1. 绪论
红外光谱(infrared spectroscopy，IR)是研究分了运动的吸收光谱，也称为分子光谱。通常红外光谱系指波长为2一25 “m之间的吸收光谱，这段波长的范围反映出了分子中原子间的娠动和变角运动。分子在振动运动的同时还存在着转动运动，虽然转动运动所涉及的能量变化较小，而且处在远红外区，但转动运动影响到振动运动产生偶极矩的变化，所以在红外光谱区实际所测得的谱图是分子的振动与转动运动的加合得表现，因此红外光谱又称为分子振转光谱。
红外光谱可分为近红外 (780~2 500nm) 、中红外 (2 500~25 000nm) 和远红外 (25 000~1000 000nm) 3个谱区[1]。由于每一种分子中各个原子之间的振动形式十分的复杂，即使是简单化合物，其红外光谱也是复杂而有其特征的，因此可以通过分析化合物的红外谱图获得许多的反映分了结构的信息，用来鉴定化合物的分子结构。
红外光谱可以应用于化合物分子结构测定、未知物鉴定以及混合物的成分分析。根据光谱中吸收峰的位置和形状可以推断出未知物的化学结构；根据特征吸收峰的强度可以测定混合物中各组分的含；应川红外光谱可以测定分了的长、键角，从而推断分了的立体构型，判断化学键的强弱等。因此，对于化学工作者来说，红外光谱已成为一种不可缺少的分析工具。
2. NIR的基本原理
近红外光（Near Infrared，NIR）是介于可见光（VIS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，ASTM定义的近红外光谱区的波长范围为 780~2526nm （12820～3959cm1），习惯上又将近红外区划分为近红外短波（780~1100nm）和近红外长波（1100~2526nm）两个区域。
近红外光是一种电磁波, 具有光的属性, 即同时具有“波”及“粒”的二重性, 对光子的能量可以表示为:
E=hv
其中, h为普兰克常数, υ为光的频率。
在近红外光谱区, 有机物分子中C-H、N-H、O-H[2]等含氢基团的倍频与合频吸收, 这些含氢基团吸收频率特征性强, 受分子内外环境的影响小, 而且在近红外谱区比中红外区的样品光谱特性更稳定。近红外光的光子能量也可以使用上述公式定量描述。从光源发出的红外光照射到由一种或多种分子组成的物质上, 如果分子振动或转动状态变化或者分子振动或转动状态在不同能级间的跃迁, 等于近红外光谱区域某波长处光。
在NIR区域，吸收强度弱，灵敏度相对较低，吸收带较宽且重叠严重。因此，依靠传统的建立工作曲线方法进行定量分析是十分困难的，化学计量学的发展为这一问题的解决奠定了数学基础。其工作原理是，如果样品的组成相同，则其光谱也相同，反之亦然。如果我们建立了光谱与待测参数之间的对应关系（称为分析模型），那么，只要测得样品的光谱，通过光谱和上述对应关系，就能很快得到所需要的质量参数数据。
3.NIR的分析方法
近红外光谱的分析测定技术大体可以分为两大类：一类为透射光谱法，一类为反射光谱法。射光谱法就是把待测样品置于作用光与检测器之间，检测器所检测到的分析光是作用光通过样品体与样品分子相互作用后的光，若样品是透明的真溶液，则分析光在样品中经过的路程一定，透射光的强度与样品组分浓度由比耳定律决定。射光谱分析时，检测器与光源置于待测样品的同一侧，检测器检测到的分析光是光源发出的作用光投射到物体后，以各种方式反射回来的光。物体对光的反射分为规则反射光（镜面反射）与漫反射。规则反射光指在物体表面按进射角即是反射角的反射定律发生的反射。漫反射是光投向漫反射体（颗粒或粉末）后，在物体表面或内部发生的方向不定的反射。
应用NIR进行分析, 我们可以分为两个部分, 一是建立数学模型, 并在此基础上对其模型进行优化。二是利用该模型对未知样品的近红外光谱, 对未知样品的组份含量或者性质进行分析预测。
4.NIR的不足与优势
4.1不足
此方法不适用于痕量分析，被测的组分含量一般应当大于0.1％。其次此方法需要大量代表性样品进行化学分析建模，需要投入大量财力物力人力，以此来保证所获得的模型是准确的。所以某些时候，NIR只能作为一种间接地分析技术，对于一些经常或者大量的的质量控制工作来讲，此方法具有快速性和经济性的特点，所以偶然做一二次的分析或者是分散性的样品就不适用。
4.2优势
NIR有很多的优势，样品不需要预处理，因为近红外区内光散色效应D大，并且穿透深度大，所以近红外光谱技术可以用漫反射技术对样品进行直接的测定。可以进行多组分的同时测定，即通过一次全光谱扫描，就可以获得样品中各种化学成分的光谱信息，然后再通过相应的数学模型计算，就可以获得样品多种化学成分的含量。近红外光谱技术分析速度快，由于扫描速度快，可以在很短的时间内获得一个样品的全光谱图，并且扫描时间的长短可以根据实验的需要设定，平均时间为1~60秒。近红外光谱技术分析不具有破坏性，近红外光谱分析只需要取得样品中的光谱信号，不需要其他的试剂，所以在测定时不破坏或者消耗样品。近红外光谱技术分析的重现性好，测试的结果受人为干扰少。近红外光谱技术也具有远距离采集样品光谱和实时分析能力，适用于在线分析等。近红外光谱技术分析成本较低，不需要繁杂的预处理且可以多组分同时检测。使用的样品范围较广，可以直接测量液体、半固体、固体和胶状体等不同物态的样品。近红外光谱技术分析对操作人员的要求也较低，经过简单的培训就可以进行工作。
5.近红外光谱分析技术的应用
近红外光谱分析不仅可以运用于实验室的分析，还可以运用于各种行业。近红外光谱分析可以运用于食品分析，例如酒类产品的乙醇、含糖量、有机酸、淀粉、ph值的测定。肉类的蛋白质、脂肪、水分、氨基酸、纤维素测定等。食用油中的脂肪酸、含水量、蛋白质、氧化程度、不饱和程度，真伪鉴别等等。还可以用于农产品分析，例如：豆类、小麦、面粉、水稻及其他谷类中的脂肪、蛋白质、水分、纤维量、淀粉类、小麦产地等。近红外光谱分析还可运用于化工、药品分析等，包括了定性分析，产别鉴定，药材的真伪辨别，种类分类鉴别等。因为药材对于医药行业尤为的重要，w为了保证药材的疗效与真实性与安全性，所以需要对药材进行鉴别，因为对于同种药材来讲，成分相近，但是成分上有着细微的差异，在传统的方法主要是利用形态，或者是肉眼的方法进行区分，但是近红外方法就更加的科学、准确。
参考文献
WANG Xue-lin, SUN Shu-ping, TIE Mei (王学琳, 孙淑萍, 铁梅) .Modern Instruments (现代仪器) , 1999, (6) :1
FENXin-hu (冯新泸) , SHI Yong-gang (史永刚) .Near-in-frared Spectrum and Its Application in Ppetroleum Product Analysis (近红外光谱及在石油产品分析中的应用) .Beijing (北京) :China Petrochemical Industry Press (中国石化出版社) , 2002
王亚敏, 张卓勇, 汤彦丰, 范国强.近红外光谱技术在中药鉴别及分析中的应用[J].首都师范大学学报 (自然科学版) , 2004, 25 (3) :41-51.
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