便携式光谱仪如何实现溶液检测？

溶液是两种或两种以上的物质混合形成均匀稳定的分散体系，被分散的物质（溶质）以分子或更小的质点分散于另一物质（溶剂）中。物质在常温时有固体、液体和气体三种状态，因此溶液也有固、液、气三种状态。气体溶液一般指气体混合物，固体溶液混合物常称为固溶体（如合金）。一般情况下，溶液专指液体溶液。

溶液体系中的物质处于高度分散状态，构成物质的粒子有充分接触的机会，能够大大加快反应速率。这一性质特点被广泛地应用于食品、农业、化工、环境监测、医疗等领域。在实验室里或化工、工业生产中，常常先把反应物质进行溶解，再将不同种类的溶液进行混合，以加快反应的进行。在农业领域，植物、作物和农产品会从土壤里获得各种养料。一些养料或者肥料会预先配置成溶液施加到作物的土壤中，以促进作物对养分的吸收。在医疗领域，用于治疗感染、缓解病痛的各种炎症的注射液、葡萄糖溶液和生理盐水等等，也会按照一定比例配成溶液使用，以促进人体对药物的吸收。

在实际应用的过程中，合适的溶液浓度才能对生产生活起到良性的积极作用，并且不同浓度的溶液会产生不同效果。例如，在医疗领域，适当浓度的可卡因溶液被用作局部麻醉药，而高浓度的可卡因对人体危害极大。在食品领域，低浓度的酒精制品是美味无穷的美酒，而高浓度的酒精可用于食品生产线消毒。在农业领域，适当浓度的肥料能有效地促进作物生长，提高作物产量，而肥料浓度会引起明显的烧伤、落叶、落花、落果等现象。

常见的溶液浓度检测方法有滴定法、比重计法、折光率法和光谱仪法等等。

滴定法是将一种已知度的试剂溶液(称为标准溶被)滴加到被测物质的溶液中，直到化学反应完成为止，根据所用试剂溶液的浓度和体积计算被测溶液的浓度。但这种方法操作复杂，并且不完全的化学反应会影响计算结果。比重计法的原理是基于某种物质的比重与温度和浓度的相关性。在某个温度下测定物质的比重，通过查表可以找到对应的浓度。但该方法依赖经验值换算，并且读表操作会产生人工误差复杂。折光率法是通过测量物质的折光率来判别物质的组成，确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法。通常需要特定的折光率测试仪器，对技术操作比较高。

光谱仪法是利用液体吸光度和浓度的关系来判断被测液体的浓度，即通过被测液体对紫外光、白光的吸收来测定被测液体中的成分和含量。该方法的基本原理是利用特定波长的光源去照射待测液体，带测液体会发生吸光现象，光谱仪记录被测液体的吸光度，通过Beer lambert法则得出被测液体的浓度。这种检测方法操作简便，无需复杂的技术步骤，无损检测样品，分析速度快。

实验室级别的光谱仪能实现高精度的吸光光谱测量，但这些光谱仪占用空间面积大，不易携带，开机预热时间长，无法适用于室外测量、现场测量、便携测量和快速光谱测量等场景。

虹科便携式光谱仪基于新型轴向光栅技术，光路结构十分紧凑，在保证高精度测量的基础上，极大地减轻了光谱仪的重量，缩小了光谱仪的尺寸，非常适用于室内、室外以及任何具有便携性的光谱测量场景，随时随地助力实现光谱测量！

虹科便携式光谱仪开发了化学分析模块，这是市场上基于分光光度法进行化学分析的最紧凑的光谱仪。借助化学分析模块，可以随时轻松进行吸收测量、光密度（OD）测量、浓度测量（Beer-Lambert）以及荧光测量。虹科便携式光谱仪的化学分析模块配备了高强度平光谱白光源（380nm-720nm）和高强度紫外UVA光源（365nm），可满足在不同激发下的测试测量场景，其余波段可根据客户要求进行调整和定制。

虹科便携式光谱仪的化学分析模块能够为不同市场提供多方面的解决方案，助力实现快速的现场溶液分析处理，包括：比色试剂的吸收和浓度分析（废水分析）、食品液体（葡萄酒、啤酒、油等）的比色分析、通过荧光（橄榄油、蜂蜜、香水、烈酒等）鉴定并控制液体掺假、细菌密度测量（OD600）

以下是使用虹科便携式光谱仪的化学分析模块进行溶液测试的示例：

1. 对不同浓度的溶液进行吸收测试

预先设置好Indigo光谱仪和软件的基本参数，可参考软件使用手册

将一定溶液置于比色皿中，进行测量

2.基于Beer-lambert模块测量未知浓度的A溶液浓度

预先设置好Indigo光谱仪和软件的基本参数，可参考软件使用手册

配置不同浓度梯度的A溶液，并测量吸收光谱

进行数据拟合，得到浓度与吸收率的曲线

注：此部分可进行多个浓度的溶液测试，建立数据模型，使浓度-吸收率曲线更接近真实值

将未知浓度的A溶液置于比色皿中，进行测量，红点即为未知浓度A溶液浓度

注：未知浓度需在数据模型的最大浓度和最小浓度之间

3. 建立时间-吸收光谱曲线

跟踪相关的光谱信号，实时监控化学反应过程，得到全光谱延时图谱或单波长的延时图谱，详细操作请查看视频链接。

虹科便携式光谱仪

紫外/可见光光谱仪

IndiGo是一款经济实惠的模块化、便携式的光谱仪，体积只有手掌大小，通过USB-C与电脑连接，通过蓝牙与智能手机连接。

该光谱仪允许测量370 nm至 810nm的发射、吸收或透射光谱，分辨率为1.5 nm。

我们提供多个与 IndiGo可信兼容的模块，这将允许您使用光谱仪进行多种模式的测量：光纤适配器、UVA-LED光源模块、UAB/UVB-LED光源模块、激光诱导荧光(LIF)、基于比色皿的化学分析模块

红外光谱仪

IndiGo NIR是一款便携式、连接式、价格合理的近红外光谱器。它通过蓝牙连接到智能手机、平板电脑或有线连接到 PC。这款光谱仪可以测量从720nm到 1040nm的发射、吸收和透射光谱，分辨率约为 2nm。

我们还提供 IndiGo NIR兼容的模块，如：固体上的近红外反射、比色皿中液体的近红外吸收/反射，为您提供光谱仪的额外功能。

审核编辑黄昊宇