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          北京物流信息聯盟

          費勁洪荒之力才能找到的近五年我國近紅外光譜分析技術研究與應用進展,必收藏

          化學數據聯盟 2022-02-25 15:39:00



          國際上,近紅外光譜經過近半個世紀的發展,已走過了所謂的概念炒作期,進入了穩步發展的平臺期?實踐證明,以近紅外光譜為主力軍的過程分析技術為發達國家的工業信息化與自動化的深度融合起到了決定性的作用,它所提供的快速?實時測量信息可使工農業生產過程保持最優化的控制,在顯著提高產品質量的同時,降低生產成本和資源消耗,從而優化資源配置,給企業和社會帶來了豐厚的經濟回報?


          這也是近紅外光譜技術之所以生生不息的生命力所在?


          我國從20世紀80年代開始進行近紅外光譜的研究和應用工作,90年代后期以產業鏈的方式逐漸應用于農業?石化?制藥和食品等多個領域,在工農業生產和科研中逐漸發揮著越來越重要的作用?


          2006 年10 月28 日—30 日,“全國第一屆近紅外光譜學術會議”在北京西郊賓館會議中心成功召開,這次會議增進了我國近紅外光譜科技工作者之間的交流與合作,是我國近紅外光譜技術發展過程中的一個重要里程碑?至今已先后在長沙(2008 年)?上海(2010 年)和桂林(2012年)舉辦了四屆,并逐漸形成了嚴謹務實?簡樸高效的獨特會風,對促進我國近紅外光譜技術的研發和應用起到了積極的推動作用?2010年我國還成功舉辦了亞洲第三屆近紅外光譜學術會議?


          在我國近紅外光譜技術發展史上的另一件大事是,2009年6月6日成立了近紅外光譜專業委員會(China Council of NIRS)?該學術組織成立后,組織了大量的學術活動,其中值得一提的是,2012 年11 月27 日—29 日成功組織召開了主題為“我國近紅外光譜分析關鍵技術問題?應用與發展戰略”的第446次香山科學會議?這次會議凝煉出了當前我國近紅外光譜分析技術需要優先發展的科學問題和工程技術問題,為制定我國科技發展規劃,提供了科學依據,其帶來的深遠影響可會在以后若干年中逐漸顯現出來?


          2009年迄今,我國已經出版了近十本近紅外光譜專著,涉及方法學?儀器?藥物?農產品和食品等多個領域?與之密切相關的化學計量學,也有多本專著出版?通過國家知識產權局門戶網站?萬方數據庫和CNKI數據庫查詢,這期間我國申請和授權的與近紅外光譜直接相關的專利有400余項,在國內學術期刊發表的論文有2000余篇,碩士和博士學位論文也有300余篇?


          此外,據不完全統計,在國外期刊上發表的論文也有500篇左右?近紅外光譜在我國的研究和應用呈現蓬勃發展的局面,大有星火燎原之勢?


          近幾年,值得注意的一個發展動向是,頒布了越來越多的近紅外光譜標準方法,包括國家標準:《GB/T29858—2013 分子光譜多元校正定量分析通則》?《GB/T12008.3—2009塑料聚醚多元醇第3部分:羥值的測定》?《GB/T24895—2010糧油檢驗近紅外分析定標模型驗證和網絡管理與維護通用規則》等十余項,以及諸多行業標準:《NY/T1423魚粉和反芻動物精料補充料中肉骨粉快速定性檢測近紅外反射光譜法》?《NY/T1841—2010 蘋果中可溶性固形物?可滴定酸無損傷快速測定近紅外光譜法》?《LY/T2053—2012木材的近紅外光譜定性分析方法》?《LY/T2151—2013木材綜纖維素和酸不溶木質素含量測定近紅外光譜》?《DB53/T498—2013煙草及煙草制品主要化學成分指標的測定近紅外漫反射光譜法》和《DB53/T497—2013 煙草及煙草制品主要化學成分指標近紅外校正模型建立與驗證導則》等?


          為籌辦2006年全國第一屆近紅外光譜學術會議,筆者曾引用200篇文獻,綜述了1996年—2005年期間我國近紅外光譜分析技術的研究和應用進展?本文是該論文的姊妹篇,引用209篇有代表性的文獻,旨在概述2007年至今我國這一技術領域的發展情況,本評述更側重于引用近五年來(2009年以后)在弦國學術期刊上發表的論文,沒有引用專利和發表到國外期刊的文獻?


