）、第三激发态（V=3）....等现象，所产生的吸收峰称为~二倍频峰、三倍频峰等统称为倍频峰三倍频峰及三倍以上，因跃迁几率很小，一般都很弱，常观测不到由于分子的非谐振性质，位能曲线中的能稽查并非等距，V越大，间距越小倍频峰的频率并非是基频峰的整数倍，而是略小一些倍频峰、合频峰、差频峰统称为泛频峰取代苯的泛频峰出现在2000~1667cm-1（5~6μm）的区间，主要由苯环上碳-氢面外弯曲的倍频峰等构成，特征性很强，可用于鉴别苯环上的取代位置四、特征峰与相关峰（一）特征峰（特征频率）官能团的存在与吸收峰的存在相对应，因此可用一些易辨认、有代表性的吸收峰来确认官能团的存在凡是可用于鉴别官能团存在的吸收峰，称为特征吸收峰，简称特征峰或特征频率（二）相关峰多数情况一个官能团有数种振动形式，而每一种红外活性振动，一般相应产生一个吸收峰，有时还能观测到泛频峰，因而常常不能由单一特征峰肯定官能团的存在相关峰：由一个官能团，所产生的一组相互依存的特征峰，可称为相关吸收峰，简称~相关峰的数目与基团的活性振动数及光谱的波数范围有关用一组相关吸收峰确定一个官能团的存在，是光谱解析的一条重要原则五、吸收峰的位置吸收峰的位置或称峰位通常用σmax（或νmax、λmax）表示，即前述振动能级跃迁时所吸收的红外线的波数σL（或频率νL、波长λL）对基频峰而言，σmax=σ，基频峰的峰位即基团或分子的基本振动频率其他峰，σmax=σ△V每种基频峰都在一段区间内出现，这是因为虽是同一种基团、同一种振动形式的跃迁，但在不同的化学环境中所受的影响不同，而使吸收峰的位置有所改变基频峰的位置主要由四方面因素所决定：化学键两端原子的质量、化学键力常数、内部影响因素、外部影响因素（一）基本振动频率1 基本振动频率的计算公式：K为化学键力常数，是将化学键两端的原子由平衡位置拉长0.1nm后的恢复力称为~化学键力常数越大，表明化学键的强度越大K越大，折合质量越小，谐振子的振动频率越大双原子基团的基本振动频率与化学键力常数及折合质量有关，即基频峰的峰位与K和u有关同类原子组成的化学键，力常数越大，则基本振动频率越大比较不同原子组成的化学键，则需看力常数与折合质量哪一个是主要矛盾由于氢原子的原子量最小，故所有含氢原子单键的基频峰，都出现在中红外光谱上的高频区2 基频峰的分布图1）折合质量越小，伸缩频率越高2）折合质量相同的基团，伸缩力常数越大，伸缩振动基频峰的频率越高3）折合质量相同时，ν>β>γ，因为它们的力常数依次减小（二）影响因素1 内部因素主要是结构因素，如相邻基团的影响及空间效应1）诱导效应吸电子的诱导效应，常使吸收峰向高频方向移动2）共轭效应共轭效应的存在使吸收峰向低频方向移动3）氢键氢键的形成使伸缩振动频率降低分子内氢键缔合作用的一种形式，由于分子内氢键的形成，往往对谱带位置有极明显的影响，但它不受浓度的影响，有助于结构分析分子间氢键受浓度的影响较大，随浓度的稀释吸收峰位置改变可观测稀释过程峰位是否变化，来判断是分子间氢键还是分子内氢键4）杂化影响在碳原子的杂化轨道中s成分增加，键能增加，键长变短，C-H伸缩振动频率增加碳-氢伸缩振动频率是判断饱和氢与不饱和氢的重要依据，不饱和碳氢的伸缩振动频率大于3000cm-12 外部因素主要是溶剂、仪器色散元件、温度的影响溶剂影响：极性基团的伸缩频率，常随溶剂的极性增大而降低通常是因为极性基团与溶剂间生成氢键的缘故，形成氢键的能力越强，降低越多（三）特征区和指纹区1 特征区特征区：习惯上把4000~1250cm-1(2.5~8.0μm)区间称为特征频率区，简称~特征区的吸收峰较疏，易辨认主要包括：1 含有氢原子的单键2 各种三键及双键的伸缩振动的基频峰3 含氢单键的面内弯曲振动的基频峰羰基峰时红外吸收光谱上最受重视的吸收峰之一2 指纹区指纹区：1250~200cm-1（8.0~50μm）的低频区称为~指纹区的红外线的能量比特征频率区低所出现的谱带起源于：各种单键的伸缩振动、多数基团的弯曲振动两个结构相近的化合物的特征频率区可能大同小异，只要它们的化学结构上存在着微小差别，指纹区一般就有较明显的不同但是含碳较多的直链烷烃，碳数差别较小时，指纹区也无明显差别六、吸收峰的强度吸收峰的强度：是讨论一条吸收曲线上吸收峰（谱带）的相对强度或摩尔吸光系数与什么有关的额问题，而不是讨论浓度与吸光度之间的关系在红外分光光度法中，浓度与吸光度的关系与可见-紫外吸收光谱法一致，仍然服从Lambert-Beer定律1跃迁几率：跃迁过程中激发态分子占总分子的百分数，称为~谱带的强度即跃迁几率的量度跃迁几率与振动过程中偶极矩的变化有关，偶极矩变化越大，跃迁几率越大，谱带强度越大偶极矩的变化与键的偶极矩及振动形式有关在一定测定条件下，一个化合物的各基团的各种振动能级的跃迁几率恒定在不考虑相邻基团的相互抵消前提下，键的偶极矩越大，伸缩振动过程偶极矩变化越大振动过程偶极矩的变化还与分子结构的对称性有关，对称性越强，变化越小，完全对称，变化为零2谱带强度的划分：红外吸收光谱上的吸收峰高、矮，可以说明相对吸光强度谱带的绝对强度，需用摩尔吸光系数来描述用ε将红外吸收光谱的谱带强度区分为五级：非常强谱带（vs）ε>100强谱带(s) 20~100中等强度谱带(m) 10~20弱谱带(w) 1~10非常弱谱带(vw) <1第四节 红外分光光度计及制样分光器：将复光分解为单色光的仪器称为~光度计：测量光强的仪器分光光度计：兼有分光器和光度计两种性能的仪器称为~按工作波长范围的不同，分为：紫外-可见、红外分光光度计仪器发展大体历经三个阶段：主要区别是单色器第一代仪器为棱镜红外分光光度计第二代仪器为光栅红外分光光度计第三代仪器为干涉调频分光傅里叶变换红外分光光度计一、光栅红外分光光度计光栅红外分光光度计，属于色散型一起，其色散元件为光栅按仪器的平衡原理可以分为：光学平衡式、电学平衡式红外分光光度计由：光源、吸收池（或固体样品框）、单色器、检测器、记录装置五个基本部分组成1 