近红外光谱分析技术及其在烟草行业中的应用
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叉证实法， 建立并优化光谱与化学成分间的关系模型。结果表明， 实测与预测的相对误差分别是：
３５ｏ３５ ５４ｏ９２ ２．％， ．０， ％，．０， 写， １ 烟碱和总糖的结果与目 ． ． ０ 前使用的流动注射分析仪的测试结果
比较吻合， 已具有实用价值； 还原糖和总氮的标样测试精度有待提高； 其中氯由于与含氢基团只具 有间接关系， 且目前使用的测量方法只有 １ 位有效数字， 所以相对误差较大．
定量分析时， 为了解决谱区重叠与谱图复杂、 变动的问题， 必须应用全光谱的信息， ＮＲ分析 因此 Ｉ 必需首先有含量或性质已知的标准样品， 利用化学计量学算法， 建立全谱区的光谱信息与含量或性 质间的数学模型：
。 Ｋ｝ ｉ 一 ｏ艺Ｋ ＜ － ； － Ｆ
其中： Ｃ为样品中第１ 个待测成分的浓度；， Ｆ是样品近红外光谱经线性变化后第ｉ 波长的某一 光谱线性函数值； ｏ 。 Ｋ ， 为浓度定标方程中作为校正系数的常数与系数。 Ｋ 通过对一批已知其化学成分含量的近红外光谱测量， 得到样品的各种质量参数， 称之为参考数
光谱实验室
第２ ３卷
复杂样品进行多组分分析； 与可见光谱类似， 获得该谱区相对比较容易， 而且分子对倍频和合频吸 收强度较低， 近红外穿透物质的能力相对较强， 因此可进行复杂样品的无损检测。 ２２ 数学基础 ．
由于有机物质在 ＮＲ光谱区为倍频与合频吸收， Ｉ 而倍频和合频跃迁几率低、 消光系数弱、 谱带
的发展 。
根据近红外光谱的发生机理（ 即测试方法）主要分为： ， 透射型、 漫透射型和反射型。 透射型用于 透明样品的分析， 样品浓度与对光的吸收关系符合比耳定律； 漫透射型用于含有光散射物质的样
品， 近红外光在穿透分析样品时， 除了吸收还有多次散射， 比耳定律不适用； 反射型， 近红外光照射
第 ３期
江 苏等 ： 近红外光谱分析技术及其在烟草行业中的应用
术， 该方法所依赖的模型必须事先用标准方法或参考方法对一定范围内的样品测定出组成或性质
数据， 因此模型的建立需要一定的化学计量学知识、 费用和时间， 另外分析结果的准确性与模型的
建立和模型的合理使用有很大的关系。
３ Ｉ ＮＲ光谱分析仪器的分类
应用傅里叶近红外技术建立快速定量分析烟草化学成分的数学模型使用bruker近红外光谱分析技术及其在烟草行业中的应用optics公司的mpa型傅里叶变换近红外光谱仪谱区扫描范围120004000cm选择不同的谱区范围对烟碱总糖和总氮3种组分的数学模型进行优化结果显示不同谱区范围对同一组分数学模型影响有明显的差异而且不同组分所选择的最佳建模谱区范围是不一样的说明在模型优化过程中选择最佳谱区范围是非常关键的种组分模型的最佳谱区范围分别是95004231
第 ２ 卷， ３ ３ 第 期 ２ ０ 年 ５月 ０ ６
光 谱 实 验 室 Ｃ ｉ ｓ Ｊｕｎｌ Ｓ ｅ ｒ ｃ ｙ ｂｒｔ ｙ ｈ ｅ ｏｒａ ｏ ｐｃ ｏ ｏ Ｌ ｏ ｏ ｎ ｅ ｆ ｔ ｓ ｐ ａ ａ ｒ
Ｖｏ ．２３， ｌ Ｎｏ。３
Ｍａ ，２ ０ ｙ ０ ６
近红外光谱分析技术及其在烟草行业中的应用
到样品表面后， 由于表面的状态和结构的不同， 光线发生不同的反射。
４ Ｉ ＮＲ在烟草行业的应用