          軟硬件研發

          研制小型?微型化和專用型儀器是近些年分析儀器領域的主要發展趨勢,我國近紅外光譜儀器的研制也明顯呈現出這一特點?


          國內已有多家單位基于MEMS技術研制出了多種分光類型的小型或微型近紅外光譜儀器實驗樣機?在專用儀器方面更是日新月異。


          • 安徽農業大學等研制出俗稱“生茶報價儀”的茶葉品質分析儀,可以快速劃分出鮮葉茶的等級?

          • 中國計量學院等單位基于干涉濾光片研制了茶葉成分檢測儀?

          • 中國農業大學研制出快速測定土壤中有機質和氮含量的便攜式儀器,并在開發車載式土壤肥力實時分析儀?

          • 江蘇大學研制了以半導體激光器為光源的農產品水分近紅外檢測儀,能滿足一般生產和流通行業對農產品和食品的水分快速檢測的需要?

          • 上海交通大學開發了一套退役車用塑料近紅外識別試驗系統,初步試驗結果表明對車用塑料的識別準確率超過95%?

          • 暨南大學利用多個不同中心波長的近紅外LED 組成陣列光源,設計了用于檢測輸油管道中油品界面的專用儀器?

          • 中國科學院半導體研究所與相關單位合作研制出了農作物種子的近紅外光譜分析鑒別系統,并在玉米種子上得到了初步的推廣應用?

          • 西安交通大學等設計構建了測定烷烴類氣體的硬件系統平臺,給出了可喜的實驗結果?


          在線近紅外分析儀器,尤其是用于水果篩選的儀器一直是研究的熱點,我國有多家單位研制出水果在線分選裝置樣機,并對過程測量參數進行了深入研究?用于固體顆粒的在線儀器陸續研制成功,例如


          • 石油化工科學研究院研制出測定聚丙烯多種物化參數的專用在線分析儀;

          • 中國科學院合肥物質科學研究院研制出尿素產品質量在線檢測裝置;

          • 陜西省電力科學研究院等單位研制出了煤質在線分析儀,并都在工業上進行了應用試驗,這些在線儀器稍作改動便可應用于其他類型的固體樣品分析;

          • 廣西大學也聯合相關單位持續多年研制用于白糖實時分析的在線近紅外分析儀器?


          在軟件編制方面,


          • 中南大學開發出ChemoSolvTM 分子光譜化學計量學軟件;

          • 中國農業大學開發出復方中藥專用近紅外質量控制分析軟件和近紅外煙葉質量控制與配方設計專用軟件;

          • 石油化工科學研究院開發出RIPP 化學計量學光譜分析軟件3.0版本;

          • 中國計量學院開發出基于獨立分量分析方法(ICA)的近紅外光譜分析軟件;

          • 北京航空航天大學設計開發了一套集近紅外光譜采集與數據處理為一體的軟件,用于研究生開放性實驗的教學平臺;

          • 江蘇大學則開發出基于安卓系統掌上設備的近紅外光譜分析與檢測軟件?


          方法研究

          用于近紅外光譜分析的化學計量學方法研究被廣泛關注,主要集中在四個方面:光譜預處理和變量篩選?多元定量校正方法?模式識別方法?模型傳遞方法?


          在光譜預處理和變量篩選方面,多元散射校正?正交信號校正?凈分析信號?小波變換?模擬退火算法?遺傳算法?粒子群算法?連續投影算法?蒙特卡羅無信息變量等方法及其他們之間的組合嘗試在已發表的論文中層出不窮?


          • 梁逸曾教授團隊提出的用于篩選波長變量的競爭性自適應重加權算法(CARS)得到了較多驗證,被證明是一種十分有效的變量選擇方法?類似的,將變量篩選與回歸方法結合,還提出了一些新的方法?

          • 在多元定量校正方法中,最小二乘支持向量回歸機(LS~SVM)是近些年倍受推崇的一種非線性建模方法,表現出較好的回歸和預測性能,針對LS~SVM 還提出了一些改進的算法?

          • 其他一些非線性校正算法,例如高斯過程回歸(GPR)和貝葉斯神經網絡(BANN)等,也引起了關注?集成(或共識)的建模策略(Ensemble or Consensus strategy)由于多次使用訓練集中不同子集樣本的信息,降低了預測結果對某一(或某些)樣本的依賴性,從而可提高模型的預測穩定性?依據不同的抽樣方式和模型融合方式,提出了多種實現集成建模策略的具體方法?

