บทนำ
สเปกโตรสโคปีใกล้อินฟราเรด (NIR) เป็นเครื่องมือที่น่าทึ่งที่ปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวัสดุ เปิดทางใหม่สำหรับการวิเคราะห์วัสดุ
การวิเคราะห์วัสดุเป็นกระบวนการกำหนดลักษณะวัสดุเพื่อทำความเข้าใจองค์ประกอบทางเคมีทำให้เราสามารถจำแนกตามคุณสมบัติ (การจำแนกประเภท) มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะ (คุณสมบัติ) และ/หรือกำหนดปริมาณองค์ประกอบองค์ประกอบเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานและข้อกำหนดที่จำเป็น (การหาปริมาณ)
อ่านต่อเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสเปกโตรสโคปี NIR การใช้งานที่หลากหลาย และวิธีเลือกโซลูชันสเปกโตรสโคปี NIR ที่ดีที่สุด
สเปกโตรสโคปี NIR คืออะไร
NIR เป็นตัวย่อสำหรับสเปกโตรสโกปีอินฟราเรดใกล้ซึ่งหมายถึงเทคนิคการวิเคราะห์ที่ใช้แสงใกล้อินฟราเรดเพื่อสแกนและวิเคราะห์วัสดุสำหรับองค์ประกอบหรือลักษณะเฉพาะวัสดุแต่ละชนิดมีปฏิสัมพันธ์ที่เป็นเอกลักษณ์กับแสงอินฟราเรด กล่าวคือ ในสเปกโตรสโคปี NIR เราใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้โดยใช้แสงในสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้เพื่อตรวจสอบและวิเคราะห์วัสดุการส่องแสง NIR ลงบนตัวอย่างและรวบรวมแสงที่สะท้อนจากหรือส่งผ่านนั้นช่วยให้ได้รับข้อมูลมากมายเกี่ยวกับองค์ประกอบ โครงสร้าง และคุณสมบัติของตัวอย่างโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลง (ไม่รุกราน)ต้องขอบคุณการวิจัยหลายทศวรรษเทคนิคการวิเคราะห์นี้จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เนื่องจากมีความคล่องตัวและความน่าเชื่อถือในการให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่า
อ่านต่อเพื่อทราบว่ามันทำงานอย่างไร
สเปกโตรสโคปี NIR ทำงานอย่างไร
การใช้อุปกรณ์ NIR/สเปกโตรมิเตอร์ เราจับและวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงและสสารในช่วงใกล้อินฟราเรดแสงประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นต่างกัน เมื่อแสง NIR โต้ตอบกับวัสดุ ความยาวคลื่นเฉพาะเฉพาะจะถูกดูดซับตามองค์ประกอบโมเลกุลของวัสดุ(เพิ่มเติมเกี่ยวกับการตอบสนองแสงที่แตกต่างกันและสิ่งที่พวกเขาหมายถึงในบทความนี้)
ด้วยการวิเคราะห์การตอบสนอง สเปกโตรมิเตอร์ NIR ให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบและคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความชื้น แป้ง โปรตีน ไขมัน และน้ำมัน และคุณภาพจะถูกเข้ารหัสภายในการตอบสนองของสเปกตรัมตัวอย่างเช่น รูปต่อไปนี้แสดงการตอบสนองสเปกตรัมที่ไม่ซ้ำกันของตัวอย่าง Dry Distillers Grain (DDG)แกน x ของแผนภาพแสดงถึงความยาวคลื่นของแสงที่โต้ตอบกับตัวอย่างแกน y นี้แสดงถึงปริมาณแสงที่ถูกดูดซับโดยตัวอย่างข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของน้ำ โปรตีน ไขมัน และแป้งของตัวอย่างนี้สามารถรับได้ที่ความยาวคลื่นต่างกันดังแสดงในแผนภาพ
ในการถอดรหัสการตอบสนองของสเปกตรัมจะใช้เทคนิคการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างกันเช่นเคมีเมตริกส์เพื่อสร้างแบบจำลองการสอบเทียบ
เคมีเมตริกคืออะไร
พูดง่ายๆ เคมีเมตริกส์เป็นวิธีการถอดรหัสการตอบสนองของสเปกตรัมต่อข้อมูลที่เป็นประโยชน์ที่มนุษย์สามารถเข้าใจได้ตามที่กำหนดโดย International Chemometrics Society “สาขาวิชาที่ใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์และสถิติในการออกแบบขั้นตอนการวัดและการทดลองที่เหมาะสมที่สุด และให้ข้อมูลทางเคมีสูงสุดโดยการวิเคราะห์ข้อมูลทางเคมี