烟草作为一种天然生长的植物， 含有大量对 ＮＲ比较敏感的Ｃ ， ， Ｉ －Ｈ Ｏ －Ｈ Ｎ －Ｈ键， 而且烟 草中的总糖、 还原糖、 总氮、 烟碱等化学指标是配方设计和质量监控必不可少的因素。除了烟草本・ 身， 部分学者还应用近红外光谱仪对烟气及辅料进行了分析。 由于传统的分析手段需要付出大量的 时间、 精力以及经费， 而且人为引人的误差较大， 在视质量为生命的市场竞争中及自动化程度日益 提高的今天， 无疑， 近红外光谱分析为烟草企业提供了一种快速、 高效、 简便的分析方法。 此外，Ｉ ＮＲ 具有无损和多特征同时分析的优点， 使原料和产品的在线检测和实时监控成为可能。・ 张建平等［ ｓ ３ 将来自 全国各地的１４ ３ 个样品（ 初烤烟烟叶） 辗磨成粉粒， 测得烟叶的化学成分（ 烟 碱、 总糖、 还原塘、 总氮、 总氯） 含量和近红外光谱后， Ｏ Ｕ 使用 Ｐ Ｓ软件中的主成分回归法及内部交
方法相比， 近红外光谱一般显示出更好的重现性。 （） ５ 样品测量一般勿需预处理， 光谱测量方便。由于近红外光较强的穿透能力和散射效应， 根 据样品物态和透光能力的强弱可选用透射或漫反射测谱方式。 通过相应的测样器件可以直接测量 液体、 固体、 半固体和胶状类等不同物态的样品。
（） ６ 便于实现在线分析。 由于近红外光在光纤中良好的传输特性， 通过光纤可以使仪器远离采 样现场， 将测量的光谱信号实时地传输给仪器， 调用建立的校正模型计算后可直接显示出生产装置 中样品的组成或性质结果。另外通过光纤也可测量恶劣环境中的样品。 （） ７ 典型的无损分析技术。光谱测量过程中不消耗样品， 从外观到内在都不会对样品产生影 响。鉴于这一特点， 该技术在活体分析和医药临床领域正得到越来越多的应用。 （） ８ 现代近红外光谱分析也有其固有的弱点。 一是测试灵敏度相对较低， 这主要是因为近红外 光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁几率较低， 一般近红外倍频和合频的谱带强度是其基频吸收 的 １ 到 １００ ０ ００ 分之一， 就对组分的分析而言， 其含量一般应大于 ０１０二是作为一种间接分析技 ． ； ０
２３ 特点 ．
近红外光谱技术之所以成为一种快速、 高效、 适合过程在线分析的有利工具， 是由其技术特点 决定的， 近红外光谱分析的主要技术特点如下：
（） １ 分析速度快。 由于光谱的测量过程一般可在 ｌ ｉ ｍｎ内完成（ 多通道仪器可在 ｉ 之内完成） ｓ ，
通过建立的校正模型可迅速测定出样品的组成或性质。 （） ２ 分析效率高。 通过一次光谱的测量和已建立的相应的校正模型， 可同时对样品的多个组成 或性质进行测定。在工业分析中， 可实现由单项目 操作向车间化多指标同时分析的飞跃， 这一点对 多指标监控的生产过程分析非常重要， 在不增加分析人员的情况下可以保证分析频次和分析质量， 从而保证生产的平稳运行。 （） ３ 分析成本低。近红外光谱在分析过程中不消耗样品， 自身除消耗一点电外几乎无其他消 耗， 与常用的标准或参考方法相比， 测试费用可大幅度降低。 （） ４ 测试重现性好。由于光谱测量的稳定性， 测试结果很少受人为因素的影响， 与标准或参考
根据应用角度不同可分为： 通用仪器、 专用仪器、 在线的过程监测仪器和图像仪器等。 通用型仪 器常常可以作为获得标准光谱图的仪器来使用， 主要用于实验室和大型客户， 对用户的科技水平要 求较高。 专用型是针对某个方面的应用开发的专用仪器， 例如分析饲料水分和粗蛋白的仪器。 由于 经济的高速发展， 现在许多行业对生产过程的监控呈现出巨大的需求， 从而促进了在线近红外仪器
王东丹等［ ］ ６ 应用傅里叶变换近红外漫反射光谱仪， 对具代表性的３０ ０ 个烟草样品建立了近红 外光谱与总糖、 还原糖、 尼古丁、 总氮４ 种主要成分含量间的关系模型， 经分析样品检验摸型， 结果
