利用 ATR-IR 光谱技术快速预测木质素特性，推动生物炼制发展

为解决木质素表征难题，研究人员开展相关研究，利用 ATR-IR 光谱结合偏最小二乘法预测木质素特性，提高分析效率。

　　技术木质素是植物生物质加工（如造纸或生物炼制）的工业副产品，其功能多样且富含芳香结构，在众多领域有潜在应用。不过，木质素的确切结构组成取决于植物种类和所涉及的工业加工过程。木质素增值以及整个生物炼制过程的一个主要瓶颈，在于对每个样品进行全面表征所需的设备和时间投入。通常需要一系列湿化学、光谱、色谱和热分析方法，才能有效表征给定的木质素样品。为减轻分析负担，可将测量得到的木质素特性，与从快速分析技术（如衰减全反射（ATR）傅里叶变换红外（IR）光谱）获得的详细光谱数据相关联，该技术所需样品制备步骤极少。凭借光谱数据的足够灵敏度，能够校准偏最小二乘法（PLS）回归模型，进而预测未来仅记录了 ATR-IR 光谱的样品的特性。到目前为止，已有多种木质素的结构和大分子特性，通过这种方式与 ATR-IR 光谱数据相关联并进行定量预测，这些特性包括分子量、羟基含量 ([OH])、单元间连接丰度和玻璃化转变温度。本文描述了应用这种强大的木质素表征方法的实验方案。此外，还介绍了一个简单的校准转移步骤，在进行偏最小二乘法回归之前实施该步骤，可解决仪器依赖性问题。借助校准后的模型，仅通过一次 ATR-IR 光谱测量（每个样品约 5 分钟），就能测定木质素的特性。