[科普中國(guó)]-近紅外

概述

近紅外光譜（NIR）分析技術(shù)是分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來越引起國(guó)內(nèi)外分析專家的注目，在分析化學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說帶來了又一次分析技術(shù)的革命。

近紅外區(qū)域是人們最早發(fā)現(xiàn)的非可見光區(qū)域。但由于物質(zhì)在該譜區(qū)的倍頻和合頻吸收信號(hào)弱，譜帶重疊，解析復(fù)雜，受當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平限制，近紅外光譜“沉睡” 了近一個(gè)半世紀(jì)。直到20世紀(jì)60年代，隨著商品化儀器的出現(xiàn)及Norris等人所做的大量工作，提出物質(zhì)的含量與近紅外區(qū)內(nèi)多個(gè)不同的波長(zhǎng)點(diǎn)吸收峰呈線性關(guān)系的理論，并利用NIR漫反射技術(shù)測(cè)定了農(nóng)產(chǎn)品中的水分、蛋白、脂肪等成分，才使得近紅外光譜技術(shù)曾經(jīng)在農(nóng)副產(chǎn)品分析中得到廣泛應(yīng)用。到60年代中后期，隨著各種新的分析技術(shù)的出現(xiàn)，加之經(jīng)典近紅外光譜分析技術(shù)暴露出的靈敏度低、抗干擾性差的弱點(diǎn)，使人們淡漠了該技術(shù)在分析測(cè)試中的應(yīng)用，此后，近紅外光譜進(jìn)入了一個(gè)沉默的時(shí)期。70年代產(chǎn)生的化學(xué)計(jì)量學(xué)（Chemometrics）學(xué)科的重要組成部分——多元校正技術(shù)在光譜分析中的成功應(yīng)用，促進(jìn)了近紅外光譜技術(shù)的推廣。到80年代后期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了分析儀器的數(shù)字化和化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展，通過化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在解決光譜信息提取和背景干擾方面取得的良好效果，加之近紅外光譜在測(cè)樣技術(shù)上所獨(dú)有的特點(diǎn)，使人們重新認(rèn)識(shí)了近紅外光譜的價(jià)值，近紅外光譜在各領(lǐng)域中的應(yīng)用研究陸續(xù)展開。進(jìn)入90年代，近紅外光譜在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用全面展開，有關(guān)近紅外光譜的研究及應(yīng)用文獻(xiàn)幾乎呈指數(shù)增長(zhǎng)，成為發(fā)展最快、最引人注目的一門獨(dú)立的分析技術(shù)。由于近紅外光在常規(guī)光纖中具有良好的傳輸特性，使近紅外光譜在在線分析領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用，并取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，從此近紅外光譜技術(shù)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的新時(shí)期。

定義近紅外光（Near Infrared，NIR）是介于可見光（ⅥS）和中紅外光（MIR）之間的電磁波，按ASTM（美國(guó)試驗(yàn)和材料檢測(cè)協(xié)會(huì)）定義是指波長(zhǎng)在780～2526nm范圍內(nèi)的電磁波，習(xí)慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長(zhǎng)波（1100~2526nm）兩個(gè)區(qū)域。

近紅外光譜屬于分子振動(dòng)光譜的倍頻和主頻吸收光譜，主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，具有較強(qiáng)的穿透能力。近紅外光主要是對(duì)含氫基團(tuán)X－H（X=C、N、O）振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，其中包含了大多數(shù)類型有機(jī)化合物的組成和分子結(jié)構(gòu)的信息。由于不同的有機(jī)物含有不同的基團(tuán)，不同的基團(tuán)有不同的能級(jí)，不同的基團(tuán)和同一基團(tuán)在不同物理化學(xué)環(huán)境中對(duì)近紅外光的吸收波長(zhǎng)都有明顯差別，且吸收系數(shù)小，發(fā)熱少，因此近紅外光譜可作為獲取信息的一種有效的載體。近紅外光照射時(shí)，頻率相同的光線和基團(tuán)將發(fā)生共振現(xiàn)象，光的能量通過分子偶極矩的變化傳遞給分子；而近紅外光的頻率和樣品的振動(dòng)頻率不相同，該頻率的紅外光就不會(huì)被吸收。因此，選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射某樣品時(shí)， 由于試樣對(duì)不同頻率近紅外光的選擇性吸收，通過試樣后的近紅外光線在某些波長(zhǎng)范圍內(nèi)會(huì)變?nèi)?，透射出來的紅外光線就攜帶有機(jī)物組分和結(jié)構(gòu)的信息。通過檢測(cè)器分析透射或反射光線的光密度， 就可以確定該組分的含量。

