傅里叶红外（FTIR）是一种重要的分析技术，Wide Range Fourier Transform Infrared Spectroscopy (WRS-FTIRS) 作为基于 FTIR 技术的最新方法之一，被广泛应用于生物医学、制药和化学等领域。本文将介绍 FTIR 检测原理、样品前处理方法与常见应用场景，并探讨这项技术对未来发展趋势的影响。

一、FTIR 的工作原理

在宏观上，所有材料都可以视为由不同类型的化学键组成的复合材料。因此，在将某个测试样品置入紫外/可见或近红外光束中时，可能会通过相互作用来激发该物质分子内部振动和转动运动状态下能量差距电磁辐射吸收特定数字频率范围的图谱。 假设一个有机分子含有$N_{total}$个原子，则其总众多处共振能级可达$\frac{1}{2} N_{total}(N_{total}-1)$ 种状态；

而且每个化学键振动模式和转动模式，由于其高度选择性的吸收能力都表现为波长依赖的强度差异，所以将样品暴露在宽谱带光源下进行检测时就可以获取关于该分子化学成分、结构特征和物理状态等信息。FTIR 检测通常使用一台称为傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪来完成。

二、常见技术问题及解决方法

2.1 傅里叶变换红外（FTIR）透射法

这是最简单也是最普遍使用的 FTIR 技术之一。与紫外/可见或近红外光区域相比，在中-远红外区域（4000-500 cm -1），基本上所有有机物质和无机盐均表现出唾沫泡平面库氏吸收光谱扫描结果。

然而，由于杂散信号干扰、热释电效应以及信噪比低等因素影响，可能会使得某些频率段难以被准确地观察到；此时我们需要改用反射或透射-反射混合技术进行计算。例如 ATR 表面增强光谱、HADES 晶体衍射/表面响应增强SERS等，它们可以大幅度减少噪音，并提高信号质量。

2.2 数字化 FTIR 技术

与传统的FTIR方法相比，数字化 FTIR 可以实现更精确的频率分辨率和可靠性。其主要原理是通过将检测到的数据转换为数字信号来消除人工操作对测试结果产生不利影响。根据样品类型及所需检查信息，我们在进行数码计算时需要注意一系列参数设置问题：

（1）采用单点法还是多点法？

如果使用了一种标准物质，则可以通过建立对比谱图来提高检测灵敏度；但如果目标分子结构复杂，则必须扩大扫描区域并收集足够数量的光谱数据以获得更全面、准确地检测结果。

（2）如何处理数据噪音？

首先要保证样品制备技术和解析设定良好；然后再基于模板匹配或特征选择等方式从源头上锁定噪声来源并加以去除；最后还可以通过某些滤波技术进行平滑过渡。

三、常见应用场景

石油化学行业废水处理、环境保护检测和生物医学分子检验都是 FTIR 技术的主要应用领域之一。以下为两种典型案例说明：

3.1 非法添加防腐剂监测

根据 GB 2760-2014 《食品安全国家标准》规定，人工合成胡萝卜素等9种食品添加剂被严禁使用于肉制品类中；而1989年欧盟通过的条约指出，含硼或亚硼酸盐已有不少研究报导引起头发大量脱落、牛皮癣、过敏性皮肤症等不良反应，因此公然向畜产品横加这些参数也属于违法行为。

利用傅里叶变换红外（FTIR）技术可以对进口肉制品进行快速监督检查并验证其是否存在非法添加含硼或亚硼酸盐药物。测试结果显示，在85到3750 cm -1范围内该方法可实现较低至5mg/kg限度要求级别下样品掺假成本效率均得到提高。

3.2 生化分析及转录组学解码

另一个常见领域就是捕获个体基因组信息，通过表达谱试验和 结构转录组学 （STRG）方法进行分析。简言之，这些技术能让我们精准地在样品中识别出RNA、蛋白质以及其他草酸盐或磺酸盐的有机物成分，并帮助人们确定它们与健康或疾病是否相关。

例如，在含核黄素环辅酶A（FAD）類細胞色素P450“rat型”变异者中，使用FTIR法定量检测氧化水平可以发现显著提高活性代谢产物比率；而对于局部复杂纳米结构的生命科学实践领域来说，则通常采用傅里叶变换近红外线光谱等特殊方案进行探索。

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