辐射源（光源）凡能发射连续波长的红外线，强度能满足需要的物体，均可为红外光源一般分为：碳硅棒、Nernst灯、特殊线圈Nernst灯低温时不导电2 色散元件目前多用反射光栅当红外线照射至光栅表面时，由反射线间的干涉作用而形成光栅光谱，各级光谱相互重叠，为了获得单色光，必须滤光由于一级光谱最强，故常滤去二级、三级光谱3 检测器常用检测器为：真空热电偶、Golay池热电偶：是利用不同导体构成回路时的温差现象，将温差转变为电位差的装置4 吸收池分为：液体池、气体池，分别用于液体样品与气体样品为了使红外线能透过，吸收池都具有岩盐窗片吸收池不用时需在保干器中保存(1)液体池分为固定池、密封池、可拆卸池可拆卸池：只能用于定性分析（2）气体池可用减压法将气体装入样品池中测定，气体池常用的光径为50mm及100mm多次反射气体池：测量低浓度、弱吸收气体样品，沸点较低的液体样品气体池在药物分析中很少应用二、干涉分光型红外分光光度计检测器多用热电型硫酸三甘肽（TGS）、光电导型检测器三、仪器性能红外分光光光度计的性能指标有分辨率、波数的准确度与重复性、透过率或吸光度的准确度与重复性仪器的最主要指标：I0线的平直度，检测器的满度能量输出1 分辨率（分辨本领）：在某波数处恰能分开两个吸收峰的波数差为指标2 波数准确度与重复性波数准确度：仪器测定所得波数与文献值比较之差称为~波数重复性：多次重复测量同一样品，所得同一吸收峰波数的最大值与最小值之差称为~波数准确性关系测得光谱峰位的正确性，直接影响光谱解析四、制样气、液、固态样品皆可测定其红外光谱，但以固态样品最方便对样品的主要要求：1样品的纯度需大于98%，以便于纯化合物光谱对照2 样品应不含水分，若含水（结晶水、游离水）则对羟基峰有干扰样品更不得是水溶液若制成溶液，需用符合光谱波段要求的溶剂配制（一）固态样品固体样品可用三种方法制样：压片法、糊剂法、薄膜法（二）液态样品可用夹片法、液体池法粘度大的样品可用涂片法第五节 应用与示例一、光谱解析方法红外吸收光谱是定性分析的有力工具（一）样品的来源和性质、1 来源、纯度、灰分来源可帮助估计样品及杂质的范围纯度需大于98%，若不符合要求则需精制混合物，需经色谱分离，而后再用红外定性有灰分则含无机物2 物理化学常数样品的沸点、熔点、折光率、旋光度等，作为光谱解析的旁证3 分子式不饱和度：分子结构中达到距离饱和时所缺一价元素的“对”数每缺二个一价元素时，不饱和度为一个单位（U=1）不饱和度公式：（二）光谱解析的几种情况1 若要求判定样品是否是某物质，可采用1 已知物对照法2 对照标准光谱法3 简单化合物一般进行红外光谱解析即可判定2 新发现化合物待定结构或化合物的结构复杂，或标准光谱尚未收载，则需要进行综合光谱解析 综合光谱解析：包括元素分析、UV、IR、NMR、MS(三)光谱解析程序两区域法：将光谱划分为特征区及指纹区两个区域进行解析解析方法：四先、四后、相关法遵循：先特征区、后指纹区，先最强峰、后次强峰，先粗查、后细找，先否定、后肯定的顺序以及由一组相关峰确认一个官能团存在的原则。
近红外分光光度法指导原则
近红外分光光度法指导原则一、背景介绍近红外（Near Infrared，简称NIR）光是指介于可见光与中红外之间的电磁波，谱区范围是780~2526nm(12820~3959cm-1)，通常又将此波长范围划分为近红外短波区（780~1100 nm）和近红外长波区（1100~2526 nm）。
与中红外相比，该区域主要是O-H，N-H，C-H，S-H等含氢基团振动光谱的倍频及合频汲取，谱带宽，重叠较严峻，而且汲取信号弱，信息解析简单，所以尽管该谱区被发觉较早，但分析价值始终未能得到足够的重视。
近年来，由于计算机与化学统计学软件的进展，特殊是化学计量学的深化讨论和广发应用，使近红外成为进展最快、最引人注目的光谱技术。
与传统的分析方法比较，近红外光谱分析技术拥有很多独到之处。
但和其它析方法一样，近红外分析方法也存在不足之处。
首先，它是一种间接的分析技术，需要通过收集大量具有代表性的标准样品，通过严格细致的化学分析测出必要的数据，再通过计算机建立数学模型，才能猜测未知样品的结果。
而模型的建立需耗用大量的人力、物力和财力；其次，由于NIR谱区为分子倍频与合频的振动光谱，信号弱，谱峰重叠严峻，所以目前还仅能用于常量分析，被测定组分的量一般应大于样品重量的0.1%；此外，在进行近红外光谱分析时，应考虑样品的特征、分析试验的设计及数据处理等多方面的问题，才能取得正确的分析结果，建立牢靠的校正模型是利用近红外实现胜利分析的关键。
二、原理及分析方法由于一张近红外光谱既可以给出活性成分、辅料的化学结构信息、还可以给出活性成分的工艺信息（如晶型、旋光度、密度等）以及制剂的工艺特征信息（如制粒的大小、硬度等）和部分包装材料的结构信息，所以利用近红外光谱，我们既可以做定性分析也可以做定量分析，但与常规的分析方法不同，近红外光谱技术不是通过观看供试品或测量供试品谱图参数直接进行定性或定量分析，而是首先通过测定样品校正集的光谱、组成或性质数据（组成或性质数据需通过其他认可的标准方法测定），采纳合适的化学计量学方法建立校正模型，再利用建立的校正模型与未知样品进行比较，从而实现定性或定量分析。
近红外分光光度法
近红外分光光度法指导原则一、概述近红外（Near Infrared，简称NIR）光是指介于可见光与中红外之间的电磁波，谱区范围是780~2526 nm (12820~3959cm-1)，通常又将此波长范围划分为近红外短波区（780~1100 nm）和近红外长波区（1100~2526 nm）。
