近红外光谱分析技术在快速分析上的应用

简要介绍了近红外光谱的原理、特点,综述了近红外光谱在农业、食品、制药、石油化工、高分子等领域快速分析上的研究及应用现状,并对近红外光谱的应用前景进行了展望．     

近红外光谱在品质分析和定量分析中的应用

主要介绍近红外光谱在品质分析和定量分析中的一些应用，作为一种简单、快速、无损的检测手段，近红外光谱在鉴定原料的真伪、原料中有效成分的含量、有毒组分的识别等方面具有独特的效果。因此它在食品、药品、化工产品等领域得到了广泛应用。     

固体进样元素分析技术在农业领域的应用

重金属是农产品、农田土壤、肥料、饲料等农业样品中的重要污染物,传统的实验室分析方法需繁琐的前处理,耗时费力,无法满足重金属的快速检测需求。固体进样元素分析技术具有简化样品前处理、便捷、绿色、高效等优势,在农业领域中元素的快速检测分析中具有良好的应用前景。通过对固体进样元素分析技术,包括样品导入技术和电热蒸发、电感加热、激光烧蚀、X射线荧光光谱、激光诱导击穿光谱等固体进样分析系统进行综述,并对这些技术在农业领域中的应用做了进一步的梳理。固体进样分析技术已在农业样品中元素的快速检测、现场监测、风险评估等工作中发挥着举足轻重的作用,相信随着仪器研发、材料科学、机器学习等新兴技术的快速发展,其结构小巧、使用简单、分析迅速等优势将会充分发挥,为农业领域中质量安全监管提供一种更为有效、可靠的快速检测手段。     

表面增强拉曼光谱技术在快速、灵敏检测食源性致病菌中的应用

食源性致病菌的快速、灵敏检测是食品和药品安全领域关注的重点.表面增强拉曼光谱(SERS)技术凭借其检测速度快、信息丰富、灵敏度高、无损等优势在食源性致病菌的快速、灵敏检测中受到广泛关注.本文从SERS检测基底材料入手,综述了液相基底、刚性固相基底、柔性固相基底等材料的特点和性能,并对其在致病菌快速、灵敏检测中的应用进行...     

Cr3+ 掺杂近红外荧光材料的研究进展

近红外光谱检测技术具有非侵入性、便携性、响应速度快、效率高等特点,在食品分析、医学监测、虹膜识别和红外成像等领域具有广阔的应用前景。然而,近红外荧光材料面临发射谱带窄、热稳定性差的问题,极大制约了近红外器件的发展。为此,蓝光激发Cr3+掺杂的近红外发光材料在众多方案中优势显著。本综述总结了近年来Cr3+掺杂的宽带近红外荧光材料的最新研究成果,分析了Cr3+掺杂的近红外荧光材料量子效率、发射谱带、电声耦合效应和NIR pc-LED器件的封装,并阐述了Cr3+离子格位占据、敏化发光、发射谱带和热稳定性调控策略。最后,对高效宽光谱发射近红外发光材料的应用前景进行了展望。     

大豆蛋白的中红外和近红外光谱研究*

大豆蛋白在各领域的应用已得到广泛的关注,因此大豆蛋白及其改性材料在结构性能方面的研究显得越来越重要。中红外光谱(mid-infrared spectroscopy,MIR)和近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIR)正是对蛋白质进行定性定量分析的有力手段。中红外光谱可以有效地分析大豆蛋白在溶液和薄膜中的二级结构以及大豆衍生材料内蛋白质的结构变化情况。近红外光谱则在蛋白质定量分析方面有着独特的优势。本文介绍了运用这两种光谱技术进行研究的一些工作,这些实例表明了中红外和近红外光谱在大豆蛋白研究领域的重要应用价值。     

表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的应用研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种新型的快速检测技术,具有信息含量丰富、灵敏度高、操作简便、可无损检测等优点,在食品安全领域有很大的实际应用价值。该文介绍了表面增强拉曼光谱技术的发展历程、增强机理、基底的分类与应用以及检测模式,综述了表面增强拉曼光谱技术在食品有害小分子物质、食源性致病菌、重金属污染和真菌毒素等方面快速检测的最新研究进展,并提出了亟待解决的问题和发展趋势。     