光譜分析技術(shù)分析近紅外光譜分析技術(shù)包括定性分析和定量分析，定性分析的目的是確定物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)，而定量分析則是為了確定物質(zhì)中某些組分的含量或是物質(zhì)的品質(zhì)屬性的值。與常用的化學(xué)分析方法不同，近紅外光譜分析法是一種間接分析技術(shù)，是用統(tǒng)計(jì)的方法在樣品待測(cè)屬性值與近紅外光譜數(shù)據(jù)之間建立一個(gè)關(guān)聯(lián)模型（或稱校正模型，Calibration Model）。因此在對(duì)未知樣品進(jìn)行分析之前需要搜集一批用于建立關(guān)聯(lián)模型的訓(xùn)練樣品（或稱校正樣品，Calibration Samples），獲得用近紅外光譜儀器測(cè)得的樣品光譜數(shù)據(jù)和用化學(xué)分析方法（或稱參考方法，Reference method）測(cè)得的真實(shí)數(shù)據(jù)。

主要弱點(diǎn)近紅外光譜分析方法的主要弱點(diǎn)是：

建立模型需要大量有代表性且化學(xué)值已知的樣品。這樣，對(duì)小批量樣品的分析用近紅外就得不償失。

模型的維護(hù)也很麻煩，建立的模型并不能一勞永逸，儀器狀態(tài)、樣品代表性變化（如作物的新品種、產(chǎn)地）都會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。

模型轉(zhuǎn)移問題尚未很好解決，每臺(tái)儀器必須自己獨(dú)立建模，模型不能通用。

近紅外對(duì)于樣品數(shù)量比較少的分析也不適用，因?yàn)榻３杀竞芨撸瑯悠窋?shù)量少，測(cè)試費(fèi)用很高。

技術(shù)要求近紅外分析技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)本身的成套性，即必須同時(shí)具備三個(gè)條件：⑴各項(xiàng)性能長(zhǎng)期穩(wěn)定的近紅外光譜儀，是保證數(shù)據(jù)具有良好再現(xiàn)性的基本要求；⑵功能齊全的化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件，是建立模型和分析的必要工具；⑶準(zhǔn)確并適用范圍足夠?qū)挼哪Ｐ?。這三個(gè)條件的有機(jī)結(jié)合起來，才能為用戶真正發(fā)揮作用。因此，在購買儀器時(shí)必須對(duì)儀器提供的模型使用性有足夠的認(rèn)識(shí)，特別避免個(gè)別商家為推銷儀器所做的過度宣傳的不良誘導(dǎo)，為此付出代價(jià)的廠家有之，因此，一定要對(duì)廠家提供模型與技術(shù)支持情況有詳細(xì)了解。

近紅外分析技術(shù)分析速度快，是因?yàn)楣庾V測(cè)量速度很快，計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果速度也很快的原因。但近紅外分析的效率是取決于儀器所配備的模型的數(shù)目，比如測(cè)量一張光譜圖，如果僅有一個(gè)模型，只能得到一個(gè)數(shù)據(jù)，如果建立了10種數(shù)據(jù)模型，那么，僅憑測(cè)量的一張光譜，可以同時(shí)得到10種分析數(shù)據(jù)。

在定標(biāo)過程中，標(biāo)準(zhǔn)樣本數(shù)量的多少，直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。數(shù)量太少，不足以反映被測(cè)樣本群體常態(tài)分布規(guī)律，數(shù)據(jù)太多，工作量太大。另外在選擇化學(xué)分析的樣本時(shí)，不僅要考慮樣品成分含量和梯度，同時(shí)要考慮樣本的物理、化學(xué)、生長(zhǎng)地域、品種、生長(zhǎng)條件及植物學(xué)特性，以提高定標(biāo)效果。使定標(biāo)曲線具有廣泛的應(yīng)用范圍，對(duì)變異范圍比較大的樣本可以根據(jù)特定的篩選原則，進(jìn)行多個(gè)定標(biāo)，以提高定標(biāo)效果及檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。一般來講，單類純樣本由于樣本性質(zhì)穩(wěn)定，含化學(xué)信息量相對(duì)少，因此定標(biāo)相對(duì)容易，如玉米、小麥、大豆等純樣?；旌蠘颖緲悠沸畔?fù)雜，在本譜區(qū)會(huì)引起多種基團(tuán)譜峰的重疊，信息解析困難、定標(biāo)困難，如畜牧生產(chǎn)中的各種全價(jià)飼料、配合飼料、濃縮飼料等。

