近红外光谱概述
近红外光谱技术概述
近红外光谱技术概述近红外光(Near-infrared)是指波长在780〜2500nm 范围内的电磁波，属于非可见光区域。
习惯上又将近红外光划分为近红外短波(780〜1100nm)和长波(1100〜2500nm)两个区域。
NIR 技术可通过测定样品的NIR 光谱，同时分析样品中的多种成分。
在近红外谱区，光的频率与有机分子中C-H , O-H , N-H 等振动的合频与各级倍频一致，因此通过有机物的近红外光谱可以取得分子中C-H , O-H , N-H 的特征振动信息。
由于近红外光谱的谱带较宽，谱图重叠严重，不能用特征峰等简单方法分析，需要运用计算机技术与化学计量学方法。
近红外光谱的发展大致可以分为5个阶段，50年代以前人们对近红外光谱已有初步的认识，但由于缺乏仪器基础，尚未得到实际应用；进入50 年代，随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作，近红外光谱技术在农副产品分析中得到广泛应用；到60 年代中期，随着各种新的分析技术的出现加之经典近红外光谱分析暴露的灵敏度低、抗干扰性差的弱点，近红外光谱进入一个沉默的时期，除在农副产品分析中开展一些工作外，新的应用领域几乎没有拓展；80年代以后，随着计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学学科的发展，通过化学计量学方法在解决光谱信息的提取及背景干扰方面取得良好效果，加之近红外光谱在测样技术上所独有的特点，使人们重新认识了近红外光谱的价值，数字化光谱仪器与化学计量学方法的结合形成了现代近红外光谱技术。
进入90 年代，近红外光谱在工业领域中的应用全面开展，由于近红外光在常规光纤中良好的传输特性，使近红外光谱在线分析领域得到很好应用，并取得极好的社会和经济效益，从此近红外光谱步入一个快速发展的时期。
近红外光谱技术的特点。
近红外光谱知识科普
近红外光谱知识科普全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：近红外光谱是一种应用广泛的光谱学技术，它可以用来研究物质的结构和性质，同时也在很多领域发挥着重要作用。
本文将介绍近红外光谱的基本原理、应用领域以及未来发展方向，希望能够帮助读者更好地了解这一技术。
近红外光谱是一种利用近红外光（波长范围一般在700-2500纳米）与物质相互作用来获取信息的技术。
近红外光谱仪通常由光源、样品室、光学系统和检测器等部分组成。
在近红外光谱分析中，样品受到近红外光的照射后，会发生吸收、散射或反射，这些现象会导致光的强度或波长发生变化，通过检测这些变化可以获取样品的光谱信息。
近红外光谱在很多领域都有着广泛的应用。
在食品工业中，近红外光谱可以用来检测食品的成分、营养价值和品质，帮助生产商保证产品的质量。
在药物研发领域，近红外光谱可以用来分析药物的成分和结构，指导新药的设计和研发过程。
在环境监测和地质勘探领域，近红外光谱可以用来检测空气、水、土壤中的有害物质，帮助保护环境。
此外，近红外光谱还被广泛应用于农业、化工、医学等领域。
近红外光谱技术的发展一直在不断推进。
随着光谱仪器的不断改进和智能化技术的应用，近红外光谱分析的速度和精度得到了显著提高。
未来，近红外光谱技术有望在医疗诊断、生物医药领域得到更广泛的应用，为人类健康和生活质量的提升做出更大的贡献。
总结起来，近红外光谱是一种强大的光谱学技术，具有广泛的应用前景和发展潜力。
通过继续开展研究和技术创新，近红外光谱技术将在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的发展带来更多的益处。
希望本文可以帮助读者更好地了解近红外光谱技术，促进其在不同领域的应用和发展。
【仅供参考】。
第二篇示例：近红外光谱（Near-Infrared Spectroscopy, NIR）是一种在近红外波段（波长约700-2500纳米）范围内进行光谱分析的技术方法。
近红外光谱技术广泛应用于农业、医药、食品工业、环境监测等领域，具有快速、准确、非破坏性、无需样品预处理等优点。
现代近红外光谱技术及应用进展
现代近红外光谱技术及应用进展一、本文概述近红外光谱（Near-Infrared Spectroscopy，NIRS）是一种基于物质对近红外光的吸收和散射特性的分析技术。
近年来，随着光谱仪器设备的不断改进和计算机技术的飞速发展，现代近红外光谱技术在分析化学、生物医学、农业食品等领域的应用日益广泛。
本文旨在综述现代近红外光谱技术的最新进展，特别是在仪器设备、数据处理方法、化学计量学以及应用领域的最新发展。
文章首先介绍了近红外光谱的基本原理和技术特点，然后重点论述了现代近红外光谱技术在不同领域的应用实例和取得的成果，最后展望了未来发展方向和潜在应用前景。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的现代近红外光谱技术及应用进展的概述。
二、现代近红外光谱技术的理论基础现代近红外光谱技术，作为一种高效、无损的分析手段，其理论基础源自电磁辐射与物质相互作用的原理。
近红外光谱区域通常是指波长在780 nm至2500 nm范围内的电磁波，其能量恰好对应于分子振动和转动能级间的跃迁。
