Was ist NIR?

NIR ist ein Akronym für Nahinfrarot-Spektroskopie und bezieht sich auf die Analysetechnik, bei der Nahinfrarotstrahlung verwendet wird, um Proben auf Zusammensetzungs- oder charakteristische Merkmale zu analysieren. NIR wurde auch verwendet, um die Nahinfrarotreflexion zu beschreiben. Andere ähnliche Begriffe sind NIRS (Near Infrared Spectroscopy) und NIT (Near Infrared Transmission Spectroscopy). Alle diese Techniken sind miteinander verwandt und beruhen auf Nahinfrarotlicht, das zur Charakterisierung von Materialien verwendet wird.

Wie funktioniert NIR?

NIR ist ein Bereich des elektromagnetischen Spektrums mit einzigartigen Eigenschaften, die ihn für die Charakterisierung von Materialien sehr nützlich machen. Der NIR-Bereich reicht von 700 bis 2500 nm. Dieser Bereich des elektromagnetischen Spektrums hat die beste Kombination von Eigenschaften für die Analyse der meisten festen, schlammigen und flüssigen Proben.

Licht in diesem Bereich interagiert mit OH-, NH- und CH-Bindungen, und jedem Bindungstyp sind bestimmte Wellenlängen (Frequenzen) zugeordnet. Wenn NIR-Licht Proben ausgesetzt wird, die reich an chemischen Verbindungen sind, die diese Bindungen enthalten, wird ein Teil der Energie in diesen spezifischen Wellenlängen von der Probe absorbiert, und daher hat das reflektierte Licht in diesen Bereichen eine geringere Intensität. Die Unterschiede im reflektierten Signal (Spektrum) können mit chemischen Konzentrationsunterschieden korreliert werden und bilden die Grundlage einer NIR-Kalibrierung. Sobald diese Kalibrierung eingerichtet ist, kann sie verwendet werden, um die chemische Konzentration unbekannter Proben vorherzusagen.

Beispielsweise sind Proteine durch das Vorhandensein von NH-Bindungen in den einzelnen Aminosäuren gekennzeichnet. Die NH-Bindungen absorbieren NIR-Strahlung in mehreren Bereichen über das NIR-Spektrum hinweg auf verschiedenen Ebenen. Je mehr Protein in der Probe ist, desto mehr Energie wird in diesem Bereich absorbiert und die reflektierte Energie hat in diesem Bereich eine geringere Intensität.

Leistungen

NIR ist zu einer beliebten und weit verbreiteten Analysetechnik für die Analyse von Lebensmitteln, landwirtschaftlichen, pharmazeutischen und chemischen Produkten geworden. NIR-Analysatoren haben folgende Vorteile:

• Einfach zu bedienen – der normale Betrieb besteht aus dem Laden einer Probenzelle und dem Starten des Instruments.
• Wenig Probenvorbereitung – die meisten Proben können so wie sie sind oder durch einfaches Mahlen oder Partikelgrößenreduzierung analysiert werden.
• Kein gefährlicher chemischer Abfall – es werden überhaupt keine Chemikalien verwendet.
• Schnelle Analyse – typische Analysezeiten sind 10 Sekunden – 2 Minuten.
• Gleichzeitige Ergebnisse für mehrere Parameter – mehrere Bestandteile werden mit einer Probenanalyse vorhergesagt.
• Zuverlässige Ergebnisse – für die meisten Analysen haben NIR-Instrumente eine Vorhersagegenauigkeit innerhalb des 1,5-fachen des Fehlers der Referenzmethode mit viel besserer Präzision.
• Kostengünstig – ein Analyst kann in der Regel mehrere hundert Proben an einem Tag ohne Verbrauchskosten analysieren.