与中红外相比，该区域主要是O-H、N-H、C-H和S-H等含氢基团振动光谱的倍频及合频吸收，谱带宽，重叠较严重，而且吸收信号弱，信息解析复杂，所以尽管该谱区被发现较早，但其分析价值一直未能得到足够的重视。
近年来，由于计算机与化学计量学软件的发展，特别是化学计量学的深入研究和广发应用，使NIR光谱分析技术成为发展最快、最引人注目的光谱分析技术。
与传统的分析方法比较，NIR光谱分析技术拥有分析速度快、多指标同时测定、样品无损等许多独到之处。
与其它分析方法一样，NIR光谱分析方法也存在不足之处。
首先，它是一种间接的分析技术，需要通过收集大量具有代表性的标准样品，通过已有的标准分析方法测出准确的参考数据，再运用化学计量学软件建立校正模型，才能预测未知样品的相关信息。
建立可靠的校正模型是NIR光谱分析技术实现成功分析的关键，而模型的建立需耗用大量的人力、物力和财力。
其次，由于NIR 谱区为分子倍频与合频的振动光谱，信号弱，谱峰重叠严重，所以目前还仅能用于常量分析，被测定组分的含量一般应大于0.1%。
此外，在进行NIR光谱分析时，应考虑样品的特征、分析实验的设计及数据处理等多方面的问题，才能获得准确的分析结果，这就需要在样品NIR光谱扫描条件的选择、标准分析方法的建立以及建模方法的优化等方面进行研究。
二、仪器相关背景（一）仪器NIR光谱仪的记录波长范围为780~2526 nm (12820~3959cm-1)。
NIR光谱仪按样品测定方式分为透射和反射两种类型。
仪器由光源、单色器（或干涉仪）、检测器、数据处理系统等组成。
常用的单色器有棱镜型、光栅型、声光可调型和傅立叶变换型。
红外分光光度计基本工作原理 光度计工作原理
红外分光光度计基本工作原理光度计工作原理红外分光光度计基本工作原理红外分光光度计：由光源发出的光，被分为能量均等对称的两束，一束为样品光通过样品，另一束为参考光作为基准。
这两束光通过样品室进入光度计后，被扇形镜以确定的频率所调制，形成交变信号。
一般的红外光谱是指2.5—50微米（对应波数4000——200厘米—1）之间的中红外光谱，这是讨论讨论有机化合物*常用的光谱区域。
红外光谱法的特点是：快速、样品量少（几微克—几毫克），特征性强（各种物质有其特定的红外光谱图）、能分析各种状态（气、液、固）的试样以及不破坏样品。
红外光谱仪是化学、物理、地质、生物、医学、纺织、环保及材料科学等的紧要讨论工具和测试手段，而远红光谱更是讨论金属配位化合物的紧要手段。
基本工作原理：用确定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，假如分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振，这个基团就吸取确定频率的红外线，把分子吸取的红外线的情况用仪器记录下来，便能得到全面反映试样成份特征的光谱，从而推想化合物的类型和结构。
IR光谱紧要是定性技术，但是随着比例记录电子装置的显现，也能快速而精准地进行定量分析。
分光光度计的维护保养分光光度计作为一种精密仪器，在运行工作过程中由于工作环境，操作方法等种种原因，其技术情形必定会发生某些变化，可能影响设备的性能，甚至诱发设备故障及事故。
因此，分析工必需了解分光光度计的基本原理和使用说明，并能适时发觉和排出这些隐患，对已产生的故障适时维护和修理才能保证仪器设备的正常运行。
1）若大幅度更改测试波长，需稍等片刻，等灯热平衡后，重新校正“0”和“100%”点。
然后再测量。
2）指针式仪器在未接通电源时，电表的指针必需位于零刻度上。
若不是这种情况，需进行机械调零。
3）比色皿使用完毕后，请立刻用蒸馏水冲洗干净，并用干净柔嫩的纱布将水迹擦去，以防止表面干净度被破坏，影响比色皿的透光率。
4）操作人员不应轻易动灯泡及反光镜灯，以免影响光效率。
红外分光光度法
• 为了增加吸收峰强度，提高测试店噪比，现代 ATR附件采用增加全反射次数来使吸收谱带增 强．这就是多重衰减全反射
衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术
• 谱学特点 （1）不破坏样品，不需要象透射红外光谱那样要将样品进
应用实例
• ATR红外光谱技术在药品包装材料检测中的 应用
方法：分别采用衰减全反射(ATR)红外光谱 法、透射光谱薄膜法等对药品包装材料材 质进行定性分析
• 高密度聚乙烯瓶（含遮光剂，且瓶壁较厚）
透射法：取样品适量敷于微热的的溴化钾晶片上， 照分光光度法《中国药典》测定。
全反射法：从瓶体上直接剪取少许样品，置于晶 体上，直接进行摄谱
红外分光光度法
• 一、红外分光光度法概述 • 二、图谱解析 • 三、样品的制备方法 • 四、近代红外光谱技术的发展
一、红外分光光度法概述
红外分光光度法：利用物质对红外光区电 磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分 析、定性和定量的分析方法，又称红外吸 收光谱法
红外线区划
区域 近红外区 中红外区 远红外区
• 倍频峰中，二倍频可经常观测到，三倍及三倍以 上，跃迁几率小，一般都很弱，常观测不到。
二、图谱解析
• 基频峰分布
σ ：波数 K ：键的力常数 u ：折合质量
u Ma•Mb MaMb
1 2
K u
• 基频峰分布
• （1）折合质量越小，伸缩频率越高。因此，含氢 官能团的伸缩振动，出现在中红外光谱的高频区。
• PA／PE双层复合膜 该复合膜为透明材质，故直接剪取样品少 许，以透射光谱直接摄谱
采用ATR红外光谱技术，从该PA／PE双层