表明， 各成分近红外预测值与实测值之间的平均相对误差均小于 ５ｏ近红外光谱分析技术可初步 ０， 用于烟草常规化学成分的快速定量分析。 曹建国等田利用近红外漫反射光谱技术和偏最小二乘法， 建立了滤棒中三醋酸甘油醋含量测 定的数学模型， 并对所建立的数学模型进行了优化和验证。发现当近红外光谱不进行任何处理时，
① 联系人． 话： ８７２６１３Ｅｍ ｉｊ ｇ ｋｎ ｉ ＠ｓａ ｏ 电 （ ７）９５０：－ａ； ｎｓ ｕｍｎ ｉ． ０ ｌｉ ｕ ａ ｇ ｎｃ ｍ 作者简介： 江苏（９０， 湖南省酸陵市人， １８－）男， 在读硕士研究生， 从事近红外光谱应用研究。
收稿 日期：０６０－３接受 日期 ：０６０－８ ２０－３１ ； ２０－４２
复杂、 相互重叠， 传统的定性、 定量分析方法已经无能为力。 因此从近红外光谱中 提取的有用信息属
于弱信息和多元信息， 需要充分利用化学计量学方法技术解决近红外光谱区重叠的问题。 用近红外光谱分析某种待测量前必须建立相应的数学模型， 才能依据样品的光谱通过数学模
型确定待测量， 建立数学模型的过程就是关联样品光谱与待测量之间的数学关系。 复杂样品作ＮＲ Ｉ
功［， ［ 大大推动了 ４ １ 近红外技术的应用， 还有８ 年代傅里叶变换技术在近红外光谱仪中的应用， ０ 其快
速扫描、 高分辨、 高灵敏度和高稳定性的特点， 使近红外分析技术有了飞跃式的发展， 从而拥有了高
精度快速分析大量样品的能力。
近年来， 随着化学计量学与计算机技术的飞速发展， 近红外光谱分析技术越来越受到农业、 石 油、 食品、 烟草、 医药、 煤炭、 纺织等行业的重视， 并成功应用于这些行业的品质分析和质量控制中。
据。通过化学计量学方法对光谱进行处理， 并将其与参考数据关联， 将光谱数据进行转换并与化学 测定值进行回归计算， 然后得出定标方程， 这样在光谱图与其参考数据之间建立起一一对应映射关 系， 通常称之为模型。虽然建立模型所使用的样本数 目很有限， 但通过化学计量学处理得到的模型 应具有较强的普适性。再利用这个确定的模型来预测未知样品中该化学成分的含量。
近红外光谱仪器种类繁多， 根据不同角度可以有多种分类方式。 根据分光方式不同可分为： 滤光片型、 色散型（ 光栅、 棱镜）傅里叶变换（Ｔ 型和声光可调滤 、 Ｆ）
光（Ｏ Ｆ型等４ ＡＴ） 种类型。 滤光片型还可以 分为波长固定滤光片和波长可扫描滤光片２ 种形式。 光 栅色散型近红外光谱仪根据使用检测器的不同又分为扫描式和固定光路式。
江 苏 马 翔 陈 。 缪明明 李天飞 王亚明 ① 。 永福 “ 。
（ 昆明理工大学生物与化学工程学院 昆明市
６０２） ５２ ４
６３ ０ ５１ ａ（ ［红塔烟草（ 集团） 有限责任公司 云南省玉溪市 ０１
摘 要 简要介绍了近红外光谱分析技术的特点和仪器， 对近年来近红外技术在烟草行业中的应用 和发展进行了较详细的综述， 认为近红外光谱分析技术在烟草行业中正扮演着越来越重要的角色， 而且具 有十分广阔的应用前景 。 关性词 近红外光谱 ， ， 烟草 应用。 中图分类号 ： ６７３ ０ ５．３ 文献标识码 ； Ａ 文章编号 ：０４８３ （０６０－６３０ １０－１８２０）３０３－５
波（８－１０ｎ 和近红外长波（１０ ５６ｍ） ７０ １４ｍ） １０－２２ｎ 两个区域 。
在经典定量、 定性分析方面， １ 世纪前期， 到 ９ 近红外谱区的分析已得到相当发展， 但是当时的 理论与技术还无法将近红外谱区的（ 强度弱、 谱带复杂、 相互重叠） 信息重复提取出来。 因此， 近红外 谱区“ 沉睡” 了近一个半世纪， １６ 年Ｗｈｅｒ 以致 ９０ ｅｅ称近红外谱区为“ ｌ 被遗忘的谱区’１直到 ２ 世 ，。 ［ ２ ０ 纪 ５ 年代， ０ 仪器硬件、 计算机和现代数学的发展才推动了近红外光谱分析技术的逐步发展［， ３尤其 １ 是 ６ 年代，ａ Ｎ ｒｓ ０ Ｋ ｒ ｏ ｉ最早使用近红外光谱和多元线性回归分析测定水分、 ｌ ｒ 蛋白质、 脂肪的成
