傅立葉變換紅外光譜儀的應(yīng)用

傅立葉紅外光譜儀是基于對(duì)干涉后的紅外光進(jìn)行傅里葉變換的原理開發(fā)的紅外光譜儀器,它能對(duì)物質(zhì)的化合鍵和物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,可以對(duì)樣本進(jìn)行定性和定量分析,又憑借其優(yōu)良的性能能夠勝任很多分析工作。不同型號(hào)品牌的儀器有不同的功能,比如京科瑞達(dá)就能提供二手島津傅立葉紅外光譜儀、二手賽默飛傅立葉紅外光譜儀、二手布魯克傅立葉紅外光譜儀等。那么讓我們了解下專業(yè)的傅立葉紅外光譜儀有哪些組成部分以及能應(yīng)用于哪些領(lǐng)域呢!

傅立葉變換紅外光譜儀的組成

主要由紅外光源、分束器、干涉儀、樣品池、探測器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等組成。

(1)光源:傅立葉變換紅外光譜儀為測定不同范圍的光譜而設(shè)置有多個(gè)光源。通常用的是鎢絲燈或碘鎢 燈(近紅外)、硅碳棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷燈(遠(yuǎn)紅外)。

(2)分束器:分束器是邁克爾遜干涉儀的關(guān)鍵元件。其作用是將入射光束分成反射和透射兩部分,然后 再使之復(fù)合,如果可動(dòng)鏡使兩束光造成一定的光程差,則復(fù)合光束即可造成相長或相消干涉。

對(duì)分束器的要求是:應(yīng)在波數(shù)v處使入射光束透射和反射各半,此時(shí)被調(diào)制的光束振幅最大。根據(jù)使用 波段范圍不同,在不同介質(zhì)材料上加相應(yīng)的表面涂層,即構(gòu)成分束器。

(3)探測器:傅立葉變換紅外光譜儀所用的探測器與色散型紅外分光光度計(jì)所用的探測器無本質(zhì)的區(qū) 別。常用的探測器有硫酸三甘鈦(TGS)、鈮酸鋇鍶、碲鎘汞、銻化銦等。

(4)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):傅立葉變換紅外光譜儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī),功能是控制儀器的操作,收集 數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。

傅立葉變換紅外光譜儀的應(yīng)用

一、酒制品檢測分析

不同產(chǎn)地的葡萄酒具有不同的質(zhì)量與風(fēng)格,市場上葡萄酒以假亂真、以次充好現(xiàn)象頗多,尋找簡單有效地鑒別葡萄酒產(chǎn)區(qū)的方法,有利于葡萄酒市場的健康發(fā)展。向伶俐等人采用近、中紅外光譜的貝葉斯信息融合技術(shù)對(duì)葡萄酒原產(chǎn)地進(jìn)行快速識(shí)別,建模集準(zhǔn)確率為87.11 %,檢驗(yàn)集準(zhǔn)確率為90.87 %,提高判別的準(zhǔn)確度,為葡萄酒原產(chǎn)地真?zhèn)巫R(shí)別提供了一種高效低成本的新方法。

此外,利用紅外光譜對(duì)白酒年份與香型鑒別也有十分效。因不同香型白酒的成分有所差異,其紅外光譜也不盡相同,可根據(jù)紅外光譜差異鑒別不同年份的白酒。

二、蜂蜜檢測分析

我國蜂蜜質(zhì)量參差不齊,摻假現(xiàn)象也較為嚴(yán)重。孫燕等利用中紅外圖譜分析儀結(jié)合化學(xué)計(jì)量軟件建立饒河黑蜂蜂蜜產(chǎn)地真假判別模型判別饒河本地的蜂蜜樣品和其它地區(qū)蜂蜜樣品,準(zhǔn)確率達(dá)90.3 %,為蜂蜜真?zhèn)舞b別提供了一種有效的方法。

三、谷類檢測分析

近年來,少數(shù)造假者頻頻在陳舊大米中涂抹摻加植物油、礦物油,增加其亮度和光澤,冒充優(yōu)質(zhì)新鮮大米銷售,嚴(yán)重危害消費(fèi)者身心健康。張耀武等利用紅外光譜對(duì)涂有和摻有礦物油的大米進(jìn)行定性鑒別。

劉凌平等利用傅立葉變換衰減全反射紅外光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法(ART-FTIR),對(duì)稻谷中7 種常見有害霉菌進(jìn)行了快速鑒定,建立的線性判別分析和偏最小二乘判別分析模型對(duì)7種不同類別菌株的留一交互驗(yàn)證整體正確率分別達(dá)到 87.1 %和87.3 %,表明ART-FTIR 技術(shù)技術(shù)可用于谷物中霉菌不同屬間的快速鑒別,尤其對(duì)不同菌屬的霉菌具有良好的判別效果。

四、果蔬檢測分析

果蔬中農(nóng)藥殘留快速、高效的檢測技術(shù)是當(dāng)前食品安全控制關(guān)注的重大問題。朱春艷用傅立葉紅外光譜技術(shù)對(duì)敵百蟲和辛硫磷兩種農(nóng)藥的紅外光譜進(jìn)行了測量和分析。

五、化工醫(yī)藥領(lǐng)域

現(xiàn)代藥物學(xué)在對(duì)新藥物進(jìn)行研制時(shí)不外乎兩種方法,一種是根據(jù)基礎(chǔ)化合物進(jìn)行合成,另一種是從動(dòng)植物中提取改良。藥物的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),對(duì)于得到的新藥物最基本的步驟是分析其結(jié)構(gòu)和組成,傅立葉紅外光譜儀能夠出色的輔助人們完成這方面的工作。

六、煤炭石油分析領(lǐng)域

傅立葉紅外光譜儀能夠檢測有機(jī)物中官能團(tuán)的種類及含量,從而可以得到某種有機(jī)物在混合物中的含量。這對(duì)于煤炭石油行業(yè)非常重要,因?yàn)槊禾亢褪椭杏袡C(jī)物含量是開采的標(biāo)準(zhǔn)。使用傅立葉紅外光譜儀對(duì)樣本進(jìn)行檢測有機(jī)物的種類和含量,進(jìn)而判斷是否有開采的價(jià)值。

七、刑偵鑒定領(lǐng)域

在刑偵鑒定領(lǐng)域傅立葉紅外光譜儀也有一定的應(yīng)用,化學(xué)合成技術(shù)的發(fā)展使得新型毒品種類百出,這也給鑒定工作帶來難度。有了傅立葉紅外光譜儀可以對(duì)未知物質(zhì)進(jìn)行分析并與已知藥物紅外光譜進(jìn)行比對(duì),判定是否有致幻作用。在寶石鑒定中通過測定樣本的晶格結(jié)構(gòu),并和標(biāo)準(zhǔn)晶格比對(duì)來判斷是否為真正的寶石。

傅立葉紅外光譜儀檢測的準(zhǔn)確性和易用性使得它能夠在很多領(lǐng)域勝任,對(duì)于有些檢測要求嚴(yán)格的領(lǐng)域比如醫(yī)藥刑偵領(lǐng)域,傅立葉紅外光譜儀更能發(fā)揮其準(zhǔn)確性的特點(diǎn)。除了以上領(lǐng)域外傅立葉紅外光譜儀還能適應(yīng)于多種領(lǐng)域,比如衛(wèi)生檢疫、食品、環(huán)保、光學(xué)鍍膜等,并且能在這些領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮極大的優(yōu)勢(shì)。