近红外法的原理
近红外法的原理
近红外法的原理如下：
近红外光（NearInfrared，NIR）是介于可见光（VIS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，ASTM定义的近红外光谱区的波长范围为780~2526nm（12820～3959cm1），习惯上又将近红外区划分为近红外短波（780~1100nm）和近红外长波（1100~2526nm）两个区域。
近红外光谱仪主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团X－H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收。
不同团（如甲基、亚甲基，苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质测量。
但在NIR区域，吸收强度弱，灵敏度相对较低，吸收带较宽且重叠严重。
因此，依靠传统的建立工作曲线方法进行定量分析是十分困难的，化学计量学的发展为这一问题的解决奠定了数学基础。
近红外光谱仪工作原理是，如果样品的组成相同，则其光谱也相同，反之亦然。
如果我们建立了光谱与待测参数之间的对应关系（称为分析模型），那么，只要测得样品的光谱，通过光谱和上述对应关系，就能很快得到所需要的质量参数数据。
红外分光光度法课件
红外分光光度法课件
二、红外光谱图 T-或T-曲线
波数：cm-1，线性波数表示法
透 射 比
波长、波数
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波长：m，线性波长表示法
（cm-1)=104/ (m)
红外分光光度法课件
第二节 红外吸收基本理论
一、分子的振动
分子简谐振动方程式
红外分光光度法课件
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
2、只有能使偶极矩发生变化的振动才能吸收红外 辐射。
红外分光光度法课件
红外活性与非红外活性
• 不对称极性分子，正负电荷中心不重合，当发 生振动时，偶极矩发生有规则的波动，产生的 振动电磁场，与红外辐射的电磁场发生相互作 用，如果二者频率相同，则红外辐射被吸收， 发生振动能级跃迁——红外活性
• 非极性的同核分子的正负电荷中心重合，原子 振动不能引起偶极矩的改变——非红外活性
红外分光光度法课件
化学键两端所连接的原子电负性差别越大， 分子的对称性越差，振动时偶极矩的变化就 越大，吸收就越强。
伸缩振动的吸收强于弯曲振动，非对称振动 的吸收强于对称振动。
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极性较强的基团（如C=O，C-X等）振动， 吸收强度较大； 极性较弱的基团（如C=C、 C-H、C=N等） 振动，吸收较弱。
< 1
极弱（vw）
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三、基团振动与红外光谱区域
• 基频区（特征区或官能团区）4000-1350cm-1
• 化学键和基团的特征振动频率区，吸收光谱反 映分子中特征基团的振动，特征吸收峰可作为 鉴定基团的依据。
红外分光光度法
二、振动形式
2）面外弯曲γ：弯曲振动垂直几个原子构成的平面 A：面外摇摆振动 ω：两个X 原子同时向面下或面上的振动
B：蜷曲振动 τ：一个X原子在面上，一个X原子在面下的振动
二、振动形式
3、变形振动
1）对称的变形振动δs：三个AX键与轴线的夹角同时变大 或缩小。形如花瓣开、闭的振动。
区
波数：13158—4000cm-1
中红外区：2.5—25μm
振动、伴随转动光谱
波数：4000—400cm-1
远红外区：25—1000μm 纯转动光谱
波数：400—10cm-1
二、红外光谱的表示方法
T~λ 曲线 →前密后疏 波长等距
T ~σ 曲线→ 前疏后密 波数等距
“谷”是IR中的吸收峰
三、红外光谱与紫外光谱的区别
定量（准确）
结构研究的主要手段（官能团、化合物类别、 结构研究（推测有机化合物
结构异构、氢键以及某些链状化合物的链长等）共轭骨架）
4—2 IR 基本原理
一、振动-转动光谱 二、振动形式 三、振动自由度 四、红外光谱产生的条件 五、吸收峰强度 六、吸收峰的分类 七、吸收峰的峰位及其影响因素 八、吸收峰峰数的影响因素
二、振动形式
振动频率不仅受化学键性质和原子质量的影响，也受到整个 分子的影响
双原子分子 多原子分子
伸缩振动（）
1、伸缩振动 1）对称伸缩振动s 2）反称伸缩振动as
1）面内弯曲振动β
A：剪式振动δ B：面内摇摆ρ
2、弯曲振动
2）面外弯曲γ
A：面外摇摆振动 ω B：蜷曲振动 τ
3）变形振动
A：对称的变形振动δs B：不对称的变形振动δas
第4章 红外分光光度法
第4章 红外分光光度法一、内容提要红外线（infrared ray ）是波长为0.76～1000μm 的电磁波。
红外分光光度法（infrared spectrophotometry ）是依据物质对红外辐射的特征吸收而建立的一种分析方法，即红外光谱法。
红外分为近、中、远三个区域，通常红外光谱指中红外吸收光谱，由分子中原子的振动能级跃迁和分子的转动能级跃迁所产生的光谱，故为振动-转动光谱，简称振-转光谱。
红外吸收光谱又称红外吸收曲线，多用透光率－波数（T －σ）曲线描述，所谓吸收峰实际上是曲线的“谷”。
一条红外吸收曲线的特征主要由吸收峰的位置（λmax 、σmax ）、吸收峰的个数及吸收峰的强度来描述。
