NIRvascan™

La région NIR du spectre contient principalement des harmoniques et des bandes de combinaison attribuées aux vibrations des liaisons hydrogène telles que OH, CH et NH. L'absorption du rayonnement NIR par ces liaisons induit la rotation et la vibration des molécules. Les principes actifs et les excipients pharmaceutiques présentent des spectres de transmission NIR différents. Ces spectres sont liés aux paramètres de composition des comprimés. Une variation de la concentration du principe actif modifie le spectre NIR, donnant lieu à différents spectres de réflectance et de transmission. En étalonnant les spectres à l'aide d'échantillons de valeurs connues ou en mesurant la concentration des comprimés avec des techniques de haute précision telles que la CLHP, on obtient une courbe d'étalonnage reliant l'intensité des pics d'absorption à la concentration du principe actif. Cette méthode peut être utilisée pour le contrôle d'uniformité de la teneur, garantissant ainsi la constance de la concentration du principe actif (API) d'un comprimé à l'autre au sein d'un même lot. Utilisez notre serveur de correspondance bigdatachem.com, qui recense des milliers de principes actifs et d'excipients utilisés dans l'industrie pharmaceutique.

La spectroscopie proche infrarouge (NIR), dans la gamme de 900 à 1663 nm, permet d'identifier la cocaïne, l'héroïne, l'oxycodone, le diazépam et les cannabinoïdes de synthèse. Cette technique peut être utilisée par les forces de l'ordre, les agents de patrouille, les agents des douanes, etc., pour saisir des substances illicites. Des modèles spectraux précis ont été développés par les scientifiques pour chaque substance, et un spectromètre NIR miniature mesure la réflexion diffuse des échantillons. Ces derniers peuvent être placés dans un sac plastique, sans que cela n'interfère avec les mesures. Le spectre d'absorption est calculé à partir de la mesure de la réflexion diffuse et, après traitement mathématique, peut être comparé à des spectres de référence pour identifier la substance. La plupart du temps, les stupéfiants sont un mélange de substances actives (comme la cocaïne, l'héroïne, etc.) et d'agents de coupe (comme la caféine, le paracétamol, etc.), ce qui rend l'identification de ces mélanges en poudre complexe. La forme des stupéfiants peut également varier (poudre, comprimés ou morceaux), et la spectroscopie NIR est parfaitement adaptée à ces différentes formes.

Les plastiques sont devenus indispensables à notre vie quotidienne et trouvent des applications dans de nombreux domaines, de l'allègement des avions commerciaux à la conservation des aliments au réfrigérateur. Ils sont également devenus une source importante de déchets, comme en témoigne l'immense amas de déchets plastiques dans le Pacifique Nord. Le recyclage des plastiques est donc crucial pour pouvoir réutiliser ces polymères, obtenus par moulage par injection à basse température. Actuellement, le tri des plastiques en vue de leur recyclage est effectué manuellement à l'aide de leur code de recyclage, mais la spectroscopie proche infrarouge peut rendre ce processus plus efficace et moins coûteux. Les spectres de réflexion dans la gamme 900-1700 nm contiennent la signature spectrale de chaque type de polymère. Les techniques chimiométriques peuvent être utilisées pour analyser les spectres proche infrarouge et trier les différents types de plastiques. Cette approche a déjà été mise en œuvre avec succès, permettant d'identifier des plastiques de même type collectés dans différents conteneurs de recyclage.

Les techniques spectroscopiques du proche infrarouge (NIR) sont très utiles pour évaluer la composition des aliments. En effet, les aliments sont composés à 99 % de protéines, de glucides, de lipides et d'eau. La spectroscopie NIR permet de mesurer ces composants. La région spectrale du NIR présente des bandes d'absorption principalement dues à trois types de liaisons chimiques : C-H (présentes dans les graisses, les huiles et les hydrocarbures), O-H (présente dans l'eau et l'alcool) et N-H (présente dans les protéines). En mesurant l'absorption de ces liaisons chimiques, qui résultent des harmoniques de vibration des molécules, on peut quantifier la quantité des ingrédients. Généralement, une procédure d'étalonnage est nécessaire pour établir un lien entre les spectres d'absorption et quelques échantillons contenant des quantités connues et variables d'ingrédients. Une relation mathématique est ensuite établie, qui corrèle l'intensité des pics d'absorption à la concentration des ingrédients. La technique NIR peut être appliquée au contrôle qualité des viandes crues et transformées, des produits laitiers, des produits de boulangerie, des confiseries, des céréales, des oléagineux et des boissons.

Les nitrates sont naturellement présents dans l'environnement et l'homme peut y être exposé par la consommation de légumes. On les trouve à des concentrations variables dans tous les légumes ; ils participent au cycle de l'azote. Les nitrates peuvent être réduits en nitrites par les micro-organismes. Les nitrites peuvent ensuite former des composés cancérigènes. La spectroscopie proche infrarouge (NIR) permet de déterminer la concentration de nitrates dans les légumes. Cette méthode est non destructive et rapide. La NIR est un outil important pour l'analyse qualitative et quantitative des propriétés internes des fruits et légumes. Dans la laitue, les bandes d'absorption des nitrates entre 700 et 960 nm ont été utilisées pour quantifier leur concentration. Des méthodes hyperspectrales permettent d'étudier la distribution des nitrates dans une feuille de légume.

