近紅外光譜儀分析的基本原理主要涉及以下幾個(gè)方面：

一、近紅外光的特性

近紅外光是指波長(zhǎng)在 780nm 到 2526nm 之間的電磁波。它具有以下特點(diǎn)：

1. 近紅外光主要是由分子振動(dòng)的非諧振性產(chǎn)生的倍頻和合頻吸收，其吸收強(qiáng)度相對(duì)較弱，因此需要高靈敏度的檢測(cè)設(shè)備。

2. 近紅外光對(duì)含氫基團(tuán)（如 C-H、O-H、N-H 等）的振動(dòng)較為敏感，而許多有機(jī)物質(zhì)中都含有這些含氫基團(tuán)，這使得近紅外光譜可以用于分析各種有機(jī)物的組成和性質(zhì)。

二、分子吸收光譜

當(dāng)近紅外光照射到樣品時(shí)，樣品中的分子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的近紅外光，從而產(chǎn)生分子吸收光譜。其原理基于朗伯 - 比爾定律：

1. 朗伯定律指出，光被透明介質(zhì)吸收的比例與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而與介質(zhì)的性質(zhì)和光在介質(zhì)中通過(guò)的厚度有關(guān)。即吸收度與光程成正比。

2. 比爾定律表明，光的吸收與吸光物質(zhì)的濃度成正比。

3. 綜合起來(lái)，朗伯 - 比爾定律可以表示為：吸光度 = 摩爾吸光系數(shù) × 光程 × 濃度。其中，摩爾吸光系數(shù)是物質(zhì)對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收特性常數(shù)，光程是光在樣品中通過(guò)的距離，濃度是吸光物質(zhì)的濃度。

三、信息獲取與分析

1. 近紅外光譜儀通過(guò)測(cè)量樣品對(duì)不同波長(zhǎng)近紅外光的吸收強(qiáng)度，得到樣品的近紅外光譜。這個(gè)光譜包含了樣品中各種分子的結(jié)構(gòu)和組成信息。

2. 為了從近紅外光譜中提取有用的信息，需要建立數(shù)學(xué)模型。通常采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，如多元線性回歸（MLR）、主成分分析（PCA）、偏最小二乘法（PLS）等。

1. 這些方法首先收集大量已知組成和性質(zhì)的樣品的近紅外光譜和對(duì)應(yīng)的參考數(shù)據(jù)（如化學(xué)成分含量、物理性質(zhì)等），然后通過(guò)數(shù)學(xué)算法建立光譜與參考數(shù)據(jù)之間的關(guān)系模型。

2. 一旦模型建立，就可以利用該模型對(duì)未知樣品的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到樣品的組成和性質(zhì)信息。

四、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1. 快速分析：近紅外光譜分析速度快，通常可以在幾秒鐘到幾分鐘內(nèi)完成一個(gè)樣品的分析，大大提高了分析效率。

2. 無(wú)損檢測(cè)：近紅外光對(duì)樣品的損傷極小，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，特別適用于珍貴文物、生物樣品等的分析。

3. 多組分同時(shí)分析：近紅外光譜可以同時(shí)分析樣品中的多個(gè)組分，無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理。

4. 在線分析：近紅外光譜儀可以與生產(chǎn)過(guò)程相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在線分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化和控制提供及時(shí)的信息。