Blízká infračervená spektroskopie: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
m oprava překlepů: absorbci → absorpci, absorbční → absorpční, absorbčních → absorpčních; kosmetické úpravy |
m {{Commonscat}}; kosmetické úpravy |
||
| (Není zobrazeno 6 mezilehlých verzí od 6 dalších uživatelů.) | |||
Řádek 4:
=== Objev ===
V roce 1800 William Herschel zkoumal, jaká barva ve viditelném světle přináší teplo ze [[Slunce]]. K rozkladu [[světlo|světla]] použil skleněný [[optický hranol]] a [[teploměr]]em měřil teplotu každé z rozložených barev. Pozoroval lehké zvýšení [[teploty]] skrz [[spektrum]], ale zdaleka nedosáhl teploty, kterou dodával přímý slunečný svit. Až když nechal omylem [[termometr]] při odchodu na oběd kousek vedle červené části spektra, tak po návratu nalezl výrazné zvýšení teploty. Tuto neviditelnou část spektra nazval infra red (infra z latiny) a protože sklo absorbuje střední infračervené světlo, jednalo se ve skutečnosti o blízké infračervené světlo (NIR - z angličtiny near-infrared). Jeho práce byla ale málo zpracována a rychle zapomenuta.<ref name="pharmac">{{Citace monografie | příjmení = Ciurczak| jméno = Emil W. | titul = Pharmaceutical and medical applications of near-infrared spectroscopy | vydavatel = Marcel Dekker | místo = New York | rok = 2002 | počet stran =263 |
=== Prvopočátky fotoakustické spektroskopie ===
Později v 19. století Abney a Festing roku 1881 změřili fotograficky NIR spektrum 700-1200nm. Dále byly pořízeny nějaké infračervené fotografie a zjištěna některá praktická využití. Například roku 1881 Alexander G.Bell využil NIR k ohřátí vzorku uvnitř vakuované buňky a se vzorkem umístil do buňky citlivý [[mikrofon]] k detekci ohřevu/rozpínání vzorku v době vystavení NIR spektru. Jednalo se o prvopočátek [[fotoakustická spektroskopie|fotoakustické spektroskopie]].
Okolo roku 1900 W.W.Coblentz použil krystal soli jako primitivní IR (infračervený) spektrometr. Sestavil ho z [[galvanometr]]u připojeného k [[termočlánek|termočlánku]] a detekoval [[infračervené záření]] při určité vlnové délce. Poté i opustil pokoj k zajištění stabilních podmínek a pozoroval údaje na [[galvanometr]]u [[teleskop]]em.<ref name="pharmac" />
=== První průmyslové aplikace ===
První průmyslové aplikace se objevily v 50. letech 20. století, kdy byly NIR [[spektrometr]]y používány jako doplňky k dalším optickým přístrojům (spektrometrům) využívajících jiné vlnové délky ([[Ultrafialové záření|UV]], viditelné světlo, střední IR).
Karl Norris z amerického oddělení pro [[zemědělství]] využil NIR pro zkoumání potravin, přičemž zkoumal například krev ve vejcích, nezralost melounů, proteiny, vlhkost či tvrdost mouky. Není proto divu, že první spektrometry využívající blízkou infračervenou spektroskopii vznikly v okolí potravinářských firem v Marylandu. Dickey-John vytvořily první komerční NIR filtrovací zařízení a Technicon 1.komerční skenovací zařízení.
V 80. letech byly vytvořeny první spektroskopy pro blízkou [[infračervená spektroskopie|infračervenou spektroskopii]], ale jejich aplikace byly pro chemickou analýzu. K většímu rozšíření došlo se zavedením vláknové optiky v polovině 80. let a vývojem monochromatických detektorů. V [[Lékařství|medicíně]] se začaly využívat jako zařízení pro monitoring pacientů, dále nalezly použití ve [[fyzika|fyzice]], [[fyziologie|fyziologii]] apod.
