- 2026-02-02 09:53:57近紅外二區(qū)
- 近紅外二區(qū)指的是近紅外光譜區(qū)域中的一個(gè)特定波段。這個(gè)波段的光具有穿透性強(qiáng)、分辨率高等特點(diǎn),使得它能夠在生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。近紅外二區(qū)技術(shù)可以用于生物組織的成像和分析,以及材料的成分和結(jié)構(gòu)檢測(cè)。其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)使得近紅外二區(qū)技術(shù)在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景。
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近紅外二區(qū)問(wèn)答
- 2022-05-07 14:00:52近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像應(yīng)用 | 研發(fā)X光激發(fā)的NIR-II余輝發(fā)光材料
- 背景介紹傳統(tǒng)的熒光(Fluorescence)組織成像,是將成像組織置放于不斷發(fā)射特定波長(zhǎng)的光源照射下進(jìn)行。受同一個(gè)光源照射影響,周圍的組織自體同樣會(huì)產(chǎn)生熒光,稱為背景熒光。背景熒光的存在將使得信噪比下降,不利于對(duì)目標(biāo)組織進(jìn)行成像。因而近幾年,科研工作者開(kāi)始尋求一種新的發(fā)光成像——余輝發(fā)光(Persistent luminescence)。余輝發(fā)光是物體在照射光源并撤去光源后,持續(xù)發(fā)光的現(xiàn)象。因?yàn)榘l(fā)光時(shí)不再接受光源照射,因而在應(yīng)用于組織成像時(shí),能夠減少自體熒光背景的影響,提高信噪比(圖1)。 圖1 熒光和余輝發(fā)光的原理對(duì)比圖(藍(lán)色箭頭為激發(fā)光;綠色箭頭為散射光;紅色箭頭為發(fā)射光;褐色箭頭為背景熒光。強(qiáng)度可參考箭頭粗細(xì)) 盡管余輝發(fā)光有如此明顯的優(yōu)勢(shì),目前涉及的材料仍有以下幾個(gè)問(wèn)題:1、材料主要為大型晶體,涉及高溫的合成環(huán)境并缺乏納米結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)上的可調(diào)性;2、材料成像多為可見(jiàn)光和NIR-I,成像深度有限;3、激發(fā)材料發(fā)光的波長(zhǎng)多為可見(jiàn)光或紫外,能量低,不利于材料能量富集;4、一些可富集高能量的由X光激發(fā)的材料所發(fā)射的波長(zhǎng)在可見(jiàn)光和NIR-I范圍內(nèi),成像深度同樣有限。 材料研發(fā) 針對(duì)以上問(wèn)題,Peng Pei等人通過(guò)在NaGdF4、NaGdF4納米粒子中加入鑭系元素?fù)诫s劑,成功合成出了X光激活的余輝發(fā)光納米粒子(Persistent luminescence nanoparticles,PLNPs)。通過(guò)調(diào)整加入的元素種類,使得PLNPs具有可調(diào)諧性,且均在NIR-II波段內(nèi)(圖2)。圖2 通過(guò)摻入不同的稀土元素(Er、Tm、Ho、Nd)調(diào)整納米粒子在NIR-II波長(zhǎng)段的發(fā)射波長(zhǎng) 材料優(yōu)化 文章中涉及的主體材料有NaYF4、NaGdF4 兩種,因而可優(yōu)化的方向較多。作者首先將作為主體的NaGdF4、NaGdF4 同時(shí)應(yīng)用于一個(gè)納米粒子中,形成殼核結(jié)構(gòu)。之后對(duì)納米粒子的摻雜劑濃度、核體積、殼厚度、結(jié)晶相(Crystalline phase)、主體基質(zhì)(Host matrix)等性質(zhì)進(jìn)行的考察。其中對(duì)于主體基質(zhì),作者發(fā)現(xiàn)殼核使用同一種主體材料(NaYF4或NaGdF4)將獲得更高的納米粒子發(fā)光強(qiáng)度。