现代近红外光谱是 ２ 世纪 ９ 年代以来发展最快、 ０ ０ 最引人注目 的光谱分析技术， 是光谱测量技术与
化学计量学学科的有机结合， 被誉为分析的巨人。
２ Ｉ Ｎ Ｒ光谱分析技术基础
２１ 化学信息基础 ． 分子在近红外谱区的吸收是由于分子振动的倍频（ 振动状态在相隔一个和几个能级间的跃迁） 或合频（ 分子两种振动状态的能级同时发生跃迁） 吸收所造成的， 这是近红外光谱的信息源。 与中红 外光谱类似， 该谱区信息量丰富， 特别是几乎包含全部含氢基团的信息， 因此近红外光谱分析可对
１ 引言
近红外（ ａ ｎ ａ ｄＮＲ 光是指波长介于可见光（ Ｉ） ｅ Ｉ ｒ ｅ， ） Ｎ ｒ ｒ Ｉ ｆ ＶＳ 与中红外（ Ｒ 区之间的电磁波， ＭＩ ）
美国材料试验学会（Ｓ Ｍ） Ａ Ｔ 规定其波长范围为７０ ５６ｍ， ８－２２ｎ 波数范围约为 １５０ ００ －， ２０－４０ｃ ｉ ｍ 该 谱区于 １０ 年被天文学家Ｗｉａ Ｈｒｈｌ ８０ ｌｍ ｓ ｅ所发现［。习惯上人们又将近红外区划分为近红外短’ ｌ ｅｃ ｉ Ｄ ７
３５ｏ３５ ５４ｏ９２ ２．％， ．０， ％，．０， 写， １ 烟碱和总糖的结果与目 ． ． ０ 前使用的流动注射分析仪的测试结果
比较吻合， 已具有实用价值； 还原糖和总氮的标样测试精度有待提高； 其中氯由于与含氢基团只具 有间接关系， 且目前使用的测量方法只有 １ 位有效数字， 所以相对误差较大．
定量分析时， 为了解决谱区重叠与谱图复杂、 变动的问题， 必须应用全光谱的信息， ＮＲ分析 因此 Ｉ 必需首先有含量或性质已知的标准样品， 利用化学计量学算法， 建立全谱区的光谱信息与含量或性 质间的数学模型：
。 Ｋ｝ ｉ 一 ｏ艺Ｋ ＜ － ； － Ｆ
其中： Ｃ为样品中第１ 个待测成分的浓度；， Ｆ是样品近红外光谱经线性变化后第ｉ 波长的某一 光谱线性函数值； ｏ 。 Ｋ ， 为浓度定标方程中作为校正系数的常数与系数。 Ｋ 通过对一批已知其化学成分含量的近红外光谱测量， 得到样品的各种质量参数， 称之为参考数
光谱实验室
第２ ３卷
复杂样品进行多组分分析； 与可见光谱类似， 获得该谱区相对比较容易， 而且分子对倍频和合频吸 收强度较低， 近红外穿透物质的能力相对较强， 因此可进行复杂样品的无损检测。 ２２ 数学基础 ．
由于有机物质在 ＮＲ光谱区为倍频与合频吸收， Ｉ 而倍频和合频跃迁几率低、 消光系数弱、 谱带
的发展 。
根据近红外光谱的发生机理（ 即测试方法）主要分为： ， 透射型、 漫透射型和反射型。 透射型用于 透明样品的分析， 样品浓度与对光的吸收关系符合比耳定律； 漫透射型用于含有光散射物质的样
品， 近红外光在穿透分析样品时， 除了吸收还有多次散射， 比耳定律不适用； 反射型， 近红外光照射
第 ３期
江 苏等 ： 近红外光谱分析技术及其在烟草行业中的应用
术， 该方法所依赖的模型必须事先用标准方法或参考方法对一定范围内的样品测定出组成或性质
数据， 因此模型的建立需要一定的化学计量学知识、 费用和时间， 另外分析结果的准确性与模型的
建立和模型的合理使用有很大的关系。
３ Ｉ ＮＲ光谱分析仪器的分类