因此，当近红外光通过物质时，分子中的化学键和官能团会吸收特定波长的光，产生振动和转动跃迁，从而形成独特的光谱。
现代近红外光谱技术的理论基础主要包括量子力学、分子振动理论和光谱学原理。
量子力学为近红外光谱提供了分子内部电子状态和行为的基本描述，而分子振动理论则详细阐述了分子在不同能级间的跃迁过程。
光谱学原理则将这些理论应用于实际的光谱测量和分析中，通过测量物质对近红外光的吸收、反射或透射特性，来获取物质的结构和组成信息。
现代近红外光谱技术还涉及到光谱预处理、化学计量学方法以及光谱解析等多个方面。
光谱预处理包括平滑、去噪、归一化等步骤，旨在提高光谱的质量和稳定性。
化学计量学方法则通过多元统计分析、机器学习等手段，实现对光谱数据的深入挖掘和信息提取。
光谱解析则依赖于专业的光谱数据库和算法，对光谱进行定性和定量分析，从而确定物质中的成分和含量。
近红外光谱
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三、近红外光谱定量及定性分析
3.1近红外光谱的定量分析
3.2近红外光谱的定性分析
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3.1近红外光谱的定量分析
近红外光谱的定量分析就利用化学分析 数据和近红外光谱数据建立模型，确定 模型参数，然后以这个模型去定量预测 某些信息（如浓度）的方法。
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定量分析过程具体步骤如下：
1．选择足够多的且有代表性的样品组成校 正集； ２．通过现行标准方法测定校正模型样品 的组成或性质； ３．测定校正模型样品的近红外光谱；
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1.3近红外光谱分析技术的特点
1）分析速度快，测量过程大多可在1min 内完成。因此在日常分析中，包括了样 品准备等工作时间，在5min以内即可得 到数据。近红外光谱分析技术的另一个 特点是通过样品的一张光谱，可以测得 各种性质或组成。 2)适用的样品范围广，通过相应的测样器 件可以直接测量液体、固体、半固体和 胶状体等不同物态的样品光谱。
近红外光谱记录的是分子中单个化学键 的基频振动的倍频和合频信息，它常常 受含氢基团X-H（X-C、N、O）的倍频 和合频的重叠主导，所以在近红外光谱 范围内，测量的主要是含氢基团X-H振动 的倍频和合频吸收。
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不同基团(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。
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虽然建立模型所使用的样本数目很有限， 但通过化学计量学处理得到的模型应具有 较强的普适性。对于建立模型所使用的校 正方法，视样品光谱与待分析的性质关系 不同而异，常用的有多元线性回归、主成 分回归、偏最小二乘法、人工神经网络和 拓扑方法等
现代近红外光谱技术及应用进展
现代近红外光谱技术及应用进展近红外光谱技术是一种快速、高效、无损的分析技术，广泛应用于化学、食品、药物等领域。
尤其是随着科学技术的发展，现代近红外光谱技术在样品制备、光谱采集、数据处理等方面都有了显著的提升，极大地扩展了近红外光谱技术的应用范围。
近红外光谱是指介于可见光和中红外光之间的电磁波，波长范围为700-2500nm。
现代近红外光谱技术利用近红外光子的能量和量子力学中的跃迁原理，通过对样品进行照射，使样品中的分子吸收近红外光子的能量后从基态跃迁到激发态，再返回基态时发出特征光谱。
通过对特征光谱进行定性和定量分析，可以获取样品的组成、结构和性质等信息。
化学分析：现代近红外光谱技术在化学分析领域的应用主要体现在有机物和无机物的定性和定量分析上。
例如，利用近红外光谱技术对石油样品进行定性和定量分析，可以有效地识别石油中的不同组分，同时也可以对石油中的含硫量、含氮量等进行快速准确的测定。
食品质量检测：在食品质量检测方面，现代近红外光谱技术可以用于食品成分分析、食品质量评估和食品掺假检测等。
例如，利用近红外光谱技术对奶粉进行检测，可以快速准确地检测出奶粉中的蛋白质、脂肪、糖等主要成分的含量。
药物研究：现代近红外光谱技术在药物研究方面的应用主要体现在药物成分分析、药物代谢研究和药物疗效评估等方面。
例如，利用近红外光谱技术对中药材进行检测，可以快速准确地测定中药材中的有效成分含量，为中药材的质量控制提供了一种有效的手段。
近年来，现代近红外光谱技术在国内外都取得了显著的研究进展。
在国内，中国科学院上海药物研究所利用近红外光谱技术对中药材进行有效成分的快速检测，取得了重要的成果。
国内的一些高校和研究机构也在近红外光谱技术的研究和应用方面开展了大量的工作，推动了近红外光谱技术的发展。
在国外，近红外光谱技术已经成为药物研发和食品质量检测的重要手段。
例如，荷兰的菲利普公司成功开发出了一款基于近红外光谱技术的药物代谢研究仪器，可以为新药的开发和疗效评估提供快速准确的数据支持。
近红外光谱
近红外光谱简介近红外光谱是一项用于分析物质结构和化学成分的非破坏性测试技术。