          • 若校正模型數量多或校正樣本數量巨大,回歸計算量大,尤其在對光譜預處理和波長變量選擇等參數進行反復優化時,傳統單線程回歸運算十分緩慢,此時采用大規模并行計算策略,則可大幅提高建模速度?


          在近紅外光譜分析的定性技術中,越來多地采用有監督的模式識別方法?例如,


          • 許多的應用研究表明,PLS~DA 的判別準確度明顯優于經典的主成分分析(PCA)方法?

          • 支持向量機?人工神經網絡?以及基于Fisher準則的典型變量分析方法(Canonical variates analysis,CVA)在煙草?果品和藥物的近紅外光譜模式識別的應用研究中也表現出較好的性能?

          • 對于藥品?煙草和油品等大型近紅外光譜數據庫,基于光譜殘差?標準偏差和相關系數等參數建立的庫光譜搜索方法被認為是非常有效的識別方式,一些方法已得到了實際應用?


          盡管大家都一致認可,近紅外分析模型在相同型號儀器上的通用性最終依賴于硬件制造技術,國外有關模型傳遞算法的研究工作也明顯減少,目前多數使用近紅外光譜技術的國際大型集團公司都盡可能采用相同型號的儀器?


          盡管如此,模型傳遞算法的研究仍存有一定必要性,而且隨著儀器硬件技術指標的提高,不同型號甚至不同分光類型儀器之間的模型傳遞算法也將會變得更簡單和實用?


          近紅外光譜分析技術的方法學研究范疇除包括化學計量學外,還涵蓋實驗方法,涉及到光譜采集方式及附件?光譜采集參數(光程?分辨率?掃描次數?溫度二維相關參數等)?樣品預處理與表達方式?以及基礎數據獲取方式等內容,實驗方法是近紅外光譜技術鏈條中極其關鍵的一個環節,其目標是在兼顧測試速度和成本的前提下,盡可能得到信息豐富?重復性好?信噪比高?線性范圍寬的光譜?


          值得欣喜的是,我國有越來越多的研究者開始重視近紅外光譜實驗方法的研究,這是近紅外光譜技術發展到較高程度的重要標志,是該技術真正走向實際應用的一個必經發展階段?


          近紅外光譜化學成像是近年來快速發展起來的一種新的分析手段,尤其在化學成分分析和污染物的空間分布測定方面,具有其他技術無可比擬的優點?


          我國科研工作者在光譜成像方面做了不少的可行性研究工作,研究論文大量涌現,是當前的一個研究熱點,涉及果蔬內外部綜合品質分析?肉品質及污染檢測?農作物信息診斷(農作物種子成分?品種和病蟲害檢測;田間植株長勢監測和病蟲害檢測)?飼料檢測等?


          應用開發


          1
          食品

          生活水平的提高使消費者更加關注食品的品質,從而對食品品質快速檢測技術提出了更高的要求?


          近紅外光譜應用開發人員也已不滿足于對肉?奶?飲料?果蔬和食用油等大宗食品中的常規化學成分進行快速分析,近紅外光譜被用于越來越多類型食品的更多品質參數的快速或在線分析,食品真偽和產地的快速鑒別尤其引人關注?


          在肉?水產品及其制品應用研究中,近幾年我國近紅外光譜技術的熱點集中在肉品感官品質(如嫩度?肉色及新鮮度等)評價, 以及肉品的產地和品種的快速鑒定等方向?


          例如,

          • 程旎和謝雯雯等分別采用近紅外光譜建立了魚肉新鮮度的評價方法;

          • 孫淑敏等利用近紅外光譜建立了快速鑒別我國五個牧區和農區羊肉產地的判別模型;

          • 劉曉曄采用近紅外光譜成功鑒別了同一品種普通公牛和淘汰母牛的肉;

          • 陶琳等利用近紅外光譜快速識別出4個不同產地的海參樣品?

          • 在蛋類快速檢測中,近紅外光譜不僅用于雞蛋和蛋殼品質的分析,還用于雞蛋種類的鑒別以及孵化前種蛋中無精和受精蛋的檢測?