== Teorie ==
Při [[Absorpce|absorpci]] [[elektromagnetické záření|elektromagnetického záření]] podstupuje [[molekula]] 3 druhy energetických přechodů - elektronový, vibrační a rotační. Vibrační mód v nejjednodušším případě (2 atomová molekula) lze popsat [[harmonický oscilátor|harmonickým oscilátorem]]. Celá molekula se ale chová jako oscilátor anharmonický, neboť přispívají i součtové (kombinační) a vibrace s násobným vlnočtem (harmonické).
Spektroskopie blízké infračervené oblasti odpovídá molekulární absorpci svrchních tónů (700-1800 nm) a kombinačních pásů (1800-2700 nm). NIR absorpční pás vzniká, když NIR záření vibruje na téže frekvenci jako molekulární vazba ve vzorku.
Často dochází k překrývání pásů a proto NIRS čekala dlouho na praktické využití.<ref name="Zemedelstvi">{{Citace monografie | příjmení = Míka| jméno = Václav | titul = Spektroskopie v blízké infračervené oblasti - Výběr praktických aplikací v zemědělství | vydavatel = Výzkumný ústav rostlinné výroby | odkaz na titul = http://www.vurv.cz/files/Publications/ISBN978-80-87011-53-9.pdf | místo = Praha | rok = 2008 |
=== Dělení blízké infračervené oblasti spektra ===
Řádek 28 ⟶ 27:
Bývá dělen ještě na další 2 části jako hluboký (daleký) červený region (deep/far red, 650-730 nm) a blízký infračervený region (730-2500nm). Toto dělení má smysl kvůli fyziologii lidského oka, která má 3 typy vizuálních fotoreceptorových kuželů, které mají různou spektrální odezvu - zelený, modrý a žlutý. Žlutý kužel končí na 730 nm a za touto vlnovou délkou již lidské oko nic nevidí.
Druhou možností dělení je dle použitých přístrojů. Jedná se potom o dělení na region 650-1100nm, kdy je používán detektor založený na lavinové diodě a 1100-2500 nm, kdy jsou používány detektory založené na olovnatých sulfidech.<ref name="AppInBio">{{Citace monografie | příjmení = Ciurczak| jméno = Emil W. | titul = Near-infrared applications in biotechnology | vydavatel = Marcel Dekker | místo = New York | rok = 2001 | počet stran =366 |
== Využití ==
Mezi typické aplikace spektroskopie blízké infračervené oblasti patří potravinářský průmysl, farmacie, astronomická spektroskopie a zkoumání lidského těla.▼
Primární použití NIRS pro zkoumání lidského těla užívá faktu, že [[transmise]] a [[absorpce]] NIR světla v lidském těle vypovídá o informacích o změně koncentrace [[hemoglobin]]u. Pokud je nějaká určitá oblast [[mozek|mozku]] aktivována, lokalizovaný [[krev]]ní objem v dané oblasti se rychle mění. Optické zobrazovací metody mohou měřit lokaci a aktivitu specifických regionů mozku neustálým monitorováním úrovně krevního hemoglobinu se současným určením optických [[
▲Mezi typické aplikace spektroskopie blízké infračervené oblasti patří potravinářský průmysl, farmacie, astronomická spektroskopie a zkoumání lidského těla.
== Reference ==
▲Primární použití NIRS pro zkoumání lidského těla užívá faktu, že [[transmise]] a [[absorpce]] NIR světla v lidském těle vypovídá o informacích o změně koncentrace [[hemoglobin]]u. Pokud je nějaká určitá oblast [[mozek|mozku]] aktivována, lokalizovaný [[krev]]ní objem v dané oblasti se rychle mění. Optické zobrazovací metody mohou měřit lokaci a aktivitu specifických regionů mozku neustálým monitorováním úrovně krevního hemoglobinu se současným určením optických [[absorbční koeficient|absorpčních koeficientů]].
<references/>
==
* {{Commonscat}}
{{Autoritní data}}
[[Kategorie:Spektroskopie]]
| |||