它在近红外光范围内测量物质的吸收和反射情况，通过光谱数据分析来识别和定量不同组分。
工作原理近红外光谱是基于近红外光（波长为700-2500纳米）与物质之间的相互作用。
当近红外光照射到样品表面时，一部分光会被样品吸收，一部分会被反射或散射。
通过测量光的吸收和反射情况，可以获得样品在不同波长下的吸收光谱或反射光谱。
应用领域近红外光谱在许多领域中得到了广泛应用，包括药物研发、食品安全、农业、化工等。
以下是一些常见的应用领域：1. 医药行业近红外光谱可以用于药物的质量控制、鉴别和定量分析。
通过建立样本库和光谱库，可以对药物的成分和纯度进行快速检测，确保药物的质量和安全性。
2. 食品行业近红外光谱可以用于食品成分的分析和检测。
通过快速扫描样品的光谱，可以确定食品的成分、含量和品质。
例如，在奶制品行业中，近红外光谱可以用来检测脂肪、蛋白质和乳糖的含量。
3. 农业近红外光谱可以用于农产品的快速检测和质量评估。
通过测量农产品样品的光谱，可以确定其水分、脂肪含量、营养成分等重要指标，帮助农民和食品生产商进行农产品品质的控制。
4. 化工在化工生产过程中，近红外光谱可以用于原料和成品的在线监测和控制。
通过实时测量光谱，可以及时发现产品中的异常情况，并采取相应的调整措施，提高生产过程的效率和质量。
仪器设备进行近红外光谱分析通常需要一台近红外光谱仪器。
近红外光谱仪器一般由光源、样品室、光谱检测器和数据处理软件等部分组成。
光源通常采用近红外光泵浦二极管或近红外光纤激光器。
样品室一般为可调节的样品台，可以容纳不同尺寸和形状的样品。
光谱检测器可以是稳定、高灵敏度的光电二极管或光电倍增管。
数据处理软件可以对采集到的光谱数据进行处理、分析和可视化。
数据处理与分析近红外光谱数据处理和分析是利用数学和统计方法对光谱数据进行解释和推断。
常见的数据处理和分析方法包括：1. 光谱预处理光谱数据通常需要进行预处理，以去除杂散光、噪声和仪器漂移等干扰。
近红外光谱rpd-概述说明以及解释
近红外光谱rpd-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述随着科学技术的不断进步和人类对事物认识的不断深化，近红外光谱技术作为一种非破坏性、无接触、快速、准确、可重复性好的分析检测方法，在农业领域得到了广泛应用。
近红外光谱技术以其独特的物理特性和高度灵敏的分析能力，为农业种植、育种、病虫害检测、食品质量检测等方面提供了有力的支持。
近红外光谱技术基于物质与电磁波的相互作用原理，通过测量物质在近红外波段的吸收、反射和散射特性，获取物质的光谱信息。
通过对物质光谱进行分析和处理，可以推断出物质的组分、结构和性质等关键信息。
这使得近红外光谱技术在农业领域的应用变得无比重要和有益。
在农业生产领域，近红外光谱技术已经广泛用于对农作物品质、营养成分、水分含量、疾病害虫的快速检测和分析。
通过非破坏性的近红外光谱分析手段，可以准确、快速地对作物的成熟度、病虫害情况等进行检测评估，为农业生产提供科学依据和决策支持。
此外，近红外光谱技术在农业领域的应用还包括农产品质量检测、土壤养分分析、农药残留检测等方面。
通过测量近红外光谱与农产品的相互作用，可以检测和评估农产品的质量指标，如含水量、营养成分、残留农药等。
这为农产品的质量控制和食品安全提供了可靠手段。
尽管近红外光谱技术在农业领域的应用已取得了显著的成果，但也面临着一些挑战和困难。
比如，如何优化光谱数据处理算法，提高分析的准确性和稳定性；如何降低设备成本，提高仪器的可靠性和使用便捷性；如何加强标准化管理和监测体系建设，确保检测结果的可靠性和可比性等。
对于这些挑战，我们需要进一步研究和探索，以不断完善和拓展近红外光谱技术在农业领域的应用。
综上所述，近红外光谱技术在农业领域具有巨大的应用潜力和发展前景。
通过充分发挥近红外光谱技术的优势，我们可以更好地满足农业生产和食品安全领域的需求，提高农业生产效率和质量，推动农业可持续发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构：本文主要由引言、正文和结论三个部分组成。
近红外光谱分析原理
近红外光谱分析原理近红外光谱分析是一种常用的无损检测技术，通过测量样品在近红外光波段的吸收和反射特性，来分析和鉴定物质的成分和性质。
本文将详细介绍近红外光谱分析的原理及其应用。
一、原理概述近红外光波长范围通常被定义为从780纳米到2500纳米，相对于可见光波长而言，在这一范围内物质对光的吸收较小。
近红外光谱分析利用了样品在这一波长范围内的吸收特性，通过测量样品对不同波长光的吸收程度来确定样品的成分和性质。
二、光谱仪构成近红外光谱仪通常由光源、样品接口、分光器、检测器和数据处理系统等组成。
光源产生近红外光，样品接口将光传递到样品上，并接收样品反射或透射的光信号。
分光器将光信号按照波长进行分离，并送入检测器进行信号检测。
最后，数据处理系统对检测到的光谱信号进行处理和分析。
三、样品制备近红外光谱分析的样品制备通常较为简单，大部分样品可以直接使用而无需特殊处理。
对于液体样品，可以直接放入透明的试剂盒或玻璃杯中进行测量；对于固体样品，通常需研磨成粉末或制备成透明的薄片，以确保光线可以透过样品进行测量。
四、光谱采集与分析光谱采集是近红外光谱分析的核心步骤，通过扫描一定波长范围内的光信号，得到样品在每个波长下的吸收光谱。