分子吸收适当频率的红外辐射（L νh ）后，可以由基态跃迁至激发态，其所吸收的光子能量必须等于分子振动能量之差，即ννh E h V V L ∆=∆=，即ννV L ∆= 或σσV L ∆= 是产生红外吸收峰的必要条件之一。
双原子分子只有一类振动形式（mode of vibration ）为伸缩振动。
多原子分子有两类振动形式为伸缩振动和弯曲振动。
振动自由度(f )是分子基本振动的数目，非线性分子， 63-=N f ；线性分子，53-=N f 。
在红外光谱中，某一基团或分子的基本振动能吸收红外线而发生能级跃迁，必须满足两个基本条件：（1）振动过程中，△μ≠0；（2）必须服从 νL =ΔV ν，两者缺一不可。
泛频峰使吸收峰数多于基本振动数，简并和红外非活性振动使基频峰数少于基本振动数。
吸收峰的位置或称峰位通常用σmax （或νmax 、λmax ）表示，对基频峰而言，σmax =σ，基频峰的峰位即是基团或分子的基本振动频率。
μk σ'=1307（cm -1） 折合相对质量相同时，化学键力常数越大，则基本振动频率越大。
化学键相同时，随着折合相对质量μ'的增大，其吸收频率变低。
吸收峰峰位由化学键两端的原子质量和化学键的键力常数预测，在比较复杂的分子中，由于有诱导效应（induction effection ，I 效应）、共轭效应（conjugation effect ，M 效应）、空间位阻、氢键等因素影响，峰位产生10～100cm -1的位移。
红外分光光度法
CH 2 909cm1
七、吸收峰峰位及影响因素
1、吸收峰峰位（位置） 即振动能级跃迁所吸收红外线的波长（T-）或波数（T-） ， 是红外光谱鉴定中的主要依据。
max , max 或 max
1）基本振动频率
√ 1
= 2
k
√ √ 1
= 2C
k
’
= 1302
k
’
(cm-1)
C、氢键效应：使伸缩振动频率降低
分子内氢键：对峰位的影响大，不受浓度影响
七、吸收峰峰位及影响因素
C、氢键效应：使伸缩振动频率降低
分子间氢键：受浓度影响较大，稀释后，吸收峰位发生变化
七、吸收峰峰位及影响因素
D、杂化的影响
杂化轨道中s 轨道成分↑，键能↑，键长↓，↑
饱和C 原子 sp3杂化 CH（饱和） 3000cm1 不饱和C 原子 sp2或sp杂化 CH（不饱和） 3000cm1
• 特征峰仅代表基团的一种振动形式 • 相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范围有关 • 用一组相关峰才可以确定一个官能团的存在 • 用一组相关峰鉴定一个基团的存在，是解析IR图谱的原则
图示
CN 2247cm1
as CH 2
3090cm1
CC 1639cm1
CH 990cm1
ΔV 2 νL 2ν
V 3 L 3
泛频峰跃迁几率小，强度较弱， 难辨认→却增加了光谱特征性
2、特征峰（特征频率）与相关峰 （根据吸收峰的频率与基团结构之间的关系区分）
1）特征峰 可用于鉴别官能团存在、又容易辨认的吸收峰
2）相关峰 由一个官能团所产生的一组具有相互依存、相互佐证关 系的特征峰
红外分光光度法
使用波数范围:5000-400cm-1
第十四章
色散型红外光谱仪主要部件
2. 吸收池
因玻璃、石英等材料不能透过红外光，
红外吸收池要用可透过红外光的 NaCl 、 KBr 、
CsI、KRS-5（TlI 58%，TlBr42%）等材料制成
窗片。用 NaCl 、 KBr 、 CsI 等材料制成的窗片需
注意防潮。固体试样常与纯KBr混匀压片，然后 直接进行测定。
5. 记录系统
第十四章
制样方法sampling methods
K＝5N.cm-1，求C－H键的振动频率。
解：C原子和H原子的折合质量为：
代入公式，得：
答：C－H键的振动频率为3030cm-1。
第十四章
第二节
基本原理
由于有机化合物的结构不同，化学键连接
的两原子折合质量和化学键的力常数各不相同，
就会出现不同的吸收频率，因此，不同的化合 物各有其特征的红外光谱。
第十四章
第十四章
第一节
概述
红外光区的划分：
红外光谱在可见光区和微波光区 之间，其波长范围约0.75～1000μm。 习惯上将红外光区划分为三个区域。
第十四章
第一节
红外光谱区 区域 近红外 中红外 远红外 λ(μm) 0.75～2.5 2.5~50 50～1000
概述
σ(cm-1 ) 13000 ~4000 4000~200 200~10
水的红外光谱图
第十四章
第二节
(四)吸收峰的类型
基本原理
基频：振动能级由基态跃迁到第一激发态时产生的
吸收峰称为基频峰，相应的频率称为基频。
一般从基态跃迁到第一激发态的几率较大， 所以基频吸收的强度也较大。
近红外光谱法
5.波长选择
❖建模波段过宽，必然包含大量冗余信息，波段 选择有利于简化模型，提高模型预测精度。
❖由于各成分分子结构存在差异，使得各自对应 的最优建模波段并不相同。
❖分段波长的组合，也可以是连续全光谱，或区 域光谱波长。
32
近红外光谱法测定复方丹参滴丸中的3 种有效成分
建模主成分数的选择
❖ 在建模过程中，采用不同的主成分数，模型的预 测能力也会有较大的差异。
27
4.光谱预处理
❖吸收强度较弱 ❖信噪比低 ❖样品状态、测量条件等造成的光谱不确定性 ❖背景复杂、谱峰重叠
28
现代近红外光谱分析的信息处理技术
导数光谱
❖导数光谱可有效地消除基线和其它背景的 干扰，分辨重叠峰，提高分辨率和灵敏度。
❖但它同时会引入噪声，降低信噪比。
29
平滑算法
❖常用的信号平滑方法有移动平均平滑法和 Savitz模式
样品 检测法
波长
吸收区
液体
透射
700—2500nm
合频吸收 1st—4th 倍频吸收
固体
