Co to jest spektroskopia w bliskiej podczerwieni?
Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIR) jest rodzajem spektroskopii, w której jako narzędzie oceny wykorzystywany jest obszar bliskiej podczerwieni widma elektromagnetycznego. Technologia ta jest stosowana w wielu różnych branżach, w tym w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym i rolniczym, w niektórych medycznych badaniach diagnostycznych oraz w spalaniu i nauce o polimerach. Spektroskopia w bliskiej podczerwieni jest szczególnie przydatna w medycynie diagnostycznej, ponieważ jest w stanie rejestrować zmiany stanu hemoglobiny, cząsteczki przenoszącej tlen we krwi.
Spektroskopia jest badaniem sposobu, w jaki materia absorbuje i emituje światło, oraz sposobu, w jaki rozprasza emitowane światło na różne długości fal, które są wizualizowane jako kolory. Wszystkie rodzaje materii pochłaniają i emitują światło, a poprzez badanie rodzaju światła, które jest absorbowane lub emitowane, możliwe jest uzyskanie wskazówek co do właściwości badanej materii. Obiekt pochłania lub emituje światło o określonych kolorach lub długościach fali w zależności od jego temperatury, masy, składu i innych czynników.
Spektroskopia w bliskiej podczerwieni mierzy wzór absorpcji światła w bliskiej podczerwieni przez daną próbkę. Światło bliskiej podczerwieni odnosi się do światła o długości fali od 800 do 2500 nanometrów (0,00003 do 0,00025 cali). Ta technologia wykorzystuje źródło światła do odbijania światła od próbki. Światło emitowane przez próbkę jest następnie modyfikowane przez pryzmat rozpraszający światło, który rozdziela światło na długości fal składowych. Rozproszone światło o długości fali od 800 do 2500 jest wykrywane, rejestrowane i oceniane w celu uzyskania wiedzy o badanej próbce.
Spektroskopia w bliskiej podczerwieni ma kilka zalet w stosunku do innych rodzajów spektroskopii, co czyni ją technologią stosowaną preferencyjnie w wielu sytuacjach. Na przykład technologia NIR ma dobry stosunek sygnału do szumu, co oznacza, że odczyty tła są na ogół niskie w porównaniu z wynikami dotyczącymi badanej próbki. Ułatwia to technikom i naukowcom czytanie i ocenę wyników danego testu NIR. Kolejną zaletą jest to, że NIR jest niedrogi w porównaniu z innymi technikami spektroskopowymi, a nawet wysokowydajne eksperymenty NIR można przeprowadzić stosunkowo tanio. Wreszcie metoda ta jest odpowiednia do analizy dużych próbek, ponieważ światło bliskiej podczerwieni może przenikać dalej niż światło podczerwone.
Z tej technologii można korzystać na wiele różnych sposobów. W astronomii NIR można wykorzystać do badania powstawania nowych gwiazd oraz do określenia wieku i masy istniejącej gwiazdy. Ta informacja pomaga uzyskać wskazówki na temat formowania się gwiazd. W medycynie spektroskopia w bliskiej podczerwieni jest stosowana w niektórych diagnostycznych badaniach krwi, w tym pulsoksymetrii, stosowanych do pomiaru stężenia tlenu we krwi. NIR może być również stosowany jako środek oceny funkcji mózgu i pomiaru rzutu serca u pacjentów pooperacyjnych. Istnieje również wiele zastosowań przemysłowych NIR, takich jak analiza próbek do kontroli jakości.