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光譜分析是指根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成。光譜儀一直是許多物質(zhì)分析實驗室必備的基本儀器之一，因為光譜檢測可以在不破壞樣品的前提下檢測出待測物的物質(zhì)成分。近年來，隨著人們生活品質(zhì)的快速提升，對于應(yīng)用安全的需求更為迫切。光譜儀作為通用分析儀器大家族中不可或缺也是應(yīng)用最為廣泛的光譜類儀器，在生物、化學(xué)、色度計量、環(huán)境檢測、成分檢測、醫(yī)學(xué)、化工等等領(lǐng)域運用十分常見。

前不久，“膠水牛排”成為食品安全熱點問題，引發(fā)了公眾擔(dān)憂。“重組”牛排屬于調(diào)理肉制品，允許添加卡拉膠、TG酶等一系列添加劑來塑形并提升口感，對人體健康沒有影響，但其內(nèi)部易出現(xiàn)微生物細菌污染，需要完全烹飪熟透后食用。目前，許多肉類溯源和摻假鑒別技術(shù)涉及生物化學(xué)、免疫學(xué)、分子學(xué)等。如聚合酶鏈式反應(yīng)（polymerase chainreaction，PCR）作為一種分子學(xué)方法，可在樣品中特異性地鑒別出特定的DNA或RNA。然而這些方法不僅耗時、耗材，而且需要對樣品進行預(yù)處理。因此，光譜分析以其快速和簡單的樣品預(yù)處理的特點體現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢。

光譜檢測技術(shù)助力海爾冰箱智能制造全球化升級

在剛剛結(jié)束的2017AWE展會上，海爾冰箱就展示了全球首款應(yīng)用光譜檢測技術(shù)的馨廚互聯(lián)網(wǎng)冰箱，首次實現(xiàn)了食材營養(yǎng)成分信息的成功檢測。據(jù)悉，該技術(shù)是海爾冰箱與以色列最有前景的科技創(chuàng)業(yè)公司Consumer physics聯(lián)合研發(fā)的，通過對蔬菜、水果及肉類進行光譜掃描，利用分子反射的光線波長來判斷物品的成分。冰箱在對食材的營養(yǎng)成分進行分析后，還能為消費者提供更加合理的飲食搭配和指導(dǎo)，成為真正的健康飲食中心。而且從全世界范圍來看，該技術(shù)與冰箱行業(yè)融合也尚屬首次，體現(xiàn)了海爾冰箱的科技前瞻性。

近日，由江蘇省農(nóng)科院與南京理工大學(xué)合作開發(fā)的微型無人機進行試飛并獲得成功，該試飛的無人機搭載特殊的光譜分析儀，專門用來偵察農(nóng)田、果園中病蟲害，通過在農(nóng)作物種植區(qū)域巡視，可以很快判斷區(qū)域內(nèi)某一植株的患病以及患病類型。另外，該無人機還能攜帶藥物對患病植株進行一對一的治療。據(jù)有關(guān)部門介紹，該無人機通過光譜儀對農(nóng)作物病害進行觀測，是通過不同的農(nóng)作物，葉片光譜的反射率不一樣，進而觀測中所得到的譜線數(shù)據(jù)不同的原理進行的。同時，對于同一種葉片，健康和生病的光譜數(shù)據(jù)也存在差異。該無人機利用這一特性，通過儀器將生病的農(nóng)作物找到，從而有選擇地進行藥物治療。此外，該項技術(shù)還可在應(yīng)急現(xiàn)場實現(xiàn)實時攝像、航拍、有毒有害氣體監(jiān)測、氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測一體化，實現(xiàn)氣體檢測設(shè)備與自主開發(fā)的環(huán)境監(jiān)測軟件平臺的無縫集成以及應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸。

古陶瓷鑒定開啟光譜檢測新模式

科研儀器大顯身手，現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到文物檢測，光譜儀器各顯神通。日前，香港皇廷2016秋季中國藝術(shù)品拍賣會在廈門開始了其全國巡展首站，展出了19件歷朝陶瓷精品。這些拍品采用了“科技+人文”鑒寶的新模式，也是目前唯一附有國際標準化組織ISO認證機構(gòu)檢測報告的古陶瓷拍品。據(jù)介紹，儀器檢測是將瓷器放進真空環(huán)境的X熒光光譜儀后，再經(jīng)過拉曼光譜儀檢測釉面成分。隨后，專家根據(jù)檢測數(shù)據(jù)進行對比和經(jīng)驗分析，給出古陶瓷的年代與真?zhèn)蔚膮⒖紙蟾妗?

紅外線光譜檢測技術(shù)可以為使用者帶來許多價值，而且只要短短幾秒就能得知分析結(jié)果。因此，半導(dǎo)體廠非常看好該技術(shù)在手機應(yīng)用上的發(fā)展?jié)摿Γe極克服技術(shù)與應(yīng)用上的瓶頸。傳統(tǒng)光譜檢測儀為了盡可能從更大的波長范圍內(nèi)取得物質(zhì)的紅外線波長特征，因此其光機系統(tǒng)設(shè)計相對復(fù)雜，設(shè)備尺寸很難縮小。針對上述問題，德州儀器(TI)已利用其所發(fā)明的數(shù)位光源處理技術(shù)(DLP)大幅改良了光譜儀的光機設(shè)計，讓光譜儀變成可以放在口袋里的小型儀器，成本也大幅降低。另一家類比晶片大廠亞德諾(ADI)則想得更遠，要將光譜檢測功能變成可以被整合到手機等行動裝置里的超小型硬體模組。

近年來，光譜儀器應(yīng)用逐漸向生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境生態(tài)、社會安全、國防建設(shè)等與人直接相關(guān)的領(lǐng)域拓展。廣泛受益于藥品、水質(zhì)、土壤、農(nóng)產(chǎn)品、食品以及化妝品分析等與人民生活密切相關(guān)的板塊。兩會上，基層食品快檢儀器再次上升至人民視野焦點，又一次為光譜儀器的便捷式、快速、智能化發(fā)展提供了強而有力的市場應(yīng)用支撐。