从“彩虹”到光谱仪 聊聊检测新“利器”

伴随我国经济迅速发展，人民生活水平提高，不论是在工业还是生活方面，产品质量愈加受到关注，各类检测需求不断涌现，这就促使光谱仪器的市场逐渐扩大。中科院深圳先进院集成所精密工程中心副研究员林慧博士及其团队就一直致力于光谱仪器的核心器件、仪器的整机设计和应用解决方案的研发。在过去的7年里，他的团队研发的食品安全快速检测仪已经在贵州省食品药品监管部门推广应用；药物质量在线监控系统已在三九皮炎平生产线顺利运行。

林慧博士介绍，光谱仪的应用方向包括食品药品检测、生化检测、环境监测、照明检测、石油化工、航天军工等，关乎我们生活的方方面面。根据检测目标的要求，才能从技术上精准定义最适合的光谱仪器方案。比如有的场合适合用高精度的大中型光谱仪，有的场合适合用便携式或超微型光谱仪；有的样品对光谱分辨率要求高，有的样品对光谱重复性要求高。

光谱仪是如何帮助人们进行检测的呢？以市面上销售的橄榄油、核桃油等高端油品为例，由于这些油营养价值丰富，所以相应价格也较一般食用油更贵，所以有的不法分子在其中掺入其他便宜油种来欺骗消费者，从而赚取利润。如何不通过人的视觉、嗅觉、味觉等感官体验来检测油品是否掺假呢？通过近红外光谱方法有望建立起一套快速有效的评价标准。研究人员将主要的橄榄油品类进行光谱扫描，基于采集的数据建立起标准光谱数据库，在此基础上开发一套定性鉴别或定量检测的化学计量学分析算法和准则。有了这样一个准则，之后的油品检测都可以与此进行比较，鉴别真伪。

从光谱仪的发展趋势来看，实验室级大型光谱仪器的市场已趋于稳定，而工业和生活中的光谱检测应用不断扩大，因此，林慧博士和团队将重点放在适合于现场快速检测的光谱仪器，尤其是便携式光谱仪的研发上。如团队历时一年多开发的多功能食品快速检测仪，其内嵌了便携式光谱仪模块，利用不同化学物质的特征光谱吸收峰，可以在一台机器上实现农药残留、化学添加剂、重金属等多个项目的定量快速检测，从而大大提高了食品监管部门的效率。该产品已经获得广东省计量院校准证书，并在市场上推广应用。再如前文提到的已在三九皮炎平生产线中使用的近红外药物质量在线检测系统，通过对皮炎平乳膏混匀过程中的光谱信号的实时采集和分析，能够监控醋酸地塞米松、樟脑、薄荷脑等三种主药的成分是否在合格范围，从而判断药物是否进行了充分混合。该系统已在华润三九制膏生产线顺利运行，提高了三九皮炎平的生产质量控制水平。