近紅外光(NIR)是介于紫外-可見(jiàn)光(UV-Vis)和中紅外光(MIR)之間的電磁波，其波長(zhǎng)范圍為700nm～2500nm。從第一臺(tái)商品儀器開(kāi)始，近紅外光譜儀的技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了濾光片型、光柵型、聲光調(diào)制型、二極管陣列型、偏振干涉型、傅立葉變換型等。由于測(cè)試方便，儀器成本低、非常適用于在線分析，分析速度快速，分析效率高等優(yōu)勢(shì)，近紅外光譜儀已經(jīng)成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控領(lǐng)域中不可或缺的重要分析手段之一，且發(fā)展勢(shì)頭迅猛。

QY Research的最新報(bào)告顯示，2016年，全球近紅外分析儀行業(yè)銷(xiāo)量約為5638臺(tái)，全球近紅外分析儀市場(chǎng)約4.38億美元。2018年，全球近紅外光譜(近紅外分析儀)市場(chǎng)價(jià)值4.6億美元，預(yù)計(jì)到2025年底，該市場(chǎng)將達(dá)5.6億美元，2019-2025年之間復(fù)合年增長(zhǎng)率為2.7%。

我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)行近紅外光譜的研究和應(yīng)用工作，90年代后期以產(chǎn)業(yè)鏈的方式逐漸應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、石化、制藥和食品等多個(gè)領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)過(guò)去幾十年的發(fā)展，目前的發(fā)展形勢(shì)如何？取得了哪些成果？又有哪些問(wèn)題值得大家思考？日前，91儀器信息網(wǎng)特別采訪了6位近紅外大咖，大家一起來(lái)分析中國(guó)近紅外的“喜”與“憂”。

中國(guó)近紅外學(xué)科發(fā)展處在急劇上升階段 成績(jī)可喜

對(duì)于當(dāng)前我國(guó)近紅外光譜的發(fā)展態(tài)勢(shì)，北京化工大學(xué)袁洪福教授認(rèn)為：“一個(gè)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)通常呈S型，我個(gè)人認(rèn)為中國(guó)近紅外學(xué)科的發(fā)展處在急劇上升的階段。” 袁洪福介紹說(shuō)，中國(guó)的近紅外走過(guò)了一個(gè)從了解、質(zhì)疑，到認(rèn)可的過(guò)程，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力，不斷磨合，現(xiàn)在近紅外光譜技術(shù)已經(jīng)逐漸被各領(lǐng)域用戶接受、認(rèn)可，并得到了很好的應(yīng)用，為用戶創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

北京化工大學(xué)袁洪福教授

從整體需求來(lái)說(shuō)，我國(guó)近紅外設(shè)備這幾年一直處于穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。據(jù)北京吉天儀器有限公司產(chǎn)品經(jīng)理李德勇介紹。近紅外技術(shù)在糧油質(zhì)檢系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，無(wú)論國(guó)家級(jí)的糧食科學(xué)研究院還是政府各縣級(jí)單位，都有配備近紅外設(shè)備。同時(shí)，近紅外設(shè)備也為廣大一線的糧油加工廠創(chuàng)造了很多效益。

北京吉天儀器有限公司產(chǎn)品經(jīng)理李德勇

從儀器及技術(shù)發(fā)展的角度，我國(guó)近紅外光譜研究已經(jīng)取得了一系列的成果。在采訪過(guò)程中，各位專家也分享了各自的研究成果：北京化工大學(xué)與西派特(北京)科技有限公司合作，并為企業(yè)量身定制了蠶蛹雌雄高速鑒別與分選設(shè)備，1秒鐘可以分選10個(gè)蠶蛹，1套設(shè)備一天可以分選1.2噸，正確率在98%以上，為企業(yè)節(jié)省用工成本的同時(shí)還提高了效率；南開(kāi)大學(xué)邵學(xué)廣教授提出的溫控近紅外光譜技術(shù)已經(jīng)開(kāi)展了一系列的研究，比如根據(jù)血清的近紅外光譜對(duì)疾病的診斷等；劉燕德課題組圍繞水果的內(nèi)部品質(zhì)快速無(wú)損在線檢測(cè)和水果的成熟度便攜式儀器、水果表面質(zhì)量安全方面開(kāi)展了一系列的儀器研發(fā)和基礎(chǔ)應(yīng)用研究工作工作。據(jù)悉，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，用于水果內(nèi)外品質(zhì)和內(nèi)部缺陷檢測(cè)的動(dòng)態(tài)在線分選儀器，并在多個(gè)水果主產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用，圍繞水果成熟度、糖度分析的便攜式儀器也已經(jīng)開(kāi)發(fā)到第四代。

