Quang phổ cận hồng ngoại là gì?

Quang phổ cận hồng ngoại là gì?

Quang phổ cận hồng ngoại, hay còn gọi là Quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại (Near Infrared Reflectance Spectroscopy – NIRS) là một phương pháp quang phổ sử dụng vùng cận hồng ngoại của phổ điện từ dùng để xác định thành phần hóa học như protein, béo, xơ, tro, độ ẩm… trong các mẫu sinh học.

Lịch sử

Quang phổ cận hồng ngoại đầu tiên được đo vào năm 1881 bởi Abney và Festing bằng cách sử dụng các tấm ảnh. Họ không chỉ tạo ra quang phổ đầu tiên mà chính xác là họ còn gợi ý rằng sự hấp thụ có liên quan đến thành phần hóa học của chất lỏng mà họ nghiên cứu. Nhưng người tiên phong quan trọng nhất của quang phổ IR là William W. Coblentz.

Năm 1905, ông công bố kết quả của một nghiên cứu lớn về các hợp chất có quang phổ mà ông ghi lại được từ 1000 nm đến 16.000 nm. Công trình của Coblentz là một bước đột phá trong đó các nhà nghiên cứu có thể liên hệ đặc tính của các nhóm nguyên tử trong phân tử có liên quan đến sự hấp thụ cụ thể ở vùng giữa IR (2500–50,000 nm). Sự hấp thụ này là kết quả của tương tác với các dao động cơ bản của các liên kết hóa học liên kết với các nguyên tử của các nhóm. Các liên kết hóa học khác nhau (như O – H, C – H và N – H) khác nhau về độ bền và do đó lượng năng lượng cần thiết để dao động liên kết chuyển từ mức này sang mức tiếp theo. Sự biến đổi năng lượng này sẽ được xem trong một quang phổ như một chuỗi các chất hấp thụ ở các bước sóng khác nhau. 

Trong đó, quang phổ cận hồng ngoại là vùng ánh sáng cận hồng ngoại có bước sóng 750 – 2.500 nm được các liên kết C-H, N-H, O-H. 

Ứng dụng

Quang phổ cận hồng ngoại được phát hiện vào thế kỷ 19, nhưng ứng dụng công nghiệp đầu tiên bắt đầu vào những năm 1950. Trong những ứng dụng đầu tiên, NIRS chỉ được sử dụng như một đơn vị bổ sung cho các thiết bị quang học khác sử dụng các bước sóng khác như quang phổ tử ngoại (UV), khả kiến (Vis) hoặc hồng ngoại trung (MIR).

Vào những năm 1980, một hệ thống NIRS đơn lẻ, độc lập đã ra đời, nhưng ứng dụng của NIRS tập trung nhiều hơn vào phân tích hóa học. Với sự ra đời của sợi quang ánh sáng vào giữa những năm 1980 và sự phát triển của máy dò đơn sắc vào đầu những năm 1990, NIRS đã trở thành một công cụ mạnh mẽ hơn cho nghiên cứu khoa học.

Hiện nay, phương pháp quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) được ứng dụng phổ biến trong việc kiểm soát chất lượng thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn nuôi, hóa chất nông nghiệp, hóa học khí quyển, nghiên cứu đốt cháy và thiên văn học. Đặc biệt, NIRS còn được ứng dụng trong chẩn đoán, nghiên cứu y tế và sinh lý bao gồm đường huyết, đo oxy trong máu, hình ảnh thần kinh chức năng, y học thể thao, phục hồi chức năng, nghiên cứu sơ sinh, giao diện máy tính não, tiết niệu (co bóp bàng quang) và thần kinh học (khớp nối mạch thần kinh).

Lợi ích của QUANG PHỔ CẬN HỒNG NGOẠI NIRS so với KỸ THUẬT HÓA ƯỚT

Quang phổ cận hồng ngoại NIRS có một số lợi thế so với các kỹ thuật hóa ướt:

• NIRS không yêu cầu dung môi và thuốc thử có khả năng độc hại, do đó đây là một kỹ thuật xanh và thân thiện với môi trường.
• Thiết bị quang phổ NIR có thể được vận hành bởi những người không chuyên, kiến ​​thức về các phản ứng hóa học và phân tích hóa học là không cần thiết.
• Quang phổ NIR không phá hủy cấu trúc, nghĩa là mẫu không cần phá hủy với nhiệt độ và hóa chất trong suốt quá trình phân tích và có thể tái sử dụng.
• NIRS phân tích nhanh, cung cấp kết quả chính xác trong vòng chưa đầy một phút.

--> Hầu hết người sử dụng NIR đều tỏ ra hài lòng về sự tiết kiệm chi phí và thời gian đáng kể khi thực hiện phân tích với NIR thay vì các kỹ thuật hóa ướt. 

Các thiết bị Quang phổ cận hồng ngoại NIRS

Hiện BETA TECHNOLOGY đang cung cấp độc quyền các thiết bị phân tích Quang phổ cận hồng ngoại NIRS của nhà cung cấp ZEUTEC từ Đức, đo đa chỉ tiêu với phạm vi ứng dụng đa dạng: thực phẩm, thịt, ngũ cốc, sữa và các sản phẩm về sữa (bơ, phô mai…), bột, đường, rượu (rượu vang, rượu mạnh,…), bia, hàng dệt,… và nhiều ứng dụng khác.

Quý khách hàng có nhu cầu thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với BETA để được hỗ trợ nhanh nhất.