在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)、制藥、化工及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，如何實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)成分的快速、無損、綠色分析，一直是技術(shù)升級的關(guān)鍵方向。近紅外光譜儀（Near-Infrared Spectrometer,NIR）憑借其獨(dú)特優(yōu)勢，正成為現(xiàn)代過程分析與質(zhì)量控制中的“智能化學(xué)之眼”。
近紅外光譜是指波長范圍在780 nm至2500 nm（對應(yīng)波數(shù)12800–4000 cm?¹）的電磁波區(qū)域。當(dāng)近紅外光照射到有機(jī)物上時(shí)，分子中的C-H、O-H、N-H等含氫基團(tuán)會(huì)發(fā)生倍頻與合頻振動(dòng)吸收，形成特征光譜。雖然這些吸收峰較弱且常重疊，但通過化學(xué)計(jì)量學(xué)方法（如主成分分析PCA、偏最小二乘回歸PLSR），可建立光譜與目標(biāo)成分（如水分、蛋白質(zhì)、脂肪、糖分、活性藥物成分等）之間的定量模型，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測。
近紅外光譜儀的核心優(yōu)勢在于高效、環(huán)保與適用性強(qiáng)。以糧食收購為例，傳統(tǒng)檢測水分和蛋白含量需烘干、研磨、滴定，耗時(shí)數(shù)小時(shí)；而手持式或在線式NIR設(shè)備僅需將探頭對準(zhǔn)谷物，30秒內(nèi)即可輸出結(jié)果。在制藥行業(yè)，NIR被用于原料藥鑒別、混合均勻度監(jiān)控、片劑含量均勻性檢測，甚至作為過程分析技術(shù)（PAT）工具嵌入生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)質(zhì)量放行（Real-Time Release）。在乳品工廠，NIR在線分析儀可連續(xù)監(jiān)測牛奶中脂肪、乳糖、非脂乳固體含量，確保產(chǎn)品一致性。 根據(jù)使用場景，近紅外光譜儀可分為實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式、便攜式和在線式三大類。臺(tái)式機(jī)采用傅里葉變換（FT-NIR）或光柵分光技術(shù)，分辨率高、穩(wěn)定性好；便攜式設(shè)備則多基于微型光譜傳感器，輕巧易用，適合田間、倉庫或現(xiàn)場快檢；在線式系統(tǒng)通過光纖探頭直接接入管道或反應(yīng)釜，實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測，助力智能制造。
近年來，隨著人工智能、微型光機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的發(fā)展，NIR技術(shù)迎來新突破。深度學(xué)習(xí)算法顯著提升了復(fù)雜體系建模能力；智能手機(jī)集成微型NIR模塊，使消費(fèi)級應(yīng)用（如水果成熟度檢測、皮膚水分分析）成為可能；而國產(chǎn)化核心器件（如InGaAs探測器）的進(jìn)步，也大幅降低了設(shè)備成本。
總之，近紅外光譜儀不僅是一種分析儀器，更是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型的重要工具。在“雙碳”目標(biāo)與高質(zhì)量發(fā)展背景下，這雙“化學(xué)之眼”將持續(xù)以光速洞察物質(zhì)本質(zhì)，為食品安全、藥品合規(guī)與工業(yè)智能注入科技力量。
更新時(shí)間：2026-02-25
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