近红外光谱分析技术测定鱼粉中三聚氰胺含量

近红外光谱分析技术测定鱼粉中三聚氰胺含量一、实验背景：近红外光谱技术被誉为90年代以来发展最快的光谱分析技术[1],是光谱测量技术与化学计量学学科的有机结合，采用化学计量学方法分析处理实验数据，从而对样品进行定性和定量分析测定，是一种快速、无损的新型检测技术。近红外光谱技术直接由近红外光谱，通过不同的数学模型，在极短时间内测定样品中的多种成份或与其有关的多种物理、化学或生物学性质。二、实验目的：掌握利用近红外光谱作定性分析的基本原理。掌握利用近红外光谱进行定性鉴定的基本过程。掌握使用近红外光谱仪的主要操作步骤。三、实验原理：近红外光谱分析技术是光谱测量技术与化学计量学学科的有机结合，光谱分析中红外光谱一般用于定性分析，其与分子结构关系密切，而紫外光谱多用于物质定量分析，基于溶液对其吸收满足的朗伯比尔定律，近红外光在波长上介于紫外与红外之间，其兼有定性和定量分析的作用。近红外光谱分析需建立数学模型，其分析依赖于编程及数学模型的建立，利用标准方法提供的大量数据用化学计量学及统计学理论建立数学模型，建立模型前需进行合格性测试，聚类分析，初拟定性模型并验证，比对模型进行修正与维护、更新等。在建立校正曲线或数据库之前，把测试样品先作近红外扫描，然后再用传统分析法（如：GC、HPLC、TKN、FIA、折光仪等）准确测定出样品的数值，具有不同指标的样品在近红外光谱中将产生不同强度的吸收图谱，将数据信号平滑与归一化处理后，再利用专用软件处理,便可得到校正曲线或数据库，分析人员可利用该校正曲线或数据库方便快速地通过测定未知样品的近红外谱图得知其被测指标的数据即通过模式识别（计算比较光谱间距离）与偏最小二乘回归，多元线性回归，主成分回归等进行定性、定量分析。四、实验步骤：实验用近红外光谱分析法测定鱼粉三聚氤胺含量，实验具体应包含检测模型的建立（即合格性测试，聚类分析，建立模式识别模型等），而实验采用已建立的模型为基础，所以直接将未知样品的近红外图谱与数据模型通过专用软件比较处理，得出定性、定量结果。称取检测样品：称取0.01〜0.03g三聚氤胺，称取10g左右鱼粉，将鱼粉与三聚氤胺充分混匀。近红外光谱分析：将称取的待检测样品用近红外光谱分析仪检测，并将图谱数据用相关软件与对应模型数据库比较，通过软件分析得出结果。五、实验结果与讨论：（一）实验结果：实验时称取三聚氤胺0.0112g，鱼粉10.1431g用相关软件与相应模型（刘小莉毕业试验所建三聚氤胺预测模型0.1〜15%）比较处理所得结果如下：实验加三聚氤胺鱼粉的近红外光谱图:12DD01150012DD011500110001D500IOODO95D0900D&500BDOO75007000650060DD550050004500定性结果：定性评价结果：样品老称：aw样品:E协科实验但粉和三聚寒氮246日期与时间：3J/I0/20Hjoiafleo(gmth)方法文件：E洌小莉毕业试验所建模型VII-1M三聚急胺茴测模型\0.1-15%MB定性m匹配教件品客稼匹配11组1sanpieIAlof20J690UUA08OInSHHUUMEUMNE2sample|Av.of20.75806028854FISHHEAL定量结果:-饪卅幸料实行va粉花三罪钮钮一沥酎-.定色报告ABFL#洌用侦告值方法文件；,页中heL定童丁型3--5-5S)一站一网口时血，化打；北；34莅HT十新坝姓预剥单位辱距离I葩图亲段值祖分E密度三聚氧肢0.22B35-饪卅幸料实行va粉花三罪钮钮一沥酎-.定色报告AB三聚氤胺近红外光谱在5000波数附近有特征吸收，实验所得图谱在5000波数处的吸收应证了这一点；定性结果显示匹配值为0.69854和0.75805说明与相应模型的匹配效果较好；

定量结果显示：模型预测三聚氤胺含量为0.22535%，样品图谱与模型图谱光谱距离0.041（马氏距离）由定性结果知鱼粉含三聚氤胺，则实验所测含量为鱼粉中三聚氤胺与所加三聚氤胺之和，因此鱼粉中三聚氤胺含量为：（0.0112+10.1431）0.22535%-0.0112伞…=0.115%10.1431（2）讨论：实验准确性：实验所用模型与所测物质图谱的匹配程度决定实验的准确度，建立模型所需标准方法测定数据的准确性，数学模型应用的校正样品库是否有足够的代表性以及算法的合理选择，都对分析的准确性有影响。模型的建立与维护：近红外光谱定性模型建立需利用标准方法提供的数据用化学计量学及统计学理论建立数学模型，建立模型前需进行合格性测试，聚类分析，初拟定性模型进行验证，定量模型建立往往需要进行多元校正，有偏最小二乘法（PLS），人工神经网络（ANN），多元线性校正，并建立校正子集而形成模式识别模型，近来校正子集的简化算法已得到迅速发展然而这些算法需要先获得所有样品的光谱（聚类分析），再以样品的光谱为基础，从中选出校正子集样本，使校正样本最大限度地包含待预测样本的信息，模型建立后需根据测定需要，及测定方法的改进（如模型所基于的数据精确度有提高等）对模型进行更新与维护，以更适应精确测定的需要。影响分析的因素有哪些？（1）.建立模型是否有代表性：定标样品（建立模型基于的实验数据来源样品）中所测物质分布是否均匀；定标样品来源的异同；定标样品的粒度及含水量的；定标样品的干扰杂质含量；（2）取样的均匀性（3）仪器的稳定性会误判吗，为什么？若所测物质与所用模型的匹配程度不足，或含有干扰杂质可能造成误判。匹配程度不好说明