แบบจำลองการสอบเทียบคืออะไร
แบบจำลองการสอบเทียบคือ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ได้รับการฝึกฝนด้วยค่าที่รู้จักเพื่อทำนายองค์ประกอบของตัวอย่างใหม่ที่มีค่าที่ไม่รู้จัก
ตามที่กำหนดโดย รีเซิร์ชเกต, ”การค้นหาชุดพารามิเตอร์แบบจำลองที่ไม่ซ้ำกันที่ให้คำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบและสามารถทำได้โดยการเผชิญหน้ากับการทำนายแบบจำลองกับการวัดจริงที่ดำเนินการในระบบ”
อ่าน NIR ทำงานอย่างไร สำหรับการเจาะลึกในสเปกโตรสโคปี NIR และข้อดีของมันเหนือเทคนิคการวิเคราะห์อื่น ๆ
การประยุกต์ใช้สเปกโตรสโคปี NIR ในอุตสาหกรรม
ความคล่องตัวของ NIR Technology เห็นได้ชัดในแอพพลิเคชั่นที่รองรับมากมายเป็นสิ่งสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพสุขภาพพืชและผลผลิตในด้านการเกษตร รับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ยา และรักษามาตรฐานสูงสุดในกระบวนการอุตสาหกรรมต่างๆต่อไปนี้เป็นภาพรวมของกรณีการใช้งานที่ใช้ NIR ในด้านต่างๆ
1.โภชนาการสัตว์
สเปกโตรสโคปี NIR มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพสูตรอาหารสัตว์การช่วยเหลือเกษตรกรด้วยข้อมูลที่รวดเร็วและแม่นยำเพื่อให้ได้ส่วนผสมอาหารที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าปศุสัตว์ได้รับสารอาหารที่เหมาะสม เช่น สัตว์ปีกและการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำสิ่งนี้มีส่วนช่วยในการผลิตเนื้อสัตว์นมและไข่ที่มีประสิทธิภาพให้อาหารห้องปฏิบัติการเช่น นิวทรีคอนโทรล, ห้องปฏิบัติการเดรี่แลนด์, ห้องปฏิบัติการร็อคเกอร์ริเวอร์และคนอื่น ๆ ยังใช้ประโยชน์จาก NIR เพื่อวิเคราะห์คุณภาพและองค์ประกอบของฟีดอย่างแม่นยำ รับประกันความปลอดภัยและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ
อุปกรณ์สเปกโตรสโกปีแบบใช้มือถือเช่น NeoSpectra สามารถนำพลังของ NIR มาตอบสนองความต้องการเหล่านี้และอื่น ๆ อีกมากมายในการทำเช่นนั้นอุปกรณ์จะต้องมีประโยชน์ใช้งานง่ายและให้ความแม่นยำในระดับห้องปฏิบัติการอุปกรณ์เหล่านี้สามารถมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมให้ผู้ใช้ภาคสนามด้วยการวิเคราะห์คุณภาพอาหารสัตว์แบบทันทีเพื่อตัดสินใจอย่างมีข้อมูลซึ่งส่งผลโดยตรงต่อสุขภาพและการเติบโตของปศุสัตว์
2.กัญชาทางการแพทย์
สำหรับอุตสาหกรรมกัญชา สเปกโตรสโคปี NIR นำเสนอการวิเคราะห์พืชกัญชาแบบไม่ทำลายทันทีผู้มีส่วนได้ส่วนเสียหลายคน เช่น ผู้เพาะพันธุ์ ผู้ปลูก หน่วยงานกำกับดูแล และห้องปฏิบัติการ ใช้ NIR ในขั้นตอนต่างๆของวงจรชีวิตของพืชเพื่อให้บรรลุเป้าหมายต่างๆ เช่น การผสมพันธุ์และการพัฒนาสายพันธุ์กัญชาที่แตกต่างกันหรือเพิ่มลักษณะเฉพาะเช่นความแรง รสชาติ กลิ่นหอม และลักษณะการเจริญเติบโตรวมทั้งสายพันธุ์ที่กำลังเติบโตที่มีแคนนาบินอยด์และเทอร์พีนในระดับที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการทางการแพทย์เฉพาะและการปฏิบัติอื่น ๆ อีกมากมาย
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดอ่านการศึกษานี้เกี่ยวกับการใช้ NIR สำหรับการจำแนกกัญชาทางการแพทย์
3.อาหาร