          在食用油方面,


          • 薛雅琳等采集全國不同地區四種食用植物油(芝麻油?大豆油?花生油和菜籽油)713個樣品建立了植物油近紅外光譜庫,為食用植物油的摻偽快速鑒別奠定了基礎;

          • 張菊華等基于163個樣本對茶油真偽進行了成功鑒別分析;

          • 溫珍才等則用近紅外光譜方法區分壓榨和浸出兩種加工方法制取的茶油,得到了滿意的識別結果?


          在奶及乳制品摻偽鑒別方面,


          • 張鑫等基于287份生鮮乳和526份摻假生鮮乳構建了生鮮乳和摻假生鮮乳近紅外光譜庫,建立了快速鑒別摻假生鮮乳的算法流程;

          • 彭攀等對近紅外快速鑒別奶粉中同時存有多種摻假物質的情況進行了可行性研究,初步結果較為滿意?


          在常見的蘋果?梨?桃和柑橘類水果內?外部品質和產地的近紅外檢測方面,我國的應用研究水平已達到較高的程度,無論是便攜式還是在線式的測量應用,較大規模的推廣翹首可待?


          如今,果蔬的近紅外應用研究已擴展到獼猴桃?香蕉?棗?李子?柿子?板栗等,還出現了一些更具有實際應用意義的檢測項目,例如干辣椒的辣度?蓮藕的淀粉含量?馬鈴薯加工品質指標等?


          也許不久的將來,可以基于上述這些應用研究研制出價格合理的專用型分析儀器?在谷物和果蔬農殘與微生物污染檢測方面,也有一些相關的研究報道?


          在酒和調味品領域,越來越多的生產企業開始關注和使用近紅外光譜技術,例如,


          紹興黃酒集團有限公司快速測定黃酒中酒精度?總酸和氨基酸態氮等多項理化指標,海天調味食品股份有限公司快速測定黃豆原料的蛋白質含量和醬油的全氮含量,江蘇恒順醋業股份有限公司快速鑒別食醋品牌和貯藏年份,丹尼斯克杰能科無錫工廠快速測定發酵液中乙醇含量?一些質檢部門也開始嘗試采用近紅外光譜方法快速篩選市場上不合格的產品,例如白酒中的乙醇?總酸?總酯和己酸乙酯含量等關鍵指標?


          我國利用近紅外技術對蜂蜜主要成分含量分析?產地和植物源判別?真偽鑒別做了大量的應用研究工作,所測蜂蜜的成分包括水?果糖?葡萄糖?蔗糖?麥芽糖?還原糖和可溶性固形物等?


          在茶葉及茶制品方面,近紅外光譜除了成品茶葉的常規化學成分的快速分析外,目前的應用研究熱點主要集中在茶鮮葉成分的快速分析?茶葉加工過程中的品質檢測?以及茶葉種類識別?產地和真偽鑒別等,例如,中國農業科學院茶葉研究所基于近紅外光譜開發出龍井茶的產區?品種溯源識別技術,對茶葉產地與品種的定標集識別準確率分別達到了98.4% 和90.3%,驗證集準確率達到96.8%和83.5%?


          2
          農業

          在谷物及經濟作物方面,我國已嘗試采用近紅外網絡對小麥的品質進行監測,用于小麥的品質區劃?品種鑒別及種植省份識別方面?


          近些年,近紅外光譜主要應用研究方向之一是農作物種子品質的分析,涉及到玉米?小麥?水稻?大豆?西瓜?以及草類種子等,分析內容包括種子品種鑒定?種子純度鑒定?種子發芽率和生活力測定等,有些應用研究成果已陸續開始推廣?


          人們甚至已經開始利用近紅外快速分析的特點,對成千上萬份種質資源進行統計評價?


          在商品谷物品質分析上,更注重食味品質的直接關聯預測,例如稻米的品嘗評分值等?


          在農作物生長監測方面,近紅外光譜可早期診斷病蟲害,進而有望及時指導農戶進行植物病害防治?


          近紅外光譜技術不僅能夠分析土壤有機成分,還可分析土壤礦質成分?預測土壤性質(如質地和pH 值等),逐漸成為土壤定位管理和數字土壤信息中海量數據獲取的重要技術?


          近些年我國對近紅外光譜快速檢測土壤的應用研究更加具有實用性,建立了針對特定地域土壤(如蘋果栽培區和臍橙果園土壤等)的近紅外光譜分析模型,有關單位正在研發便攜式和車載式農田土壤實時分析儀?基于近紅外光譜分析數據,已經嘗試開展了土壤有機質的空間制圖工作?


