迅速崛起的近红外光谱分析技术

迅速崛起的近红外光谱分析技术

    近红外这个波段内的吸收光谱很宽，不像中红外光谱那样。后来采用的计量学，解决了这个问题，由此近红外光谱技术快速发展起来。每一项科学技术的发展都是一个从迂回到快速发展再到饱和的过程，这就是科技发展过程中所谓的S曲线。近红外光谱技术的发展经历了几次这样的S曲线。

    第一次是由于一些简易型近红外光谱仪的出现和Norris等人所做的工作，掀起了一个应用的小高潮，主要应用于农副产品的分析。

    第二次是在80年代后期，计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展。通过化学计量学方法可以解决谱图扁宽、不好分的问题，这使人们重新认识了近红外光谱的价值，各种领域的应用研究陆续展开。

    第三次是由于光纤技术的介入，近红外在线分析技术得以发展。

    科学技术的发展都是这样，每出现一个可借鉴的新技术就推动其向前发展一步。对于什么技术的应用可以促进近红外技术的再次发展，是每个科研工作者应该思考的问题。最近出来一种新技术－MEMS，就是“微型加工”技术，应用这个技术，仪器可以做的非常小。MEMS的应用，有望推动近红外光谱分析技术的第四次发展。

    “三位一体”近红外光谱技术

    现代近红外光谱分析技术包括了近红外光谱仪、化学计量学软件和应用模型三部分。所谓“三位一体”就是这三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求，缺一不可。近红外光谱技术对于仪器国产化来说：

    第一，虽然该技术对仪器硬件的稳定性要求比较高，但是国产仪器经过努力是应该可以达到的。

    第二，相关软件并不复杂，我们完全有能力做。

    第三，建立模型需要很多数据，对于我国来说只是一个人力问题，我们是有条件的。所以我国完全有条件发展这项技术。

    近红外光谱的应用领域

    目前，近红外光谱的市场不大。价钱就是一个原因，这是一个经营理念的问题，仪器贵了卖不出去，卖不出去仪器就只能更贵，也是一个恶性循环。

    国外市场方面的情况要比较好。据了解，石化领域的在线近红外分析应用已经相当多了。但是他们也认为要让老厂接受还是有困难的。

    06年初，国家食品药品监督管理局（SFDA）通过招标的方式订购了总计超过300余台进口傅立叶变换近红外光谱仪。财政部当时加上后续的维护费，拨了共5亿人民币的资金，如果这5亿元能够用来发展我们自己的产品，国产近红外仪器的稳定性也能上去了（当然时间进度会有一些差异）。这个事情就是需要有很大的魄力。所以，中国仪器的问题还是重视不重视的问题，而5亿人民币对于我们的财政来说只是一个小数目。

    CCD为检测器的近红外光谱仪的研制

    第一，CCD最初是用在数码照相机上的，产量极大，仪器成本是没有问题的。第二就是近红外技术对仪器硬件的稳定性要求很高，CCD检测器没有移动部件，这个特点符合要求。可是CCD也有缺点，就是它的检测波长范围比较窄。

    目前这项研究已经商品化了。现在主要做近红外技术的应用研究，这项技术虽然是从农业上开始的，可是在石化领域发展得极快。我们也做过模型传递的研究工作，但是效果还不够明显。因为这项研究是要以仪器硬件为基础的，我们不是一个做硬件的单位，我们的人才也不是做硬件的人才，所以完全用软件来解决效果不是很好。现在，我们在软方法方面继续开展更为深入的研究工作，如汽油调合模型的传递等。