[医药卫生]近红外技术.ppt

一、近红外光谱 二、分析原理 二、分析原理 主要技术 透射光谱技术(700 -1100 nm) 反射光谱技术(1100-2500 nm) 规则反射 漫反射 三、仪器 基本构造 (1)光源 (2)分光系统 (3)测样器件 (4)检测器 (5)数据处理系统 (6)记录仪 主要类型 (1)滤光片型 (2)光栅色散型 (3)傅立叶变换型 (4)声光调制滤光型 三、仪器 性能指标 （1）光谱的分辨率—分光系统（2）波长准确性—模型传递 （3）波长重现性—仪器稳定 （4）吸光度准确性 —测量结果 （5）吸光度重现性—模型效果 （6）吸光度噪音—仪器稳定 三、仪器 傅立叶变换近红外光谱仪是具有较高的分辨率和扫描速度，这类仪器的弱点同样是干涉仪中存在移动性部件，且需要较严格的工作环境。 声光可调滤光器是采用双折射晶体，通过改变射频频率来调节扫描的波长，整个仪器系统无移动部件，扫描速度快。但目前这类仪器的分辨率相对较低，价格也较高。 在与固定光路相匹配的阵列检测器中，常用的有电荷耦合器件（CCD）和二极管阵列（PDA）两种类型，其中CCD多用于近红外短波区域的光谱仪， PDA检测器则用于长波近红外区域。 三、仪器 性能指标 （1）光谱的分辨率 光谱的分辨率主要取决于光谱仪器的分光系统，对用多通道检测器的仪器，还与仪器的像素有关。分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高，对光栅分光仪器而言，分辨率的大小还与狭缝的设计有关。仪器的分辨率能否满足要求，要看仪器的分析对象。 三、仪器 （2）波长准确性 波长准确性是指仪器测定标准物质某一谱峰的波长与该谱峰的标定波长之差。波长的准确性对保证近红外光谱仪器间的模型传递非常重要。为了保证仪器间校正模型的有效传递，波长的准确性在短波近红外范围要求好于0.5 nm，长波近红外范围好于1.5 nm。 三、仪器 （3）波长重现性 波长的重现性指对样品进行多次扫描，谱峰位置间的差异，通常用多次测量某一谱峰位置所得波长或波数的标准偏差表示（傅立叶变换的近红外光谱仪器习惯用波数cm-1表示）。波长重现性是体现仪器稳定性的一个重要指标，对校正模型的建立和模型的传递均有较大的影响，同样也会影响最终分析结果的准确性。一般仪器波长的重现性应好于0.1 nm。 三、仪器 （4）吸光度准确性 吸光度准确性是指仪器对某标准物质进行透射或漫反射测量，测量的吸光度值与该物质标定值之差。对那些直接用吸光度值进行定量的近红外方法，吸光度的准确性直接影响测定结果的准确性。 三、仪器 （5）吸光度重现性 吸光度重现性指在同一背景下对同一样品进行多次扫描，各扫描点下不同次测量吸光度之间的差异。通常用多次测量某一谱峰位置所得吸光度的标准偏差表示。吸光度重现性对近红外检测来说是一个很重要的指标，它直接影响模型建立的效果和测量的准确性。 三、仪器 （6）吸光度噪音 吸光度噪音也称光谱的稳定性，是指在确定的波长范围内对样品进行多次扫描，得到光谱的均方差。吸光度噪音是体现仪器稳定性的重要指标。将样品信号强度与吸光度噪音相比可计算出信噪比。 三、仪器 注意事项 （1）各项性能长期稳定的近红外光谱仪， 是保证数据具有良好再现性的基本要求； （2）功能齐全的化学计量学软件，是建立模型和分析的必要工具； （3）准确并适用范围足够宽的模型。 四、分析流程 1 训练集样品的选择 选择适宜的训练集样本是建立近红外光谱校正方法的第一步。理想的训练集应该包括尽量多的有代表性的样本，样本的光谱不能因颗粒度、浓度等因素的不同而变化。 四、分析流程 2 标准方法的测定物化性质 用标准对照分析方法测定样品的物化性质非常重要。对复杂的天然样品，应选用被大家所接受的、权威的分析方法。由于模型预测结果的准确性很大程度上取决于标准方法测量结果的准确性，为建立高质量的校正模型，标准对照方法的测量误差应降至最小。 四、分析流程 3 光谱数据的测量 在测量光谱数据时，仪器的状态实际每天都在变化，即使在同一天，光谱数据也可能由于光源的温度变化而变化。在对训练集样本或未知样本的光谱进行测量时，实验条件应尽量保持一致。如果可能，进行训练集样本的光谱测定最好不在同一时间进行，这样，可以将时间不同而造成的光谱数据的变化也概括到模型中。 四、分析流程 4 校正模型的建立与验证 良好的校正