          此外,近紅外光譜還被用來快速測定以禽糞便為原料的有機肥的總養分含量?復合化肥中主要成分的含量?以及農藥中有效成分的含量,不僅可以用于生產過程的控制分析,還可為合理施肥施藥提供幫助?


          我國在近紅外光譜檢測飼料方面做了大量又系統的應用研究與推廣工作,建立了豐富且較為完善的飼料模型數據庫,近紅外光譜不僅能用于飼料原料及產品中常量成分(例如水分?粗蛋白?粗脂肪?粗纖維?粗灰分和淀粉等)的分析,還能用于低含量成分(如氨基酸和維生素等)的分析,同時能用于飼料營養價值的快速評定,為飼料生產過程的質量控制提供了一種行之有效的技術?


          我國大型的飼料集團公司幾乎都采用近紅外光譜快速或者在線分析手段,一方面對飼料原料按照其品質進行按質論價收購,另一方面在保證飼料產品合格的前提下調整配方,顯著降低生產成本,從而獲取可觀的經濟效益?


          近紅外光譜在我國煙草行業的應用已相對成熟,尤其是在煙草常規化學成分測定方面,近紅外光譜模型庫越來越豐富,預測準確性也越來越高,在配方設計和質量監控中發揮著重要作用?


          在煙草品種?煙葉部位?等級的識別以及卷煙制品真偽鑒別方面,應用研究結果也較為豐碩?


          近些年的應用研究已擴展到卷煙輔料品質的檢測,例如煙用白乳膠?卷煙糖料?香料和煙用接裝紙等,以及將近紅外光譜直接用于配方過程設計和生產的過程質量控制,以保證卷煙品質的穩定性和均勻性?


          此外,近紅外在線分析技術在煙草領域的應用研究與實施也逐步深入?


          3
          藥物

          近年來,近紅外光譜在我國藥物尤其是中藥分析方面取得了較快的發展?


          對上百種中藥材的可行性應用研究表明,近紅外光譜能夠簡便?快速?準確地鑒別中藥材的種類?產地和真偽,并且能夠快速測定中藥材中有效成分的含量以及中藥輔料(如蜂蜜)的品質[129132]?我國有不少中藥企業將在線近紅外光譜用于中藥生產的提取?純化?濃縮和混合等過程,為中藥生產過程的質量控制提供有效的分析技術?

          值得一提的是,


          • 徐冰等基于近紅外在線分析結果建立了檢測金銀花醇沉加醇過程終點的多變量過程控制模型?

          在中成藥檢測方面,近紅外光譜可以快速測定中成藥中有效成分的含量,以及鑒別中成藥的生產廠家等,例如,


          • 白新濤等建立了快速測定黃芪注射液中黃芪甲苷和總固體量的近紅外分析模型;

          • 史會齊等采用近紅外光譜快速識別出不同廠家的六味地黃丸?

          相對于復雜的中藥體系,近紅外光譜對西藥的定性和定量分析更為容易?


          近些年,在西藥分析上,我國的近紅外應用研究主要集中在原輔料的真偽鑒別和成品藥中的有效成分含量測定等方面,


          例如,李臣貴等利用近紅外光譜建立快速無損鑒別頭孢類原料藥的方法;孟昱等采用近紅外光譜法對41種常用藥用輔料進行了快速鑒別,這些方法適用于制藥企業在原料進廠時逐桶定性鑒別和車間投料的過程控制;


          • 王海敏等采用近紅外光譜在不破壞樣品包裝情況下快速預測頭孢丙烯原料藥中的水分含量;

          • 陳久艷等測定氯沙坦鉀氫氯噻嗪片中兩種有效成分的含量;

          • 馮艷春等則嘗試采用近紅外光譜快速測定藥物標準品分裝及存儲過程中的水分含量?


          在藥物流通領域,中國食品藥品檢驗檢定院以近紅外光譜為核心技術研制出了藥品檢測車,從2007 年起在全國各地市裝備,目前已裝備有400余輛,在基層實現了現場對藥品質量的快速篩查,


          在此平臺上,不少地方藥檢部門建立了地區級的真偽藥鑒別模型,發揮了很有效的作用,例如,廣州市藥品檢驗所建立了鑒別消渴丸真偽的識別模型,寧波市藥品檢驗所建立了硫酸亞鐵片的一致性檢驗模型?


