1.1 NIR 分析技術的原理
近紅外光是一種電磁波,其波長在 780~2526nm 間,根據波長通常可分為兩類,分別為短波近紅外光譜區(SW-NIR),其波長范圍為 780~1100nm,也稱之為透射光譜;其次是長波近紅外光譜區(LW-NIR),波長范圍為 1100~2526 nm,也可稱之為反射光譜。大部分生物材料組成中含有大量的含氫基團(-OH、-CH、-NH 以及 -SH 等基團),當用近紅外光照射待測物時,這些化學基團會發生振動,進而使能量增加,而通過 NIR 技術記錄這些基團的物理特性和化學特性,再結合化學定量分析,從而實現對待測生物樣品進行定量或定性的分析。
1.2 NIR 技術的分析流程 NIR 技術首先對標準品數據庫建立相應的數學模型和驗證模型,然后將待測樣品相應的組分代入至驗證模型中進行定量或定性分析,從而進行預測。具體流程為 5步: ①對標準品進行光譜分析; ②使用標準樣品數據建立數據庫、應用數據庫建立數學預測模型; ③對待測樣品的光譜進行測定; ④將待測樣品的光譜與數據庫中數據中標準品光譜進行比對,使用模型進行比對分析,得出定性或定量的分析結果; ⑤不斷的更新數據庫和優化模型。 1.3 NIR 技術的校正模型及評價指標 NIR 分析技術主要使用的校正模型為偏最小二乘回歸分析法 (PLS)、 多元線性回歸(MLR)、主成分分析(PCA)以及神經網絡(ANN)等計算校正模型。評價模型優劣的參數主要有相關系數(R2)、定標決定系數(RSQcal)、交叉驗證相關系數(1-VR)、校正均方根差(RMSEC)、驗證均方根差(RM-SEP)、 交 叉 檢 驗 標 準 誤 差(SECV),通常認為當 1-VR 值越大、SECV 值越小,表明建立模型的擬合度越好,即預測效力越高。