ในอุตสาหกรรมอาหารการรักษามาตรฐานคุณภาพที่ไร้ที่ติไม่สามารถต่อรองได้สเปกโตรสโคปี NIR ช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารต่างๆ เช่น ธัญพืช เมล็ด ผลิตภัณฑ์นม เนื้อสัตว์และสัตว์ปีก น้ำมัน และไขมันNIR ช่วยให้ธุรกิจสามารถรักษามาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวดในห่วงโซ่คุณค่า ทำให้มั่นใจได้ว่าผู้บริโภคจะได้รับอาหารที่ไม่เพียง แต่ปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณค่าทางโภชนาการและอร่อยด้วย
อุตสาหกรรมการผลิตอาหารกำลังใช้ NIR เพื่อตรวจสอบกระบวนการผลิตและรับประกันความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์อาหารที่หลากหลายดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น เช่น ผู้ผลิตนมที่ใช้ NIR เพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของนม เพื่อการควบคุมคุณภาพก่อนการกระจายหรือการแปรรูปต่อไป นอกเหนือจากการดำเนินการแป้งและการบดที่กำหนดคุณภาพของธัญพืชและปริมาณสารอาหารของแป้ง เพื่อให้มั่นใจได้ถึงมาตรฐานสูงสุดสำหรับผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค เช่น ขนมปังและพาสต้า
4.ดิน
NIR ประสบความสำเร็จในการวิเคราะห์ดินเพื่อประเมินองค์ประกอบและสุขภาพของดิน ช่วยให้สามารถกำหนดคุณลักษณะสำคัญของดินได้อย่างรวดเร็ว เช่น ปริมาณคาร์บอนในดิน ปริมาณอินทรียวัตถุระดับความชื้น และความพร้อมของสารอาหาร ซึ่งมีความสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพแนวทางปฏิบัติการจัดการพืชและเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรด้วยสเปกโตรสโคปี NIR เกษตรกรจะได้รับข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าเกี่ยวกับสภาพดิน ทำให้สามารถตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูลที่สนับสนุนการเกษตรที่ยั่งยืนและการดูแลสิ่งแวดล้อม
อ่านเพิ่มเติมในการทบทวนที่สำคัญของตัวบ่งชี้เคมีเมตริกที่ใช้กันทั่วไปในการประเมินคุณภาพของ tเขาทำนายคุณสมบัติของดินโดยสเปกโตรสโคปี NIR
NIR ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพมากในการพัฒนารูปแบบสอบเทียบสำหรับคุณสมบัติของดิน เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน และอินทรียวัตถุทั้งหมด โปรดดูการศึกษานี้ ซึ่งประเมินประสิทธิภาพของสเปกโตรสโคปีที่มองเห็นได้และใกล้อินฟราเรด (Vis-NIR) สำหรับการวิเคราะห์ดินในฟาร์มต่างๆ ในยุโรปการศึกษายังเน้นถึงความสำคัญของช่วงการเปลี่ยนแปลงตัวอย่างในการบรรลุการสอบเทียบที่ถูกต้อง
5.เภสัชกรรม
อุปกรณ์ NIR ถูกนำมาใช้โดย บริษัท ข้ามชาติในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เพื่อระบุวัตถุดิบเพื่อลดต้นทุนการทดสอบในห้องปฏิบัติการและตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุทั้งหมดที่ส่งมอบได้รับการติดฉลากอย่างถูกต้องเทคโนโลยี NIR ยังให้การตรวจสอบ 100% โดยไม่จำเป็นต้องเจือจางตัวอย่าง
การประยุกต์ใช้ NIR บางอย่างในเภสัชกรรม:
- การทดสอบ AT line
- การดำเนินการผสมผสาน
- พารามิเตอร์ทางกายภาพเช่นขนาดอนุภาคความแข็งแรงบดและอัตราการละลาย
- การวัดความชื้น การกำหนดเนื้อหา
เทคโนโลยี NIR มีบทบาทสำคัญในการพัฒนายาและการควบคุมคุณภาพในภาคเภสัชกรรม โดยดำเนินการเป็นนักสืบที่ระมัดระวังสำหรับ บริษัท เภสัชกรรม เนื่องจากพวกเขาใช้สเปกโตรมิเตอร์ NIR เพื่อประเมินคุณภาพและองค์ประกอบของสารประกอบยาปรับปรุงกระบวนการพัฒนายา
7.โพลีเมอร์