          4
          煉油與化工

          近些年,近紅外光譜技術在我國煉油領域的應用取得了較大進展,例如,在線近紅外在汽油?柴油調合管道自動工藝中幾乎成為必選的一種分析手段?


          石油化工科學研究院自2006年開始,迄今已經建立了相對完善的汽油和柴油近紅外光譜數據庫,可以有效支撐這項技術在我國的持續推廣應用?隨著進口原油比例的增大,煉油企業加工的原油種類越來越多,近紅外原油快速評價技術日益受到煉油廠的重視,石油化工科學研究院目前已基于500多種我國常加工的國內外原油種類,建立了擁有自主知識產權的原油近紅外光譜數據庫,并在一些煉油廠進行了工業應用試驗,能快速預測出單種類原油和混兌原油的基本性質數據,以及餾分油的關鍵性質數據?


          近紅外光譜在生物燃料快速檢測分析方面,也引起我國相關研究和應用人員的關注,石油化工科學研究院建立了近紅外光譜快速測定生物柴油主要成分(脂肪酸甲酯?單甘酯?二甘酯?三甘酯和甘油)的分析模型,適用于生物柴油生產過程的中間控制分析?


          • 淡圖南?歐陽愛國和段敏偉等分別采用近紅外光譜建立了快速測定甲醇汽油中甲醇比例?乙醇汽油中乙醇比例?以及生物柴油調合產品中生物柴油比例的方法?


          在化工領域,近紅外光譜的應用范圍更廣?


          • 張彥君和張雪梅等將近紅外光譜用于聚丙烯物性參數的快速分析,在工業上能夠及時指導工藝修改和調整技術參數,減少過渡料的產生?近紅外光譜通過光纖探頭可實時監測聚合物整個反應過程,對反應動力學和機理進行研究?

          • 在精細化工產品快速分析方面,近紅外光譜大有用武之地,例如,秦慶偉等快速測定聚乙烯醇的醇解度,任靜等快速測定脂肪酰二乙醇胺中甘油含量,胡愛琴等快速測定干粉滅火劑有效成分含量等?


          近紅外光譜在我國軍工和航天等特殊化學品領域有較為廣泛的應用研究?


          例如,


          • 李定明等快速測定了核燃料后處理理水相料液中的硝酸濃度;

          • 鄒權等快速測定了硝胺推進劑中主要固體組分和硝化棉的含量;

          • 李偉等快速測定魚雷動力燃料中的主要組分含量,該燃料主要由1,2丙二醇二硝酸酯?2硝基二苯胺和癸二酸二丁酯三種成分組成,目前該方法已裝備質量監測單位用于魚雷燃料的定期檢查,取得了較好的應用效果?


          其他領域


          近紅外光譜在我國臨床醫學上的應用研究始終沒有中斷過,涉及無創血糖的測量?癌癥的早期診斷?慢性疾病的快速篩查?血液中化學成分的分析等方面?


          此外,臨床醫學上的功能近紅外光譜技術越來越受到關注,可以進行腦部血流動力學和氧代謝的無創監測,應用于神經內?外科?新生兒科?麻醉科的腦監護以及認知科學領域的研究中?


          近紅外光譜在我國林業的應用研究也取得了較豐碩的成果,在快速預測木材化學組成?物理力學性質(密度?抗彎彈性模量及抗彎強度)?解剖性質(纖維素結晶度?微纖絲角及纖維形態特征)?腐朽性質以及木材分類與加工等方面都有收獲?


          在造紙業中,


          • 劉雪云等將近紅外光譜用于快速鑒別制造成品紙的紙漿原料種類;

          • 宋舒蘋等建立了相思樹未漂硫酸鹽漿紙張物理強度及紙張白度的近紅外預測模型;

          • 俞霽川等則快速預測新聞紙廠脫墨漿中膠黏物含量?


          在紡織領域,近紅外光譜能快速對紡織纖維及其制品的種類進行鑒別以及成分預測,例如,


          • 袁洪福等對12種紡織纖維共214個樣品進行了成功鑒別;

          • 王京力等采用近紅外光譜快速預測錦氨混紡織物中錦綸的含量;

          • 黃珺等用近紅外漫反射光譜法快速測定天然纖維素清潔漿料α纖維素含量?


          另據報道,中山檢驗檢疫局在應用近紅外光譜快速測定紡織纖維含量的研究上已取得了階段性進展,針對聚酯與棉混紡?棉與氨綸?棉與絲?聚酯與粘膠?聚酯與氨綸5 種混紡產品,已制成標準樣品500余個?



