近红外光谱分析技术的进展与展望 .docx

未来，随着科学技术的不断发展，近红外光谱分析技术有望在更多领域得到应用。随着等新技术的不断进步，近红外光谱分析技术的智能化、自动化程度也将不断提高，为各行各业提供更加快速、准确、

便捷的分析手段。

近红外光谱分析技术作为一种重要的分析方法，在未来的发展中具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。我们有理由相信，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，近红外光谱分析技术将为人类社

会的发展做出更大的贡献。

参考资料：

近红外光是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，是人们

认识最早的非可见光区域。习惯上又将近红外光划分为近红外短波

(780～1100nm)和长波(1100～2526nm)两个区域。现代近

红外光谱是90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术，是光谱测量技术与化学计量学学科的有机结合，被誉为分析的巨人。量测信号的数字化和分析过程的绿色化又使该技术具有典型的时代

特征。

近红外光谱(NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的

电磁波谱，波数约为：10000~4000cm-1。近红外光谱法是利用含有

氢基团(-H,为：C,0,N,S等)化学键(-H)伸缩振动倍频和合频，

在近红外区的吸收光谱，通过选择适当的化学计量学多元校正方法，把校正样品的近红外吸收光谱与其成分浓度或性质数据进行关联，建立校正样品吸收光谱与其成分浓度或性质之间的关系-校正模型。在进行未知样品预测时，应用已建好的校正模型和未知样品的吸收光谱，就可定量预测其成分浓度或性质。另外，通过选择合适的化学计量学模式识别方法，也可分离提取样本的近红外吸收光谱特征信息，并建立相应的类模型。在进行未知样品的分类时，应用已建立的类模型和

未知样品的吸收光谱，便可定性判别未知样品的归属。

具体而言，近红外光谱的分析技术与其他常规分析技术不同。现代近红外光谱是一种间接分析技术，是通过校正模型的建立实现对未知样本的定性或定量分析。图1给出了近红外光谱分析模型建立

及应用的框图，其分析方法的建立主要通过以下几个步骤完成。

近红外光谱技术之所以成为一种快速、高效适合过程在线分析的有利工具，是由其技术特点决定的，近红外光谱分析的主要技术

特点如下：

(1)分析速度快。由于光谱的测量过程一般可在1min内完成(多通道仪器可在1Sec之内完成),通过建立的校正模型可迅速测

定出样品的组成或性质。

(2)分析效率高。通过一次光谱的测量和已建立的相应的校正模

型，可同时对样品的多个组成或性质进行测定。在工业分析中，可实现由单项目操作向车间化多指标同时分析的飞跃，这一点对多指标监控的生产过程分析非常重要，在不增加分析人员的情况下可以

保证分析频次和分析质量，从而保证生产装置的平稳运行。

(3)分析成本低。近红外光谱在分析过程中不消耗样品，自身除消耗一点电外几乎无其他消耗，与常用的标准或参考方法相比，测

试费用可大幅度降低。

(4)测试重现性好。由于光谱测量的稳定性，测试结果很少受人为因素的影响，与标准或参考方法相比，近红外光谱一般显示出更

好的重现性。

(5)样品测量一般勿需预处理，光谱测量方便。由于近红外光较强的穿透能力和散射效应，根据样品物态和透光能力的强弱可选用透射或漫反射测谱方式。通过相应的测样器件可以直接测量液体、

固体、半固体和胶状类等不同物态的样品。

(6)便于实现在线分析。由于近红外光在光纤中良好的传输特性，通过光纤可以使仪器远离采样现场，将测量的光谱信号实时地传输给仪器，调用建立的校正模型计算后可直接显示出生产装置中

样品的组成或性质结果。另外通过光纤也可测量恶劣环境中的样品。

(7)典型的无损分析技术。光谱测量过程中不消耗样品，从外观

到内在都不会对样品产生影响。鉴于这一特点，该技术在活体分析和

医药临床领域正得到越来越多的应用。

(8)现代近红外光谱分析也有其固有的弱点。一是测试灵敏度相对较低，这主要是因为近红外光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁

几率较低，一般近红外倍频和合频的谱带强度是其基频吸收的10

到10000分之一，就对组分的分析而言，其含量一般应大于1%;二是一种间接分析技术，方法所依赖的模型必须事先用标准方法或参考方法对一定范围内的样品测定出组成或性质数据，因此模型的建立需要一定的化学计量学知识、费用和时间，另外分析结果的准确

性与模型建立的质量和模型的合理使用有很大的关系。

现代近红外光谱仪器从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换和声光可调滤光器(AOTF)四种类型。光栅色

散型仪器根据使用检测器的差异又分为扫描式和固定光路两种。

在各