紅外光譜(Infrared Spectroscopy, IR) 的研究始于20世紀(jì)初,自1940 年紅外光譜儀問世,紅外光譜在有機(jī)化學(xué)研究中廣泛應(yīng)用。新技術(shù)(如發(fā)射光譜、光聲光譜、色紅聯(lián)用等)出現(xiàn),使紅外光譜技術(shù)得到發(fā)展。
在有機(jī)物分子中,組成化學(xué)鍵或官能團(tuán)的原子處于不斷振動(dòng)的狀態(tài),其振動(dòng)頻率與紅外光的振動(dòng)頻率相當(dāng)。所以,用紅外光照射有機(jī)物分子時(shí),分子中的化學(xué)鍵或官能團(tuán)可發(fā)生振動(dòng)吸收,不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)吸收頻率不同,在紅外光譜上將處于不同位置,從而可獲得分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。
20世紀(jì)60年代,隨著Norris等人所做的大量工作,提出物質(zhì)的含量與近紅外區(qū)內(nèi)多個(gè)不同的波長點(diǎn)吸收峰呈線性關(guān)系的理論,并利用近紅外漫反射技術(shù)測定了農(nóng)產(chǎn)品中的水分、蛋白、脂肪等成分,才使得近紅外光譜技術(shù)一度在農(nóng)副產(chǎn)品分析中得到廣泛應(yīng)用。60年代中后期,隨著各種新的分析技術(shù)的出現(xiàn),加之經(jīng)典近紅外光譜分析技術(shù)暴露出的靈敏度低、抗干擾性差的弱點(diǎn),使人們淡漠了該技術(shù)在分析測試中的應(yīng)用,此后,近紅外光譜再次進(jìn)入了一個(gè)沉默的時(shí)期。
70年代產(chǎn)生的化學(xué)計(jì)量學(xué)(Chemometrics)學(xué)科的重要組成部分--多元校正技術(shù)在光譜分析中的成功應(yīng)用,促進(jìn)了近紅外光譜技術(shù)的推廣。到80年代后期,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,帶動(dòng)了分析
儀器的數(shù)字化和化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展,通過化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在解決光譜信息提取和背景干擾方面取得的良好效果,加之近紅外光譜在測樣技術(shù)上所獨(dú)占的特點(diǎn),使人們重新熟悉了近紅外光譜的價(jià)值,近紅外光譜在各領(lǐng)域中的應(yīng)用研究陸續(xù)展開。進(jìn)入90年代,近紅外光譜在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用全面展開,有關(guān)近紅外光譜的研究及應(yīng)用文獻(xiàn)幾乎呈指數(shù)增長,成為發(fā)展*快、*引人注目的一門獨(dú)立的分析技術(shù)。由于近紅外光在常規(guī)光纖中具有良好的傳輸特性,使近紅外光譜在在線分析領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用,并取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,從此近紅外光譜技術(shù)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的新時(shí)期。
近紅外光是一種介于可見光(VIS)和中紅外光(IR)之間的電磁波,美國材料檢測協(xié)會(ASTM),將其定義為波長780~2526nm的光譜區(qū)。利用近紅外光譜的優(yōu)點(diǎn)有:1.簡單方便,有不同的測樣器件可直接測定液體、固體、半固體和膠狀體等樣品,檢測成本低。2.分析速度快,一般樣品可在1min內(nèi)完成。3.適用于近紅外分析的光導(dǎo)纖維易得到,故易實(shí)現(xiàn)在線分析及監(jiān)測,極適合于生產(chǎn)過程和惡劣環(huán)境下的樣品分析。4.不損傷樣品可稱為無損檢測。5.分辨率高可同時(shí)對樣品多個(gè)組分進(jìn)行定性和定量分析等。所以目前近紅外技術(shù)在食品產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛。
這種技術(shù)專門用在共價(jià)鍵的分析。如果樣品的紅外活躍鍵少、純度高,得到的光譜會相當(dāng)清晰,效果好。更加復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致更多的鍵吸收,從而得到復(fù)雜的光譜。但是,這項(xiàng)技術(shù)還是用在了非常復(fù)雜的混合物的定性研究當(dāng)中。