- 2026-04-09 17:40:59近紅外二區(qū)
- 近紅外二區(qū)指的是近紅外光譜區(qū)域中的一個特定波段。這個波段的光具有穿透性強、分辨率高等特點,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。其獨特的優(yōu)勢使得近紅外二區(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)問答
- 2022-05-07 14:00:52近紅外二區(qū)小動物活體成像應(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)射特定波長的光源照射下進(jìn)行。受同一個光源照射影響,周圍的組織自體同樣會產(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,不利于對目標(biāo)組織進(jìn)行成像。因而近幾年,科研工作者開始尋求一種新的發(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。因為發(fā)光時不再接受光源照射,因而在應(yīng)用于組織成像時,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,目前涉及的材料仍有以下幾個問題: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、材料成像多為可見光和NIR-I,成像深度有限;3、激發(fā)材料發(fā)光的波長多為可見光或紫外,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)射的波長在可見光和NIR-I范圍內(nèi),成像深度同樣有限。 材料研發(fā) 針對以上問題,Peng Pei等人通過在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波長段的發(fā)射波長 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 同時應(yīng)用于一個納米粒子中,形成殼核結(jié)構(gòu)。之后對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試。在腹部血管成像測試中,相對于熒光成像,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,可達(dá)到熒光成像信噪比的3.7倍。而在輸尿管成像測試中,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強度比(T/N ratio) 小結(jié) 憑借可調(diào)諧的NIR-II成像波長、高信噪比、高分辨率、低細(xì)胞毒性等特點,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)用場景。但同時,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 紅外探測器,結(jié)合動物氣體麻醉裝置及便捷的操作界面,實現(xiàn)實時熒光信號成像。通過鏡頭切換,可分別完成寬場和局部放大成像,具有非常高的熒光信號采集能力。高幀頻不僅可以實現(xiàn)單幅圖片采集,更可以完成視頻拍攝,幫助您捕獲整個實驗過程。 锘海-近紅外二區(qū)小動物活體成像系統(tǒng) 往期推薦:● 近紅外二區(qū)小動物活體成像——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)小動物活體成像 —— 呼吸速率監(jiān)控● 近紅外二區(qū)小動物活體成像 —— 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設(shè)備,憑借非接觸、實時反饋等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。然而,兩者在原理、性能及適用場景上存在顯著差異,理解這些差異有助于用戶根據(jù)實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特定波長近紅外光的吸收特性,通過測量反射或透射光的能量衰減間接計算水分含量 。其優(yōu)勢在于技術(shù)成熟、響應(yīng)速度快(可達(dá)0.15秒),但僅能檢測物料表層1-2mm的水分,對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,通過微波穿透物料時的能量衰減和相位變化計算整體水分 。由于微波波長更長,穿透深度可達(dá)數(shù)厘米,能反映物料內(nèi)部水分分布,但測量精度受物料密度與顆粒均勻性影響較大 。 測量精度與抗干擾能力對比近紅外水分儀的測量誤差主要源于表面污染、物料顏色變化及光照條件波動。例如,深色物料會吸收更多紅外能量,可能導(dǎo)致水分值虛高,需通過頻繁標(biāo)定補償誤差。其優(yōu)勢在于分辨率可達(dá)0.01%,且新型設(shè)備采用多光束補償技術(shù),能部分抵消環(huán)境干擾。微波水分儀理論上可實現(xiàn)0.02%的超高精度,但實際應(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)、振動篩等復(fù)雜工位,且無需改造生產(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,但部分型號需貼近物料表面或采用螺旋給料機(jī)強制接觸以提高測量一致性 。此外,微波傳感器對安裝角度與物料堆積高度敏感,需配合穩(wěn)流裝置使用 ,在流動性差的粉體場景中可能出現(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,在煙草制絲、紙張涂布等需要實時調(diào)控表面水分的流程中占據(jù)優(yōu)勢。例如,煙草加工中水分波動需在數(shù)秒內(nèi)調(diào)整,近紅外儀的1秒級響應(yīng)能有效保障工藝穩(wěn)定性。微波水分儀則更適合糧食倉儲、煤炭加工等需檢測整體水分的場景 ,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。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,而微波儀無耗材且標(biāo)定周期較長,但探頭故障維修成本較高 。 技術(shù)局限與發(fā)展趨勢兩類設(shè)備均面臨特定瓶頸:近紅外儀難以突破穿透深度限制,多層物料檢測需依賴數(shù)學(xué)模型推測;微波儀雖能穿透物料,但大顆?;蚩紫堵矢叩奈镔|(zhì)(如礦砂)會導(dǎo)致微波散射加劇,誤差超過2% 。