微小型近红外光谱仪的应用进展与展望

近些年,近红外光谱分析技术得到了迅猛发展,该技术可直接对气体、液体和固体等各种复杂混合物进行定性和定量分析,具有分析速度快、效率高,可实现无损和在线分析等优势,在科研和工农业生产中发挥着越来越重要的作用。近红外光谱分析仪的微小型化是一个重要的发展方向,近期出现了众多不同类型的商品化微小型近红外光谱仪器。手持式或便携式现场快速分析是一种更经济、更高效、更灵活的方法,具有小体积、低功耗、低成本、便于二次开发等优点,在农业、食品、医药、石油化工和安全等众多领域获得了广泛的研究与应用。物联网技术在智能农业、智能工厂、智能医疗和智慧城市等众多领域的兴起,成为推动近红外光谱传感器向着微型化方向发展的主要力量。该文主要综述了近些年新型的商品化微小型（便携式、手持式和袖珍式）近红外光谱仪器及其应用进展,并对该技术的发展趋势和应用前景进行了展望。     

近红外光谱用于中药质控前景广阔

近年来，近红外光谱技术的应用研究已从农产品的实用技术扩展到许多领域，如石油化工、高分子化工和基本有机化工、食品工业、纺织工业和制药工业及临床医学等领域。在药物分析领域中，近红外光谱不仅适用于分析药物的多种不同状态，还可用于不同类型的药品，如蛋白质、中草药、抗生素等的分析。近红外光谱更适用于对原料药纯度、包装材料等的分析与检测，以及生产工艺的监控。     

CCD近红外光谱分析技术在测定红烟硝酸中的应用

从化学计量学角度研究了CCD近红外光谱技术在无机物领域分析中的应用。使用偏最小二乘法(PLS)建立了红烟硝酸的密度、水分含量等五项指标的快速测定模型,验证了近红外光谱测定红烟硝酸各项指标的可靠性。试验证明,CCD近红外光谱方法具有重现性好、分析速度快、使用样品量少、可以在线分析等优点,可以用于无机物的常规分析。     

我国油料产品品质的近红外光谱快速检测技术研究进展

近红外光谱技术是一种快速无损检测技术,具有操作简单、检测成本低、无需化学试剂、绿色环保,以及可实现多品质参数同步检测等优点。该文综述了我国油料和食用植物油品质的近红外光谱速测技术研究进展,包括油料含油量、粗蛋白含量、脂肪酸含量等品质指标,食用油的理化指标,以及脂肪酸和食用油的真实性鉴别,并对油料产品品质的近红外光谱速测技术的发展前景进行了展望。     

基于近红外光谱技术与化学计量学的绿茶无损鉴别方法研究

该文利用近红外光谱技术结合化学计量学方法开发了不同品种绿茶的无损鉴别方法。通过近红外光谱技术得到了8个品种绿茶样品的近红外光谱,比较了单一以及优化组合光谱预处理方法对光谱的影响,利用无监督的主成分分析(PCA)与有监督的线性判别分析方法(LDA)分别构建了茶叶品种鉴别模型。结果表明：对比单一预处理方法,优化组合预处理具有更优的鉴别准确性。标准正态变量变换预处理消除了茶叶样品大小不均造成的光谱散射影响,一阶导数预处理实现了变动背景的消除,减少了基线漂移的影响,突出了图谱中的有效信息,采用二者相结合的预处理方式并结合无监督的主成分分析法可实现较为准确的绿茶样品种类鉴别分析,准确率达75.0%。此外,采用有监督的线性判别分析方法处理原始光谱数据,可达到100%的鉴别准确率,但该方法需提供类别的先验知识。因此,采用近红外光谱技术和化学计量学相结合的手段可实现不同品种绿茶的快速无损鉴别。     

表面增强拉曼光谱在食品安全分析中的应用

拉曼光谱技术具有样品用量少、快速高效、无损分析等特点,表面增强拉曼光谱克服了常规拉曼光谱灵敏度低的缺点,可以获得更多物质结构信息,在现场快速筛查、检测和鉴别农兽残、限用或禁用添加剂分析检测中具有广阔的应用前景。本文综述了表面增强拉曼光谱在食品中农药残留、兽药残留和限/禁用添加剂检测中的研究进展,并展望了其发展前景。     

Evidence of natural occurrence of the banned antibiotic chloramphenicol in herbs and grass

