红外光谱分析是一种广泛应用于化学、生命科学和环境科学等领域的测试技术。它利用物质在吸收不同波长的电磁辐射时，产生特定的振动和转动，进而提供有关其结构以及其所处环境性质的信息。

为了获得这些信息，我们需要使用傅里叶变换来处理采集到的数据。在此过程中，我们使用设备称为“傅里叶红外光谱仪”，该设备能够检测样品吸收具有不同频率（即波数）的突发现象。

1. 红外光谱分析是如何工作？

首先值得注意的是，在可见光区域之下（400至700nm），存在许多其他类型的电磁辐射波长。其中一个重要范围就是从大约 700 到 10,000 nm 的远红外区域 - 又称 IR 区域或近似于与接近上述数字相对应 wavenumbers （1 / λ）。 在这个地方被称为红外光谱区域。

从分子的振动和转动中产生的能量可以吸收 IR 光。这些范围基于被测试样品中存在的化学键类型，其结构以及在此期间持续进行振动所需的能量。向湿润物质中引入 IR 时，将会发现它们会吸收特定频率（即波数）。这可以用于确定其组成部分在灵敏样品内传递等时间所表明的信息。

2. 傅里叶变换

傅里叶变换是一种广泛应用于信号处理领域、图像处理等领域的技术。在红外光谱分析过程中，我们使用傅立叶变换来分析从样品吸收的光谱信息。傅里叶变换是一种将时域（时间）信号转化为频域信号，或者反之的技术。在这个过程中，样品吸收到的光谱数据被转换成波数为单位的频率。

当被处理数据具有许多不同组分和振动模式时，它可以表现出非常复杂的行为，并且通常需要使用更高级别的算法进行解释。

3. 傅里叶红外光谱仪实验原理

如前所述，傅立叶变换对于成功实施近红外线/红外线光谱检测至关重要。但傅立叶变换并不能单独执行此操作 - 我们还需要一个能够检测可见、紫外和近-IR 光范围之间所有波长特征以及其强度差异性质的设备：用于跨越该全天段覆盖结果而设计流量计器结构称为离子阵列探测器。（Illustration below shows how FTIR works）

傅里叶红外光谱仪是一种利用傅立叶变换作为分析核心的精密设备。它内置了广泛集成电路（ASIC）以及各种专门设计的现代计算机技术，可以在极短时间内获取大量数据，并将其转换为有意义且容易读取的形式。

FTIR 的工作原理

FTIR 工作原理简单：样品通过将被测物质与反射器接触来激活一个空气间隙中可见从而控制辐射线(如 KBr 衬底)，并检查称为采集号码或扫描区域中由该系统收到并捕获的所有正在测试物体所产生信号。此后，结果提供给缝隙公差进行傅立叶变换以获得所需的详细吸收图谱。

实验原理中还包括一些附加操作和校准，以确保精度、可靠性，并在所有过程区间执行正确。调整这个技术需要高技能水平。

FTIR 的优点

- 无损检测 - 这意味着我们不会破坏样品或其结构。

- 可用于大多数化学模式的筛查测试;特别是有机物。

- 程序易编写且由计算机处理数据，从而带来更快、更合理和精确的结果 - 并避免了人为误差可能面临问题（例如使用手工方法）

红外光谱分析与 FTIR 在生命科学中的应用

• 定量分析 : 构建了基于傅里叶变换红外 (FT-IT) 谱仪上自主开发最小单元生产掺杂液体传感器系统，该系统可以极其快速地检测出某种药物，并生成色素响应混合液体；通过读取此类信号并进行相关比较, 最后达到可视化目标.
• 监测
  

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