ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀的工作原理是什么

更新時(shí)間：2025-07-24

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ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀（Fourier-Transform Infrared Spectrometer, 以下簡稱“ASONE FT-IR"）是日本 AS ONE Corporation 依托其近百年實(shí)驗(yàn)室器材整合與技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，面向亞洲科研、工業(yè)及公共檢測(cè)市場推出的分子光譜分析旗艦平臺(tái)。該儀器由賽默飛世爾科技（Thermo Fisher Scientific）在日本大阪工廠按 JIS Q 17025 校準(zhǔn)體系 OEM 制造，核心光學(xué)模塊與電子學(xué)架構(gòu)與 Nicolet iS20 系列同源，并在出廠前通過 AS ONE 亞速旺的“Asia-Validation"本地化性能驗(yàn)證程序，確保在 15–35 °C、20–70 %RH 的亞洲典型實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下仍保持優(yōu)于出廠規(guī)格的長期穩(wěn)定性。

一、光學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)

干涉儀
ASONE FT-IR 采用第三代無磨損電磁懸浮 Michelson 干涉儀，動(dòng)鏡質(zhì)量僅為 11 g，由對(duì)稱式雙稀土永磁體驅(qū)動(dòng)，最大掃描行程 4 cm，對(duì)應(yīng)光譜分辨率 0.25 cm?1 可調(diào)。分束器為“Hybrid KBr/Ge"寬帶多層鍍膜工藝，在 7 800–350 cm?1（1.28–28.6 µm）范圍內(nèi)平均透過率 >45 %；干涉儀整體密封于充氮干燥腔，內(nèi)部濕度由光學(xué)級(jí) P2O? 電化學(xué)濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，低于 5 %RH 時(shí)自動(dòng)切斷吹掃氣流，實(shí)現(xiàn)年均 <0.1 %RH 的漂移。
光源
內(nèi)置 Ever-Glo™ 長壽命中紅外陶瓷光源，額定溫度 1 270 K，2000 h 光通量衰減 <5 %；可選配 SiC 寬帶光源延伸至近紅外 15 000 cm?1。
檢測(cè)器
標(biāo)準(zhǔn)配置為恒溫 DLaTGS（氘化 L-丙氨酸硫酸三甘肽）檢測(cè)器，積分模式噪聲 <9 × 10?? AU（4 cm?1, 1 min, 2 000 cm?1）；可選液氮制冷 MCT-A 或 TE-cooled MCT-B 檢測(cè)器，將中紅外區(qū)噪聲壓低至 5 × 10?? AU，滿足痕量氣體 ppb 級(jí)檢測(cè)需求。
信號(hào)鏈
24-bit Δ-Σ ADC，采樣速率 80 kHz，數(shù)字鎖相放大器（DLIA）結(jié)合 64-bit DSP，實(shí)現(xiàn) 120 dB 動(dòng)態(tài)范圍；內(nèi)置 USB 3.2 Gen2×2 20 Gbps 數(shù)據(jù)總線，確保 128 次掃描平均后全譜段實(shí)時(shí)顯示延遲 <1 s。

二、軟件與譜庫

OMNIC Paradigm 9.6 中文版
• 支持中文、英文、日文、韓文多語言界面，一鍵切換；
• 內(nèi)置 13.2 萬張標(biāo)準(zhǔn)譜，含 2024 版日本藥典、USP、EP、JP 全庫及 NIST 2020 氣相紅外庫；
• 支持混合物自動(dòng)解卷積（Auto-Solve）、多元曲線分辨-交替最小二乘（MCR-ALS）、偏最小二乘（PLS）定量、歐氏距離/相關(guān)系數(shù)/導(dǎo)數(shù)光譜多算法檢索；
• 符合 FDA 21 CFR Part 11、EU GMP Annex 11、中國《藥品數(shù)據(jù)管理規(guī)范》要求，具備電子簽名、審計(jì)追蹤、用戶權(quán)限三級(jí)管理；
• 開放 Python API，可直接調(diào)用 NumPy/SciPy 進(jìn)行自定義算法二次開發(fā)。
云端協(xié)作
儀器可通過 AS ONE Cloud 將原始干涉圖、光譜數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)日志加密上傳至 AWS 東京節(jié)點(diǎn)，支持微信小程序掃碼追溯、LIMS 雙向?qū)?、遠(yuǎn)程故障診斷。

三、采樣技術(shù)模塊
ASONE FT-IR 采用 Smart iTX™ 熱插拔光學(xué)底座，所有采樣模塊在 10 s 內(nèi)完成自動(dòng)識(shí)別與光路對(duì)準(zhǔn)：
• Smart ARK™ 單次反射 ATR（金剛石/ZnSe 晶體，耐壓 10 000 psi，pH 1–14）；
• Smart Diffuse™ 漫反射附件，積分球內(nèi)徑 50 mm，鍍金內(nèi)壁，粉末樣品檢測(cè)限 0.1 %；
• Smart GATR™ 80° 掠角反射，用于 1–5 nm 超薄薄膜取向分析；
• Smart µ-ATR Mapping 50 µm 空間分辨率，可匹配 3D 打印樣品臺(tái)實(shí)現(xiàn) 20 × 20 mm 區(qū)域自動(dòng)掃描；
• 10 cm、20 cm 程長氣體池，鍍鎳鋁合金，耐壓 2 MPa，可選加熱套 200 °C；
• 高通量 96 孔 Si 片透射陣列支架，單次 96 個(gè)液體樣品 5 min 完成全譜采集。