          結語????

          縱觀國內外的發展狀況,不難看出近紅外光譜技術的應用前景十分廣闊,目前的這些應用只是冰山一角而已,任何一個應用點都潛在著巨大的研究課題和推廣市場?


          但是也應清晰認識到,該技術的應用實施復雜而繁瑣,屬于典型的系統工程,涉及諸多專業,需要多方面配合,要實現滿意的應用效果,不僅要打“攻堅戰”,還要打“持久戰”?在過去的5年—10年中,我國近紅外光譜分析技術無論在研發還是應用方面都取得了長足進展,方法和應用研究向更深層次和更廣領域推進,在一些應用場合尤其是飼料?藥品檢測?煙草?煉油和化工等行業獲得了可觀的經濟和社會效益?


          “”效益”是近紅外技術生存和興旺的根源和保證,幾乎所有的研究和應用都應圍繞著如何取得“”效益”展開?


          國際上,為了取得“效益”,近紅外光譜技術的發展已實現了兩次握手,第一次握手是光譜儀器制造商?方法開發部門與應用企業之間的聯合,另一次握手是以近紅外光譜為核心的現代過程分析與過程控制的聯合,這兩方面的密切結合也將是我國今后近紅外光譜技術發展的大勢所趨?


          無論是便攜式還是在線式分析,制約近紅外技術大規模推廣應用的主要瓶頸在于模型數據庫的建立與維護?


          因此,我國在近紅外技術領域的另一個發展趨勢是組建行業的建模中心,這需要圍繞儀器選型?實驗方法優化與規范化(有可能包含專用附件的研制)?建模算法與策略?網絡化運行等方面做扎實的基礎研究和系統的技術開發等工作?


          盡管目前在大多數應用場合,近紅外光譜技術還不是一種必須的分析手段,但可以預期的是,隨著我國生產力水平的不斷提高,將會有越來越多的行業離不開這種技術?


          相信未來的5年—10年,近紅外光譜分析技術一定能夠在我國信息化與工業化深度融合的發展歷程中發揮應有的作用?



          作者丨褚小立

          《光譜學與光譜分析》

          石油化工科學研究院


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          會議主題
          近紅外數據分析中的關鍵問題



          近紅外分析在研究及應用領域不斷取得進展,尤其在解決工業實際問題方面,已經獲得廣泛認可,可能成為化學相關行業中必不可少的分析工具,如在飼料、制藥、煙草以及農業領域等。


          數據分析是理解近紅外數據,構建定性定量模型,進而解決工業領域中實際問題的關鍵步驟。本次交流會重點探討如何通過化學計量學數據分析的方法,構建穩健可靠的模型,并用于解決研究與工業領域中的實際問題。數據分析方法的內容包括提高數據質量、特征選擇、模型構建、評價與應用,以及模型的轉移、更新與轉換等。


          主講人及課程介紹



          杜一平BIOGRAPHY


          華東理工大學教授,理學博士,博士生導師?,F任華東理工大學上海市功能性材料化學重點實驗室副主任。


          專業分析化學,研究方向化學計量學和分子光譜分析。2002-2003年在日本Kwansei Gakuin University的Ozaki教授課題組,作為博士后開始從事近紅外光譜和化學計量學方面的研究工作。


          近年主要從事化學計量學算法研究,近紅外、拉曼、熒光和紫外可見光譜分析新方法研究和相關儀器研制,食品安全和日用品安全快速分析檢測方法研究等方面的科研工作。


          先后承擔國家自然科學基金、國家科技支撐計劃、上海市浦江人才計劃、上海市納米專項、。發表研究論文160余篇,申請專利12項,授權7項。


          主編出版《化學計量學應用》、《分析化學計量學》、《現代儀器分析方法》(第一和第二版)等著作。2006年獲Buchi近紅外光譜獎(BUCHINIR Award)。


          2010年10月13日-18日,成功組織承辦了第三屆全國近紅外光譜學術會議和第二屆亞洲近紅外光譜學術會議。


          現為《光譜學與光譜分析》、《理化檢驗化學分冊》編委,中國化學會會員,計算機化學專業委員會委員,中國儀器儀表學會近紅外光譜分會副理事長,中國儀器儀表學會分析儀器分會理事,上海市化工學會紅外協作組組長。?