反射
1100—2500nm
合频吸收 1st—2nd 倍频吸收
悬浮液 透射或反射 700—1100nm 3rd—4th 倍频吸收
10
5、有机化合物的近红外光谱谱带归属
❖ 含氢基团，包括：C-H（甲基、亚甲基、甲氧基、 芳基等），羟基O-H(羧基等)，巯基S-H，氨基 N-H（伯胺、仲胺、叔胺和铵盐等）等。
式中： R' 为漫反射体的绝对漫反射率，反映出射光与入射光的比率，是 K/S 的函 数，即依赖于 S 与 K 的比值；
K 为漫反射体吸收系数，取决于漫反射体的化学组成； S 为散射系数，取决于漫反射体的物理特性。
紫外可见近红外分光光度计原理
紫外可见近红外分光光度计原理
紫外可见近红外分光光度计是一种广泛应用于化学、生物、医学、环境等领域的测量工具。
它的原理基于分光光度法，即将样品溶液的光谱曲线与纯溶剂的光谱曲线进行比较，从而得出样品的含量。
紫外可见近红外分光光度计可以测量波长范围从190nm到
1100nm的光谱，可以检测出各种物质的存在和浓度。
其中，紫外光谱是在190-400nm波长范围内进行测量的，可用于测定有机化合物、生物分子和无机化合物等；可见光谱是在400-700nm波长范围内进行测量的，可用于测定染料、金属离子和药物等；近红外光谱是在
700-1100nm波长范围内进行测量的，可用于测定食品成分、药品配方和化妆品等。
在测量中，样品的光谱曲线会被分光光度计分解为不同的波长组分，然后进行检测和记录。
通过比较样品的光谱曲线与纯溶剂的光谱曲线，可以计算出样品的吸光度，并据此推导出样品的浓度。
同时，紫外可见近红外分光光度计也可以进行定量分析和定性分析，以满足不同领域对于光谱测量的需求。
总之，紫外可见近红外分光光度计的原理基于分光光度法，通过测量样品的光谱曲线和纯溶剂的光谱曲线，得出样品的含量。
它的应用范围广泛，可以用于化学、生物、医学、环境等领域的光谱测量和分析。
- 1 -。
紫外可见近红外分光光度计原理
紫外可见近红外分光光度计原理引言：紫外可见近红外分光光度计是一种常用的光谱仪器，用于测量样品在紫外、可见和近红外光谱范围内的吸收、透射或反射特性。
本文将介绍紫外可见近红外分光光度计的原理及其在实际应用中的意义。
一、紫外可见近红外光谱范围：紫外光谱范围通常定义为200-400纳米，可见光谱范围为400-800纳米，而近红外光谱范围为800-2500纳米。
这三个光谱范围对应的波长范围不同，因此需要使用不同的光学元件和探测器来进行光谱测量。
二、紫外可见近红外分光光度计的原理：紫外可见近红外分光光度计的原理基于分光技术和光电检测技术。
其基本原理可以概括为以下几个步骤：1. 光源产生光束：紫外可见近红外分光光度计使用特定的光源，如氘灯、钨灯或者激光器，产生所需波长范围的光束。
2. 光束通过样品：样品可以是溶液、气体或固体样品。
光束穿过样品时，样品会吸收特定波长的光，其吸收程度与样品的浓度或含量有关。
同时，样品也可以发生散射或反射现象。
3. 光束进入光栅或棱镜：光栅或棱镜用于将光束分散成不同波长的光束。
光栅的原理是利用其规则的凹槽结构，使不同波长的光束以不同的角度折射；而棱镜则是通过光的色散特性将不同波长的光束分离。
4. 探测器测量光强：分散后的光束通过进入探测器，如光电二极管或光电倍增管等，探测器将光信号转化为电信号。
电信号的幅度与光束的强度有关。
5. 数据处理和显示：通过数据处理和显示系统对探测器输出的电信号进行处理，得到样品吸收、透射或反射的光谱曲线。
该光谱曲线可以用于分析样品的化学成分、浓度、物理性质等信息。
三、紫外可见近红外分光光度计的应用：紫外可见近红外分光光度计在许多领域都有广泛的应用。
1. 化学分析：紫外可见光谱可以用于测定物质的吸收光谱，从而确定其化学组成和浓度。
例如，可以通过测量样品在特定波长下的吸收光谱，来确定样品中某种物质的浓度。
2. 生物医学研究：紫外可见光谱可以用于分析生物体内的化学物质和生物分子。
第5章红外分光光度法
0 = [ / (2 ) ]（1- ）H0
核周围的电子对核的这种作用，叫做屏蔽作用，各种 质子在分子内的环境不完全相同，所以电子云的分布情 况也不一样，因此，不同质子会受到不同强度的感应磁 场的作用，即不同程度的屏蔽作用，那么，核真正受到
共振条件
(1) 核有自旋(磁性核) (2) 外磁场,能级裂分; (3) 射频辐射照射频率与外磁场的比值 2μB0 = h v
3.3 核磁共振波谱仪
3.3.1 仪器原理 要实现NMR,需要满足核跃迁的条件： △E（核跃迁能）= △E，(辐射能） 即 2μH0 = h v
实现核磁共振的方法，只有以下两种：
R C NH2 O
1650cm-1
2）氢键的影响
氢键的形成使电子云密度平均化，从而使 伸缩振动频率降低。例如：羧酸中的 羰基和 羟基之间容易形成氢键，使羰基的频率降低。
分子内氢键不受浓度影响，分子间氢键受 浓度影响较大。
RCOOH（游离）
O......H O
RC
C R(二聚体)
O H......O
为双原子的折合质量 =m1m2/（m1+m2）
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的 折合质量和键的力常数，即取决于分子的结构特征。
影响基本振动频率的因素
影响基本振动频率的直接原因是相对原子质量和 化学键的力常数。
化学键的力常数k越大，折合相对原子质量Ar越
小，则化学键的振动频率越高，吸收峰将出现在 高波数区；反之，则出现在低数区。
1.辐射光子具有的能量与产生振动跃迁所需的能量相等； 2.分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化.
