【中國儀表網 行業聚焦點】中性脂肪即甘油三酯，是高血壓和心臟病的主要原因。近日，日本產業技術綜合研究所宣布，該所開發出一種新裝置，只需用近紅外光照射指尖幾秒鐘，就能檢測出血液里中性脂肪的濃度。

　　研究人員注意到，波長介于可見光和紅外線之間的近紅外光具有不容易被人體吸收的性質，因此通過向手指尖端照射近紅外光，然后分析透過手指的光，就能檢測血液內中性脂肪的濃度。
　　
　　現有的近紅外光測試裝置靈敏度很低，為確保透過身體組織的光的強度，需要長時間照射，既不方便又有安全問題。新的分光裝置能在更廣范圍內收集很微弱的光，其靈敏度達到以前水平的1000倍，從而能進行快速準確的檢測。
　　
　　這種新裝置只有約3公斤重，便于攜帶，將手指放在照射近紅外光的光纖頂端，裝置就會在顯示器上顯示出檢測值。在利用試制的新裝置對就餐前后血液中的中性脂肪進行檢測時，研究人員發現就餐后人體血液中的中性脂肪開始升高，約4小時后達到峰值。研究人員通過將檢測值分為5個階段，來顯示脂肪的攝取狀況。
　　
　　近紅外光譜(NIR)分析技術是分析化學領域迅猛發展的高新分析技術，越來越引起國內外分析專家的注目，在分析化學領域被譽為分析“巨人”，它的出現可以說帶來了又一次分析技術的革命。日本近紅外技術發展早于我國，日本近紅外技術的發展歷程以及現狀如何呢?日本近紅外技術的發展過程對我國近紅外技術的發展有何可借鑒的經驗呢?中日兩國在近紅外領域可有哪些合作呢?
　　
　　日本近紅外技術起源于美國
　　
　　說起日本近紅外技術的起源，河野教授侃侃而談：“上世紀80年代初期，日本近紅外技術的開創者巖本睦夫在美國近紅外鼻祖KarlNorris的實驗室學習了一年，回國后開啟了日本近紅外技術的研究工作。巖本教授是日本食品綜合研究所非破壞檢測研究室(注：我國稱無損研究室)的第一任主任，因此非破壞檢測研究室也是日本近紅外技術的發祥地。為了便于日本近紅外技術的交流與傳播，巖本教授于1985年創建了一個論壇――‘無損檢測技術論壇’，此論壇每年召開一次，至今已召開了將近30屆了。”巖本教授退休后，河野教授接替巖本教授成為無損檢測研究室第二任主任，目前河野教授也已從此研究室退休，并有了新的接班人。
　　
　　近紅外技術是一種二次檢測技術，這決定了大多數情況下近紅外技術不太適合作為國家標準來實施，因此目前近紅外技術多用于企業內部的質量控制。首先采用近紅外技術對原材料、生產中間品、產品等做檢測，如果檢測結果符合要求，再按照國家標準取樣進行檢測。在日本，近紅外技術應用最廣的領域也是工廠的內部質量控制。河野教授提到，日本某醬油廠采用近紅外技術測定醬油的全氮、鹽分、乙醇等指標來控制醬油的品質。
　　
　　“與美國近紅外技術應用從農業領域到食品領域的發展路徑基本相同，日本近紅外技術的應用也是先從農業開始，后來發展到食品行業，現在逐步擴展到化工、纖維等領域，將來制藥可能成為日本近紅外應用發展的一個重要方向。”河野教授說。
　　
　　基礎研究是日本近紅外技術研究熱點
　　
　　據河野教授介紹，與其他技術不同，近紅外技術一開始就是一項應用型的技術，而隨著近紅外技術應用越來越廣泛，很多研究者發現近紅外技術的基礎研究還很不足，因此有一些研究者開始對近紅外技術進行基礎研究。
　　
　　“我的前輩巖本教授現在開始研究水。農產品中大部分都是水，而且水對近紅外吸收很強烈，因此水在近紅外技術的基礎研究中很重要。但是現在對水的了解還不是很清楚，因此很多近紅外技術的基礎研究者開始關注水在近紅外技術中的作用”。
　　