NIR มีการระบุตัวกำหนดลักษณะและการหาปริมาณโพลีเมอร์ขั้นสูงอย่างมากตัวอย่างเช่น ใช้สำหรับการคัดแยกโพลีเมอร์ การควบคุมคุณภาพของวัตถุดิบ การวิเคราะห์การแข่งขัน และการประเมินการย่อยสลายทางความร้อนหรือแสงที่เกิดจากโพลีเมอร์และยางเทคนิคนี้ให้การผสมผสานระหว่างการใช้งานจริงและความแม่นยำในการวัดและการวิเคราะห์โพลิเมอร์
บล็อกเฉพาะของเราเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้การตรวจจับสเปกตรัม NIR สำรวจตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริงซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่เพิ่มศักยภาพต่ออุตสาหกรรมต่างๆ และวิธีที่โซลูชัน NeoSpectra ขับเคลื่อนความคืบหน้าและนวัตกรรมในภาคส่วนเหล่านี้
โปรดทราบว่าแอปพลิเคชัน NIR ต่างๆมาพร้อมกับอุปกรณ์หลายเครื่องที่มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันอ่านต่อเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับคุณ
การเลือกโซลูชันสเปกโตรสโคปี NIR ที่เหมาะสม
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญเมื่อเลือกโซลูชันสเปกโตรสโคปี NIR
- ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของ
- พารามิเตอร์ที่ต้องวิเคราะห์
- ความถูกต้องของผลลัพธ์
- ใช้งานง่าย
- ความพร้อมและการบำรุงรักษาแบบจำลอง
- การเข้าถึงเครื่องมือและผลลัพธ์
การเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมต้องมีการประเมินข้อกำหนดทางเทคนิคของสเปกโตรมิเตอร์อย่างรอบคอบ (เช่น ช่วงสเปกตรัม ความละเอียด และอัตราส่วนสัญญาณรบกวน (SNR) ความสะดวกในการใช้งานและความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ที่มีอยู่นอกจากนี้ การพิจารณาข้อจำกัดด้านงบประมาณของคุณและการสนับสนุนของผู้ให้บริการตราสารของ NIR เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดสินใจอย่างมีข้อมูลอย่างดี
เราหารือเพิ่มเติมและอธิบายข้อพิจารณาเหล่านั้นในบล็อกของเรา: วิธีการเลือกโซลูชันการตรวจจับสเปกตรัมที่เหมาะสม; อ่านเพื่ออธิบายการตัดสินใจอย่างละเอียด
NeoSpectra: สเปกโตรสโคปี NIR แบบมือถือผู้บุกเบิก
NeoSpectra สามารถทำทุกอย่างที่กล่าวถึงข้างต้นนอกจากนี้ยังมีประโยชน์เพิ่มเติม เช่น การวิเคราะห์นอกสถานที่อย่างรวดเร็ว ลดเวลาตอบสนองอย่างมาก ช่วยให้สามารถประเมินบ่อยขึ้น และช่วยให้สามารถตัดสินใจได้อย่างทันท่วงทีและมีข้อมูลในอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งทั้งหมดสามารถพบได้ในโซลูชันสเปกโตรสโคปี NIR แบบใช้มือถือของเรา
เรียนรู้วิธี โซลูชันสเปกโตรสโคปี NIR แบบใช้มือถือของ NeoSpectra ช่วยอุตสาหกรรมตั้งแต่โภชนาการสัตว์ ดิน อาหาร และยา ไปจนถึงกัญชาและโพลีเมอร์ทางการแพทย์และความมุ่งมั่นในการเข้าถึง ความแม่นยำ และความหลากหลาย
คำสุดท้าย
เทคโนโลยี NIR ช่วยให้เราสามารถดูองค์ประกอบของวัสดุ เข้าใจคุณสมบัติที่ซ่อนอยู่และทดสอบพารามิเตอร์ที่เราต้องการในการตัดสินใจอย่างรวดเร็วและคุ้มค่าความสามารถในการเปิดเผยคุณสมบัติที่สำคัญของวัสดุโดยไม่เปลี่ยนแปลงได้เปิดประตูสู่ข้อมูลเชิงลึกและนวัตกรรมที่ไม่เคยมีมาก่อน
ตั้งแต่การเพิ่มประสิทธิภาพโภชนาการของสัตว์และการรับประกันคุณภาพอาหารและดินไปจนถึงการปลูกกัญชาทางการแพทย์ที่แม่นยำและการปกป้องสิ่งแวดล้อมอย่างปลอดภัย อนาคตของการตรวจจับสเปกตรัมมีความแม่นยำมากขึ้นและการใช้งานที่ครอบคลุมมากขึ้นแพลตฟอร์มสเปกโตรสโคปี NIR ของ NeoSpectra ให้โซลูชันการวิเคราะห์สเปกตรัมที่เข้าถึงได้ แม่นยำ และหลากหลาย นำการวิเคราะห์ระดับห้องปฏิบัติการมาปลายนิ้วของคุณและขับเคลื่อนนวัตกรรมในการตรวจจับสเปกตรัม
