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近紅外光譜分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)今的近紅外光譜儀通常采用以下六種架構(gòu):
固定濾波器:這類儀器基于固定數(shù)量的波長進行測量,每種波長對應(yīng)濾光輪上特定的濾光片。濾光輪在不同濾光片之間轉(zhuǎn)動時進行讀數(shù)。
旋轉(zhuǎn)光柵/棱鏡:這類儀器利用電機在單點探測器上移動光柵分散的輸出(波長)。
FT-NIR:這類儀器利用邁克耳孫干涉儀技術(shù)的傅立葉交換性質(zhì),通過移動的鏡面創(chuàng)造能夠與某個光譜形成數(shù)學(xué)相關(guān)的干涉圖樣。
線陣探測器:這類儀器利用光柵在元素數(shù)量為256或512以上的一維線性像素陣列上分散波長。
線性漸變?yōu)V光器:這類儀器利用線陣探測器前的漸變?yōu)V光元素,使特定波長能夠影響每個像素元素。
DLP?技術(shù):數(shù)字微鏡器件(DMD)將光柵分散的光反射到單個像素探測器上。DMD可編程,且靈活度高,因此可按照任何順序或不同分辨率對波長進行采樣。整個過程只需一次掃描即可完成。
現(xiàn)在的近紅外光譜儀比前幾代產(chǎn)品要先進得多,具有微處理器控制、高精A/D采樣、光譜電算化(帶統(tǒng)計分析)等特性。不同架構(gòu)的使用模型也有所不同:
實驗室專用型:通常為的大型通用儀器。處理光譜數(shù)據(jù)的計算機可以是實驗室內(nèi)部設(shè)備,也可以是通過以太網(wǎng)或USB互聯(lián)的遠程設(shè)備。這些計算機可對海量數(shù)據(jù)進行處理,并在數(shù)秒之內(nèi)完成與分布式參考庫的對比。
便攜型:便攜式NIR光譜儀外形同實驗室小型版本類似,可以移動,通常配備110V交流電源或12V帶反相器電源,體積通常比午餐盒略大一些,可以放在卡車后擋板上,以供現(xiàn)場或工業(yè)環(huán)境(例如農(nóng)場或礦區(qū))中使用。
聯(lián)機型:這類專門化設(shè)備用于監(jiān)測工廠環(huán)境,通常具有特定用途。工廠安裝可能會在一條裝配線上包含多臺光譜儀,通過以太網(wǎng)或無線網(wǎng)連接到主控制設(shè)施。
手持型:手持式光譜儀的生產(chǎn)受到了廣泛關(guān)注,其特征是真正實現(xiàn)了便攜化,非常便于用戶使用。目前已推出電池供電式產(chǎn)品,體積與大型手鉆相近。這類產(chǎn)品的好處是,非常便攜,而且依靠內(nèi)置電源可以遠途使用。
近紅外光譜儀使用需要注意的事項
為防止儀器受潮而影響使用壽命,近紅外光譜儀商家強調(diào)紅外實驗室應(yīng)經(jīng)常保持干燥,即使儀器不用,也應(yīng)每周開機至少兩次,每次半天,同時開除濕機除濕。特別是霉雨季節(jié),是能每天開除濕機。還有使用近紅外光譜儀測定用樣品應(yīng)干燥,否則應(yīng)在研細后置紅外燈下烘幾分鐘使干燥。試樣研好并具在模具中裝好后,應(yīng)與真空泵相連后抽真空至少2分鐘,以使試樣中的水分進一步被抽走,然后再加壓到一定的標準后維持幾分鐘。近紅外光譜分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今的近紅外光譜儀通常采用以下六種架構(gòu):固定濾波器:這類儀器基于固定數(shù)量的波長進行測量,每種波長對應(yīng)濾光輪上特定的濾光片。
近紅外光譜分析儀的領(lǐng)域
1.用于生物反應(yīng)過程出的研究與檢測。由于近紅外響應(yīng)速度快,又可進行多組分的同時和無損檢測,因此可以獲取生物過程中的一些重要變量參數(shù);同時它還可以用于生化反應(yīng)中微生物的鑒別和分類;同時,由于生物體中不同的透明組織對近紅外光具有不同的吸收和散射特性,因此近紅外光對不同的軟組織和變化的組織具有較強的區(qū)分能力。在生命過程的研究中,被用于測定腦血流量和腦血管中CO2的活性,人體肌肉組織在運動中的氧化代謝等。
2.生物體組織的研究則主要包括皮膚中水分的測定,腦組織的研究等方面
3.在臨床醫(yī)學(xué)方面,近紅外光譜的優(yōu)勢在于其對組織的透過性好,能夠進行體外或在體的非破壞、非介入分析。主要有全血或中血紅蛋白載氧量、PH、葡萄糖、尿素等含量的測定。隨著近紅外、計算機技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等的不斷發(fā)展,研究的不斷深入,近紅外技術(shù)將在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中充分發(fā)揮出潛力,有望在探索生命過程的奧秘,以及重大疾病預(yù)防、診斷、處理上起到更多的實際作用。3、儀器中央實驗室主機可與所有子機聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)遠程實時質(zhì)量監(jiān)控和信息傳遞。