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无 红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。
近红外分光光度法指导原理
近红外分光光度法指导原理近红外分光光度法系通过测定被测物质的近红外谱区 （ 波长范围约在 780～ 2500nm， 按波 数计约为 12800～ 4000cm -1 ） 的特征光谱并利用适宜的化学计量学方法提取相关信息后 ， 对被测物质进行定性 、定量分析的一种分析技术 。
近红外光谱主要由 C-H、N-H、O-H 和 S-H 等基团 基频振动的倍频和合频组成 ，由于其吸收强度远低于中红外光谱（ 4000～ 400cm - 1 ）的基频振动 ， 而且吸收峰重叠严重 ，因此不能采用常规的红外光谱分析方法对被测物质进行定性 、定量分析 ， 而必须对测得近红外光谱数据经验证 的数学方法处理后 ，才能对被测物质进行定性 、定量分析 。
一 、 应用范围近红外分光光度法具有快速 、准确 、对样品无破坏的检测特性 ，不仅可用于对 “ 离线 ” 供 试品的检验 ， 还能直接对 “ 在线 ” 样品进行检测 。
可广泛地应用于药品的理化分析 。
（ 一 ） 化学分析1、 定性分析可对药品的活性成分 、 辅料 、 制剂 、 中间产物 、 化学原料以及包装材料进行鉴别 。
2、 定量分析可定量测定药品的活性成分和辅料 ；测定某些脂肪类化合物的化学值 ，如羟值 、碘值和酸 值等 ， 水分的测定 ， 羟基化程度测定以及溶剂量的控制 。
3、 过程控制（ 二 ） 物理 分析1、 晶型和结晶性 、 多晶性 、 假多晶型性和粒度测定 。
2、 溶出行为 、 崩解模式 、 硬度测定 。
3、 薄膜包衣性质检测 。
4、 制剂过程控制 ， 如对混合和制粒过程的监测 。
二 、 仪器和仪器性能指标的控制（ 一 ） 仪器近红外分光光度计的记录波长范围为 780～ 2500n m（ 按波数计为 12800～ 4000cm -1 ）。
所有 近红外光谱的测定分为透射和反射两种类型 。
近红外分光光度计由光源 、单色器（ 或干涉仪 ）、 检测器 、数据处理和评价系统等组成 。
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近红外分光光度法指导原理
近红外分光光度法系通过测定被测物质的近红外谱区 （ 波长范围约在 780～ 2500nm， 按波 数计约为 12800～ 4000cm -1 ） 的特征光谱并利用适宜的化学计量学方法提取相关信息后 ， 对被
测物质进行定性 、定量分析的一种分析技术 。
近红外光谱主要由 C-H、N-H、O-H 和 S-H 等基团 基频振动的倍频和合频组成 ，由于其吸收强度远低于中红外光谱（ 4000～ 400cm - 1 ）的基频振动 ， 而且吸收峰重叠严重 ，因此不能采用常规的红外光谱分析方法对被测物质进行定性 、定量分析 ， 而必须对测得近红外光谱数据经验证 的数学方法处理后 ，才能对被测物质进行定性 、定量分析 。
一 、 应用范围
近红外分光光度法具有快速 、准确 、对样品无破坏的检测特性 ，不仅可用于对 “ 离线 ” 供 试品的检验 ， 还能直接对 “ 在线 ” 样品进行检测 。
可广泛地应用于药品的理化分析 。
（ 一 ） 化学分析
1、 定性分析
可对药品的活性成分 、 辅料 、 制剂 、 中间产物 、 化学原料以及包装材料进行鉴别 。
2、 定量分析
可定量测定药品的活性成分和辅料 ；测定某些脂肪类化合物的化学值 ，如羟值 、碘值和酸 值等 ， 水分的测定 ， 羟基化程度测定以及溶剂量的控制 。
3、 过程控制
（ 二 ） 物理 分析
1、 晶型和结晶性 、 多晶性 、 假多晶型性和粒度测定 。
2、 溶出行为 、 崩解模式 、 硬度测定 。
3、 薄膜包衣性质检测 。
4、 制剂过程控制 ， 如对混合和制粒过程的监测 。
二 、 仪器和仪器性能指标的控制
（ 一 ） 仪器
近红外分光光度计的记录波长范围为 780～ 2500n m（ 按波数计为 12800～ 4000cm -1 ）。
所有 近红外光谱的测定分为透射和反射两种类型 。
近红外分光光度计由光源 、单色器（ 或干涉仪 ）、 检测器 、数据处理和评价系统等组成 。
常用的单色器有声光可调型 、光栅型和棱镜型 。
高强度 的光源石英壳钨灯 ， 如石英卤素 钨灯较为常用 ， 钨灯光源较为稳定 。
检测器常用的材料有硅 、
硫化铅 、砷化铟 、铟镓砷 、汞镉碲和氘代硫酸三甘肽 。
常规的普通样品池 、光纤探头 、液体透 射池 、 积分球是一些常用的采样装置 。
需根据供试品的类型选择合格的检测器和采样系统 。
（ 二 ） 仪器性能指标的控制
1、 波长
使用在 780～ 2500nm（ 按波数计为 12800～ 4000c m -1 ）范围内具有特征吸收的合适的标准物 质（ 例如含镝 、钬 、铒等稀土氧化物 ）进行波长的校验 ，在校验的波长范围内至少需检查三个 波长 。
对于傅立叶变换型的仪器 ， 可以使用一个已被证明过的标准物质的狭窄谱 线进行验证 。
可接受的波长不确定度为 ：1200n m±1n m（ 8300c m -1 ±8c m -1 ），1600n m±1n m（ 6250c m -1 ±4c m -1 ）， 2000n m±1.5n m（ 5000c m -1 ±4c m -1 ）。
2、 光度线性
用一组透射率或反射率已知标准物质检查分光光度计的线性 。
使用标准物质检查仪器响应 值的稳定性 。
3、 噪声
用合适的反射标准物质或两个透射标准物质 ，一个相对高吸收率的标准物质 、一个相对低 吸收率的标准物质用于高 、低通量下的噪声测试 。
