近紅外光譜儀 （NIR） 分析技術(shù)是近年來迅猛發(fā)展起來的一種快速檢測技術(shù)，具有無需處理，檢測速度快，無污染、無破壞、多成分同時分析、結(jié)果重演性高、適于實時分析等優(yōu)點。

隨著現(xiàn)代電子、光譜分析、計算機和化學(xué)計量等技術(shù)的發(fā)展，使得 NIR 分析技術(shù)日趨完善，促進該技術(shù)在糧 ** 業(yè)、飼料行業(yè)、養(yǎng)殖行業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

近紅外光譜儀分析技術(shù)的特點：

近紅外光譜儀屬于紅外光譜儀，電磁波美國材料檢測協(xié)會（ASTM） 定義其波長范圍為780~2 526 nm，又習(xí)慣性將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長波（1100~2526nm）、其波數(shù)范圍為 12 820~3 959 cm-1。

紅外光譜儀還包括中紅外和遠紅外，均介于可見光和微波之間，肉眼無法觀察到它們的存在。不同的紅外光譜儀具有不同的特性：近紅外光線具有較強的穿透能力，而遠紅外則有良好的加熱特性。

在近紅外光譜儀區(qū)產(chǎn)生吸收的官能團主要是含氫基團，包括：C- H（甲基、亞甲基、芳基、羧基等）、氨基N-H、羥基O-H、硫基S-H等。近紅外光譜儀主要是有機分子的倍頻與合頻吸收光譜。

如樣品不需進行任何預(yù)處理，即可做多組檢測；除液體、氣體、固體樣品外，還可檢測粉末狀、肉類、乳類等形式的樣品。

由于近紅外譜區(qū)的信息量十分豐富，作為一種高效、快速、成本低、無污染、不破壞樣品化學(xué)性質(zhì)、綠色環(huán)保的分析方法，它可用于實驗室分析、現(xiàn)場分析等。

近紅外光譜儀分析技術(shù)的預(yù)處理：

1、剔除異常樣品；

2、消除光譜無關(guān)信息和噪音，如電噪音、樣品背景和雜散光引起光譜的差異等因素對校正結(jié)果產(chǎn)生的影響；

3、優(yōu)化光譜范圍，凈化譜圖信息。目前常用的光譜預(yù)處理方法有：數(shù)據(jù)增強變換、平滑、導(dǎo)數(shù)、標準正態(tài)變量變換、多元散射校正、傅立葉變換等。近年來，小波變換、正交信號校正和凈分析信號等一些新方 ** 在得到發(fā)展和應(yīng)用。

剔除異常樣品

常用“一審”剔除法，根據(jù)某一準則，一旦鑒定出某些樣品為異常樣品后，就永久剔出該樣品，易把非異常樣品錯誤地當作異常樣品剔除了。

消除光譜噪聲及其他干擾影響

基線校正：其目的是扣除儀器背景或漂移對信號的影響。

光散射校正：測量漫反射時，由于樣品粒徑大小分布不均勻，即使相同的樣品，多次測量的光譜也會出現(xiàn)差異，即光散射現(xiàn)象。

消噪處理：在近紅外光譜儀分析中，平滑處理是最常用的消除光譜噪聲的方法。平滑處理的數(shù)學(xué)方法很多，如傅立葉變換（FFT）、奇異值分解（SVD）、卷積平滑方法、卡爾曼濾波及一些其他方法。在近紅外光譜儀分析領(lǐng)域中，小波變換主要用于去噪、數(shù)據(jù)壓縮、模型傳遞以及背景的扣除。

挑選波長變量與譜區(qū)范圍

在進行光譜定性和定量分析時，為了使選擇的波長更適合于所測樣品品質(zhì)，包含待測樣品品質(zhì)更多的信息，有必要在測定譜區(qū)對代表樣品所測品質(zhì)信息的波長點進行優(yōu)化選擇。

目前，在多元校正分析中，波長的選擇方法主要有相關(guān)系數(shù)法、方差分析法、逐步回歸法、無信息變量的消除法、間隔偏最小二乘法、遺傳算法等，其中 GA 是應(yīng)用較廣泛的一種波長選取方法。

近紅外光譜儀分析技術(shù)的應(yīng)用：

近紅外光譜儀定性分析

1、 定性分析的方法：

聚類分析，對樣品集進行分類劃分，以提高定量校正模型的預(yù)測精度；

判別分析，用于確定某待分析樣品在已知類別中的歸屬。定性分析方法主要有峰位鑒別法和模式識別法。

2、定性分析的應(yīng)用：

近紅外光譜儀定性分析主要用于物質(zhì)的定性判別，即通過比較未知樣品與已知參考樣品集的光譜來確定未知物歸屬。

定性分析方法采用以下步驟：首先選擇有代表性的樣品，測量參考樣品光譜集，采用標準或認可的參考方法確定樣品歸屬，然后對光譜校正及預(yù)處理，提取特征光譜，按著建立和評價定性判別分析模型，最后分析未知樣品并對模型進行維護。

近紅外光譜儀定量分析

1、定量分析方法：

主成分回歸，偏最小二乘法，逐步回歸分析，多元線性回歸，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。

2、定量分析的應(yīng)用：

定量分析和定性分析類似，需要首先知道參考樣品的組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)，采用合適的化學(xué)計量學(xué)方法建立校正模型，再將未知樣品的光譜圖與建立的校正模型進行比較后實現(xiàn)定量分析，是一種間接分析。

定量分析方法采用如下步驟：選擇有代表性的樣品，測量參考樣品光譜集，采用標準或認可的參考方法測定所關(guān)心的組分或性質(zhì)數(shù)據(jù)然后測量光譜和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用化學(xué)計量學(xué)方法建立校正模型，分析未知樣品的組分或性質(zhì)。

點擊鏈接查看全文：

關(guān)注D+快檢平臺，了解更多行業(yè)資訊

http://weixin.qq.com/r/20z74-fELqpRrbOA9xnJ (二維碼自動識別)