四、性能指標(biāo)（經(jīng) AS ONE 亞速旺亞洲驗(yàn)證中心實(shí)測(cè)）
• 光譜范圍：7 800–350 cm?1（標(biāo)準(zhǔn)配置，可擴(kuò)展至 25 000 cm?1）；
• 分辨率：0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32 cm?1 可調(diào)；
• 波數(shù)準(zhǔn)確度：±0.01 cm?1（@ 1 601 cm?1 聚苯乙烯峰）；
• 波數(shù)重現(xiàn)性：<0.0005 cm?1（10 次連續(xù)測(cè)量 RMS）；
• 信噪比：>55 000:1（4 cm?1, 1 min, RMS, 2 000 cm?1）；
• 快速掃描：40 張光譜/s @ 16 cm?1 分辨率；
• 密封性能：更換干燥劑周期 >2 年（25 °C, 50 %RH 環(huán)境）。

五、合規(guī)與認(rèn)證
• CE、UKCA、KC、BSMI、CCC、EAC 全電氣安全認(rèn)證；
• 符合 ISO 13485 醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系，可用于體外診斷試劑紅外鑒別；
• 通過 RoHS 3.0、REACH 235 項(xiàng)高關(guān)注物質(zhì)（SVHC）檢測(cè)；
• 整機(jī)及軟件通過 TüV SüD 生命周期評(píng)估（LCA），碳排放 <240 kg CO?e/臺(tái)，并提供碳中和購買選項(xiàng)。

六、服務(wù)與支持
ASONE 亞速旺在日本橫濱、中國上海、韓國首爾、新加坡設(shè)有 FT-IR 區(qū)域技術(shù)服務(wù)中心，工程師均通過賽默飛全球三級(jí)認(rèn)證：
• 3-5-2 響應(yīng)承諾：3 小時(shí)內(nèi)電話響應(yīng)、5 個(gè)工作日內(nèi)上門、2 個(gè)工作日內(nèi)完成維修；
• 年度性能驗(yàn)證（APV）含 21 項(xiàng)計(jì)量校準(zhǔn)、干涉圖診斷、光學(xué)清潔、干燥劑更換、軟件更新，出具 CNAS 認(rèn)可校準(zhǔn)證書；
• 用戶學(xué)院：每年舉辦 12 場區(qū)域培訓(xùn)班，涵蓋“制藥原輔料快速鑒別"“聚合物逆向工程"“微塑料檢測(cè)"等專題，并提供 e-Learning 在線培訓(xùn) 300+ 小時(shí)課程。

七、典型應(yīng)用場景

制藥行業(yè)
• 原輔料 100 % 逐桶鑒別，符合 USP <197>、EP 2.2.24、ChP 0402 要求；
• 凍干制劑水分遷移動(dòng)力學(xué)原位監(jiān)測(cè)，20 ms 時(shí)間分辨跟蹤氫鍵網(wǎng)絡(luò)變化；
• 連續(xù)制造 (PAT) 解決方案：與 Werum PAS-X MES 集成，實(shí)現(xiàn) API 含量 3σ <1 % 的實(shí)時(shí)放行 (RTRT)。
高分子與材料
• 多層共擠膜 1 µm 厚度逐層化學(xué)成像；
• 3D 打印 PLA/TPU 共混物相分離原位觀測(cè)；
• 鋰電池電解液 PFAS 降解產(chǎn)物 10 ppm 級(jí)檢測(cè)。
食品與農(nóng)產(chǎn)品
• 特級(jí)初榨橄欖油摻假（榛子油、玉米油）快速篩查，準(zhǔn)確率 >98 %；
• 生鮮肉表面微生物早期腐敗（揮發(fā)性胺類）在線監(jiān)測(cè)，響應(yīng)時(shí)間 <30 s；
• 茶葉產(chǎn)地溯源結(jié)合 PCA-LDA 模型，盲樣判別正確率 96 %。
環(huán)境與公共安全
• 微塑料 1 µm 顆粒 μ-FTIR 成像，單張濾膜 2 h 完成 2 × 2 cm 區(qū)域掃描；
• 火災(zāi)殘留物中阻燃劑紅外成像鑒定，支持 NFPA 921 標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告輸出；
• 法醫(yī)物證膠帶、纖維、涂料無損比對(duì)，匹配度自動(dòng)評(píng)分并生成法庭鑒定書。

八、總結(jié)
ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀通過整合賽默飛頂尖的光學(xué)、電子與軟件技術(shù)，并針對(duì)亞洲用戶的法規(guī)、語言、氣候與服務(wù)需求進(jìn)行深度本地化，實(shí)現(xiàn)了“開箱即合規(guī)、開機(jī)即科研"的用戶體驗(yàn)。其的靈敏度、分辨率、穩(wěn)定性與擴(kuò)展性，使其成為制藥、材料、食品、環(huán)境、刑偵等多領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、可追溯分子光譜分析的平臺(tái)，為亞洲科研創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。