近紅外光譜分析技術（Nearinfraredreflectancespectroscopy，簡稱（chēng）NIRS）是20世紀70年代興起（qǐ）的（de）一種新的成分分析技術。該技術首（shǒu）先由美國農業部（USDA）的Norris開發，最早用於穀物中水分、蛋白（bái）質的測（cè）定（dìng）。20世紀80年代中（zhōng）後（hòu）期，隨著計算機技術的發展和化學計量學研究的深入，加之近（jìn）紅外光（guāng）譜儀器製造技術的日趨完善，促進了近紅外光譜分析（xī）技（jì）術的極大發展（zhǎn）。

近紅（hóng）外光（guāng）譜（pǔ）的波長範圍（wéi）是780～2500nm，通常分為近紅外短（duǎn）波區（780～1100nm，又稱Herschel光譜區）和近紅外長波區（1100～2500nm）。近紅外光譜源於有機物中含氫基團，如OH、CH、NH、SH、PH等振動（dòng）光譜的倍頻及合頻吸收，以漫反射方式獲得（dé）在近紅外區的吸收光譜，通過（guò）主成分分析、偏最小二乘法、人工神經網等化學計量學的（de）手段，建立（lì）物質光譜與待測成分含量間（jiān）的線性（xìng）或非線性模型，從而實現用物質近紅外光譜信息對待測成（chéng）分含量的快（kuài）速（sù）計算。

1、近紅外光（guāng）譜法的特點

1.1、近紅外光譜分析（xī）的（de）優點

①簡單，無繁瑣的前處（chù）理且不消（xiāo）耗樣品；

②快速；

③光程的精確度要（yào）求不高；

④所用光學材料便宜；

⑤近紅外短波區域的吸光係數小，穿透性高，可用透射模式直接（jiē）分析（xī）固體樣品；

⑥適用於近紅外的（de）光導纖維易得，利用光纖可實現在線分析和（hé）遙測；

⑦高效，可同時（shí）完（wán）成多個樣品不同化學指標的檢測；

⑧環保，檢測過程無（wú）汙染；

⑨儀器（qì）的構造比較簡單，易於維護；

⑩應用廣泛，可不斷拓展（zhǎn）檢測範圍。

1.2、近紅外光譜分析的缺點

近紅外也有其固有的（de）缺（quē）點：

①由於測定（dìng）的是倍頻及合頻吸收，靈敏度差，一般要求（qiú）檢（jiǎn）測的含量＜1%；

②建（jiàn）模難度大，定標模型的適用範圍、基礎數據的準（zhǔn）確性即選擇計量學方法的合理性，都將直接影響最終的分析結果（guǒ）。

2、近紅外光譜儀的典型類型及進展

NIRS儀器一般由光源（yuán）、分光係統、樣品池、檢測器和數據處理5部分構成。根據（jù）分（fèn）光方式，NIRS儀器可分為：

①濾光片型，分為（wéi）固定濾光片和可調濾光片兩種，其設計簡單、成本低、光通量大、信號記錄快、堅固（gù）耐用，但隻能在單一波長下測定，靈活性差。

②掃描型近紅外光譜儀，分光原件可以是棱鏡和光柵，該類儀器（qì）可進行全譜（pǔ）掃描、分辨率較高、儀器價格適中、便於維護；缺點是光柵的機械軸易磨損，抗振性較差，不適合（hé）在線（xiàn）分析。

③傅裏葉變換近紅外光譜儀，是20世紀80年代以來的主（zhǔ）導產品，其掃描速（sù）度快、波（bō）長精度高、分辨率好，短時間內可進行多次（cì）掃（sǎo）描，信噪比和測定靈敏度較（jiào）高，可對樣品中的微量成分進行分析，但幹涉儀中有移（yí）動性部件，需較穩定的工作環境，定性和定量分析采用全譜校正（zhèng）技術。

④固定（dìng）光路多通道檢測（cè）近紅外光譜儀，是20世紀90年代新（xīn）發展的一類NIRS儀器，采用全息光柵分光（guāng），加之檢測（cè）器的通道數達1024或2048個，可（kě）得很好的分（fèn）辨率，全譜校（xiào）正，可（kě）進行定性和（hé）定量分析。儀（yí）器光（guāng）路固（gù）定，波長精度高和重現性得到保證，而且無移動部件，其耐久性和可靠性都得到提高，適合（hé）現場（chǎng）分析和在線分析。

⑤聲光可調濾光器近紅外光譜，被認為是（shì）20世紀90年代NIRS最突出的進展，其分（fèn）光器件（jiàn）為聲光可調濾光（guāng）器，根據各向異性雙折射晶體的聲光衍射原理，采用具有較高（gāo）的聲光品（pǐn）質因素和較低的聲衰減的雙折射晶體製成（chéng）分光器件，無機械移動部件，測（cè）量速度快、精（jīng）度高（gāo）、準確性好，可（kě）以長時間穩定的工作，且（qiě）可以消除光路中各種材料的吸收、反射等幹擾。