工作原理其工作原理是，如果樣品的組成相同，則其光譜也相同，反之亦然。如果我們建立了光譜與待測(cè)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系（稱為分析模型），那么，只要測(cè)得樣品的光譜，通過光譜和上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能很快得到所需要的質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)。分析方法包括校正和預(yù)測(cè)兩個(gè)過程：

⑴在校正過程中，收集一定量有代表性的樣品（一般需要80個(gè)樣品以上），在測(cè)量其光譜圖的同時(shí)，根據(jù)需要使用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行測(cè)量，得到樣品的各種質(zhì)量參數(shù)，稱之為參考數(shù)據(jù)。通過化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)光譜進(jìn)行處理，并將其與參考數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，這樣在光譜圖和其參考數(shù)據(jù)之間建立起一一對(duì)應(yīng)映射關(guān)系，通常稱之為模型。雖然建立模型所使用的樣本數(shù)目很有限，但通過化學(xué)計(jì)量學(xué)處理得到的模型應(yīng)具有較強(qiáng)的代表性。對(duì)于建立模型所使用的校正方法視樣品光譜與待分析的性質(zhì)關(guān)系不同而異，常用的有多元線性回歸，主成分回歸，偏最小二乘，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)浞椒ǖ取ｏ@然，模型所適用的范圍越寬越好，但是模型的范圍大小與建立模型所使用的校正方法有關(guān)，與待測(cè)的性質(zhì)數(shù)據(jù)有關(guān)，還與測(cè)量所要求達(dá)到的分析精度范圍有關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中，建立模型都是通過化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的，并且有嚴(yán)格的規(guī)范（如ASTM-6500標(biāo)準(zhǔn)）。

⑵在預(yù)測(cè)過程中，首先使用近紅外光譜儀測(cè)定待測(cè)樣品的光譜圖，通過軟件自動(dòng)對(duì)模型庫進(jìn)行檢索，選擇正確模型計(jì)算待測(cè)質(zhì)量參數(shù)。

近紅外光譜分析技術(shù)，其實(shí)就是一種間接的相對(duì)分析，通過收集大量具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)樣本，通過嚴(yán)格細(xì)致的化學(xué)分析測(cè)出必要的數(shù)據(jù)，再通過計(jì)算機(jī)建立數(shù)學(xué)模型，即定標(biāo)，以最大限度反應(yīng)被測(cè)樣本群體常態(tài)分布規(guī)律，然后再通過該數(shù)學(xué)模型或定標(biāo)方程，預(yù)測(cè)未知樣品的所需數(shù)據(jù)。復(fù)制搜索

特點(diǎn)與傳統(tǒng)分析技術(shù)相比，近紅外光譜分析技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，它能在幾分鐘內(nèi)，僅通過對(duì)被測(cè)樣品完成一次近紅外光譜的采集測(cè)量，即可完成其多項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)定（最多可達(dá)十余項(xiàng)指標(biāo)）。光譜測(cè)量時(shí)不需要對(duì)分析樣品進(jìn)行前處理；分析過程中不消耗其它材料或破壞樣品；分析重現(xiàn)性好、成本低。

無前處理、無污染、方便快捷

近紅外光線具有很強(qiáng)的穿透能力，在檢測(cè)樣品時(shí)，不需要進(jìn)行任何前處理，可以穿透玻璃和塑料

包裝進(jìn)行直接檢測(cè)，也不需要任何化學(xué)試劑。和常規(guī)分析方法相比，既不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，又可以節(jié)約大量的試劑費(fèi)用。近紅外儀器的測(cè)定時(shí)間短，幾分鐘甚至幾秒鐘就可以完成測(cè)試，并打印出結(jié)果。

無破壞性

無破壞性是近紅外技術(shù)一大優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)這一優(yōu)點(diǎn)，近紅外技術(shù)可以用于果蔬原料及成品的無損檢測(cè)?？梢岳脽o損檢測(cè)技術(shù)在不破壞產(chǎn)品的前提下，對(duì)水果的內(nèi)在品質(zhì)進(jìn)行更多數(shù)量的抽樣檢查。