近紅外光譜“大有可為” 制約因素不容忽視

無(wú)一例外，各位專家一致認(rèn)為我國(guó)的近紅外光譜還依然“年輕”，未來(lái)大有可為。

山東大學(xué)臧恒昌教授在采訪中特別介紹說(shuō)，制藥領(lǐng)域?qū)t外光譜技術(shù)的需求非常旺盛。藥品的質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生命健康安全，但質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來(lái)的，也是生產(chǎn)出來(lái)的，不是檢驗(yàn)出來(lái)的。近紅外光譜技術(shù)就像是生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)了一雙眼睛，可以準(zhǔn)確的知道物料行為的變化，從而使物料行為顯性化，給與準(zhǔn)確的控制，就可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量預(yù)期。從仿制藥的角度，能更好的忠實(shí)于產(chǎn)品的工藝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)療效和質(zhì)量的一致性。從創(chuàng)新藥物的研究以及藥物的生產(chǎn)角度，可以忠實(shí)的按照工藝設(shè)計(jì)的預(yù)期達(dá)到最終的質(zhì)量預(yù)期。

山東大學(xué)臧恒昌教授

珀金埃爾默企業(yè)管理(上海)有限公司應(yīng)用與研發(fā)經(jīng)理/在線產(chǎn)品經(jīng)理倪勇提到了在線近紅外技術(shù)的應(yīng)用前景，他特別用了用方興未艾、需求廣大、前景廣闊幾個(gè)詞來(lái)形容。據(jù)其介紹，他在線近紅外儀器未來(lái)一定是一個(gè)新的發(fā)展方向，發(fā)展?jié)摿Ρ葘?shí)驗(yàn)室近紅外儀器更加廣闊，特別是在中國(guó)快速發(fā)展的制造業(yè)，以及智能制造等的大背景下，在線分析技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用更具優(yōu)勢(shì)。

珀金埃爾默企業(yè)管理(上海)有限公司應(yīng)用與研發(fā)經(jīng)理/在線產(chǎn)品經(jīng)理倪勇

雖然前景美好，但當(dāng)前的應(yīng)用現(xiàn)狀也讓不少專家有所擔(dān)憂?！敖t外光譜的普及程度還很低，僅僅是有些企業(yè)采用了或者試用了。可以說(shuō)，近紅外光譜儀在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段。”山東大學(xué)臧恒昌分析到，“目前有不少制約近紅外光譜應(yīng)用的因素，首先，人才是一個(gè)很重要的因素?，F(xiàn)在從事近紅外光譜研究的人員還不是很多，許多單位想用近紅外光譜儀，但是苦于沒(méi)有或者缺少這樣的人才；其次，與一般通用分析方法不同，近紅外光譜是一種個(gè)性化的分析方法，不同樣品、不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)其模型的建立都有不同的要求，這種個(gè)性化的特點(diǎn)，在一定程度上增加了近紅外光譜儀的應(yīng)用難度；再者，相對(duì)來(lái)說(shuō)，近紅外光譜儀的價(jià)格還比較高，盡管需要近紅外解決的問(wèn)題非常多，需求也非常旺盛，可是由于成本的問(wèn)題很難普及使用。

國(guó)產(chǎn)近紅外儀器的“當(dāng)務(wù)之急”

“在行業(yè)的廣度方面，國(guó)外近紅外技術(shù)發(fā)展歷史比較久，覆蓋的行業(yè)也比較廣泛。而國(guó)產(chǎn)近紅外發(fā)展歷史相對(duì)較短，目前還是集中在與糧食加工相關(guān)的行業(yè)，其他行業(yè)有應(yīng)用但并不完善。在專業(yè)化程度方面，近紅外技術(shù)正朝著一個(gè)非常專業(yè)的設(shè)備方面走，國(guó)外的廠商都在努力淡化近紅外的概念，而國(guó)內(nèi)廠商目前則還是圍繞近紅外的技術(shù)做?！崩畹掠陆榻B說(shuō)。

國(guó)產(chǎn)儀器與進(jìn)口儀器的差距，是現(xiàn)階段逃不開(kāi)的一個(gè)討論話題。面對(duì)現(xiàn)在的發(fā)展態(tài)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)近紅外光譜儀器該如何破局?

