該選近紅外?還是中紅外?
? 在論壇里,看到過某同學的疑問:很多文獻都選擇4000~400 cm-1 的中紅外,但也有選擇近紅外的,選擇的依據是什么?不同的人研究同樣的樣本,卻分別選用中紅外和近紅外。又是怎么選擇的呢?中紅外和近紅外的譜圖信息有什么差別?
以此問題為引子,筆者實話說,看到問題的瞬間,并不能做到答案脫口而出。但是你懂的。。。互聯網社會嘛,有問題?百度一下,你就知道嘍!
筆者最擅長的就是百度了,一頓瘋狂搜索、消化、總結后,一個集百家所言的答案貌似已經呼之欲出了。下面請聽我一一道來吧!
首先,簡單淺顯的概括就是:
研究目的不一樣。中紅外一般用來鑒別;近紅外一般用來定量;
方法不一樣,中紅外是用譜圖對比,近紅外是用已知樣品建譜庫。
簡單是簡單,通俗易懂的同事,又難免概括的不是很全面。如果你還想深入的了解,那么,請繼續往下看:
選擇什么樣的波長紅外是由化合物本身的吸收波長決定的,而化合物的吸收波長的范圍又是由化合物的那些化學鍵的特征吸收決定的,而有機化合物的紅外特征吸收在400~4000波數范圍內,它們是由化學鍵的力常數和連接這些鍵的原子質量決定的。
太專業,太繞?不懂,好吧,咱舉個通俗的例子:為什么描述人的體重的時候,要選擇公斤這個單位,而不是噸?那是因為人的體重通常都在這個范圍。
同一個化合物為什么用不同的范圍的紅外波長是因為紅外除了化學鍵的振動吸收外,還包含化學鍵的轉動吸收,即使同一個化合物的同一個化學鍵,其振動吸收和轉動吸收的波長是不同的,轉動吸收通常在中紅外范圍,而轉動吸收,能量要低很多,對應的波長位于遠紅外區,此外還有倍頻吸收等。
中紅外是比較適合用于定性。近紅外目前國內煙草行業用于測定水分,石油化工也用于定量測定,中檢所有打假專用的近紅外儀器。近紅外目前功能還沒有被完全開發出來,它既能用于定性也能用于定量。它有很多優點,缺點是前期需要很多的投入。
可以說:近紅外必定是未來檢測的發展方向,幾乎所有化合物近紅外都能很好的定性、定量測定。
近紅外針對的不是某個或某種化學鍵,它是把傳統方法的圖譜和近紅外圖譜結合建模,然后對樣品進行檢測。也就是說你先給一些圖譜,告訴它這是什么,然后測定樣品,它就能告訴你可能是什么,接近程度是多少。
好吧,科普夠了,到了總結的時候了。
選用近紅外還是中紅外?請根據您的分析需求來決定:
一、兩者譜圖信息比較:
中紅外給出的是基團振動峰,能通過峰位鑒別出結構信息;
近紅外則給出的是含氫基團振動的倍頻和合頻的復雜的信息,必須通過數學手段對所得到的圖譜信息進行處理,才能得到所要的信息。
二、兩者最擅長領域比較:
對于中紅外,它的應用包括對未知化合物的結構鑒定等定性檢測,也可以用于定量測定,根據某峰的強度的變化,應用數學軟件進行計算,這方面中紅外也有一定的優勢,只是被其強大的結構鑒定優勢所掩蓋。
對于近紅外,它的應用包括對已知化合物的鑒定(結合數學方法用標準物建立數據庫,然后對一種未知樣品進行是與否的鑒定),測定某物質的含量即定量研究(此方面近紅外尤為擅長,它可以將所要檢測的物質從復雜的樣品背景中區分出來,特別是數學統計方法如偏最小二乘法,人工神經網絡技術等的發展使近紅外在定量方面越來越突出)。
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