這可能是由于同一種主體材料原子大小相同,使得晶體的缺陷(Defect)更少。 體內(nèi)成像 優(yōu)化后的Er-PLNPs進(jìn)行了小鼠的腹部血管成像和輸尿管成像測(cè)試。在腹部血管成像測(cè)試中,相對(duì)于熒光成像,余輝發(fā)光成像獲得了更高的腫瘤/正常組織亮度比(T/N ratio),尤其在注射后的5 min時(shí),可達(dá)到熒光成像信噪比的3.7倍。而在輸尿管成像測(cè)試中,作者在小鼠腎盂部位注射后,腎盂、輸尿管和膀胱都能夠在NIR-II成像中觀察到,其T/N比相對(duì)于熒光成像達(dá)到了4.1倍。 圖3 余輝發(fā)光納米粒子(上)與熒光納米粒子(下)分別在注射后 5、10、20 min 得到的NIR-II成像 圖4 余輝發(fā)光納米粒子(紅)與熒光納米粒子(藍(lán))注射后的腫瘤與正常組織信號(hào)強(qiáng)度比(T/N ratio) 小結(jié) 憑借可調(diào)諧的NIR-II成像波長(zhǎng)、高信噪比、高分辨率、低細(xì)胞毒性等特點(diǎn),Peng Pei等人的成果大大拓展了現(xiàn)有X光激發(fā)的余輝發(fā)光材料的種類和應(yīng)用場(chǎng)景。但同時(shí),發(fā)光效率仍有待提高,降低用于激發(fā)的X光劑量使其達(dá)到安全門檻也是今后拓展研究的重要方向。 參考文獻(xiàn)[1] Pei, P., Chen, Y., Sun, C. et al. X-ray-activated persistent luminescence nanomaterials for NIR-II imaging. Nat. Nanotechnol. 16, 1011–1018 (2021). 锘海 SWIR 1.0 近紅外二區(qū)活體熒光成像系統(tǒng)采用低噪聲和高靈敏度的進(jìn)口InGaAs 紅外探測(cè)器,結(jié)合動(dòng)物氣體麻醉裝置及便捷的操作界面,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)熒光信號(hào)成像。通過(guò)鏡頭切換,可分別完成寬場(chǎng)和局部放大成像,具有非常高的熒光信號(hào)采集能力。高幀頻不僅可以實(shí)現(xiàn)單幅圖片采集,更可以完成視頻拍攝,幫助您捕獲整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 锘海-近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像系統(tǒng) 往期推薦:● 近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像——高信噪比雙成分造影劑協(xié)助腫瘤手術(shù)成像● 近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像 —— 呼吸速率監(jiān)控● 近紅外二區(qū)小動(dòng)物活體成像 —— 稀土納米顆粒協(xié)助腫瘤切除手術(shù)
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- 2025-05-06 16:00:18微波水分儀與近紅外水分儀的區(qū)別是啥?
- 在工業(yè)生產(chǎn)與質(zhì)量管控中,水分含量的精準(zhǔn)測(cè)量至關(guān)重要。微波水分儀與近紅外水分儀作為兩類主流在線檢測(cè)設(shè)備,憑借非接觸、實(shí)時(shí)反饋等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用。然而,兩者在原理、性能及適用場(chǎng)景上存在顯著差異,理解這些差異有助于用戶根據(jù)實(shí)際需求做出合理選擇。 工作原理的差異近紅外水分儀基于水分子對(duì)特定波長(zhǎng)近紅外光的吸收特性,通過(guò)測(cè)量反射或透射光的能量衰減間接計(jì)算水分含量 。其優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)成熟、響應(yīng)速度快(可達(dá)0.15秒),但僅能檢測(cè)物料表層1-2mm的水分,對(duì)物料均勻性要求較高。