近红外(NIR)光谱法是目前最有吸引力的和广泛使用的方法,分析在过去的四十年中,因为它提供了一个非破坏性的分析工具,允许快速和并发的定性和定量分类广泛的样本。相关性、物理原理、使用、和未来的可能性计算近红外光谱学是本文中讨论。
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计算近红外光谱学为什么重要?
计算近红外光谱被广泛用于各种学科作为一个分析技术进行定量和定性分析。这种方法已经成为农业和食品行业,尤其是完善以及制药行业,关注自然产品,环境分析,公认的材料特性。
近红外光谱等光谱方法之间的主要区别是,不同类型的振动。色彩和组合乐队的基本面中发现其他光谱填补NIR光谱。在近红外光谱,一些乐队的强度增加。同时,NIR乐队来自相关物种的强度明显降低。
计算近红外光谱法的优点和局限性
在真实的应用程序中,近红外光谱辐射引起的低渗透率的增加带强度允许非破坏性的调查,而样品稀释不吸收媒体是等效作用所必需的中红外光谱(MIR)。
米尔相比,相对廉价的可用性光电探测器(相对于探测器米尔所需设备),玻璃光学和NIR-specific光纤探针给这个方法显著的好处。
然而,近红外光谱的固有的复杂性,以及直接解释的困难,继续限制约束。近红外光谱的吸收线宽形态包括大量重叠的乐队,生许多乐队。在很多情况下,没有一个可辨认的化学组的“指纹”使得直接的诠释NIR光谱困难。
物理计算近红外光谱学原理
近红外光谱是由谐波和组合乐队,即。非基本面的转换,因为根本没有红外有源带超过4000厘米1。
振动自洽场理论(VSCF),振动的二阶微扰理论(VPT2)和振动组态相互作用理论框架对近红外光谱(VCI)访问。然而,即使是这些更为有效的常规方法一直是非常昂贵的近红外光谱法的应用。
VCI通常被丢弃是一个可行的方法,分析任何系统有超过几个原子由于其高计算成本。VSCF技术更廉价和更具有适应能力,这是目前使用广泛的实际应用。
计算近红外光谱法的应用
由于独特的混合协同特性,近红外光谱学现在频繁应用于当前的分析应用程序。其普遍性、广阔的应用,简单的设备,和廉价的成本显著的好处在定性和定量分析。app亚博体育
计算近红外光谱可以用于快速的产品标识,分类,和质量控制,以及确定产品属性(化学和物理)进程内浓度和组件的应用程序。
能够使用坚固的、负担得起的光纤构建一个方便的光学探测器获取的光谱数据材料标识是工业应用的主要优势为基础的。不仅是利用材料识别在制定过程中,从原材料、中间体和最终产品也为定量分析。亚博网站下载
涉及定量材料分析本质上是比识别和需要一个更全面的校准设置新的样本分析的基础。
计算近红外光谱的最新进展
仪器不断发展以应对重要的工业需求。分析近红外光谱学现在是一个活跃的研究课题,科学和专业的社区参与。
使用了非谐量子化学计算在最近的一次工作发表在杂志上分子模拟和分析咖啡因近红外(NIR)光谱。第一和第二色彩,以及二元或三元组合,生成,完美匹配实际的谱线形成的红外区域。
计算允许咖啡因的NIR光谱进行彻底检查,包括弱乐队由第二色彩和三元组合造成的。咖啡因的近红外光谱证明是非常复杂,与多个重叠的乐队发现下面报道谱线形式。
未来的角度
不断上升的非谐量子力学计算相关性解决困难基本NIR光谱及其分析应用程序显示了巨大的承诺。
最近的研究近红外光谱的显著提高我们的知识。物理化学研究和近红外光谱的发展应用程序现在正在研究的前沿。详细的近红外光谱带作业提供新颖的物理的见解,如分子间的相互作用在近红外光谱的后果。
此外,校准模型和综合信息可能会相互影响近红外光谱波段的来源。通过将解释化学信息纳入现有的分析框架中,这些选项提供了一个重要的桥梁扩大近红外光谱的应用潜力。
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引用和进一步阅读
Beć,k B。&哈克,c . w . (2019)。突破潜力近红外光谱学:光谱模拟。回顾最近的进展。化学前沿。可以在:http://dx.doi.org/10.3389/fchem.2019.00048
Beć,k B。Grabska, J。&哈克,c . w . (2021)。计算机辅助近红外光谱学的当前和未来的研究方向:一个视角。Spectrochimica学报:分子和生物分子光谱;可以在:https://doi.org/10.1016/j.saa.2021.119625
Beć,k B。Grabska, J。&哈克,c . w . (2022)。在硅片近红外光谱学——审查。分子指纹;校准的解释模型;基体效应和仪器的理解不同。Spectrochimica学报:分子和生物分子光谱学。可以在:https://doi.org/10.1016/j.saa.2022.121438
Grabska, J。Beć,k B。Ozaki, Y。&哈克,c . w . (2021)。不和谐的DFT的研究近红外光谱的咖啡因:振动分析第二色彩和三元组合。分子。可以在:https://doi.org/10.3390/molecules26175212
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