光谱分析可以通过两种方式进行：定性分析和定量分析。
定性分析通过与已知光谱库进行比对，判断样品的成分和特征。
光谱库中包含了不同物质的已知光谱特征，在采集到的光谱与光谱库进行匹配后，可以确定样品中是否含有特定物质。
定量分析则是通过建立样品的光谱特征与样品成分之间的数学模型，来估计或测定样品中的化学成分含量。
通常使用统计学方法和化学计量学模型进行定量分析。
五、应用领域近红外光谱分析在许多领域中得到广泛的应用。
例如，在农业中，可以通过近红外光谱分析检测农产品中的水分、蛋白质、糖分等成分，用于判断产品的质量和品种；在药品制造中，可以利用近红外光谱分析检测药品中的有效成分含量，用于质量控制；在环境监测中，可以通过近红外光谱分析检测土壤和水体中的污染物含量，用于环境保护等。
近红外光谱的原理及应用
近红外光谱的原理及应用前言近红外光谱是一种非破坏性的分析技术，被广泛应用于物质组分的测定、质量控制和环境监测等领域。
本文将介绍近红外光谱的原理及其在不同领域的应用。
一、近红外光谱的原理近红外光谱是指在波长范围为700 nm到2500 nm之间的光线所显示的谱图。
其原理基于物质吸收、散射和反射的特性。
近红外光谱仪通过收集样品对近红外光的吸收、散射或反射来获得样品的光谱信息。
其原理可简单总结为以下几个步骤：1.光源发出宽谱带光线，经过透镜或光纤导入光谱仪中。
2.经过光栅或棱镜的分光作用，将光线分解成不同波长的光，形成光谱。
3.样品与光谱仪中的探测器之间形成一个封闭的光学系统。
4.样品与光线相互作用，发生吸收、散射或反射。
这些相互作用引起光强度的变化。
5.光谱仪中的探测器记录这种光强度的变化，从而得到样品的光谱图。
二、近红外光谱的应用近红外光谱因其快速、非破坏性和高效的特点，在许多领域都有广泛的应用。
以下是近红外光谱在不同领域的应用示例：1. 食品行业•食品成分分析：近红外光谱可以用于分析食品中的脂肪、蛋白质、糖类等成分的含量，从而用于质量控制和产品检测。
这种非破坏性的分析方法可以避免传统化学分析所需的样品处理和分解过程。
•食品质量检测：通过比对样品近红外光谱与标准样品的光谱，可以检测食品中的变质程度、添加剂是否合格等质量指标。
2. 化工行业•原料组分分析：近红外光谱可以用于化工原料的成分分析，通过建立光谱与成分之间的关系模型，可以快速准确地确定原料的组分及其含量。
•反应过程监测：近红外光谱可以在线监测化工反应过程中的物质变化，实时掌握反应过程的动态信息，从而进行优化和调控。
3. 医药领域•药品质量控制：近红外光谱可以用于药品质量的快速检测和分析。
通过建立药品光谱与其成分、含量之间的关系模型，可以对药品进行快速准确的质量控制。
•药物研发：近红外光谱可以用于药物研发过程中的原料药分析、反应过程监测等，加快药物研发的速度和效率。
近红外光谱的工作原理阐述
近红外光谱的工作原理阐述近红外光谱（NIR）是一种非常重要的光谱技术，可以用于材料、食品、制药和医学等领域的分析和质量控制。
本文将介绍近红外光谱的基本原理、实现方法和应用。
近红外光谱的基本原理近红外光谱是在800 nm至2500 nm波长范围内测量物质的吸收光谱的技术。
这个波长范围对应了光学中的近红外区域，即可见光谱和红外光谱之间的区域。
相比于传统的红外光谱，近红外光谱有很多优点。
它不需要样品的准备和处理，可以对样品进行非破坏性的分析，还可以在不同的状态下实时监测样品。
近红外光谱的工作原理基于分子吸收光谱。
当近红外光照射到样品上时，样品中的分子会吸收一部分光子的能量。
这些能量会使分子的振动产生改变，从而导致部分光子被散射、透射或吸收。
吸收的光子数量与分子含量的多少有关，因此可以通过比较不同样品的吸收光谱来得到它们分子组成的差异。
近红外光谱的实现方法近红外光谱的实现方法主要有两种：透射模式和反射模式。
在透射模式中，样品被置于两个特定光学材料之间，光线透过样品后到达检测器，被检测器测量。
透射模式一般用在对液体和固体的分析中。
在反射模式中，样品就位于光源和检测器之间，光线透射到样品表面后被反射回来，经过检测器测量。
反射模式适用于粉末、纤维和其他固体样品。
近红外光谱的应用近红外光谱的应用非常广泛，包括材料、食品、制药和医学等领域。
下面是几个常见的应用案例：食品近红外光谱可以用于食品成分分析和检测。
它可以检测食品中含有的各种成分，如蛋白质、脂肪、糖和水等，并且可以检测到食品的质量和成熟度。
医学近红外光谱可以用于医学诊断和生物医学研究。
它可以测量人体血液中的葡萄糖和氧气含量，也可以检测癌症细胞和其它细胞的成分。
制药近红外光谱可用于药物质量控制、成分分析和纯度检测等领域。
它可以测量药品各种成分的含量，检测药品的制备过程和纯度。
总之，近红外光谱作为一种非破坏性的分析技术，在材料科学、食品工艺学、医疗诊断和制药开发等领域被广泛应用。
近红外分析原理
近红外分析原理近红外（NIR）光谱分析技术是一种非破坏性的分析方法，广泛应用于食品、药品、化妆品、农业、环境监测等领域。
本文将介绍近红外分析的原理，并探讨其在实际应用中的优势和挑战。
一、近红外光谱分析原理概述近红外光谱（NIR）是指介于可见光和红外光之间的电磁波。
与红外光谱相比，近红外波长范围更窄，通常介于700纳米到2500纳米之间。
近红外光具有高穿透性和强信号特征，在吸收、散射和反射过程中具有特定的光学特性。