微波水分儀則利用水分子極性導(dǎo)致的介電特性差異,通過(guò)微波穿透物料時(shí)的能量衰減和相位變化計(jì)算整體水分 。由于微波波長(zhǎng)更長(zhǎng),穿透深度可達(dá)數(shù)厘米,能反映物料內(nèi)部水分分布,但測(cè)量精度受物料密度與顆粒均勻性影響較大 。 測(cè)量精度與抗干擾能力對(duì)比近紅外水分儀的測(cè)量誤差主要源于表面污染、物料顏色變化及光照條件波動(dòng)。例如,深色物料會(huì)吸收更多紅外能量,可能導(dǎo)致水分值虛高,需通過(guò)頻繁標(biāo)定補(bǔ)償誤差。其優(yōu)勢(shì)在于分辨率可達(dá)0.01%,且新型設(shè)備采用多光束補(bǔ)償技術(shù),能部分抵消環(huán)境干擾。微波水分儀理論上可實(shí)現(xiàn)0.02%的超高精度,但實(shí)際應(yīng)用中易受電磁干擾、溫度漂移及物料金屬成分影響 ,尤其在北方溫差大或電磁環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景下,數(shù)據(jù)穩(wěn)定性可能劣于近紅外設(shè)備 。 安裝方式與環(huán)境適應(yīng)性近紅外水分儀多采用非接觸式安裝,探頭距離物料15-40cm即可工作,適用于皮帶機(jī)、振動(dòng)篩等復(fù)雜工位,且無(wú)需改造生產(chǎn)線。但需避免粉塵或蒸汽遮擋光路。微波水分儀雖普遍標(biāo)榜非接觸特性,但部分型號(hào)需貼近物料表面或采用螺旋給料機(jī)強(qiáng)制接觸以提高測(cè)量一致性 。此外,微波傳感器對(duì)安裝角度與物料堆積高度敏感,需配合穩(wěn)流裝置使用 ,在流動(dòng)性差的粉體場(chǎng)景中可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)跳變。 行業(yè)適用性與維護(hù)成本近紅外技術(shù)因快速響應(yīng)和非破壞性特點(diǎn),在煙草制絲、紙張涂布等需要實(shí)時(shí)調(diào)控表面水分的流程中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。例如,煙草加工中水分波動(dòng)需在數(shù)秒內(nèi)調(diào)整,近紅外儀的1秒級(jí)響應(yīng)能有效保障工藝穩(wěn)定性。微波水分儀則更適合糧食倉(cāng)儲(chǔ)、煤炭加工等需檢測(cè)整體水分的場(chǎng)景 ,其穿透能力可避免因谷物外殼干燥而誤判內(nèi)部霉變風(fēng)險(xiǎn)。維護(hù)方面,近紅外儀的光學(xué)窗口需定期清潔以防止污染,而微波儀無(wú)耗材且標(biāo)定周期較長(zhǎng),但探頭故障維修成本較高 。 技術(shù)局限與發(fā)展趨勢(shì)兩類設(shè)備均面臨特定瓶頸:近紅外儀難以突破穿透深度限制,多層物料檢測(cè)需依賴數(shù)學(xué)模型推測(cè);微波儀雖能穿透物料,但大顆?;蚩紫堵矢叩奈镔|(zhì)(如礦砂)會(huì)導(dǎo)致微波散射加劇,誤差超過(guò)2% 。最新技術(shù)嘗試融合多頻譜微波與AI算法,通過(guò)建立物料介電特性數(shù)據(jù)庫(kù)提升適應(yīng)性。而近紅外領(lǐng)域則發(fā)展多波長(zhǎng)協(xié)同檢測(cè),結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)模型區(qū)分水分與其他成分的吸收干擾 。 綜上,微波與近紅外水分儀的本質(zhì)區(qū)別源于電磁波與物質(zhì)相互作用的物理機(jī)制差異。用戶需綜合考量物料形態(tài)(粉末/顆粒/片狀)、水分分布特性(表面/整體)、產(chǎn)線環(huán)境(振動(dòng)/溫濕度/電磁噪聲)及控制響應(yīng)速度等參數(shù)。對(duì)于水分均勻的松散物料,微波儀能提供更全面的水分信息;而在需要快速表面監(jiān)測(cè)或復(fù)雜安裝條件的場(chǎng)景中,近紅外儀仍是更優(yōu)選擇。未來(lái),兩類技術(shù)或?qū)⑼ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)融合與邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)互補(bǔ),推動(dòng)水分檢測(cè)向智能化、高魯棒性方向演進(jìn)。
