
【機】 near-infrared spectrophotometry
approximately; close; easy to understand; intimate; near
【化】 peri
【醫】 ad-
red; bonus; ruddily; symbol of success
【醫】 ereuth-; erythro-; red; Rhodnius prolixus; rubor; rubrum
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【醫】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
【化】 spectrophotography; spectrophotometry
近紅外分光光度法(Near-Infrared Spectrophotometry,NIRS)是一種基于分子振動倍頻與合頻吸收光譜的分析技術,其工作波長範圍通常為780-2500 nm。該方法通過檢測物質對近紅外光的特征吸收,建立定量或定性分析模型,廣泛應用于制藥、農業和食品工業的質量控制領域。
核心原理依據比爾-朗伯定律(Beer-Lambert Law): $$ A = varepsilon l c $$ 其中A為吸光度,ε為摩爾吸光系數,l為光程,c為溶液濃度。近紅外區吸收峰主要由C-H、N-H、O-H等化學鍵的振動躍遷産生,需借助化學計量學方法進行複雜光譜解析。
國際标準化組織(ISO)在ISO 12099:2017中将其定義為"基于物質在近紅外區域的電磁輻射相互作用進行非破壞性分析的技術",該标準詳細規定了儀器校準和驗證要求。美國材料與試驗協會(ASTM E1944-98)則着重強調了該方法在聚合物材料表征中的應用規範。
主要技術優勢體現在:①可進行原位無損檢測(如藥物包衣厚度測定);②適用于固體、液體、凝膠等多種物态樣品;③單次掃描可同時測定多組分參數。英國藥典(BP 2023)第Ⅹ卷已收錄該方法用于原料藥水分含量測定。
近紅外分光光度法是一種基于物質在近紅外光譜區吸收特性的分析技術,其核心原理和應用可歸納如下:
近紅外光指波長介于780-2526 nm(波數約12820-3959 cm⁻¹)的電磁波,分為短波區(780-1100 nm)和長波區(1100-2526 nm)。該方法通過測定物質在此區域的特征光譜,結合化學計量學進行定性與定量分析。
物質吸收近紅外光時,主要引起含氫基團(如O-H、N-H、C-H、S-H)的振動倍頻及合頻躍遷。由于吸收強度弱且譜峰重疊嚴重,需借助數學處理(如光譜預處理、多元校正模型)提取有效信息。
主要應用于藥學(如藥物成分快速檢測)、農業(谷物水分分析)、食品工業(品質監控)等領域。自20世紀80年代後期,隨着化學計量學發展,該技術逐漸成為獨立分析方法。
對比項 | 近紅外光譜 | 中紅外光譜 |
---|---|---|
波長範圍 | 780-2526 nm | 2500-25000 nm (4000-400 cm⁻¹) |
吸收機制 | 含氫基團倍頻/合頻振動 | 基頻振動 |
信號強度 | 較弱 | 較強 |
樣品適應性 | 適合高濃度/厚樣品 | 需稀釋或薄層樣品 |
(數據綜合自)
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