二、近红外分析原理详解近红外分析是基于样品对近红外光的吸收特性进行定性和定量分析的方法。
当近红外光照射样品时，部分光会被样品吸收，而另一部分光会穿透并被探测器测量。
吸收的光谱特征与样品的物理化学性质相关联，可以通过建立光谱库或数学模型来解释和预测样品的成分、质量和特性。
近红外分析方法通常分为定性分析和定量分析两种。
1. 定性分析：通过比较待测样品的光谱特征与已知物质的光谱库相匹配，确定样品的成分或特性。
近红外光谱能够捕捉到物质的结构、键合和官能团等信息，通过光谱匹配可以快速准确地鉴别样品。
2. 定量分析：利用数学建模方法，通过建立样本的光谱与含量之间的定量关系，预测未知样品的含量。
这种方法需要建立多元线性回归模型或偏最小二乘回归模型，进行定量分析。
三、近红外光谱分析的优势和挑战近红外分析具有以下优势：1. 非破坏性：近红外光谱分析无需对样品进行处理或破坏性试验，可以保持样品的完整性。
2. 快速性：近红外光谱仪器操作简便，数据获取快速，可以在短时间内获得大量样品的光谱数据。
3. 多样性：近红外光谱可以应用于多种样品类型，包括液体、固体和气体等。
4. 多组分分析：近红外分析可以同时检测多个组分，提高分析效率。
然而，近红外光谱分析技术也存在一些挑战：1. 样品干扰：样品的颜色、湿度、温度等因素可能对近红外光谱产生影响，需要进行校正和修正。
2. 光学路径：样品的形状和厚度可能会对光谱信号的强度和形状产生影响，需要考虑样品的光学路径。
近红外光谱原理
近红外光谱原理
近红外光谱是一种分析技术，可用于材料的组成分析和质量控制。
它基于物质在近红外波段的光谱特征，通过测量样品吸收、反射或透射近红外光的强度来获得样品的光谱图像。
近红外光谱原理主要包括以下几个方面：
1. 光源：近红外光谱仪通常使用白炽灯或卤素灯作为光源，其辐射范围涵盖了近红外波段。
2. 多通道光栅：为了获得样品在不同波长上的吸收或反射光强度，近红外光谱仪通常采用具有多个光栅的光谱分析器。
每个光栅对应一个波长，通过旋转不同的光栅可实现光谱的扫描。
3. 采集样品光谱：样品可通过吸收、反射或透射光栅发射的光来获得其光谱。
对于固体样品，通常将样品置于透明的窗口上，使近红外光能够穿过样品；对于液体样品，则可以直接将光束照射于液体样品。
4. 光谱解析：光谱仪将采集到的光谱图像转换为数字信号，并进行光谱解析处理。
通过应用数学算法，可以对光谱进行分析和处理，以获得样品的组成信息。
5. 数据处理：在获得样品的吸收光谱后，可以通过比较样品的吸收光谱与基准光谱进行定性或定量分析。
也可以利用模型建立样品的光谱与样品特性之间的关系，实现定量分析和质量控制。
通过近红外光谱技术，可以快速、非破坏性地分析和检测各种样品，例如农产品、药品、化妆品等。
其优点包括操作简便、测量速度快、无需制备样品等，因此近红外光谱在工业生产和实验室分析中得到了广泛应用。
近红外光谱基础
近红外光谱（Near Infrared Spectroscopy，NIRS）是一种常用的光谱分析技术，它利用近红外光的吸收和散射特性，对样品中的有机分子和无机物质进行快速、无损的分析。
近红外光谱技术在多个领域都有广泛的应用，如农业、食品、医药、化工等。
近红外光谱的基础主要包括以下几个方面：光谱原理：近红外光是指波长在700-2500纳米的电磁波，具有较高的能量。
在近红外区域，样品中的有机分子和无机物质的电子跃迁主要以n-π和π-π跃迁为主，因此对样品中的有机分子和无机物质具有较好的吸收特性。
此外，近红外光在样品中的散射特性也可以被用来进行样品的分析。
仪器设备：近红外光谱仪器主要由光源、单色器、样品池、检测器等组成。
其中，光源一般采用近红外发光二极管或激光器；单色器一般采用光栅或滤光片；样品池一般采用石英或玻璃材质；检测器一般采用硅光电二极管或铟镓砷化物（InGaAs）检测器。
数据处理技术：近红外光谱数据一般需要进行预处理和数据分析。
预处理主要包括背景消除、平滑处理、基线校正等，以提高光谱数据的精度和信噪比。
数据分析主要包括谱图解析、谱图比较、定量分析和定性分析等。
谱图解析主要是对谱图进行峰识别和归属，定量分析主要是利用谱图中的特征峰对样品中的组分进行定量分析，而定性分析则是利用谱图比较等方法对未知样品进行归属和分类。
应用领域：近红外光谱技术在多个领域都有广泛的应用，如农业、食品、医药、化工等。
例如，在农业领域中，可以利用近红外光谱技术对作物中的氮、磷、钾等营养成分进行快速、无损的检测；在食品领域中，可以利用近红外光谱技术对食品中的脂肪、蛋白质、糖分等成分进行快速、无损的检测；在医药领域中，可以利用近红外光谱技术对药物的有效成分进行快速、无损的检测；在化工领域中，可以利用近红外光谱技术对化工产品中的有机物、无机物进行快速、无损的检测。
总之，近红外光谱技术是一种快速、无损的分析技术，具有广泛的应用前景。
化学计量学方法在近红外光谱分析中的应用
化学计量学方法在近红外光谱分析中的应用摘要：近年来，近红外光谱的应用前景越来越广泛，利用近红外光谱技术分析样品凸显了多种应用优势，在近红外光谱分析中引进化学计量学方法，能够有效消除近红外光谱模型的干扰因素，提高光谱分析的可靠性。
基于此，本文深入分析了近红外光谱这一概念，为化学计量学方法在其中的应用，提出几点建议。