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- 2023-06-08 15:07:08覽聚氨酯前世今生,看近紅外大顯身手
- 1937年,德國(guó)化學(xué)家?jiàn)W托·拜耳博士發(fā)明了我們稱之為聚氨酯的多功能塑料。聚氨酯是通過(guò)多元醇與異氰酸酯反應(yīng)生成的,必要時(shí)還可使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖吞砑觿?。由于多種異氰酸酯和多種多元醇均可用于生產(chǎn)聚氨酯,因此可以生產(chǎn)出多種形式的聚氨酯材料來(lái)滿足不同應(yīng)用的特定要求,如:硬質(zhì)泡沫、軟質(zhì)泡沫、彈性體、膠粘劑、涂料、密封膠。目前,聚氨酯制品已廣泛應(yīng)用于家居、建筑、日用品、交通、家電等領(lǐng)域。在不同類型的聚氨酯生產(chǎn)過(guò)程中,均需要通過(guò)檢測(cè)某些參數(shù)來(lái)保證成品質(zhì)量,如:多元醇的羥值、酸值、顏色、水分含量,異氰酸酯的NCO 含量、水分含量,聚氨酯的 NCO 含量、水分含量、酸值。使用傳統(tǒng)分析技術(shù)測(cè)定上述參數(shù)是一個(gè)漫長(zhǎng)且具有挑戰(zhàn)性的過(guò)程,因?yàn)闇y(cè)定這些參數(shù)需要使用多種不同的分析技術(shù),不僅需要消耗大量的時(shí)間來(lái)分析樣品,還需要花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行儀器管理和維護(hù)。毫無(wú)疑問(wèn),在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行更加嚴(yán)格的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是一種必然趨勢(shì),這種趨勢(shì)同時(shí)還伴隨著對(duì)低成本、高效率分析方法的更加關(guān)注。近紅外光譜作為聚氨酯行業(yè)公認(rèn)的快速可靠的質(zhì)量控制方法,一分鐘內(nèi)即可同時(shí)測(cè)定多個(gè)參數(shù),且無(wú)需樣品前處理或使用任何化學(xué)品,即使是非專業(yè)人員,也可輕松操作。瑞士萬(wàn)通在聚氨酯分析方面擁有豐富的專業(yè)知識(shí),并為此提供了解決方案——DS2500 近紅外光譜分析儀(固/液兩種版本),可用于快速測(cè)定多元醇、異氰酸酯和聚氨酯的多個(gè)質(zhì)量參數(shù)。對(duì)于多元醇的羥值和異氰酸酯的 NCO 含量測(cè)定,瑞士萬(wàn)通還可提供現(xiàn)成的預(yù)校準(zhǔn)模型,開(kāi)箱即用,免去了從零開(kāi)發(fā)模型的困難,讓您從開(kāi)機(jī)第 一天就充分發(fā)揮生產(chǎn)力。瑞士萬(wàn)通 DS2500 近紅外光譜分析儀可為聚氨酯生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)階段保駕護(hù)航,不僅省時(shí)省力,而且綠色環(huán)保,更可為您節(jié)省高達(dá)90%的運(yùn)行成本。以多元醇的羥值測(cè)定為例,比較傳統(tǒng)分析方法(滴定)和近紅外光譜法的運(yùn)行成本:對(duì)質(zhì)量控制過(guò)程的低估是導(dǎo)致內(nèi)外部產(chǎn)品不合格的主要因素之一,據(jù)報(bào)道,這會(huì)導(dǎo)致10-30%的營(yíng)業(yè)額損失。由于傳統(tǒng)分析方法存在的諸多弊端,越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始選擇在其質(zhì)量控制過(guò)程中使用近紅外光譜作為一種快速高效的替代方法。
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- 2025-04-17 16:45:16近紅外分析儀說(shuō)明書(shū)怎么看?
