近紅外光譜分析技術(shù)（Nearinfraredreflectancespectroscopy，簡稱NIRS）是20世紀(jì)70年代興起的一種新的成分分析技術(shù)。該技術(shù)首先由美國農(nóng)業(yè)部（USDA）的Norris開發(fā)，最早用于谷物中水分、蛋白質(zhì)的測(cè)定。20世紀(jì)80年代中后期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和化學(xué)計(jì)量學(xué)研究的深入，加之近紅外光譜儀器制造技術(shù)的日趨完善，促進(jìn)了近紅外光譜分析技術(shù)的極大發(fā)展。
近紅外光譜的波長范圍是780～2500nm，通常分為近紅外短波區(qū)（780～1100nm，又稱Herschel光譜區(qū)）和近紅外長波區(qū)（1100～2500nm）。近紅外光譜源于有機(jī)物中含氫基團(tuán)，如OH、CH、NH、SH、PH等振動(dòng)光譜的倍頻及合頻吸收，以漫反射方式獲得在近紅外區(qū)的吸收光譜，通過主成分分析、偏最小二乘法、人工神經(jīng)網(wǎng)等化學(xué)計(jì)量學(xué)的手段，建立物質(zhì)光譜與待測(cè)成分含量間的線性或非線性模型，從而實(shí)現(xiàn)用物質(zhì)近紅外光譜信息對(duì)待測(cè)成分含量的快速計(jì)算。
1、近紅外光譜法的特點(diǎn)
1.1、近紅外光譜分析的優(yōu)點(diǎn)
①簡單，無繁瑣的前處理且不消耗樣品；
②快速；
③光程的精確度要求不高；
④所用光學(xué)材料便宜；
⑤近紅外短波區(qū)域的吸光系數(shù)小，穿透性高，可用透射模式直接分析固體樣品；
⑥適用于近紅外的光導(dǎo)纖維易得，利用光纖可實(shí)現(xiàn)在線分析和遙測(cè)；
⑦高效，可同時(shí)完成多個(gè)樣品不同化學(xué)指標(biāo)的檢測(cè)；
⑧環(huán)保，檢測(cè)過程無污染；
⑨儀器的構(gòu)造比較簡單，易于維護(hù)；
⑩應(yīng)用廣泛，可不斷拓展檢測(cè)范圍。
1.2、近紅外光譜分析的缺點(diǎn)
近紅外也有其固有的缺點(diǎn)：
①由于測(cè)定的是倍頻及合頻吸收，靈敏度差，一般要求檢測(cè)的含量＜1%；
②建模難度大，定標(biāo)模型的適用范圍、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性即選擇計(jì)量學(xué)方法的合理性，都將直接影響最終的分析結(jié)果。
2、近紅外光譜儀的典型類型及進(jìn)展
NIRS儀器一般由光源、分光系統(tǒng)、樣品池、檢測(cè)器和數(shù)據(jù)處理5部分構(gòu)成。根據(jù)分光方式，NIRS儀器可分為：
①濾光片型，分為固定濾光片和可調(diào)濾光片兩種，其設(shè)計(jì)簡單、成本低、光通量大、信號(hào)記錄快、堅(jiān)固耐用，但只能在單一波長下測(cè)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，該類儀器可進(jìn)行全譜掃描、分辨率較高、儀器價(jià)格適中、便于維護(hù)；缺點(diǎn)是光柵的機(jī)械軸易磨損，抗振性較差，不適合在線分析。
③傅里葉變換近紅外光譜儀，是20世紀(jì)80年代以來的主導(dǎo)產(chǎn)品，其掃描速度快、波長精度高、分辨率好，短時(shí)間內(nèi)可進(jìn)行多次掃描，信噪比和測(cè)定靈敏度較高，可對(duì)樣品中的微量成分進(jìn)行分析，但干涉儀中有移動(dòng)性部件，需較穩(wěn)定的工作環(huán)境，定性和定量分析采用全譜校正技術(shù)。
④固定光路多通道檢測(cè)近紅外光譜儀，是20世紀(jì)90年代新發(fā)展的一類NIRS儀器，采用全息光柵分光，加之檢測(cè)器的通道數(shù)達(dá)1024或2048個(gè)，可得很好的分辨率，全譜校正，可進(jìn)行定性和定量分析。儀器光路固定，波長精度高和重現(xiàn)性得到保證，而且無移動(dòng)部件，其耐久性和可靠性都得到提高，適合現(xiàn)場分析和在線分析。
⑤聲光可調(diào)濾光器近紅外光譜，被認(rèn)為是20世紀(jì)90年代NIRS最突出的進(jìn)展，其分光器件為聲光可調(diào)濾光器，根據(jù)各向異性雙折射晶體的聲光衍射原理，采用具有較高的聲光品質(zhì)因素和較低的聲衰減的雙折射晶體制成分光器件，無機(jī)械移動(dòng)部件，測(cè)量速度快、精度高、準(zhǔn)確性好，可以長時(shí)間穩(wěn)定的工作，且可以消除光路中各種材料的吸收、反射等干擾。