在線檢測(cè)

由于近紅外技術(shù)能夠及時(shí)快捷的對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，在生產(chǎn)中，可以在生產(chǎn)流水線上配置近紅外

裝置，對(duì)原料和成品及半成品進(jìn)行連續(xù)再現(xiàn)檢測(cè)，有利于及時(shí)地發(fā)現(xiàn)原料及產(chǎn)品品質(zhì)的變化，便于及時(shí)調(diào)控，維持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。光纖導(dǎo)管和光纖探頭的開發(fā)應(yīng)用使遠(yuǎn)距離檢測(cè)成為現(xiàn)實(shí)。且遠(yuǎn)距離檢測(cè)技術(shù)特別適用于污染嚴(yán)重、高壓、高溫等對(duì)人體和儀器有損害的環(huán)境應(yīng)用，為近紅外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

對(duì)水果的內(nèi)在品質(zhì)（可溶性固溶物含量、水果內(nèi)部病變）進(jìn)行檢測(cè)，并且利用該指標(biāo)將水果進(jìn)行分級(jí)處理。篩選出高品質(zhì)產(chǎn)品。1

多組分同時(shí)檢測(cè)

多組分同時(shí)測(cè)定，是近紅外技術(shù)得以大力推廣的主要原因。在同一模式下，可以同時(shí)測(cè)定多種組

分，比如在測(cè)小麥的模式中,可以同時(shí)測(cè)定其蛋白質(zhì)含量、水分含量、硬度、沉淀值、快速混合比等指標(biāo)，這樣大大簡(jiǎn)化了測(cè)定操作。不同的組分對(duì)測(cè)定結(jié)果都有一定的影響，因?yàn)樵跍y(cè)定過程中，其它組分對(duì)近紅外光線也有吸收。

測(cè)定速度快

近紅外光譜的信息必須由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析一個(gè)樣品取得光譜數(shù)據(jù)后可以立即得到定性或定量分析結(jié)果整個(gè)過程可以在不到2min內(nèi)完成而且可以通過樣品的一張光譜計(jì)算出樣品的各種組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)。

投資及操作費(fèi)用低

近紅外光譜儀的光學(xué)材料為一般的石英或玻璃儀器價(jià)格低操作空間小樣品大多數(shù)不需要預(yù)處理投資及操作費(fèi)用較低而且儀器的高度自動(dòng)化降低了操作者的技能要求。

當(dāng)然，近紅外光譜分析也有其固有的缺點(diǎn)：首先，它的測(cè)試靈敏度比較低，相對(duì)誤差比較大；其次，由于是一種間接測(cè)量手段，需要用參考方法（一般是化學(xué)分析方法）獲取一定數(shù)量的樣品數(shù)據(jù)，因此測(cè)量精度永遠(yuǎn)不能達(dá)到該參考方法的測(cè)量精度，建立模型也需要一定的化學(xué)計(jì)量學(xué)知識(shí)、費(fèi)用以及時(shí)間；最后，近紅外光潛的測(cè)量范圍，只適合對(duì)含氫基團(tuán)的組分或與這些組分相關(guān)的屬性進(jìn)行測(cè)定，而且組分的含量一般應(yīng)大于0.1%才能用近紅外進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于經(jīng)常的質(zhì)量監(jiān)控是十分經(jīng)濟(jì)且快速的，但對(duì)于偶然做一兩次的分析或分散性樣品的分析則不太適用。因?yàn)榻⒔t外光譜方法之前，必須投入一定的人力、物力和財(cái)力，才能得到一個(gè)準(zhǔn)確的校正模型。

分析儀器分類近紅外光譜儀器從分光系統(tǒng)可分為固定波長(zhǎng)濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換、聲光可調(diào)濾光器和陣列檢測(cè)五種類型。

濾光片型主要作專用分析儀器，如糧食水分測(cè)定儀。由于濾光片數(shù)量有限，很難分析復(fù)雜體系的樣品。光柵掃描式具有較高的信噪比和分辨率。由于儀器中的可動(dòng)部件（如光柵軸）在連續(xù)高強(qiáng)度的運(yùn)行中可能存在磨損問題，從而影響光譜采集的可靠性，不太適合于在線分析。傅立葉變換近紅外光譜儀是具有較高的分辨率和掃描速度，這類儀器的弱點(diǎn)同樣是干涉儀中存在移動(dòng)性部件，且需要較嚴(yán)格的工作環(huán)境。聲光可調(diào)濾光器是采用雙折射晶體，通過改變射頻頻率來調(diào)節(jié)掃描的波長(zhǎng)，整個(gè)儀器系統(tǒng)無移動(dòng)部件，掃描速度快。但這類儀器的分辨率相對(duì)較低，價(jià)格也較高。