- 近紅外分析儀說(shuō)明書(shū) 近紅外分析儀是現(xiàn)代科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種分析工具。其主要通過(guò)分析樣品反射或透射的近紅外光譜數(shù)據(jù)來(lái)獲得物質(zhì)的成分和性質(zhì)信息。隨著科技的進(jìn)步,近紅外分析儀逐漸成為了品質(zhì)控制、原料檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的核心設(shè)備。本文將詳細(xì)介紹近紅外分析儀的工作原理、應(yīng)用范圍、使用方法及維護(hù)保養(yǎng),幫助用戶深入了解該設(shè)備的使用技巧和注意事項(xiàng),以便在實(shí)際操作中提高分析效率和準(zhǔn)確性。 近紅外分析儀的工作原理 近紅外分析儀基于光譜學(xué)原理,通過(guò)發(fā)射近紅外光線照射樣品,樣品根據(jù)其物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)等特性對(duì)不同波長(zhǎng)的光線產(chǎn)生不同的吸收和散射反應(yīng)。近紅外光的波長(zhǎng)通常介于780nm至2500nm之間,這一波段的光譜能夠穿透大部分非金屬物質(zhì)并對(duì)其分子振動(dòng)模式產(chǎn)生影響。儀器通過(guò)測(cè)量樣品對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度,結(jié)合已知的校準(zhǔn)數(shù)據(jù),可以推算出樣品中各成分的濃度或性質(zhì)。 近紅外分析儀的應(yīng)用范圍 近紅外分析儀的應(yīng)用非常廣泛,主要體現(xiàn)在食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)境監(jiān)測(cè)和材料科學(xué)等領(lǐng)域。在食品工業(yè)中,近紅外分析儀常用于檢測(cè)原料的水分、脂肪、蛋白質(zhì)含量,從而確保產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性。在制藥行業(yè),近紅外分析技術(shù)被用于藥品的質(zhì)量控制,尤其在原料藥和成品藥的檢驗(yàn)過(guò)程中起到了重要作用。近紅外分析儀還在農(nóng)業(yè)、紡織、環(huán)保等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。 近紅外分析儀的使用方法 操作近紅外分析儀時(shí),首先需要選擇合適的樣品量,并確保樣品表面均勻。樣品的放置位置應(yīng)避免光線干擾,以確保光譜的準(zhǔn)確性。在樣品準(zhǔn)備過(guò)程中,注意避免污染物質(zhì)對(duì)分析結(jié)果的影響。儀器的校準(zhǔn)也非常重要,必須使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn),以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。 近紅外分析儀一般配有數(shù)據(jù)分析軟件,用戶可以通過(guò)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)處理方法包括譜圖去噪、基線校正、主成分分析等,確保從原始數(shù)據(jù)中提取出有效的分析信息。通過(guò)這些步驟,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品成分的快速定量分析,并生成詳細(xì)的報(bào)告。 近紅外分析儀的維護(hù)與保養(yǎng) 為了確保近紅外分析儀的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,定期的維護(hù)和保養(yǎng)是必不可少的。應(yīng)定期清潔儀器的光學(xué)組件,避免灰塵和污垢對(duì)測(cè)量精度的影響。定期檢查儀器的光源和探測(cè)器,確保其性能處于佳狀態(tài)。用戶還應(yīng)定期進(jìn)行校準(zhǔn),以避免儀器出現(xiàn)偏差,影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。 設(shè)備使用完畢后,應(yīng)關(guān)掉電源,并進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇娣?。長(zhǎng)期不使用時(shí),可以定期啟動(dòng)儀器,檢查其各項(xiàng)功能是否正常,確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。 結(jié)語(yǔ) 近紅外分析儀憑借其快速、無(wú)損、準(zhǔn)確的特點(diǎn),在各行各業(yè)中都扮演著至關(guān)重要的角色。掌握近紅外分析儀的工作原理、應(yīng)用范圍、使用方法及維護(hù)技巧,將有助于用戶充分發(fā)揮設(shè)備的性能,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)而言,定期維護(hù)和合理使用近紅外分析儀,不僅能夠降低設(shè)備故障率,還能延長(zhǎng)儀器的使用壽命,為日常工作提供強(qiáng)有力的支持。在未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,近紅外分析儀將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)出更大的應(yīng)用潛力。
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- 2024-11-19 15:44:38近紅外分析儀有哪些特點(diǎn)?
- 近紅外分析儀具有非破壞性、快速性、多組分同時(shí)分析、實(shí)時(shí)分析和遠(yuǎn)距離測(cè)定等特點(diǎn)。它操作簡(jiǎn)單,分析成本低,環(huán)境友好,且技術(shù)成套性好。這些特點(diǎn)使得近紅外分析儀在多個(gè)領(lǐng)域中成為重要的分析工具。
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