当没有标准物质时 ，噪声测试利用 100%吸收 线测试 。
根据仪器说明 书的推荐 ，使用适宜的波长（ 或波数 ）范围扫描反射标准物质 ，用峰对 峰值计算仪器的噪声 ， 噪声应符合仪器的规定 。
三 、 测量模式
1、 透射模式
透射模式测量透光率 （ T）， 即给定波长处入射光穿过样品后衰减的强度 。
将样品放置在 光源与检测器之间 。
这种方法常用液体 ，对于固体透光率的测量要选择合适的采样附件 。
另一 种透射测试为透反射 ，检测器和光源在样品的同侧 ，在测量透射反射率时 ，用一面镜子或一个 漫反射的表面将穿透样品的近红外光第二次反射回样品 。
这两种情况 ，结果可以由透光率（ T） 或吸光度 （ A） 表示 。
T=I/I o
A=-lg T=lg（ 1/T） =lg（ Io/I）
式中 ： I o 为入射光强度 ； I 为透射光强度 。
2、 漫反射模式
漫反射模式测量反射率（ R），即从样品反射回的光强度（ I）与由背景或参考物质表面反 射回的光强度（ I r）的比率 。
这种方法一般应用于固体 。
样品放置于适宜的装置中 ，近红外光
进入到物质内部一定距离 ，一部分光被样品的倍频及合频振摇所吸收 ，未被吸收的光由样品反 射回检测器 。
典型的近红外反射光谱可以通过计算 ， 并以 l g（ 1/R） 对波长或波数作图得到 。
R=I/I r
A R=lg（ 1/R） =lg（ Ir/I）
式中 ： I 为从样品漫反射回的光强度 ； Ir 为从背影或参考物质表面反射回的光强度 。
四 、 影响近红外光谱的主要因素
影响近红外光谱的主要因素有样品温度 、样品的含水量和残留溶剂 、样品厚度 、样品的光 学性质 、 多晶型和样品的实际贮存时间等 。
五 、 应用近红外分光光度法进行定性 、 定量分析的基本要求
（ 一 ） 定性分析
首先建立参考谱库 ，然后进行数据预处理和数据评估 ，最后对数据库的专属性和耐用性进 行验证 。
1、 参考谱库的建立
记录适宜数量批数的某物质的谱图 ，这批物质必须按照建立好的质量标准已进行了全面的 测试 ，并包含了该 物质的各种信息（ 如生产企业 、物理形态 、粒度等的不同 ）。
该套光谱各种 鉴别信息 ， 据此可用该谱库对被测物质进行鉴别 。
2、 数据预处理
建立一个分类或校正模型前 ，必须对谱图进行某种数学预处理 ，典型的方法有多元散射校 正 、 K ub el ka-M un k 变换 ， 能使噪声降低的谱图压缩技术以及谱图一阶或二阶导数的数学计算法 。
在某些情况下采用归一化法 。
做任何数学转换时必须防止基础信息丢失或人为信息的引入 ，因 此在所有情况下使用数学转换的合理性必须用文件阐明 。
3、 数据评估
数据评估是将被测物质的谱图在数学相关性或其他相应的算法 基础上直接与谱库中单一
或平均参考谱图比较 。
有多种不同的计算方法 ： 主成分分析与聚类分析样联用 、 S IMC A（ s of t
i nd ep en de nt m od el in g cl as s an al og y） 及近外红外仪器中使用的其他软件 。
4、 数据库的验证
（ 1） 专属性
专属性的验证系指利用数据库鉴别阳性化合物时能给出正确的结果 ，并足地区分阴性化合 物 。
应使用一些与谱库中的物质在化学结构上相近的物质进行桃战性验证 ，验证结果应能将这 些物质与谱库中的物质区分 。
对谱库中有代表性而未用于建库（ 如不同批次 、混合样 ）的同类 样品 ， 进行验证 时应能给出阳性结果 。
（ 2） 耐用性
在预处理和校正算法的参数没有改变的情况下 ，考查分析中正常操作条件有微小变化的影 响 ：
① 不同操作者 ， 环境条件 （ 如实验室中的温度 、 湿度 ） 变化的影响 。
② 样品温度 、 样品在光学窗口的位置 、 探头的深度以及被测物质的包装状况的影响 。
③ 仪器部件或进样装置的更换 。
（ 二 ） 定量分析
首先建立一个校正模型的参考谱库 ， 然后进行数据的预处理 ， 最后进行方法学验证 。
1、 校正模型的参考谱库的建立
首先记录某指标含量已知 ，适宜数量样品的光谱集 ，然后建立近红外光谱与样品某指标含 量联系 起来的数学模型 。
可以使用任何一个经过校正 、能够清楚而确切地由数学表达并给出正 确结果的定量校正方法 ， 常用的方法有多元线性回归法 、 主成分回归法和偏最小二乘法等 。
2、 数据的预处理
系指近红外谱图数据的数学变换 ，目的是在建立校正模型前增强光谱特征和（ 或 ）去除（ 或 降低 ） 不需要的变异源 。
根据应用目的可选择适宜的数据预处理和校正算法 。
3、 方法学验证
近红外定量分析的方法学验证与其他分析方法的要求相似 。
对于每一个被验证的参数 ，其 可被接受的限度范围必须与该方法应用的目的一致 。
通常应考虑专属性 、线性 、范围 、准确度 、 精密度 、 耐用性和界外点 。
六 、 近红外模型的经常性评价
当被测物制裁物理性质发生改变 ，或物质的来源改变时均有必要对已建立的定量模型进行 再验证 。
当产品组成发生变化 、生产工艺发生改变及原料的来源（ 或级别 ）发生改变时 ，则需 要对已建立的定量模型进行再验证 。
七 、 近红外模型的传递
当近红外模型传递到另一台仪器上时 ，必须考虑仪器型号 、数据格式 、光谱范围 、数据点 数量 、光谱分辨率等 。
必须用有代表性的样品（ 样品数量依据模型确定 ）在一台仪器上建立模 型 ，这批样品分别在建立模型仪器和另一台仪器扫描光谱 ，用建立模型仪器上所建立 的模型分 别预测两台仪器扫描的光谱 ，对两台仪器测定结果进行统计检验 ，以确证该模型在另一仪器上 是否有效 ， 否则另一台仪器所使用的模型应予重建 。