关键词：化学计量学方法、近红外光谱分析、应用一、近红外光谱概述近红外光谱分析技术是一种有效的分析手段，分析速度快，可以实现过程的在线定量分析，在待测样品的物理制备过程中，不会参与化学干预，近红外光谱分析技术对样品无化学污染。
仪器操作简便，测量过程误差影响因素少，测量的准确度能够满足使用需求。
近红外光谱技术在生物医学领域体现了强大的发展潜力，能够用于生物反应过程的研究与检测，获取重要变量参数，辅助于生物体组织的研究，技术对组织的透过性好，可以对生物体进行非破坏、非介入的分析。
近红外光谱技术在现阶段发展已经相对成熟，但分析仪器的成本相对较高，定量分析的精度容易受其他因素影响，充分配合化学计量学方法，能够有效提高模型的稳定性与精度，减轻外界因素对定标模型的干扰问题。
二、化学计量方法在近红外光谱分析中的应用（一）光谱预处理算法光谱预算处理法是提高近红外光谱模型预测效果的一种方法，在近红外光谱采集到的光谱信息中容易掺杂无关信息与噪声，为了减少噪声成分，消除光谱中的背景干扰，可采取光谱预处理算法提高信号信噪比。
根据实际分析过程中所获取光谱数据的情况，选择不同预处理的方法和组合，调整每个测量变量的可变性和关系，使预处理方法对数据起到良好的“清洗”作用。
例如，在近红外光谱分析中，可以从不同的角度针对性选择光谱预处理算法。
近红外光谱每种信号的分析背景不同，在选择算法时需要结合实际信号特征，如Savitzky-Golay算法，可以对窗口范围中心及边缘范围的光谱数据施加大小权重，从而对数据进行平滑，提高分析效果。
细胞近红外光谱
细胞近红外光谱
近红外光谱是一种用于分析细胞和组织成分的技术，它利用了介于可见光和中红外光之间的电磁波。
近红外光谱技术主要依赖于分子振动光谱的原理，通过测量细胞或组织样本对近红外光的吸收情况，可以获得有关其化学成分和结构信息的数据。
这种技术具有以下特点：
1. 非破坏性：近红外光谱分析是一种非侵入性的检测手段，可以在不损害样品的情况下进行多次测量。
2. 快速检测：近红外光谱仪能够迅速获取光谱数据，适合实时或在线分析。
3. 多组分分析：可以同时分析样品中的多种成分，包括有机分子、水分等。
4. 成本效益：相对于其他光谱分析技术，近红外光谱仪器的维护成本较低。
5. 应用广泛：在食品工业、农业、制药、石油化工等领域都有广泛的应用。
总的来说，近红外光谱技术是一种强大的分析工具，它在细胞学和分子生物学研究中提供了重要的结构和功能信息。
近红外光谱原理
近红外光谱原理答：近红外光谱（NIR）是一种重要的光谱分析技术，广泛应用于化学、材料科学、生物学和医学等领域。
本文将介绍近红外光谱的基本原理，包括物质对光的吸收和散射、分子振动和旋转、能量转移和跃迁、多重散射和反射以及化学计量学分析等方面。
1. 物质对光的吸收和散射近红外光谱是一种基于物质对光的吸收和散射的分析方法。
在近红外区域，物质的吸收主要取决于分子中电子的迁移和振动。
不同的分子结构和化学键在不同波长的近红外光下具有不同的吸收特征，因此可以通过测量物质在近红外区域的透射、反射和散射等特征来获取其化学组成和结构信息。
2. 分子振动和旋转在近红外光谱中，分子振动和旋转也是重要的光谱活性。
分子振动是指分子内部原子的振动，其频率通常在近红外区域。
这些振动的能量与近红外光的能量相匹配，因此分子在近红外光下可以吸收光能并转换为热能或其他形式的能量。
分子的旋转也具有类似的特性，不同之处在于它们涉及的是整个分子的旋转而不是内部原子的振动。
3. 能量转移和跃迁在近红外光谱中，能量转移和跃迁也是重要的过程。
这些过程通常涉及电子或原子的激发和能级跃迁，可以导致光吸收或光散射。
例如，某些物质在近红外光下可以吸收光能并转移到其他物质上，这种能量转移通常是由于不同分子或化学键之间的相互作用所致。
4. 多重散射和反射除了上述过程外，近红外光谱还受到多重散射和反射的影响。
当光线通过样品时，它可能会遇到不同的分子和化学键，导致散射和反射。
这些散射和反射会影响光线的传播方向和强度，从而影响近红外光谱的测量结果。
在某些情况下，这些效应可能会导致光谱畸变或背景干扰，需要采用适当的实验技术和数据处理方法进行校正和处理。
5. 化学计量学分析化学计量学是一种利用数学和统计学方法分析化学数据的学科。
在近红外光谱分析中，化学计量学方法可用于建立模型、预测和分析化学计量学数据。
例如，可以通过建立偏最小二乘法（PLS）模型来预测样品的性质或组成，或者利用支持向量机（SVM）等方法进行分类和鉴别。
近红外光谱分析的原理
近红外光谱分析的原理近红外光谱分析是一种常用的非破坏性分析技术，通过对样品中吸收、反射或透射近红外光的特性进行测量和分析，从而确定样品的组成、结构或性质。
它广泛应用于医药、食品、化工、环保等领域，为科学研究和工业生产提供了重要的帮助。
本文将从原理的角度介绍近红外光谱分析的基本原理和应用。
一、近红外光的特性近红外光波长范围通常定义为750到2500纳米，位于可见光和红外光之间。
它具有较强的穿透性，并且能够被许多物质所吸收。
近红外光与物质相互作用后，会引起物质中化学键的振动和分子的转动。
这些振动和转动能够产生一系列特征性吸收峰，形成物质的近红外光谱图。
每种物质的近红外光谱都是独特的，因此可以通过比对样品的光谱与已知物质的光谱库进行定性和定量分析。
二、近红外光谱仪的原理近红外光谱仪由光源、样品池、光谱分析器和数据处理软件组成。
首先，近红外光源会发出连续谱的光束，经过透射、反射或散射后进入光谱分析器。
