近红外光谱分析技术在烟草研究中的应用进展.pdf

近红外光谱分析技术在烟草研究中的应用进展 黄翼飞，袁庆钊，沈光林 (广东中烟工业公司技术中心，广州市中山七路333号 510145) 摘要：现代近红外光谱分析技术因其分析效率高，运行成本低，可方便的实现在线分析等特点在 烟草行业中得到越来越多的应用。本文介绍了近红外光谱技术的基本原理和特点，仪器以及建模的 方法步骤，综述了近年来近红外光谱技术在烟草研究中的应用情况。 关键词：近红外光谱；烟草；化学计量学；模型 Progress of Applications of Near Infrared Spectroscopic Analytical Technique in Tobacco Industry HUANG YI．FEI，YUAN QD4G．ZHAO，SHEN GUANG—L【N Technology Center,China Tobacco Guangdong Industrial Corporation，Guangzhou 510145，China Abstract：Modem near-infrared spectroscopic analytical technique has been applied more and more widely in the tobacco industry because of its characteristics of high efficiency,lOW cost and convenient on—line analysis，etc．This article introduces the basic principle and characteristics of near-infrared spectroscoplC technique，reviews its applications in tobacco research in recent years． Keywords：Near infrared spectroscopv：Tobacco；Chemometrics；Model 随着近红外仪器制造技术的不断提高以及化学计量学和计算机技术的不断发展，近红外光谱分 析技术近年来发展很快。现代近红外光谱技术能够大大提高分析工作效率，节省大量的人力物力， 具有较好的经济效益，已经在食品1141、医药‘5。101、石油化工‘¨，121，矿石‘131等多种领域中得到研究应 用。在烟草分析方面，近红外分析技术也同样引起了广泛的关注，并且在近几年也取得了较大的发 展。 ．1近红外分析技术的基本特点 近红外光的波长约为780～2500 nm。近红外光谱属分子振动光谱，主要是由分子内基团振动的 倍频吸收和合频吸收产生的，其中含氢基团(如c—H，N—H、O．H，s—H等)具有较好的吸收。现代 近红外光谱分析技术具有以下一些优点： (1) 可分析多种物态的样品，如固体、液体、胶状体等； (2) 无须对样品进行特别处理，无污染； (3) 非接触式测量，可不损坏样品； (4) 可同时测试多种成分，分析快速简便，测试重现性好： (5) 适合在线分析，可实现实时监测。 近红外光能穿透玻璃，因此可以直接测试装在玻璃器皿里的样品。近红外光在常规光纤中具有 良好的传输特性，可以通过光纤进行远距离传输，因此，近红外技术有利于进行现场或在线分析，能 有效避免离线分析时可能对样品造成的污染。近红外分析技术属于一种间接的分析技术，可以在一 定程度上代替其他分析操作，因此可以节省某些设备的投人。 任何一种测试技术都不可避免的具有自身的局限性。近红外分析技术的不足之处主要是： (I) 分析灵敏度不高，要求待测试物质含量一般应大于0．1％Il】；(2)建模工作量大，耗时长，成本较高， 而且还必须根据不同的情况对模型进行维护。 作者简介：黄翼飞，1976年12月，男，硕士，主要从事烟草化学分析研究工作。E—mail：幽@yahoo．com．cn Fax：020Tel：020—1281812508 在实际应用时，应扬长避短，充分发挥近红外的技术优势，而近红外技术不能胜任之处则用其 他分析技术替代或补充。 2仪器和分析软件 近红外信号较弱，要求仪器具有较高的信噪比。近红外分析仪器和定性或定量分析软件是实现 近红外分析的两个必备条件，对分析效果有直接的影响。近红外光谱技术根据用途可分为通用型和 专用型¨41；根据测试方法可分为透射法，发射法和漫透射法；根据分光系统可分为光栅色散、固定 波长滤光片、快速傅立叶变换和声光可调滤光器四种类型。在烟草行业中，傅立叶变换型仪器用得 最为广泛。表l列出了已应用在烟草行业中的近红外仪器型号及其分析软件。 表1一些已用于烟草行业的傅立叶变换近红外仪器型号和分析软件 霉