Was ist Nahinfrarotspektroskopie?
Die Nahinfrarotspektroskopie (NIR) ist eine Art der Spektroskopie, bei der der Nahinfrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums als Auswertungsinstrument verwendet wird. Diese Technologie wird in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt, einschließlich der Pharma-, Lebensmittel- und Agrarindustrie, in bestimmten medizinischen Diagnosetests sowie in der Verbrennungs- und Polymerwissenschaft. Die Spektroskopie im nahen Infrarot ist in der diagnostischen Medizin besonders nützlich, da sie Zustandsänderungen im Hämoglobin, dem sauerstofftragenden Molekül im Blut, aufzeichnen kann.
Spektroskopie ist die Untersuchung der Art und Weise, wie Materie Licht absorbiert und emittiert und wie sie emittiertes Licht in verschiedene Wellenlängen verteilt, die als Farben sichtbar gemacht werden. Alle Arten von Materie absorbieren und emittieren Licht, und durch Untersuchung der Art des absorbierten oder emittierten Lichts können Hinweise auf die Eigenschaften der untersuchten Materie gewonnen werden. Ein Objekt absorbiert oder emittiert Licht bestimmter Farben oder Wellenlängen in Abhängigkeit von seiner Temperatur, Masse, Zusammensetzung und anderen Faktoren.
Die Nahinfrarotspektroskopie misst das Absorptionsmuster von Nahinfrarotlicht durch eine gegebene Probe. Nahinfrarotlicht bezieht sich auf Licht mit Wellenlängen zwischen 800 und 2.500 Nanometern (0,00003 bis 0,00025 Zoll). Diese Technologie verwendet eine Lichtquelle, um Licht von einer Probe zu reflektieren. Das von der Probe emittierte Licht wird dann durch ein lichtstreuendes Prisma modifiziert, das das Licht in seine konstituierenden Wellenlängen aufteilt. Streulicht mit Wellenlängen zwischen 800 und 2.500 wird erfasst, aufgezeichnet und ausgewertet, um die zu untersuchende Probe zu kennen.
Die Nahinfrarotspektroskopie bietet gegenüber anderen Spektroskopietypen mehrere Vorteile und ist daher eine Technologie, die in vielen Situationen bevorzugt eingesetzt wird. Beispielsweise weist die NIR-Technologie ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis auf, was bedeutet, dass die Hintergrundwerte im Vergleich zu den Ergebnissen der zu testenden Probe im Allgemeinen niedrig sind. Dies erleichtert Technikern und Wissenschaftlern das Lesen und Bewerten der Ergebnisse eines bestimmten NIR-Tests. Ein weiterer Vorteil ist, dass NIR im Vergleich zu anderen spektroskopischen Techniken kostengünstig ist und sogar NIR-Experimente mit hohem Durchsatz relativ kostengünstig durchgeführt werden können. Schließlich eignet sich dieses Verfahren zur Analyse großer Proben, da nahes Infrarotlicht weiter als Infrarotlicht durchdringen kann.
Diese Technologie kann auf viele verschiedene Arten eingesetzt werden. In der Astronomie kann NIR verwendet werden, um die Bildung neuer Sterne zu untersuchen und das Alter und die Masse eines vorhandenen Sterns zu bestimmen. Diese Informationen geben Hinweise auf die Entstehung von Sternen. In der Medizin wird in bestimmten diagnostischen Blutuntersuchungen, einschließlich der Pulsoximetrie, die Nahinfrarotspektroskopie verwendet, um die Sauerstoffkonzentration des Blutes zu messen. NIR kann auch zur Beurteilung der Gehirnfunktion und zur Messung des Herzzeitvolumens bei postoperativen Patienten eingesetzt werden. Es gibt auch viele industrielle Anwendungen für NIR, wie die Probenanalyse zur Qualitätskontrolle.