　　還有一個問題是，現在很多近紅外技術的研究是很好的，但是應用起來卻很困難，主要原因在于精度不夠，而精度不夠的原因在于對精度的管理還沒有形成一個系統。河野教授比喻說，就像我們的計算機有一個CPU，CPU有一個WINDOWS系統，WINDOWS系統就像一個大舞臺，舞臺上面搭建了office等很多的應用軟件。而近紅外技術的這個大舞臺還沒有搭建好，因此雖然可能已有很多實際應用，但有時候會顯得薄弱，后續管理肯定會有些問題。總而言之，近紅外技術的基礎研究還不夠扎實。
　　
　　近紅外技術的挑戰是無創檢測和儀器小型化
　　
　　說起近紅外技術目前最大的挑戰，兩位教授一致認為，醫學上利用近紅外技術進行無創檢測是一個重要的課題。
　　
　　“近紅外技術因其對人體傷害小而被認為是一項有優勢的無創檢測技術，尤其是對虛弱的個體如嬰兒等和較敏感的人體部位如腦部等，如能應用近紅外技術，則會大大提高醫學檢測的安全性”，韓教授說到。但目前，近紅外技術在人體健康檢測方面的研究還處于一個比較前期的狀態，雖然研究者很多，有些研究者甚至已開展研究十幾年了，但是還不能形成定論。
　　
　　“主要難點在于檢測成分含量低，樣品差異性大。以血糖檢測為例，首先人體血糖含量很低，而檢測方法都有自己的檢測限，這就對近紅外檢測方法提出很高的要求;其次，人體差異性很大，如皮膚厚度不同等，導致模型比較難建立，而且針對某個人建立的模型，對其他人同樣指標的檢測就不適用。”河野教授解釋說。
　　
　　近紅外技術的另一大發展需求是儀器小型化。河野教授舉例說，利用近紅外儀器檢測水果的成熟度在日本應用是比較廣泛的，但是現在的便攜式儀器還是稍嫌笨重，使用不方便。如儀器能小到僅有一支鋼筆的體積，則將大大提高此類儀器使用的便捷性，可方便的檢測果樹上水果的成熟度。
　　
　　還有一個應用方向要求近紅外儀器小型化。隨著人們對自身了解需求的增加，一些小巧的科學儀器不斷面市，進入人們的日常生活中。而皮膚老化原因的檢測可能會受到大眾的歡迎。皮膚老化主要是兩個原因，一是皮膚的自然老化，一是紫外線對皮膚的傷害造成的皮膚老化。利用近紅外技術可以判斷皮膚老化是哪種原因造成的，而此類儀器要真正得到大眾的接受，則需要近紅外儀器足夠小巧。
　　
　　專注于模型建立
　　
　　談到自己的研究課題，河野教授說，“除了前面提到的人體血糖檢測，我目前主要研究的課題還包括如何快速去除溫度對近紅外結果的影響和建立通用型的模型。”
　　
　　溫度對近紅外測量結果有很大影響，而一般的處理方式是將溫度作為一個變量來建立模型。河野教授介紹說，目前其研究團隊正尋找一種快速去除溫度對近紅外結果影響的方法，即通過找到對溫度比較敏感的波段，在模型建立時將此波段去除，從而快速去除溫度對近紅外結果的影響。
　　
　　以水果為例，在近紅外技術應用于水果檢測時，一種水果需要一個模型，有時候同種水果的不同品種也需要不同的模型。有些水果的測量方式不同，如橘子一般用透射模式來測量，桃子一般用反射模式來測量，這樣的水果很難建立通用型的模型。但是有些水果測量方式相同，如蘋果、梨等都采用的是反射模式，如果能建立通用型的模型，則近紅外技術應用將更加方便。目前，河野教授也正在致力于這方面的研究。
　　
　　中國成為近紅外儀器廠商布局亞洲的中心
　　
　　提到近紅外技術在亞洲的發展情況，河野教授說“中國將是世界近紅外生產廠商未來業務布局的中心”。在亞洲地區，近紅外技術發展較好的國家有日本、中國、韓國、泰國四國，有定期技術交流的是日本(每年一次技術交流會)、中國(兩年一次技術交流會)，而且亞洲近紅外技術大會是在中國、韓國、日本、泰國輪流召開。近紅外處于發展期，對儀器需求較大的國家有中國、泰國、馬來西亞、菲律賓等。因此“各個近紅外廠家綜合考慮技術發展和技術需求，在亞洲布局中均以中國為中心，然后開始向周邊國家輻射。因此中國在亞洲近紅外技術發展中占有重要位置”。
　　
　　研究小組準備推動醫療機構明年開始采用這種新裝置，并準備繼續開發面向家庭的相關產品。