Chloramphenicol (CAP), a broad-spectrum antibiotic, was detected in several herb and grass samples from different geographic origins. Due to its suspected carcinogenicity and linkages with the development of aplastic anemia in humans, CAP is banned for use in food-producing animals in the European Union (EU) and many other countries. However, products of animal origin originating from Asian countries entering the European market are still found noncompliant (containing CAP) on a regular basis, even when there is no history of chloramphenicol use in these countries. A possible explanation for the continued detection of these residues is the natural occurrence of CAP in plant material which is used as animal feed, with the consequent transfer of the substance to the animal tissues. Approximately 110 samples were analyzed using liquid chromatography coupled with mass spectrometric detection. In 26 samples, the presence of CAP was confirmed using the criteria for banned substances defined by the EU. Among other plant materials, samples of the Artemisia family retrieved from Mongolia and from Utah, USA, and a therapeutic herb mixture obtained from local stores in the Netherlands proved to contain CAP at levels ranging from 0.1 to 450 μg/kg. These findings may have a major impact in relation to international trade and safety to the consumer. The results of this study demonstrate that noncompliant findings in animal-derived food products may in part be due to the natural occurrence of chloramphenicol in plant material. This has implications for the application of current EU, USA, and other legislation and the interpretation of analytical results with respect to the consideration of CAP as a xenobiotic veterinary drug residue and the regulatory actions taken upon its detection in food.     

食品安全快速检测方法的研究进展

近年来,因环境污染、农兽残超标、人为添加滥用或贮藏不当等因素带来的食品安全问题受到广泛关注,快速检测技术简便快速、高效经济,满足食品初筛检测的要求。本文综述了酶抑制速测法、生物传感器法和免疫速测法等食品安全快速检测方法的研究进展,并展望了其发展方向。     

Discrimination of herbal medicines by molecular spectroscopy and chemical pattern recognition

The molecular spectroscopy (including near infrared diffuse reflection spectroscopy, Raman spectroscopy and infrared spectroscopy) with OPUS/Ident software was applied to clustering ginsengs according to species and processing methods. The results demonstrate that molecular spectroscopic analysis could provide a rapid, nondestructive and reliable method for identification of Chinese traditional medicine. It's found that the result of Raman spectroscopic analysis was the best one among these three methods. Comparing with traditional methods, which are laborious and time consuming, the molecular spectroscopic analysis is more effective.     

近红外光谱法最小二乘双胞胎支持向量机的应用研究

依据中药大黄的近红外光谱信息,采用最小二乘双胞胎支持向量机( LSTSVM)算法,通过MATLAB软件编程,建立参数可优化识别模型,实现了对中药大黄的真伪鉴别.将实验材料98个大黄样品随机划分为训练集和测试集,对于训练集60个样品采用留1/5法交叉验证优化模型参数,以所选最优化参数结合训练集样品的近红外光谱建立最优识别模型,对测试集的38个样品的真伪迸行识别,识别率可达97.4％.结果表明,LSTSVM算法是一种有效的识别方法,可依据中药大黄的近红外光谱对其真伪进行快速识别.同时,本研究将大黄样品6次随机划分为训练集和测试集,建模预测平均识别率为93.4％,表明采用LSTSVM算法建立识别模型具有较好的稳健性.     

Infrared spectroscopy of the mineralogy of coprolites from Brean Down: evidence of past human activities and animal husbandry

The mineralogy of 11 concretions from the Bronze Age settlement horizons at Brean Down near Weston-super-Mare, Somerset, UK, has been examined by infrared spectroscopy. The concretions are found to contain calcite and apatite and, in some cases, quartz. Four further concretions from the later Iron Age Meare Village, soil samples from Brean Down and mineralised samples of known faecal origin from a cesspit within the Tudor Merchant's house in Tenby have been similarly examined. It is found that all samples contain calcite, but only the concretions and the Tenby cesspit samples contain apatite. None of the soil samples contain apatite, although these are relatively high in quartz. This suggests that the concretions are coprolites and that the apatite has a biological origin in small bone fragments. The infrared study is backed up by scanning electron microscopy which confirms the presence of phosphorus in the coprolite samples and shows a morphology suggestive of the presence of bone fragments; it is likely, therefore, that the coprolites result from a carnivore--most probably from dogs. The findings show the usefulness of infrared spectroscopy for the rapid identification of mineralised coprolitic material from archaeological sites.