袁洪福在采訪中表示：雖已經(jīng)取得了一定的成果，但國(guó)產(chǎn)近紅外光譜儀在硬件方面與國(guó)外相比還有一定的差距；在數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、模型的建立和維護(hù)等方面需要一定的突破；應(yīng)用拓展和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)也亟待加強(qiáng)。

從儀器研發(fā)的角度上，南開(kāi)大學(xué)邵學(xué)廣教授認(rèn)為，“一方面，我希望中國(guó)在科研型近紅外光譜儀方面能有突破，做出領(lǐng)先的、從原理上創(chuàng)新的分析儀器；另一方面，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，在線分析需要大量的儀器，因此我們要把重點(diǎn)放在價(jià)格便宜、小型的分析儀器上，特別是專用儀器。” 同時(shí)，邵學(xué)廣還強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“這些小型、專用儀器在功能上不需要特別全面，但對(duì)儀器的穩(wěn)定性以及臺(tái)間的一致性要求比較高，所以希望生產(chǎn)廠家能在工藝上多下功夫；另外，為了配合大數(shù)據(jù)平臺(tái)的使用，數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活性上也要加強(qiáng)?！?/p>

南開(kāi)大學(xué)邵學(xué)廣教授

基于多年在近紅外光譜儀研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，華東交通大學(xué)劉燕德教授說(shuō)，目前中國(guó)的制造水平還不是特別高，如何解決重復(fù)性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性是國(guó)產(chǎn)儀器走向?qū)嵱眯缘年P(guān)鍵；另外，當(dāng)前國(guó)產(chǎn)儀器在核心光電部件方面做得還不是特別好，儀器的核心技術(shù)不少還依賴于進(jìn)口，如何實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心部件的研發(fā)和突破是國(guó)產(chǎn)近紅外光譜儀要解決的當(dāng)務(wù)之急。

華東交通大學(xué)劉燕德教授

寄語(yǔ)2021國(guó)際近紅外光譜大會(huì)

袁洪福：2021年中國(guó)召開(kāi)國(guó)際近紅外大會(huì)，標(biāo)志著中國(guó)近紅外走向世界的舞臺(tái)。這是中國(guó)近紅外的盛事，希望中國(guó)近紅外人在科學(xué)研究、儀器制造、應(yīng)用等方面扎扎實(shí)實(shí)工作，努力提高到一個(gè)新的水平，迎接2021國(guó)際近紅外光譜大會(huì)在中國(guó)順利圓滿地召開(kāi)。

邵學(xué)廣：China needs NIR , NIR needs China!2021國(guó)際近紅外光譜大會(huì)是我們經(jīng)過(guò)很多次努力爭(zhēng)取得來(lái)的，我希望大家利用好這次機(jī)會(huì)，重點(diǎn)展現(xiàn)中國(guó)近紅外光譜創(chuàng)新性的研究成果、領(lǐng)先的技術(shù)，具有中國(guó)特色的研究領(lǐng)域等。

臧恒昌：我參與了本次會(huì)議的申辦，非常期待會(huì)議的召開(kāi)。我認(rèn)為應(yīng)該以此次會(huì)議為契機(jī)，掀起我國(guó)近紅外研究和普及的熱潮，大家要多投高質(zhì)量的稿件，用學(xué)術(shù)文章、報(bào)告向世界展示我們的研究應(yīng)用進(jìn)展，證明中國(guó)的近紅外光譜研究已經(jīng)走在了世界前列!

劉燕德：現(xiàn)在是一個(gè)開(kāi)放包容的世界，2021國(guó)際近紅外光譜大會(huì)能夠讓我們了解前沿，增進(jìn)友誼，合作共贏，最后實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)近紅外達(dá)到國(guó)際先進(jìn)的水平。