近紅外光譜和紅外光譜傻傻分不清楚？

在本期文章中，我們將通過對(duì)比這兩種技術(shù)，使您了解為什么近紅外光譜技術(shù)比紅外光譜技術(shù)更適合應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)過程分析中所遇到的挑戰(zhàn)。

什么是光譜？

光譜是指光線與物質(zhì)發(fā)生的相互作用。*，光線一定會(huì)對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生影響，特別是在沒有防護(hù)的狀態(tài)下長時(shí)間暴露在外面。好比如果我們長時(shí)間暴露在太陽下，就會(huì)被曬傷。

波長是光線的*屬性，它與能量成反比。因此，波長越短，能量越大。如下圖所示電磁光譜，你可以看到近紅外光譜的區(qū)域位于可見光區(qū)域（相對(duì)較高高能量）和紅外光譜區(qū)域（相對(duì)較低能量）之間。

紅外光譜和近紅外光譜區(qū)域（800-2500nm）發(fā)出的光會(huì)引起分子特定部分（被稱為官能團(tuán)）的振動(dòng)。因此，紅外和近紅外屬于振動(dòng)光譜。下圖展示了在近紅外光譜區(qū)域較活躍的官能團(tuán)和分子。許多化學(xué)和生物產(chǎn)品展現(xiàn)了*的吸收能力，可用來進(jìn)行定性和定量分析。

引起紅外光譜或近紅外光譜的振動(dòng)差異的原因是由于近紅外光譜波長區(qū)域的能量高于紅外光譜區(qū)域。

發(fā)生在紅外區(qū)域的振動(dòng)被歸類為基頻的變化——意味著從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的轉(zhuǎn)變。另一方面，近紅外區(qū)域的振動(dòng)是組合譜帶（兩種振動(dòng)的激發(fā)相結(jié)合）或諧波。諧波是指從基態(tài)到高于剛開始那個(gè)激發(fā)態(tài)的振動(dòng)（如下圖所示）。這些組合譜帶和諧波比基頻振動(dòng)的發(fā)生概率低，因此近紅外區(qū)域的峰強(qiáng)度低于紅外區(qū)域的峰強(qiáng)度。

如果用爬樓梯來類比可能更好理解。大多數(shù)人每次只爬一級(jí)臺(tái)階，但是有時(shí)人因?yàn)橹睍?huì)一次爬兩級(jí)或三級(jí)臺(tái)階。這就類似紅外光譜和近紅外光譜：一次爬一級(jí)臺(tái)階（紅外光譜——基頻振動(dòng)）比一次爬兩級(jí)或更多級(jí)臺(tái)階（近紅外光譜——諧波）更普遍。近紅外區(qū)域的振動(dòng)的發(fā)生概率比紅外區(qū)域的低，因此強(qiáng)度也低。

近紅外光譜相較于紅外光譜的優(yōu)勢(shì)是？

• 近紅外光譜帶的強(qiáng)度更低，檢測(cè)器飽和更少。

對(duì)于固體樣品，可以直接裝入適合近紅外光譜分析的小瓶進(jìn)行檢測(cè)。但是如果使用紅外光譜分析，您需要制作溴化鉀壓片或者小心翼翼的將固體樣品放在衰減全反射比（ATR）窗口，還要在測(cè)試完成后對(duì)窗口進(jìn)行全面的清潔。

對(duì)于液體樣品，可以裝入直徑為4mm（或8mm）的一次性小瓶中進(jìn)行近紅外光譜分析，即使是黏性物質(zhì)也很容易裝入。使用紅外光譜分析需要非常短的（<0.5 mm）路徑長度，所以需要非常昂貴的石英比色皿或流通池，且都不容易裝入樣品。

• 近紅外光譜的光線能量更高，因此對(duì)樣品的穿透力更強(qiáng)。

這意味著近紅外光譜與紅外光譜相比，可以提供關(guān)于顆粒樣品的更多內(nèi)部信息，而不僅是表面特性。

近紅外光譜帶來更多可能！

• 近紅外光譜技術(shù)既可以用來定量，也可以用來定性。

紅外光譜技術(shù)常被用來探測(cè)一個(gè)分子中某個(gè)官能團(tuán)的存在。事實(shí)上，定量是近紅外光譜技術(shù)的一大長處。

• 萬能的近紅外光譜技術(shù)。

近紅外光譜技術(shù)可用來進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)（如水分、API含量）的定量，測(cè)定化學(xué)參數(shù)（如羥值、總酸值）或物理參數(shù)（如密度、粘度、相對(duì)粘度和固有粘度）。

• 近紅外光譜可與光纖聯(lián)用。

這意味著通過一個(gè)帶有長的低色散光纖電纜和堅(jiān)固的測(cè)量頭的近紅外光譜分析儀，您可以很輕松地將一個(gè)方法從實(shí)驗(yàn)室直接應(yīng)用到工藝流程環(huán)境中。由于一些物理限制，光纖電纜不能與紅外光譜聯(lián)用。

NIR ≠ IR

總之，近紅外光譜技術(shù)不同于紅外光譜技術(shù)，雖然它們都是振動(dòng)光譜。就速度而言，近紅外光譜技術(shù)較紅外光譜技術(shù)有更多優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗僮骱?jiǎn)單和無需樣品前處理，提供了基體材料的信息和其功能性。近紅外光譜技術(shù)可以對(duì)不同類型的化學(xué)和物理參數(shù)進(jìn)行定量，也可應(yīng)用在工藝流程中。

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瑞士萬通實(shí)驗(yàn)室型近紅外光譜分析儀能助您信心百倍地快速完成常規(guī)分析，整個(gè)過程無需復(fù)雜的樣品前處理和額外試劑，不到一分鐘就能得出分析結(jié)果。

我們的光譜儀覆蓋了可見光和近紅外譜區(qū)，既可以對(duì)不同材料做定性鑒別分析，又可以在一次分析中同時(shí)對(duì)大量的物理和化學(xué)參數(shù)做定量分析。您可以根據(jù)自己的需求從我們的系列光譜儀中選擇。