Igne認(rèn)為,儀器設(shè)計缺少一致性是近紅外光譜技術(shù)另一個重要問題。他解釋說:“由于儀器之間不一致,不能將一臺儀器上建立的模型直接應(yīng)用到另一臺儀器上,所以模型傳遞往往需要不小的投入并且可能會用到復(fù)雜的算法?!彼J(rèn)為,對于傳統(tǒng)分析化學(xué)框架體系而言,這些建模和傳遞算法是主要的障礙。他補充說:“許多近紅外使用者為了避免處理模型傳遞問題,在推廣應(yīng)用時不得不采用建模時使用的那款儀器?!?/span>
Dardenne談及了近紅外光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存在的一些問題,他說:“沒有經(jīng)過實際驗證的模型到處可見,許多論文只給出了隨機(jī)交互驗證結(jié)果,卻沒有給出獨立的驗證結(jié)果?!彼J(rèn)為,對于農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)用,近紅外光譜的檢測限也是一個挑戰(zhàn),對于小于0.1%含量的分析物,近紅外光譜通常無能為力。他說:“由于內(nèi)部相關(guān)性,有些模型看上去很好,但待測組分的信息實際上被噪聲掩蓋了。”
Igne補充道,在分析實驗室近紅外方法還沒有得到廣泛的認(rèn)可。他說:“即使近紅外光譜方法被證明是成功的,但人們還是傾向于使用傳統(tǒng)的濕化學(xué)分析方法?!?nbsp;Igne認(rèn)為,只有在線和實時信息成為企業(yè)的必需時,近紅外光譜技術(shù)才能得到迅速應(yīng)用。
人才的缺乏
近紅外光譜的另一個主要挑戰(zhàn)是,面對寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域,嚴(yán)重缺乏具備充足專業(yè)知識和技能的技術(shù)人員。因此,當(dāng)企業(yè)想采用近紅外技術(shù)時,很難找到可以勝任的人員幫助他們完成這些工作。McGeorge說:“現(xiàn)在很難找到合適的人,簡單通過招聘的方法幾乎不可能得到具有這方面技能的技術(shù)人員。”
McGeorge認(rèn)為造成人才缺乏的原因是:“在藥廠,PAT倡議計劃引起了學(xué)術(shù)上的廣泛興趣,探索使用光譜如何能更好地理解制藥配方和制藥過程?!钡?,很多學(xué)校只是使用現(xiàn)成的工具,而沒有掌握和理解建模背后的光譜儀器和數(shù)學(xué)算法。McGeorge說:“而且,我認(rèn)為許多用戶被近紅外儀器銷售商的宣傳所左右,他們將該技術(shù)宣傳得非常容易,以打消用戶有關(guān)建立穩(wěn)健模型所使用復(fù)雜算法的顧慮?!币虼?,這些學(xué)校培養(yǎng)出的是缺乏光譜知識背景的藥劑師或工程師,McGeorge說,這些學(xué)生進(jìn)入工作崗位時對光譜沒有足夠的理解。
Dardenne贊同在大學(xué)和高中階段進(jìn)行更多的關(guān)于近紅外光譜知識的教育,他介紹說國際近紅外光譜學(xué)會Ana Garrido-Varo主席正在努力做這方面的事情。Dardenne說,他們正在建一個用于近紅外光譜教學(xué)的虛擬平臺,不久就可以使用并且給學(xué)生提供學(xué)分。
如何應(yīng)對挑戰(zhàn)
Igne認(rèn)為:“所有儀器制造商都在千方百計提高模型在不同儀器上的可傳遞性,我期待進(jìn)一步減少儀器制造時的差異,那時上述傳遞的方法會更有效?!钡牵A(yù)計模型傳遞問題將持續(xù)到下一個十年。
對于樣品基體的影響,據(jù)Igne介紹,現(xiàn)在有不少團(tuán)隊正在深入研究散射和吸收現(xiàn)象,并著手開發(fā)更好提取相關(guān)信息的算法。他說:“我認(rèn)為在學(xué)術(shù)圈,這方面的研究將持續(xù)一段時間?!?/span>
對解決這一問題,McGeorge看到了一些進(jìn)展?!半S著問題的明確,化學(xué)計量學(xué)家正在研究一些絕妙的算法來解決這一問題?!?nbsp;McGeorge說,“外部參數(shù)正交化(EPO)就是一個例子,該方法可以消除已知的系統(tǒng)干擾物的影響,保證所建模型對這類變動是穩(wěn)健的?!彼a充說,該方法可以校正消除光譜儀或原材料的系統(tǒng)性變化,這些變化是由已知因素引起的。
McGeorge還介紹了另一種提高模型穩(wěn)健性的可能解決方法,“一種新的商品化技術(shù),這種空間位移分析技術(shù)在一個區(qū)域照射樣品在另一個區(qū)域檢測信號?!彼f,“隨著這種技術(shù)的不斷成熟,有可能成為實施近紅外技術(shù)的一種完整解決方案,用于消除光譜中的物理擾動信號,從而更容易建立更穩(wěn)健的模型?!?/span>