近红外光谱分析技术：预处理与定量化方法

"近红外光谱分析技术是一种无损检测技术，主要应用于农业、石油、食品、生物化工、制药及临床医学等领域。该技术利用780nm至2526nm波段内的光谱信息，针对含氢基团的倍频和合频吸收进行分析，从而获取有机化合物的组成和分子结构信息。数据处理主要包括光谱预处理和定性定量分析两部分，前者通过净化谱图减少非目标因素影响，后者则建立稳定的分析模型以预测未知样品的性质和含量。近红外光谱分析基于物质对近红外光的吸收特性，通过多元线性回归方程来计算样品中各组分的含量。" 近红外光谱(Near Infrared Spectroscopy, NIRS)是一种利用近红外光区的光谱特征来分析样品的化学成分和物理性质的技术。这种技术的特殊之处在于它覆盖了近红外短波和长波两个区域，分别对应780nm到1100nm和1100nm到2526nm的波长。由于近红外光谱包含了多种有机化合物中含氢基团的振动倍频和合频信息，因此可以广泛应用于各种有机物质的分析。 光谱预处理是近红外光谱分析的重要步骤，主要包括平滑、标准化、去趋势、偏最小二乘法(PLS)衍生等方法，目的是去除噪声、修正基线漂移、增强目标信号，为后续的建模和预测提供更纯净的光谱数据。预处理后的光谱数据可以用于构建校正模型，例如通过偏最小二乘回归(PLSR)或 partial least squares discriminant analysis (PLS-DA)等化学计量学方法。 近红外光谱的定性分析旨在识别样品的化学成分，而定量分析则用于确定这些成分的具体含量。通过选择最佳波长，根据反射光密度值建立多元线性回归方程，可以计算出样品中各组分的含量。这种方法在质量控制、在线检测和工艺控制中具有显著优势，因为它既快速又无需破坏样品。 在实际应用中，近红外光谱技术已经在诸如粮食品质检测、石油化工产品分析、药品成分测定、食品成分检测以及生物样本分析等多个领域发挥了重要作用。例如，它可以用来快速评估农作物的营养价值，监测石油产品的纯度，或者在制药过程中确保药物的配方准确无误。 近红外光谱分析技术结合了现代科技的多个方面，包括计算机技术、光谱分析、数理统计和化学计量学，它的多功能性和高效性使其成为众多行业的首选分析工具。随着技术的不断发展，近红外光谱的应用将更加广泛，对提升产品质量和生产效率产生深远影响。