隨著陣列檢測(cè)器件生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，采用固定光路、光柵分光、陣列檢測(cè)器構(gòu)成的NIR儀器，以其性能穩(wěn)定、掃描速度快、分辨率高、信噪比高以及性能價(jià)格比好等特點(diǎn)正越來越引起人們的重視。在與固定光路相匹配的陣列檢測(cè)器中，常用的有電荷耦合器件（CCD）和二極管陣列（PDA）兩種類型，其中CCD多用于近紅外短波區(qū)域的光譜儀， PDA檢測(cè)器則用于長(zhǎng)波近紅外區(qū)域。

指標(biāo)在近紅外光譜儀器的選型或使用過程中，考慮儀器的哪些指標(biāo)來滿足分析的使用要求，這是分析工作者需要考慮的問題。對(duì)一臺(tái)近紅外光譜儀器進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，必須要了解儀器的主要性能指標(biāo)，下面就簡(jiǎn)單做一下介紹。

波長(zhǎng)范圍

對(duì)任何一臺(tái)特定的近紅外光譜儀器，都有其有效的光譜范圍，光譜范圍主要取決于儀器的光路設(shè)計(jì)、檢測(cè)器的類型以及光源。近紅外光譜儀器的波長(zhǎng)范圍通常分兩段，700～1100nm的短波近紅外光譜區(qū)域和1100～2500nm的近紅外光譜區(qū)域。

在定標(biāo)過程中，標(biāo)準(zhǔn)樣本數(shù)量的多少，直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，數(shù)量太少不足以反映被測(cè)樣本群體常態(tài)分布規(guī)律，以提高定標(biāo)效果，使定標(biāo)曲線具有廣泛的應(yīng)用范圍，對(duì)變異范圍比較大的樣本可以根據(jù)特定的篩選原則，進(jìn)行多個(gè)定標(biāo)，以提高定標(biāo)效果及檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。一般來講，單類純樣本由于樣本性質(zhì)穩(wěn)定，含化學(xué)信息量相對(duì)少，因此定標(biāo)相對(duì)容易，如玉米、小麥、大豆等純樣；混合樣本樣品信息復(fù)雜，在本譜區(qū)會(huì)引起多種基團(tuán)譜峰的重疊，信息解析困難，定標(biāo)困難，如畜牧生產(chǎn)中的各種全價(jià)飼料、配合飼料、濃縮飼料等。

長(zhǎng)波近紅外光譜區(qū)域。

分辨率

光譜的分辨率主要取決于光譜儀器的分光系統(tǒng)，對(duì)用多通道檢測(cè)器的儀器，還與儀器的像素有關(guān)。分光系統(tǒng)的光譜帶寬越窄，其分辨率越高，對(duì)光柵分光儀器而言，分辨率的大小還與狹縫的設(shè)計(jì)有關(guān)。儀器的分辨率能否滿足要求，要看儀器的分析對(duì)象，即分辨率的大小能否滿足樣品信息的提取要求。有些化合物的結(jié)構(gòu)特征比較接近，要得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果，就要對(duì)儀器的分辨率提出較高的要求，例如二甲苯異構(gòu)體的分析，一般要求儀器的分辨率好于1nm。

準(zhǔn)確性

光譜儀器波長(zhǎng)準(zhǔn)確性是指儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)某一譜峰的波長(zhǎng)與該譜峰的標(biāo)定波長(zhǎng)之差。波長(zhǎng)的準(zhǔn)確性對(duì)保證近紅外光譜儀器間的模型傳遞非常重要。為了保證儀器間校正模型的有效傳遞，波長(zhǎng)的準(zhǔn)確性在短波近紅外范圍要求好于0.5nm，長(zhǎng)波近紅外范圍好于1.5nm。

