近紅外光譜（Near infrared spectroscopy，簡稱NIRS）分析技術是20世紀80年代後期迅速發展起來的一項測試技術，在石油化工、農業、醫藥、生命科學、環境保護等領域都有著廣泛的應用。使用傳統的分析方法測定一個樣品的多種性質或濃度數據需要多種分析儀器，耗費大量人力、物力和時間，成本高，工作效率低，遠不能適應進出口口岸現場快速檢測的需求。與傳統分析技術相比，近紅外光譜分析技術能在幾十秒甚至幾秒內，僅通過對樣品的一次近紅外光譜的簡單測量，就能同時測定一個樣品的幾種甚至幾十種數據，而且被測樣品用量很少，具有方便、快速、高效、準確、無汙染，樣品無需預處理且不會遭到破壞，不消耗化學試劑等優點。
一、近紅外光譜技術概述
（一）近紅外光譜分析技術的基本原理
近紅外光是介於可見光(VIS)和中紅外光（MIR或IR）的電磁波。美國材料檢測協會（ASTM）將近紅外光譜區定義為波長780～2526nm電磁波。近紅外光是電磁波，它具有光的屬性，同時具有“波”及“粒”的二重性。近紅外光譜屬於分子振動光譜，是由分子或原子振動的倍頻和合頻吸收產生。在該譜區產生吸收的官能團主要是含氫基團C—H、O—H、N—H、S—H等。當分子受到紅外線照射時，被激發產生共振，同時光的能量一部分被吸收，測量其吸收光，可以得到極為複雜的圖譜，這種圖譜表示被測物質的特征。幾乎所有的有機物的一些主要結構和組成都可以在它們的近紅外光譜中找到特征信號。由於它們的圖譜穩定，獲取光譜容易。在計算機的配合下，人們可以通過近紅外光譜之間的細微差異，從多組分的反射或透射吸收的重疊和交叉中找出有益於分析用的吸收波長。經過一係列的數學處理，最後完成該成分的分析測定。
（二）近紅外光譜技術的分析過程
NIRS技術是一種現代光譜技術，是現代電子技術、光譜分析技術、計算機技術和化學計量學技術的集合體。用近紅外光譜技術進行檢測的主要流程是：收集具有代表性的樣品，進行樣品的光學數據采集；用標準方法對樣品進行測定；通過數學方法將光譜數據和用標準方法檢測的數據進行關聯，將光譜數據進行轉換，與標準方法測定值進行回歸計算，然後得出定標方程，建立數據模型；分析未知樣品時，先對待測樣品進行掃描，根據光譜並利用建立的模型可以計算出待測樣品的成分含量。
（三）近紅外光譜技術的特點
近紅外光譜技術之所以能在短短的十多年內，在眾多領域得到應用，進而在數據處理及儀器製造方麵有如此迅速的發展，主要因為它在有機化合物的分析測定中有以下獨特的優越性：
（1）近紅外區內光的散色效應大，且穿透深度大，使得近紅外光譜技術可以用漫反射技術對樣品進行直接測定，被測樣品的物態可以是固態、液態或氣態，無需繁瑣的前處理過程，且不消耗試樣。
（2）可實現在線檢測，光導纖維的應用使近紅外光譜分析技術擴展到過程分析及有毒或惡劣環境的遠程分析；同時也使光譜儀的設計更小型化。
（3）近紅外光譜分析中隻是取得樣品的光譜信號，不需要其他試劑，樣品測定後一般可以送回原生產地或放入容器，因此測試過程不會汙染環境。
（4）近紅外區的波長較短，不會被玻璃或石英介質所吸收，所用的樣品容器可以用常用的玻璃或石英製成，價格較低，使用也方便。
（5）很多物質在近紅外區域的吸收係數小，使分析過程變得簡單。
（6）分析速度快，可用於分析樣品的各種性質或多種組分的同時測定。
（7）可以用於樣品的定性，也可以得到精度很高的定量結果。樣品的定性分析采用聚類原理，定量分析采用多元校正方法以及一組已知性質或組成的樣品建立的定量模型。
近紅外光譜法的缺點：
（1）由於測定的是倍頻及合頻吸收，靈敏度差，一般要求檢測的含量大於0.1%，不宜做含量過低的樣品及微量樣品的顯微分析。
（2）測定不經預處理的樣品的光譜易受樣品狀態、測量條件的影響而造成光譜的波動性。
（3）光譜背景複雜，譜峰重疊，必須依靠算法和計算機軟硬件技術。
（4）建模需要投入一定的人力、物力和財力，且模型隻適應一定範圍的樣品檢測。
二、近紅外光譜技術在口岸現場檢測中的應用
（一）近紅外光譜技術在口岸食品檢測中的應用
國外對近紅外光譜快速檢測技術的研究起步較早，檢測對象的涵蓋麵比較廣。在食品成分及質量控製方麵的應用尤其突出。Norris K H首先將近紅外光譜分析技術應用到農業領域，在相繼測試了穀物中的水分、粗蛋白和脂肪後，該項技術在穀物領域中得到了快速發展，並且取得了較大成果。Marvik O （1997年）和Takahashi等人（1996年）通過近紅外光譜漫反射方法，將測定探頭直接安裝在糧食的穀物傳送帶上，檢驗種子或作物的質量，如水分、蛋白質及小麥硬度等；Johnsen E （1997年）將近紅外光譜技術用於作物及飼料中的油脂、氨基酸、糖分、灰糨等含量的測定以及穀物中汙染物的測定；Bechmann I E等人（1998年）采用近紅外光譜技術快速檢測了冰凍鱈魚的二甲胺、甲醛等品質參數，並取得良好預測效果。紅外光譜法替代傳統分析方法，節約了大量時間和分析費用。美國官方檢測機構在穀物市場采用近紅外光譜儀Infratec Models 1225和1226作為檢測麥蛋白、豆蛋白和油脂含量的標準儀器，替代了傳統的凱氏定氮和油脂抽提分析方法，每年平均分析約16500個豆樣品，500000個麥樣品。