光谱分析器会选择特定的光谱范围并分离出不同波长的光，然后通过光电探测器将光信号转化为电信号。
最后，数据处理软件会将电信号转化为光谱图，并对光谱图进行分析和解释。
三、近红外光谱分析的应用1. 成分分析：近红外光谱可以通过测量样品中特定化学键的振动频率来确定样品的成分。
例如，在药品生产中，可以使用近红外光谱分析仪来快速准确地检测药品中的活性成分和杂质。
2. 定量分析：通过建立标准曲线或建立定量模型，可以利用近红外光谱分析仪对样品中某种成分的含量进行定量分析。
例如，在食品加工中，可以使用近红外光谱分析仪对食品中的脂肪、蛋白质和糖等成分进行快速准确的测量。
3. 质量控制：近红外光谱分析可用于监测和控制工业生产过程中的样品质量。
通过对样品进行在线或离线的近红外光谱分析，可以及时发现质量变化和异常情况，并采取相应措施。
4. 物性分析：近红外光谱分析可以用于研究材料的物理和化学性质。
例如，在纺织业中，可以使用近红外光谱仪来分析纤维的质地、密度和含水量等物性参数。
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★80 年代中后期至 90 年代中前期，应用“傅立叶变换”分光系统，但是由于干 涉计中动镜的存在，仪器的在线可靠性受到限制，特别是对仪器的使用和放置环 境有严格要求，比如室温、湿度、杂散光、震动等。“傅立叶变换”被称为第三代 分光技术。
程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性，尤其是外部防尘和内 置的温、湿度集成控制装置，大大提高了仪器的环境适应性，加之全固态集成设
计产生优异的避震性能，使其近年来在工业在线和现场（室外）分析中得到越来 越广泛的应用。
国外的主要厂家： 美国热电尼高力仪器公司、美国福斯公司、俄罗斯刘梅克斯公司、美国 Brimrose 公司、瑞典 Petern 公司等。 6、 国内仪器研制状况
中等
小麦粮食行业
可以说近红外光谱仪器在国内只是刚刚起步,和国外差距很大,尤其在市场 应用方面。
结束语：近红外光谱技术是在近红外仪器技术和近红外化学计量学的发展，就仪器而言，
通用型的近红外光谱仪在国内已经被国外厂家垄断，所以在国内开展专用型的近红外光谱
仪器更为实际。南京地质矿产所和南京中地仪器公司在国土资源部的和江苏省科技厅的项
产地、真伪鉴别
葡萄酒
乙醇，含糖量，有机酸，含氮值，pH 值等
白酒
原料中的水分，淀粉，支链淀粉；酒醅中的水分，pH 值，
淀粉和残糖等
啤酒
大麦原料中的水分，麦芽糖；啤酒中的乙醇和麦芽糖等
饮料（可乐、果汁等） 咖啡因，糖分，酸度，果汁真伪鉴别
调味品（酱油、醋等） 蛋白质，氨基酸总量，总糖，还原糖，氯化钠，总酸，总氮，
催化裂化汽油
重整汽油 裂解汽油 石脑油 柴油
高分子
航煤 润滑油 重油 原料 加工过程 产品
制药
原料 加工过程
其它
产品 临床医学
磷，添加剂中哇乙醇含量，预混料中维生素 A 尼古丁，水分，总糖，还原糖，多酚类，总氯，添加物，产 地鉴别，等级分类 咖啡因，水分，绿原酸，种类、产地鉴别，品质分级 糖分，酸度，维生素，水分，纤维素，品质分级，成熟度， 硬度 老嫩度，氨基酸、茶多酚、咖啡碱，水分，总氮，品质分级， 真假识别，品种鉴定。 水分、有机质和总氮含量，土壤分类 堆肥的品质和腐熟度 密度，实沸点蒸馏，浊点，油气比；油砂中沥青含量 烷类组成，水分，总热含量
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纺织
原材料
生产过程 造纸 煤炭 生物化工
制糖 日用品 油漆和墨水 环保 刑事鉴定
混纺织品中各成分含量，棉纤维中还原糖，纤维外油，纤维 的染色性，棉织物丝光度，羊毛髓化度，棉织物整理剂，二 醋酸纤维素醋化值，地毯纤维类别鉴定. 在线控制纺织品的染色过程，加速整个加工过程
★90 年代末，来自航天技术的“声光可调滤光器”（缩写为 AOTF）技术的问世， 被认为是“90 年代近红外光谱仪最突出的进展”， AOTF 是利用超声波与特定的 晶体作用而产生分光的光电器件，与通常的单色器相比，采用声光调制即通过超 声射频的变化实现光谱扫描，光学系统无移动性部件，波长切换快、重现性好，
近红外光谱概述
郑志忠、修连存 南京地质矿产研究所、南京中地仪器公司
光谱分析作为物质分析的一种重要方法，它们基于测量辐射的波长和强度，
并且可以进行定性定量分析。现在常用的有原子发射光谱分析、原子吸收光谱分
析、紫外吸收光谱分析、红外吸收光谱分析等。而这些分析中，近红外光谱分析
这几年发展迅速。现代近红外光谱（NIR）分析技术是近年来分析化学领域迅猛
目资助下成功地研制了便携式近红外光谱仪，具有超高的性价比。已成功的应用到了地质、
遥感、粮油和医药行业。
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BHKF-1 型便携式近红外光谱分析仪指标介绍 仪器指标：
光谱范围 1300~2500nm； 光谱带宽：优于 7nm； 光谱扫描分辨率：2nm； 波长准确度：优于±1nm； 波长重复性：优于±1nm； 信噪比：平均优于 2500：1，RMS 值优于 10000:1； 测量方式：积分球式漫反射 可测样品种类：固体和液体。（注：无需制样，无损测量） 仪器功耗：平均小于 20W(光源功耗 11W)； 仪器内部电池：连续使用大于 2 小时； 测量时间：30S~120S(根据所需情况可调整)； 通讯方式：USB1.1 和 RS-232 仪器体积：255*180*120mm（长*高*宽）； 仪器重量：4.5kg(含内部电池)