重現(xiàn)性

波長(zhǎng)的重現(xiàn)性指對(duì)樣品進(jìn)行多次掃描，譜峰位置間的差異，通常用多次測(cè)量某一譜峰位置所得波長(zhǎng)或波數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示（傅立葉變換的近紅外光譜儀器習(xí)慣用波數(shù)cm-1表示）。波長(zhǎng)重現(xiàn)性是體現(xiàn)儀器穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)校正模型的建立和模型的傳遞均有較大的影響，同樣也會(huì)影響最終分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般儀器波長(zhǎng)的重現(xiàn)性應(yīng)好于0.1nm。

準(zhǔn)確性

吸光度準(zhǔn)確性是指儀器對(duì)某標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行透射或漫反射測(cè)量，測(cè)量的吸光度值與該物質(zhì)標(biāo)定值之差。對(duì)那些直接用吸光度值進(jìn)行定量的近紅外方法，吸光度的準(zhǔn)確性直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

重現(xiàn)性

吸光度重現(xiàn)性指在同一背景下對(duì)同一樣品進(jìn)行多次掃描，各掃描點(diǎn)下不同次測(cè)量吸光度之間的差異。通常用多次測(cè)量某一譜峰位置所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。吸光度重現(xiàn)性對(duì)近紅外檢測(cè)來說是一個(gè)很重要的指標(biāo)，它直接影響模型建立的效果和測(cè)量的準(zhǔn)確性。一般吸光度重現(xiàn)性應(yīng)在0.001～0.0004A之間。

噪音

吸光度噪音也稱光譜的穩(wěn)定性，是指在確定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行多次掃描，得到光譜的均方差。吸光度噪音是體現(xiàn)儀器穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。將樣品信號(hào)強(qiáng)度與吸光度噪音相比可計(jì)算出信噪比。

范圍

吸光度范圍也稱光譜儀的動(dòng)態(tài)范圍，是指儀器測(cè)定可用的最高吸光度與最低能檢測(cè)到的吸光度之比。吸光度范圍越大，可用于檢測(cè)樣品的線性范圍也越大。

穩(wěn)定性

基線穩(wěn)定性是指儀器相對(duì)于參比掃描所得基線的平整性，平整性可用基線漂移的大小來衡量。基線的穩(wěn)定性對(duì)我們獲得穩(wěn)定的光譜有直接的影響。

雜散光

雜散光定義為除要求的分析光外其它到達(dá)樣品和檢測(cè)器的光量總和，是導(dǎo)致儀器測(cè)量出現(xiàn)非線性的主要原因，特別對(duì)光柵型儀器的設(shè)計(jì)，雜散光的控制非常重要。雜散光對(duì)儀器的噪音、基線及光譜的穩(wěn)定性均有影響。一般要求雜散光小于透過率的0.1%。

掃描速度

掃描速度是指在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)完成1次掃描所需要的時(shí)間。不同設(shè)計(jì)方式的儀器完成1次掃描所需的時(shí)間有很大的差別。例如，電荷耦合器件多通道近紅外光譜儀器完成1次掃描只需20ms，速度很快；一般傅立葉變換儀器的掃描速度在1次/s左右；傳統(tǒng)的光柵掃描型儀器的掃描速度相對(duì)較慢，較快的掃描速度也不過2次/s左右。

采樣間隔

采樣間隔是指連續(xù)記錄的兩個(gè)光譜信號(hào)間的波長(zhǎng)差。很顯然，間隔越小，樣品信息越豐富，但光譜存儲(chǔ)空間也越大；間隔過大則可能丟失樣品信息，比較合適的數(shù)據(jù)采樣間隔設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)小于儀器的分辨率。

測(cè)樣方式

測(cè)樣方式在此指儀器可提供的樣品光譜采集形式。有些儀器能提供透射、漫反射、光纖測(cè)量等多種光譜采集形式。

軟件功能

軟件是現(xiàn)代近紅外光譜儀器的重要組成部分。軟件一般由光譜采集軟件和光譜化學(xué)計(jì)量學(xué)處理軟件兩部分構(gòu)成。前者不同廠家的儀器沒有很大的區(qū)別，而后者在軟件功能設(shè)計(jì)和內(nèi)容上則差別很大。光譜化學(xué)計(jì)量學(xué)處理軟件一般由譜圖的預(yù)處理、定性或定量校正模型的建立和未知樣品的預(yù)測(cè)三大部分組成，軟件功能的評(píng)價(jià)要看軟件的內(nèi)容能否滿足實(shí)際工作的需要。