傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）的檢測(cè)器類型多樣，其應(yīng)用場(chǎng)景與檢測(cè)器的靈敏度、工作溫度、響應(yīng)范圍等特性密切相關(guān)。以下是不同檢測(cè)器的典型應(yīng)用場(chǎng)景及選擇邏輯：

一、熱釋電檢測(cè)器（如 DTGS）：常規(guī)分析的主力

核心特性

室溫工作：無(wú)需制冷，操作簡(jiǎn)便；

靈敏度中等：適用于樣品濃度較高或常規(guī)定性分析；

響應(yīng)范圍：中紅外（4000–400 cm?1）。

應(yīng)用場(chǎng)景

1. 高校 / 科研實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)

①　有機(jī)化合物定性：如鑒別醇、醛、羧酸等官能團(tuán)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)匹配快速確認(rèn)分子結(jié)構(gòu)。

②　聚合物基礎(chǔ)分析：檢測(cè)塑料（如 PE、PP 的 C-H 振動(dòng)）、橡膠（如 NR 的 C=C 雙鍵）的特征峰，用于材料初步篩選。

③　教學(xué)演示：因操作簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低，適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程。

2. 工業(yè)質(zhì)量控制（QC）

①　生產(chǎn)線上的原料驗(yàn)證：如制藥廠檢測(cè)原料藥晶型（需符合藥典紅外標(biāo)準(zhǔn)）、涂料廠確認(rèn)樹(shù)脂成分。

②　快速篩查：例如通過(guò) ATR 附件直接檢測(cè)橡膠制品表面，判斷是否為目標(biāo)材質(zhì)（如區(qū)分 EPDM 與 NBR）。

3. 環(huán)境監(jiān)測(cè)中的常規(guī)項(xiàng)目

①　水體有機(jī)物初篩：如檢測(cè)廢水中的油類（紅外測(cè)油儀原理）、酚類污染物的特征峰。

②　土壤樣品快速分析：通過(guò)漫反射附件直接測(cè)量土壤中的有機(jī)質(zhì)官能團(tuán)。

典型儀器示例

布魯克（Bruker）ALPHA 系列、賽默飛（Thermo Fisher）Nicolet iS50，標(biāo)配 DTGS 檢測(cè)器，適合日常檢測(cè)。

二、碲鎘汞檢測(cè)器（MCT）：痕量與聯(lián)用分析的核心

核心特性

需液氮制冷（77K）：降低熱噪聲，提升靈敏度；

超高靈敏度：比熱釋電高 10–100 倍，檢測(cè)下限達(dá) ppm 級(jí)；

響應(yīng)范圍可調(diào)：P 型用于中紅外，N 型用于遠(yuǎn)紅外。

應(yīng)用場(chǎng)景

1. 痕量成分分析

1) 環(huán)境污染物檢測(cè)：

①　大氣中 VOCs（如苯系物、甲醛）的在線監(jiān)測(cè)，搭配氣體池附件實(shí)現(xiàn) ppb 級(jí)檢測(cè)。

②　土壤 / 水中的農(nóng)藥殘留（如有機(jī)磷農(nóng)藥的 P=O 鍵，1250 cm?1）。

2) 藥品雜質(zhì)分析：檢測(cè)藥物中殘留溶劑（如乙醇、丙酮）或微量降解產(chǎn)物（如酯類藥物的水解產(chǎn)物）。

2. 聯(lián)用技術(shù)（GC/LC-FTIR、TGA-FTIR）

1) 氣相色譜 - 紅外聯(lián)用（GC-FTIR）：

①　分離并鑒定復(fù)雜混合物（如石油餾分、香精香料），通過(guò) MCT 的快速響應(yīng)捕捉色譜流出峰的瞬態(tài)信號(hào)。

2) 熱重 - 紅外聯(lián)用（TGA-FTIR）：

①　分析材料熱分解產(chǎn)物（如聚合物燃燒產(chǎn)生的 CO?、HCl），MCT 的高靈敏度可檢測(cè)低濃度氣體。

3. 科研級(jí)結(jié)構(gòu)解析

①　聚合物微結(jié)構(gòu)研究：如區(qū)分順式 / 反式丁二烯結(jié)構(gòu)（需高分辨率光譜，MCT 支持更高信噪比）。

②　氣體分子光譜研究：如大氣中 N?O、CH?的精細(xì)吸收峰分析，用于氣候變化研究。

典型儀器示例

賽默飛 Nicolet iS10（可選配 MCT 檢測(cè)器）、布魯克 VERTEX 70v（用于氣體分析）。

三、微測(cè)熱輻射計(jì)（Microbolometer）：成像與快速檢測(cè)的第一選擇

核心特性

面陣檢測(cè)器：像素級(jí)檢測(cè)（如 320×256 像素），實(shí)現(xiàn)空間分辨；

室溫工作：無(wú)需斬光器，支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掃描；

響應(yīng)速度極快：每秒可采集數(shù)百?gòu)堊V圖。

應(yīng)用場(chǎng)景

1. 紅外顯微成像（Mapping）

1) 材料微區(qū)分析：

①　檢測(cè)鋰電池電極涂層的均勻性（如碳材料分布）、塑料薄膜中的添加劑團(tuán)聚點(diǎn)。

②　分析文物顏料層的成分分布（如油畫(huà)顏料中的鉛白、朱砂）。

2) 污染物定位：如半導(dǎo)體晶圓表面的有機(jī)污染顆粒，通過(guò)成像確定污染來(lái)源。

2. 過(guò)程分析與在線監(jiān)測(cè)

