近红外光谱分析技术的最新进展与展望

在过去的几十年,近红外光谱是发展最为迅速的分析技术之一。振动光谱基础理论、光谱仪器硬件和化学计量学是现代近红外光谱分析技术的3大支柱,近些年,近红外光谱技术在这3个方面均取得了显著进展。该文结合上述３个方面的应用研究情况,对近红外光谱分析技术的最新进展进行了综述,并对未来发展趋势进行了展望。     

近红外与中红外光谱技术在土壤分析中的应用

传统的土壤分析方法周期长、成本高,不能在短时间内获取所需的土壤信息,如何快速、准确地获取土壤信息成为农业现代化的必然要求。漫反射光谱技术以其快速、廉价、非破坏与无污染等特点,已成为环境研究中获取相关土壤信息的重要技术手段,其中的近红外(NIR,780~2500nm)和中红外(MIR,2500~25000nm)光谱技术预测土壤理化特性逐渐成为国内外学者研究的重点领域。文章介绍了近红外和中红外光谱技术的基本原理和分析方法,综述了该技术在土壤分析方面的具体应用,并对此提出了一些观点和展望。     

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。     

近红外光谱定量校正模型的建立及应用

介绍了近红外光谱定量校正模型的建立步骤,从样品集的选择,光谱的采集,定量校正模型的建立和验证,到模型适用性判据的建立.在此基础上,剖析了影响近红外光谱分析结果的因素,并讨论了在实际应用过程中应注意的关键性问题.     

近红外反射光谱技术在动物营养研究中的应用进展

介绍了近红外反射光谱(NIRS)技术的基本原理,着重评述了其在动物营养研究中的评价动物饲料及日粮的营养价值、估测动物采食量及消化性能、估测动物的营养健康状况等方面的应用进展(引用文献37篇)。     

基于近红外光谱分析技术的栽培香菇产地快速鉴别

建立了一种基于近红外光谱分析技术的香菇产地鉴别方法。利用近红外光谱仪扫描不同主产地的香菇干样,获得样品的近红外漫反射光谱。利用偏最小二乘判别分析(PLSDA)分别建立了吉林、湖北、福建3个省份栽培香菇的产地判别模型,同时使用光谱预处理和波长筛选技术对判别模型进行优化,最后使用预测样品对模型进行验证。结果表明,使用原始光谱建立的模型能够初步实现对产地的判别,使用光谱预处理技术扣除光谱中的背景信息,同时利用波长筛选技术选择特定波长对模型进行优化后,可进一步提高预测正确率。该方法为香菇产地真实性溯源提供了一种新方法,对香菇产业发展具有重要的实际意义。     

近红外水光谱组学技术及其应用近十年研究进展

水光谱组学是一门利用水-光相互作用来探索系统水结构的科学。它以生命体系中的水作为研究对象,利用光谱技术探测水分子在不同环境下的结构变化,在分子水平上反映生命体系中水分子与其他分子的相互作用或水在生命体系中的功能。该文介绍了近红外水光谱组学的概念和原理,包括相关的化学计量学算法和可视化模型;并对水光谱组学在生命科学、农产品/水产品/食品质量控制、生物化学分析与活性物质表征、建筑材料、中医药等领域的广泛应用进行总结。最后,对近红外水光谱组学技术及其现状进行了评论和展望。     

近红外分析中光谱预处理及波长选择方法进展与应用

光谱预处理和波长选取方法在近红外光谱分析技术中相当重要。本文综述了常用的NIR预处理和波长选取方法及这一领域的最新进展,详细介绍正交信号校正(OSC)、净分析信号(NAS)和小波变换(WT)等新光谱预处理方法以及无信息变量消除(UVE)和遗传算法(GA)等波长选取方法,并给出了这些方法的具体算法和一些应用实例。     

基于近红外光谱的快速、无损分析技术在肉苁蓉药材质量控制中的应用研究

本文基于近红外光谱结合化学计量学方法建立预测肉苁蓉药材水分、浸出物、灰分、苯乙醇苷、多糖和甘露醇含量的快速无损分析方法。采集各批次肉苁蓉样品的近红外漫反射光谱,利用传统分析方法测定各批次肉苁蓉样品中各成分含量的化学分析值,采用偏最小二乘回归法和支持向量机回归法结合各种光谱前处理手段建立由肉苁蓉近红外光谱预测水分、浸出物、灰分、苯乙醇苷、多糖和甘露醇含量的定量模型,并通过校正组样品和验证组样品评价模型的预测精度和稳定性。采用偏最小二乘法建立的预测苯乙醇苷、多糖、甘露醇和灰分含量的最优定量模型的预测值和化学分析值间的相关系数r_c和r_v分别为0.950 7和0.916 5,0.980 6和0.908 9,0.937 5和0.941 7,0.938 2和0.919 4。采用支持向量机回归法建立的预测水分和浸出物含量的最优定量模型的预测值和化学分析值间的相关系数r_c和r_v分别为0.960 2和0.934 8、0.901 8和0.910 0。本研究建立的含量测定方法分析速度快、不破坏分析样品的药用价值。     