L'identification du pourcentage de coton dans un tissu coloré en coton-polyester (PET) est essentielle dans l'industrie textile. Elle est nécessaire pour le contrôle qualité et les vérifications douanières. Les spectres de réflectance des tissus dans le proche infrarouge (NIR) (1100-2500 nm) contiennent des signatures spectrales permettant de déterminer leur composition. Ces spectres sont mesurés à l'aide d'un spectromètre NIR portable, puis convertis en courbes d'absorbance en fonction de la longueur d'onde. La teneur variable en coton dans un mélange coton-polyester peut être identifiée spectralement, et une méthode d'étalonnage peut être mise au point. La principale technique de validation pour la détermination de la teneur en coton consiste à dissoudre le coton dans de l'acide sulfurique et à mesurer la quantité de polyester restante. La méthode NIR peut être validée par comparaison avec les résultats de la méthode de dissolution acide. La plage spectrale de 1400 à 1700 nm, en particulier, présente de nombreuses caractéristiques spectrales utiles pour l'identification de la teneur en coton dans un mélange. Une précision de ± 3 % peut être attendue de la mesure NIR.

La détérioration et la dégradation des sols se sont considérablement accentuées au cours de la dernière décennie. Un suivi efficace et systématique des sols est devenu indispensable. La spectroscopie de réflexion dans le proche infrarouge (NIRS), dans la gamme 780-2500 nm, est une méthode rapide, non destructive, économique et performante pour surveiller les propriétés chimiques, physiques (telles que la granulométrie et la porosité) et biologiques (telles que la biomasse microbienne) des sols. Les spectres de réflexion sont convertis en absorbances, qui renseignent sur les vibrations des liaisons C-H, O-H et N-H du sol. Ces absorbances sont relativement faibles car elles résultent de combinaisons ou d'harmoniques. Bien qu'une évaluation qualitative des propriétés du sol soit possible par inspection visuelle du sol et de ses spectres, l'évaluation quantitative ne peut être réalisée qu'à l'aide de méthodes statistiques telles que la chimiométrie. L'apparition de spectromètres NIRS portables pourrait fournir une grande quantité de données spatiales pour le suivi de l'état des sols.

La préservation des œuvres d'art, notamment des peintures, représente un défi majeur, car plus une œuvre vieillit, plus le risque de détérioration augmente. La spectroscopie de réflexion NIR permet d'identifier les pigments, de détecter les dessins sous-jacents, de déceler les contrefaçons et de reconnaître la présence de matières organiques. Un spectrophotomètre recueille les spectres de réflexion d'une peinture et, en convertissant les mesures de réflexion en courbes d'absorption en fonction de la longueur d'onde, il est possible d'identifier les pigments et de détecter les faux. L'étude de la peinture sous-jacente est également essentielle pour comprendre l'intention de l'artiste. Cette méthode NIR non destructive préserve les œuvres d'art et révèle toutes les informations nécessaires.

La spectroscopie NIR permet d'obtenir des informations sur les propriétés structurales et physiques d'échantillons biologiques. Les mesures de spectres de trans-réflectance NIR dans la gamme 750-2500 nm, réalisées sur des solutions bactériennes en suspension, révèlent la présence de bandes d'absorption spécifiques, notamment autour de 1440 nm. Cette bande est principalement associée à l'absorption de l'eau et à la liaison O-H, mais la mesure de la trans-réflectance d'échantillons liquides permet de réduire l'influence de l'absorption de l'eau. Il en résulte une détection et une différenciation bactériennes plus efficaces. L'utilisation de la chimiométrie contribue également à la discrimination et à la classification des espèces bactériennes. Les mesures NIR de bactéries en suspension dans des liquides constituent une méthode non destructive d'identification des micro-organismes isolés des aliments.

La spectroscopie NIR permet de détecter la présence de champignons pathogènes. Parmi les maladies fongiques courantes des fruits et légumes, on trouve la pourriture grise (Botrytis cinerea). Ce champignon provoque le pourrissement des fruits et légumes et en réduit considérablement la qualité. La mesure de la réflectance et de l'absorbance spectrales des champignons permet une identification précoce des produits en décomposition. Les champignons laissent des signatures spectrales détectables par spectroscopie infrarouge. Deux régions d'intérêt sont le proche infrarouge (760-1000 nm) et l'infrarouge à ondes courtes (1010-1775 nm). Un spectromètre NIR portable permet de détecter les signatures spectrales de la pourriture grise. Cette technique peut également être utilisée pour l'identification des espèces végétales et l'estimation des rendements.