最新技術(shù)嘗試融合多頻譜微波與AI算法,通過建立物料介電特性數(shù)據(jù)庫提升適應(yīng)性。而近紅外領(lǐng)域則發(fā)展多波長協(xié)同檢測,結(jié)合化學(xué)計量學(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/溫濕度/電磁噪聲)及控制響應(yīng)速度等參數(shù)。對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)測或復(fù)雜安裝條件的場景中,近紅外儀仍是更優(yōu)選擇。未來,兩類技術(shù)或?qū)⑼ㄟ^數(shù)據(jù)融合與邊緣計算實現(xiàn)互補,推動水分檢測向智能化、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,德國化學(xué)家奧托·拜耳博士發(fā)明了我們稱之為聚氨酯的多功能塑料。聚氨酯是通過多元醇與異氰酸酯反應(yīng)生成的,必要時還可使用適當(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)過程中,均需要通過檢測某些參數(shù)來保證成品質(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)測定上述參數(shù)是一個漫長且具有挑戰(zhàn)性的過程,因為測定這些參數(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間來分析樣品,還需要花費時間進(jìn)行儀器管理和維護(hù)。毫無疑問,在生產(chǎn)過程中進(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,這種趨勢同時還伴隨著對低成本、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)即可同時測定多個參數(shù),且無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。瑞士萬通在聚氨酯分析方面擁有豐富的專業(yè)知識,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),可用于快速測定多元醇、異氰酸酯和聚氨酯的多個質(zhì)量參數(shù)。對于多元醇的羥值和異氰酸酯的 NCO 含量測定,瑞士萬通還可提供現(xiàn)成的預(yù)校準(zhǔn)模型,開箱即用,免去了從零開發(fā)模型的困難,讓您從開機(jī)第 一天就充分發(fā)揮生產(chǎn)力。瑞士萬通 DS2500 近紅外光譜分析儀可為聚氨酯生產(chǎn)過程中的各個階段保駕護(hù)航,不僅省時省力,而且綠色環(huán)保,更可為您節(jié)省高達(dá)90%的運行成本。以多元醇的羥值測定為例,比較傳統(tǒng)分析方法(滴定)和近紅外光譜法的運行成本:對質(zhì)量控制過程的低估是導(dǎo)致內(nèi)外部產(chǎn)品不合格的主要因素之一,據(jù)報道,這會導(dǎo)致10-30%的營業(yè)額損失。由于傳統(tǒng)分析方法存在的諸多弊端,越來越多的企業(yè)開始選擇在其質(zhì)量控制過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近紅外分析儀說明書怎么看?
- 近紅外分析儀說明書 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。其主要通過分析樣品反射或透射的近紅外光譜數(shù)據(jù)來獲得物質(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、環(huán)境監(jiān)測等領(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,以便在實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)等特性對不同波長的光線產(chǎn)生不同的吸收和散射反應(yīng)。近紅外光的波長通常介于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)并對其分子振動模式產(chǎn)生影響。儀器通過測量樣品對不同波長光的吸收程度,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過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,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)備過程中,注意避免污染物質(zhì)對分析結(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,用戶可以通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。常見的數(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。通過這些步驟,可以實現(xiàn)對樣品成分的快速定量分析,并生成詳細(xì)的報告。 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期穩(wěn)定運行,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,避免灰塵和污垢對測量精度的影響。定期檢查儀器的光源和探測器,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?。長期不使用時,可以定期啟動儀器,檢查其各項功能是否正常,確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。 結(jié)語 近紅外分析儀憑借其快速、無損、準(zhǔn)確的特點,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,還能延長儀器的使用壽命,為日常工作提供強有力的支持。在未來,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?
- 近紅外分析儀具有非破壞性、快速性、多組分同時分析、實時分析和遠(yuǎn)距離測定等特點。它操作簡單,分析成本低,環(huán)境友好,且技術(shù)成套性好。這些特點使得近紅外分析儀在多個領(lǐng)域中成為重要的分析工具。
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