1) 化工反應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控：如聚合反應(yīng)中官能團(tuán)變化（C=C 雙鍵減少，C-C 單鍵增加），通過(guò)光纖探頭連接反應(yīng)器，實(shí)時(shí)反饋反應(yīng)進(jìn)度。

2) 食品加工質(zhì)控：在線檢測(cè)谷物中的水分（OH 伸縮振動(dòng)，3400 cm?1）和脂肪含量（CH?彎曲振動(dòng)，1460 cm?1）。

3. 便攜式 / 手持設(shè)備

1) 現(xiàn)場(chǎng)快速篩查：如海關(guān)檢測(cè)藥品（通過(guò) ATR 探頭直接接觸藥片）、應(yīng)急監(jiān)測(cè)車內(nèi)的有毒化學(xué)品（如神經(jīng)性毒劑的 P-O-C 鍵）。

典型儀器示例

布魯克 Hyperion 3000（顯微成像系統(tǒng)）、聚光科技 Mars-400 Plus（便攜式 FTIR）。

四、銻化銦檢測(cè)器（InSb）：近紅外與生物醫(yī)學(xué)的適配

核心特性

近紅外響應(yīng)：1–5 μm（10000–2000 cm?1），適合含氫基團(tuán)（如 O-H、N-H）的倍頻和合頻吸收；

需液氮制冷：但制冷要求低于 MCT。

應(yīng)用場(chǎng)景

1. 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)

1) 血液成分快速分析：通過(guò)近紅外漫反射檢測(cè)血糖、血脂（O-H 鍵倍頻，約 5200 cm?1），非侵入式篩查。

2) 藥物多晶型研究：近紅外光譜對(duì)晶型差異敏感。

2. 農(nóng)業(yè)與食品工業(yè)

1) 農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)：如水果糖度（CH?伸縮振動(dòng)，2900 cm?1）、谷物蛋白質(zhì)含量（N-H 合頻，5600 cm?1）的無(wú)損檢測(cè)。

2) 飲料在線品控：通過(guò)光纖探頭監(jiān)測(cè)飲料中的添加劑（如果糖、防腐劑）濃度。

典型儀器示例

安東帕（Anton Paar）Multiwave 5000（近紅外模塊）、牛津儀器（Oxford Instruments）Asymptote NIR。

五、量子阱檢測(cè)器（QWD）：科研與定制化場(chǎng)景

核心特性

定制化波長(zhǎng)響應(yīng)：通過(guò)量子阱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，聚焦特定波段（如大氣污染物特征峰）；

低制冷需求：可通過(guò)熱電制冷（如 190K），適合野外或移動(dòng)場(chǎng)景。

應(yīng)用場(chǎng)景

1. 同步輻射紅外顯微成像

1) 利用同步輻射光源的高亮度特性，結(jié)合 QWD 面陣檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)空間分辨率（如細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的化學(xué)組成分析）。

2. 國(guó)防與安全檢測(cè)

1) 化學(xué)戰(zhàn)劑檢測(cè)：定制 QWD 檢測(cè)沙林毒氣（P-F 鍵，1020 cm?1）、芥子氣（S-C 鍵，600 cm?1）的特征峰，用于軍事防護(hù)。

2) 爆炸物篩查：檢測(cè) （NO?伸縮振動(dòng)，1530 cm?1）、RDX（C-N 鍵，1350 cm?1）等危險(xiǎn)品。

六、總結(jié)

1. 常規(guī)實(shí)驗(yàn)室第一選擇的熱釋電：平衡成本與性能，覆蓋 80% 以上的日常分析。

2. 痕量與聯(lián)用必選 MCT：液氮制冷雖增加操作成本，但靈敏度不可替代。

3. 成像與快速檢測(cè)選微測(cè)熱輻射計(jì)：面陣結(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)響應(yīng)是工業(yè)在線和顯微分析的核心優(yōu)勢(shì)。

4. 近紅外場(chǎng)景考慮 InSb：生物醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)檢測(cè)中，近紅外波段更適配氫基團(tuán)分析。

根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇檢測(cè)器，可較大化 FTIR 的檢測(cè)效能，同時(shí)避免資源浪費(fèi)。