NIR spektroskopisi nedir?

NIR ya da NIRS olarak da bilinen Yakın Kızılötesi Spektroskopisi 30 yılı aşkın bir süredir analitik bir teknik olarak kullanılmaktadır. Katı ve sıvıların kimyasal ve fiziksel özelliklerini ölçmek amacıyla kullanılan hızlı ve güvenilir bir metottur. Bu blog makalesi serisinin ilk bölümü, NIR’ın nasıl çalıştığı, tekniğin avantajları ve çok yönlülüğü hakkında bir giriş yapmaktadır.

İhtiyacınız olan konu içeriğine doğrudan gitmek için aşağıda yer alan bağlantıları kullanın:

• NIR spektroskopisi nasıl çalışmaktadır?
  
• Katı ve sıvı numuneler için ölçüm yöntemleri
  
• NIR spektroskopisinin avantajları
• NIR spektroskopisi uygulamaları

NIR spektroskopisi nasıl çalışmaktadır?

Bu süreç NIRS ile birbirine benzemektedir: öncelikle titrasyon gibi birincil bir yöntemden toplanan bilinen konsantrasyonlara veya bilinen parametre değerlerine sahip bir dizi spektrumu ölçmeniz gerekir. Kemometrik yazılım (ör. Metrohm OMNIS yazılımı) kullanılarak bu spektrumlardan bir tahmin modeli oluşturulur. Daha sonra bilinmeyen numunelerin rutin analizi başlayabilir. Tahmin modellerinin nasıl oluşturulduğunu  «Laboratuvar iş akışınızda NIR spektroskopisini nasıl uygulayabilirsiniz?» blog makalesinde daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

NIR spektroskopisi özellikle -CH, -NH, -OH ve -SH gibi belirli fonksiyonel grupların varlığına karşı özellikle hassastır. Bu nedenle su içeriği (nem), hidroksil değeri, asit sayısı ve amin içeriği gibi kimyasal parametrelerin ölçülmesi için ideal bir yöntemdir.

Ek olarak ışık ve madde arasındaki etkileşim aynı zamanda numunenin matrisine de bağlıdır; bu da parçacık boyutu, yoğunluk, içsel viskozite ve erime akış hızı gibi fiziksel ve reolojik parametrelerin saptanmasına olanak tanımaktadır.

Katı ve sıvı numuneler için ölçüm yöntemleri

NIR teknolojisinin faydalarını anlayabilmek için NIR spektrumlarının nasıl ölçüldüğünü anlamakla başlamak önemlidir. NIR spektroskopisi farklı türdeki numunelerin analizine olanak sağlamaktadır. Örnek türüne bağlı olarak araştırmacılar farklı araçlara ihtiyaç duyar.

Berrak sıvılardan opak macunlara ve tozlara kadar değişen numuneler için çeşitli ölçüm yöntemleri mevcuttur. Doğru ölçüm yöntemini, örnekleme modülünü ve aksesuarları seçmek, NIR yöntemleri geliştirmenin en önemli adımıdır. Aşağıda, çeşitli örnek türleri (dağınık yansıma, dağınık iletim, transfleksiyon ve iletim) için farklı yöntemler gösterilmektedir.

Katı numuneler için ölçüm yöntemi

Dağınık yansıma: Krem, macun, granüller, kalın ve ince tozlar

Katı bir numunenin ölçüm örneği

Sıvı numuneler için ölçüm yöntemleri

Transfleksiyon: Sıvılar ve jeller

İletim: Sıvılar

Sıvı numuneyi ölçme örneği

NIR spektroskopisinin avantajları

NIR spektrumunu elde etme prosedürü, yakın kızılötesi spektroskopinin iki ana avantajını göstermektedir: numune ölçümüne ilişkin basitlik ve hız. NIR analizlerinin bu ve diğer avantajları aşağıda sıralanmıştır:

• Hızlı teknik – 1 dakikadan kısa bir süre içinde sonuçlar.
  
• Numune hazırlığı gerektirmez – katı ve sıvılar saf formlarında kullanılabilir.
• Numune başına düşük maliyet – kimyasal veya solvent gerekmez.
• Çevre dostu teknik – atık oluşmaz.
• Tahribatsız – değerli numuneler analiz sonrasında tekrar kullanılabilir.
• Kullanımı kolaydır – deneyimsiz kullanıcılar hemen kullanabilir.

NIR spektroskopisi uygulamaları

NIRS çok yönlü bir tekniktir ve hem kimyasal hem de fiziksel parametrelerin analizi için çeşitli uygulamalarda kullanılabilir. NIR analizi kimya, poliol, polimer, gıda ve meşrubat, hayvan yemi, ilaç, kağıt hamuru ve kağıt, boya, petrokimya, biyoyakıt, kişisel bakım, tekstil ve yarı iletken endüstrilerinde uygulanmaktadır. Tipik olarak NIR cihazları, kalite güvence ve kalite kontrol, hammadde tanımlama veya kimyasal bileşimin doğrulanması, proses kontrolü ve gerçek zamanlı reaksiyon izleme ve tarama için kullanılmaktadır.

Ayrıca NIR spektroskopisi uygulamalarına yönelik Uygulama Bulucumuza da göz atabilirsiniz:

Uygulamaya Bulucu’ya gidiniz

Yakın kızılötesi spektroskopi, katı ve sıvılardaki kimyasal ve fiziksel özellikleri ölçmek için güvenilir bir yöntemdir. Bu hızlı yöntem, rutin analizler için herhangi bir laboratuvar eğitimi almayan personel tarafından da başarıyla uygulanabilecektir.

Artık NIR spektroskopisinin ne olduğunu biliyor olduğunuza göre, laboratuvar iş akışınıza nasıl kolayca uygulanabileceğini öğrenebilirsiniz:

Laboratuvar iş akışınızda NIR spektroskopisini nasıl uygulayabilirsiniz?

Bilgi birikiminiz

Laboratuvar ve proses analizine yönelik NIR spektrometrelerimiz ve Raman çözümlerimiz hakkında daha fazla bilgi için tıklayın