          主講課題


          近紅外光譜數據分析


          內容概要


          近紅外數據分析的常規方法

          • 建模:多元校正

          • 光譜數據處理

          • 波長選擇

          • 異常點去除


          近紅外光譜數據分析的注意事項

          • 信號和模型的真實性的判別

          • 隱變量選擇

          • 模型評價:校正、交互檢驗和獨立檢驗



          邵學廣BIOGRAPHY


          博士,教授,博士生導師,。,2003年國家自然科學基金杰出青年基金獲得者。


          1987和1992年分別獲中國科學技術大學分析化學碩士學位和博士學位(中日聯合培養)。博士畢業后留中國科學技術大學工作,2005年調入南開大學工作。


          1995年以來,多次出訪法國科研中心、香港理工大學、加拿大英屬哥倫比亞大學(UBC)等進行合作研究。


          兼任《高等學?;瘜W學報》、《化學學報》、《分析化學》、《化學試劑》、《Chinese Journal of Chemistry(中國化學)》等九種期刊的編委會委員、中國化學會計算機化學專業委員會副主任委員和有機分析專業委員會委員期刊的編委會委員、中國化學會計算機化學專業委員會副主任委員和有機分析專業委員會委員、中國儀器儀表學會近紅外光譜分會副理事長、國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術重點實驗室學術委員會委員、煙草行業煙草化學重點實驗室學術委員會委員等。


          主要從事化學計量學算法與應用研究,先后對多種化學計量學方法在化學領域中的應用開展了深入、廣泛的研究工作。


          近年來,開展了實際復雜體系的近紅外光譜分析方法研究,建立了系列用于近紅外光譜信號處理和建模的化學計量學方法,為復雜體系的快速分析建立了新穎的分析方法。


          同時,開展了化學計量學方法在工業生產中的應用研究,建立了復雜體系的近紅外光譜快速分析方法和產品質量評價方法。


          在Accounts ofChemical Research, Analytical Chemistry, Journal of Computational Chemistry等國內外學術期刊上發表SCI論文250余篇,編著、翻譯或合作出版學術著作5部。


          近五年先后承擔國家自然科學基金重點項目、面上項目等7項,科技部國際合作項目、重大儀器專項等3項,其他橫向合作研究項目二十余項,培養碩士、博士研究生60余名。


          曾獲中國科學技術大學跨世紀優秀年輕人才獎、優秀教師獎等,,2003年獲自然科學基金委杰出青年基金,2010年獲寶鋼優秀教師獎,。


          主講課題


          大數據時代的近紅外光譜技術與應用——近紅外光譜模型轉移方法與應用研究進展


          內容概要


          大數據時代的近紅外光譜技術

          近紅外光譜分析中的化學計量學方法研究

          模型轉移方法的發展

          模型轉移方法的研究進展



          曾仲大BIOGRAPHY


          2000年9月-2006年6月中南大學碩士、博士學習,師承著名化學計量學家梁逸曾教授。2006年9月-2009年12月在香港理工大學讀博士后,師承著名化學家陳新滋院士、周福添教授。


          2009年12月-2012年6月澳大利亞(RMIT大學、Monash大學)researchfellow,師承著名色譜學家Philip Marriott教授。


          、“所百人”,從事代謝組學研究。

          2014年1月至今,創立大連達碩信息技術有限公司任總經理。


          曾仲大博士長期從事化學計量學與復雜科學儀器數據分析的基礎研究,迄今已在具有國際影響力的專業期刊發表近40篇SCI研究論文,包括本領域領先的TrAC、AC、JPR、JCA等期刊。


          近3年以第一作者或合作者身份,在美國分析化學雜志發表7篇研究論文,受邀為多個SCI期刊撰寫綜述,包括本領域具影響力的TrAC雜志,在化學與生物數據分析方面兼具研究與實際應用經驗。


          主講課題


          如何智慧地構建近紅外分析模型?


          內容概要


          智慧的文件載入

          創造性的算法流

          隨心所欲數據流

          建模方法就是多

          用戶體驗重要性




          報名方式




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          開課時間:2016-08-30 10:00 (教室于 2016/8/30 9:30:00開放)

          會議時長: 2小時

          報名條件:只要您是儀器信息網注冊用戶均可參加!
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          人數限制:200
          提問時間:您可在論壇的宣傳貼中先行提問,截至時間為 2016-08-30
          相關領域:食品/飲料/煙草
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