及其它谷类
油料作物品质检测 油料中蛋白质、水份、含油率、硫代、芥酸定量分析
饲料
干物质，粗蛋白，粗纤维，消化能，代谢能，氨基酸，植酸
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烟草
咖啡 水果，蔬菜
茶叶
石油炼制
土壤 其它 原油 天然气 汽油
成品汽油
能级跃迁类型
O-H,N-H 及 C-H 键的 备频吸收 分子中基团振动，分子 转动 分子转动，晶格振动
2、 近外光谱发展 早在 1800 年，William F Hershel 就发现在可见光区外侧存在人肉眼观察不
到的电磁辐射，他把这种电磁辐射定义为红外光（Infrared）；到 18 世纪末和 19 世纪初，W W Coblentz 自己制作了一台手动的红外光谱仪，并应用它测定了几 百个化合物 1~15um 光谱区的红外光谱，他发现每种化合物都有其独特的光谱， 俗称这种光谱为化合物的“指纹”。19 世纪 50 年代中后期，随着简易型近红外 光谱仪器的出现及 Norris 等人在近红外光谱漫反射技术上做作的大量工作，掀起 了近红外光谱应用的小高潮，近红外光谱在测定农副产品的品质（如水分、蛋白 质、油脂量等）方面的广泛应用。进入 80 年代中后期，近红外光谱才真正为人 们所注意，使近红外光谱分析技术迅速得到推广，成为一门独立的分析技术。 3，近光谱特点
近年来，随着近红外仪器研究升温，在科技部门的大力支持下，开展了近红 外光谱测量仪的研究工作。目前现有国产近红外光谱仪器应有直接目标用于市场 的有：
研制单位
北京石油化工 研究院
仪器分光形 式
凹面光栅 CCD 摄谱
指标
波长： 800~1700nm 光谱分辨率:10nm 扫描速度:0.5S 信噪比:45dB 质量:>20Kg 类别:固定位置测 量设备
★90 年代中期，开始有了应用二极管阵列技术的近红外光谱仪，这种近红外光 谱仪采用固定光栅扫描方式，仪器的波长范围和分辨率有限，波长通常不超过
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1750nm。由于该波段检测到的主要是样品的三级和四级倍频，样品的摩尔吸收 系数较低，因而需要的光程往往较长。“二极管阵列”被称为第四代分光技术。
品质分级，真伪鉴别
乳制品（牛奶等） 乳糖，脂肪，蛋白质，乳酸，灰分，固体含量
玉米浆，蜂蜜
果糖，水分，葡萄糖，多醣类，偏振参数
食用油（花生、豆和 原料中油分含量；食用油中的脂肪酸，水分，蛋白质
烘焙食品（饼干、面 脂肪，蛋白质，水分，淀粉，面筋等；方便面油分
包等）
肉类（猪、牛、鸡肉， 蛋白质，脂肪，水分，各种氨基酸，脂肪酸，纤维素等，以
辛烷值（RON、MON），密度，芳烃，烯烃，苯含量，MTBE， 乙醇含量 辛烷值（RON、MON），PIONA（直链烷烃、异构烷烃，芳 烃，环烷烃和烯烃），馏程 辛烷值（RON、MON），芳烃碳数分布，馏程 辛烷值（RON、MON），二烯、二甲苯异构体含量 POINA，密度，分子量，馏程，乙烯的潜收率，结焦指数 十六烷值，密度，折光指数，凝点，闪点，馏程，芳烃组成 （单环、双环和多环） 冰点，芳烃，馏程 族组成，基础油粘度指数，粘度，添加剂 API 度，渣油中 SARA 族组成；沥青中蜡含量 纯度，水分，羟基含量等 聚合度，动力学、热力学性质测定，添加剂含量 共混、共聚物的组成，分子量，密度，熔融指数，等规度， 残余单体、溶剂，添加剂含量，粒度分布，力学性能，回收 废塑料类别鉴定等 原料药的主要活性成分，结晶状态、粒径、旋光性和密度， 鉴别中药材的真伪、产地和品质分级 混合均匀性，干燥过程水分，注射用产品灭菌，膜衣厚度， 粒径，主要成分和中间产物浓度，溶出度，药物中微生物定 性定量监测 主要成分，硬度，包装材料的鉴定，稳定性，真伪鉴定 全血或血清中血红蛋白载氧量、pH 值、脂肪酸、胆固醇、 蛋白质、葡萄糖、尿素等含量；无创血糖监测；尿液中尿素、 肌氨酸酐和蛋白质；皮肤中水分的测定；烧伤伤口分类；组 织氧含量；脑氧饱和度和血流动力学；细胞病理如癌细胞鉴 别
发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉
为分析“巨人”，已经成为被国外认为 20 世纪末仅次于计算机的普及一次重要革
命。
1、 红外光谱分类
红外光谱分类
名称
近红外（泛频区）
中红外（基本振动 区） 远红外（转动区）
λ / um 0.78~2.5 2.5~25 25~300
σ / cm−1 12820~4000 4000~400 400~33
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含内部电池重量） 平均功耗:<20W 类别:便携式野外 现场测量
真伪、粮油食品） 3、考古（古玉器、 古陶瓷和器皿的 现场无损检测分 析）
波长：
上海分析仪器 厂
光栅步进扫 描
1300~2500nm 光谱分辨率:2nm 扫描速度:<1 分钟 信噪比:60db 质量:<20Kg 平均功耗:<200W 类别:固定位置测 量设备