红外光谱技术背景

在有机分子中，组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光相当。因此，当用红外光照射有机分子时，分子中的化学键或官能团可以通过振动被吸收。不同的化学键或官能团有不同的吸收频率，在红外光谱中会处于不同的位置，从而可以得到分子中含有哪些化学键或官能团的信息。

20世纪60年代，随着Norris等人的大量工作，提出了物质的含量与近红外区几个不同波长点的吸收峰呈线性关系的理论，利用近红外漫反射技术测定农产品中的水分、蛋白质、脂肪等成分，使近红外光谱技术广泛应用于农副产品的分析。20世纪60年代中后期，随着各种新的分析技术的出现，再加上经典近红外光谱法暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点，人们对该技术在分析测试中的应用变得漠不关心。自此，近红外光谱技术再次进入沉寂期。

多元校正技术是化学计量学学科的重要组成部分，20世纪70年代多元校正技术在光谱分析中的成功应用推动了近红外光谱技术的普及。到了80年代后期，随着计算机技术的飞速发展，促进了分析仪器的数字化和化学计量学的发展。化学计量学在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果，加上近红外光谱在样品测量技术上的独有特点，使人们重新熟悉了近红外光谱的价值，近红外光谱在各个领域的应用研究也相继开始。20世纪90年代，近红外光谱技术在工业领域的应用得到了充分发展，关于近红外光谱技术的研究和应用文献几乎呈指数级增长，成为发展最快、最引人注目的独立分析技术。由于近红外光在常规光纤中良好的传输特性，近红外光谱技术在在线分析领域也得到了很好的应用，并取得了良好的社会效益和经济效益。从此，近红外光谱技术进入了一个快速发展的新时期。

近红外光是介于可见光(VIS)和中红外光(IR)之间的电磁波，美国材料测试学会(ASTM)将其定义为波长为780 ~ 2526 nm的光谱区。使用近红外光谱的优点是:1。简单方便，不同的样品测量装置可以直接测量液体、固体、半固体、胶体等样品，检测成本低。2.分析速度快，一般样品可在1min内完成。3.适用于近红外分析的光纤容易获得，因此易于实现在线分析和监测，非常适合生产过程和恶劣环境中的样品分析。4.对样品没有损伤可以称为无损检测。5.分辨率高，可以同时对样品的多种成分进行定性和定量分析。因此，近红外技术被广泛应用于食品工业等领域。

这项技术专门用于共价键的分析。如果样品红外活性键少，纯度高，得到的光谱会相当清晰，效果会很好。更复杂的分子结构会导致更多的键吸收，从而获得复杂的光谱。然而，这种技术仍然用于非常复杂的混合物的定性研究。