主题：【资料】AOTF－NIR技术用于烟草化学成分分析的探讨

AOTF－NIR技术用于烟草化学成分分析的探讨

练文柳　何智慧*　吴名剑　唐丽云　陈　亚　
（湖南常德卷烟厂技术中心，湖南，415000）


　　摘　要　本文就AOTF－NIR用于测定烟草样品化学成分的分析作了研究，建立了烟草总糖、还原糖、总烟碱、钾和pH化学成分的近红外定量分析模型，探讨了不同采样条件对光谱测量及模型的影响。结果表明，以旋转方式采样可收集更多的样品光谱信息，所建立的模型精度较高。从各化学成分的模型来看，烟碱、总糖、还原糖的决定系数很高，模型相关性好；钾和pH值模型还有待改善。由实验结果来看，经过改善采样条件及优化模型，AOTF－NIR技术可以用于烟草样品化学成分分析。
　　关键词　近红外　声光可调滤光器　烟草　定量模型


1. 引　言
　　90年代末，来自航天技术的声光可调滤光器（Acousto-Optic Tunable filter , 缩写AOTF）技术的问世，被认为是“90年代近红外光谱仪最突出的进展”[1]。 AOTF是一种建立在光学各向异性介质的声光衍射原理上的电调谐滤波器[2~4]，与通常的单色器相比，采用声光调制即通过超声射频的变化实现光谱扫描，光学系统无移动性部件，波长切换快、重现性好，程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性。声光可调滤光器近红外光谱仪器的这些优点使其近年来在工业在线和现场（室外）分析中得到越来越广泛的应用[5,6]。目前国内也有相关的研究在进行[7,8]。
　　近红外光谱分析（NIR）技术具有简便快速、无污染以及样品的非破坏性等特点，在烟草化学分析中有很大的发展潜力，目前国内许多烟草厂家开始研究并建立了相关的定量分析模型。AOTF技术与NIR的结合实现了仪器的小型化，结束了检测分析只能在实验室进行的历史，将过去必须在室内，且对温度、湿度、防震均有严格要求的近红外光谱仪移到了生产在线和现场。我们就AOTF－NIR技术用于烟草化学成分的分析作了探讨，并研究了采样条件对分析结果的影响。
2. 实验部分
2.1 仪器设备和测试条件
　　近红外光谱仪是美国BRIMROSE公司生产的Luminar 5030-731型Mini-AOTF/（NIR）便携式近红外光谱仪，卤钨灯光源，InGaAs检测器，光谱分辨率2nm，波长范围为1100nm～2300nm，扫描次数为600次，IBM笔记本电脑，Unscrambler定量分析软件。
　　Skalar流动注射分析系统（荷兰Skalar公司），主要用于检测烟草样品的总糖、还原糖、烟碱、钾等化学成分数据。pH值由pH计检测。
2.2 样品制备及采样条件
　　烟草样品首先进行切丝，在40℃下烘干12小时，用XF－98B型旋风精密粉碎机研磨成60目的粉末。
　　Luminar 5030-731型Mini-AOTF/(NIR)便携式近红外光谱仪自带的样品池为长方体有机玻璃，中间有一直径为3.0cm，厚度0.8cm的圆形凹槽（用于盛放样品），不可旋转。我们自制的旋转样品池，为圆柱形样品池，直径约5.0cm，高5.0cm，底部为石英玻璃，有与之配套的砝码用于压实样品，以保证样品装载的松密度、厚度相同，并带有旋转平台。为便于描述，我们把仪器自带的样品池称为固定样品池，自制的样品池称为旋转样品池。