2013年9月23日,“近紅外光譜應(yīng)用新進(jìn)展”專場研討會如期召開。閔順耕教授做題為《從NIR 2013看近紅外光譜技術(shù)發(fā)展動態(tài)》的綜述性報告,報告中介紹了NIR 2013的概況以及會上所展現(xiàn)出來的近紅外光譜新技術(shù)。
中國近紅外光譜專家一行(第二排左二為閔順耕教授)
NIR 2013概況
NIR 2013 于2013年6月2-7日在法國召開,各領(lǐng)域的專家學(xué)者500余人匯集一堂,共同探討近紅外光譜分析技術(shù)在食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、醫(yī)藥以及其他產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。NIR 2013聚焦于近紅外光譜技術(shù)在土壤、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,以及在生態(tài)、考古、工業(yè)等領(lǐng)域的特殊應(yīng)用。全球主要的近紅外儀器與軟件供應(yīng)商都參加了此次會議。 而且,就像上文所說,中國近紅外光譜專家一行眾人也參加了此次會議。
NIR 2013上進(jìn)行的報告以及交流的海報近400篇,其中,食品領(lǐng)域所占比例最大。
NIR 2013上關(guān)于近紅外成像方面的報告共有10多篇,其中,農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全領(lǐng)域的研究最多。
近紅外新技術(shù)新儀器新方法
散射-吸收光譜新裝置
傳統(tǒng)的近紅外光譜儀通常測定的是總漫反射強(qiáng)度,包括了化學(xué)成分的吸收和物質(zhì)對光的反射兩部分。而這一新裝置將樣品放置在兩個積分球之間,利用兩個積分球分別測定漫反射光譜和透射光譜,漫反射光譜與樣品的組織結(jié)構(gòu)、物性有關(guān),透射光譜與樣品的組成(濃度)有關(guān)。
時間/空間分辨近紅外光譜應(yīng)用
而能夠分別測定光子吸收強(qiáng)度和光子散射強(qiáng)度的兩種獨(dú)立信息的光譜儀器還有另外一種類型,即時間/空間分辨漫反射光譜儀。對于渾濁樣品,在其不同位置進(jìn)行光譜檢測,因?yàn)楣庠跇悠分袀鬏數(shù)木嚯x不同、光傳輸?shù)讲煌恢玫臅r間也不一樣,通常是納秒或皮秒級,即形成了時間/空間分辨近紅外光譜。
時間分辨近紅外光譜儀器的研制已有10多年的歷史,但是具體的物質(zhì)測試應(yīng)用則是近年來開展的。目前,光源和檢測器的光譜范圍擴(kuò)大是此類儀器研發(fā)的發(fā)展方向。
散射介質(zhì)中的氣體吸收光譜
NIR2013上展出的近紅外氣體分析儀器至少有4種,其中一個是利用770nm、980nm兩種波長,15米光程測定氣體中甲烷、水、氧氣三種成分的含量,該儀器主要用于天然氣和環(huán)境監(jiān)測中。近紅外在氣體檢測中的應(yīng)用值得重視。
漫反射成像技術(shù)
傳統(tǒng)的漫反射成像,由于光的漫反射使得光斑變大,空間分辨率下降?,F(xiàn)在的檢測技術(shù)利用一些手段使得檢測集中在照射區(qū),照射區(qū)之外的漫反射不進(jìn)行測定。目前,已有的手段包括通過光纖定位檢測或利用不同波長的光成像,再通過軟件進(jìn)行重構(gòu),及通過硬件、軟件兩方面技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高分辨成像。
閔順耕教授也介紹了近紅外技術(shù)發(fā)展趨勢,主要包括近紅外成像技術(shù)、儀器微型化技術(shù)、近紅外時間/空間分辨光譜技術(shù)、化學(xué)計量學(xué)方法與數(shù)據(jù)利用、近紅外在線分析、食品品質(zhì)與安全領(lǐng)域等。