近红外光谱快速测定混胺组分含量

研究了用近红外光谱分析混胺组分三乙胺和二甲苯胺含量的方法。对波长范围的选择和基线处理方法进行了研究,用偏最小二乘法线性回归分析建立三乙胺和二甲苯胺的校正模型。将近红外法测定结果与标准方法测定结果进行了比较,对光谱测量的重复性进行了考察,对温度的影响进行了分析。所有分析研究结果表明：在试样恒温的条件下,近红外光谱分析简单、快速、准确。     

水光谱探针及其在结构分析中的应用

水对化学和生物过程具有重要作用,因此水的结构和性质研究一直备受关注.水的结构易受温度影响,利用温控近红外光谱技术和化学计量学方法,通过提取随温度变化的水光谱信息,不仅可以了解水的结构和性质,还可以将水作为探针,探测溶液或生物体系中分子的定量信息和结构变化.该文总结了利用温控近红外光谱技术研究小分子的结构和蛋白质、温敏聚...     

基于角度度量法的混纺纤维定量检测

采用“基于角度度量的多变量回归方法”对维纶和腈纶混纺纤维各组分含量进行检测,并与直接用偏最小二乘法（PLS）对混和纤维的预测结果作对比。实验结果显示,PLS法对维纶和腈纶预测值与实际值的线性相关系数r均为0．9457,标准偏差为6．0906,均方根误差为6．9948。角度度量法对维纶预测值与实际值的线性相关系数r为0．9990,标准偏差为0．8929,均方根误差为2．1896;对腈纶预测值与实际值的线性相关系数r为0．9928,标准偏差为2．1896,均方根误差为3．9493。实验证明,角度度量法比PLS法更能准确表达定量关系,角度度量法可以显著降低分析操作对环境的要求,满足了近红外光谱在混纺纤维定量分析上的要求。     

过程分析化学的新进展

综述了国外过程分析化学（PAC）的最新进展,内容包括过程量测、传感器、化学计量学等,并展望了PAC的发展趋势。引用文献62篇。     

近红外光谱在蛋白质和含酰胺基团聚合物研究中的应用*

近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIR)是一种常用的无损表征手段,但谱带强度弱、交叠情况严重等缺点局限了它的应用范围。本文介绍了几种常见的改善近红外光谱技术不足的方法,如二阶导数法、二维相关光谱法和化学计量法等,并举例阐述了近红外光谱在蛋白质和含酰胺基团聚合物的结构和含量等方面的应用。这些方法对近红外光谱的定性定量分析起了很好的辅助作用,有效地拓宽了近红外光谱技术的应用领域。     

Solubility Parameters Based on IR and NIR Spectra: I. Correlation to Polar Solutes and Binary Systems

IR and NIR spectra were correlated to Hildebrand and Hansen solubility parameters through use of multivariate data analysis. PLS‐1 models were developed and used to predict solubility parameters for solvents, crude oils, and SARA fractions. PLS regression showed potential for good correlation of the solubility parameters with IR and NIR spectra. Principal component analysis of IR spectra showed that crude oils are grouped according to their relative contents of heavy components such as asphaltenes. PCA of IR spectra for SARA fractions resulted in obvious groupings of the respective fractions. Prediction of solubility parameters from IR spectra of polymers, crude oils, and SARA fractions gave values that are comparable to literature values. This study indicates that correlation of solubility parameters with IR and NIR spectra is possible. In turn, it may be possible to develop models that can predict the polarities of crude oils and crude oil fractions such as resins and asphaltenes.     

用于近红外光谱分析的化学计量学方法研究与应用进展

分析模型的建立是近红外光谱分析的核心技术之一,本文综述了近些年在近红外光谱分析方法中出现的一些新算法和模型建立策略,如基于核函数的非线性校正方法、集成(或共识)的建模策略、多维分辨和校正方法、基于局部样本的建模策略以及二维相关光谱等,并给出了一些方法的具体算法。