应用傅里叶近红外技术建立快速定量分析烟草化学成分的数学模型使用bruker近红外光谱分析技术及其在烟草行业中的应用optics公司的mpa型傅里叶变换近红外光谱仪谱区扫描范围120004000cm选择不同的谱区范围对烟碱总糖和总氮3种组分的数学模型进行优化结果显示不同谱区范围对同一组分数学模型影响有明显的差异而且不同组分所选择的最佳建模谱区范围是不一样的说明在模型优化过程中选择最佳谱区范围是非常关键的种组分模型的最佳谱区范围分别是95004231
第 ２ 卷， ３ ３ 第 期 ２ ０ 年 ５月 ０ ６
光 谱 实 验 室 Ｃ ｉ ｓ Ｊｕｎｌ Ｓ ｅ ｒ ｃ ｙ ｂｒｔ ｙ ｈ ｅ ｏｒａ ｏ ｐｃ ｏ ｏ Ｌ ｏ ｏ ｎ ｅ ｆ ｔ ｓ ｐ ａ ａ ｒ
Ｖｏ ．２３， ｌ Ｎｏ。３
Ｍａ ，２ ０ ｙ ０ ６
近红外光谱分析技术及其在烟草行业中的应用
到样品表面后， 由于表面的状态和结构的不同， 光线发生不同的反射。
４ Ｉ ＮＲ在烟草行业的应用
烟草作为一种天然生长的植物， 含有大量对 ＮＲ比较敏感的Ｃ ， ， Ｉ －Ｈ Ｏ －Ｈ Ｎ －Ｈ键， 而且烟 草中的总糖、 还原糖、 总氮、 烟碱等化学指标是配方设计和质量监控必不可少的因素。除了烟草本・ 身， 部分学者还应用近红外光谱仪对烟气及辅料进行了分析。 由于传统的分析手段需要付出大量的 时间、 精力以及经费， 而且人为引人的误差较大， 在视质量为生命的市场竞争中及自动化程度日益 提高的今天， 无疑， 近红外光谱分析为烟草企业提供了一种快速、 高效、 简便的分析方法。 此外，Ｉ ＮＲ 具有无损和多特征同时分析的优点， 使原料和产品的在线检测和实时监控成为可能。・ 张建平等［ ｓ ３ 将来自 全国各地的１４ ３ 个样品（ 初烤烟烟叶） 辗磨成粉粒， 测得烟叶的化学成分（ 烟 碱、 总糖、 还原塘、 总氮、 总氯） 含量和近红外光谱后， Ｏ Ｕ 使用 Ｐ Ｓ软件中的主成分回归法及内部交
方法相比， 近红外光谱一般显示出更好的重现性。 （） ５ 样品测量一般勿需预处理， 光谱测量方便。由于近红外光较强的穿透能力和散射效应， 根 据样品物态和透光能力的强弱可选用透射或漫反射测谱方式。 通过相应的测样器件可以直接测量 液体、 固体、 半固体和胶状类等不同物态的样品。
（） ６ 便于实现在线分析。 由于近红外光在光纤中良好的传输特性， 通过光纤可以使仪器远离采 样现场， 将测量的光谱信号实时地传输给仪器， 调用建立的校正模型计算后可直接显示出生产装置 中样品的组成或性质结果。另外通过光纤也可测量恶劣环境中的样品。 （） ７ 典型的无损分析技术。光谱测量过程中不消耗样品， 从外观到内在都不会对样品产生影 响。鉴于这一特点， 该技术在活体分析和医药临床领域正得到越来越多的应用。 （） ８ 现代近红外光谱分析也有其固有的弱点。 一是测试灵敏度相对较低， 这主要是因为近红外 光谱作为分子振动的非谐振吸收跃迁几率较低， 一般近红外倍频和合频的谱带强度是其基频吸收 的 １ 到 １００ ０ ００ 分之一， 就对组分的分析而言， 其含量一般应大于 ０１０二是作为一种间接分析技 ． ； ０
２３ 特点 ．
近红外光谱技术之所以成为一种快速、 高效、 适合过程在线分析的有利工具， 是由其技术特点 决定的， 近红外光谱分析的主要技术特点如下：
（） １ 分析速度快。 由于光谱的测量过程一般可在 ｌ ｉ ｍｎ内完成（ 多通道仪器可在 ｉ 之内完成） ｓ ，
通过建立的校正模型可迅速测定出样品的组成或性质。 （） ２ 分析效率高。 通过一次光谱的测量和已建立的相应的校正模型， 可同时对样品的多个组成 或性质进行测定。在工业分析中， 可实现由单项目 操作向车间化多指标同时分析的飞跃， 这一点对 多指标监控的生产过程分析非常重要， 在不增加分析人员的情况下可以保证分析频次和分析质量， 从而保证生产的平稳运行。 （） ３ 分析成本低。近红外光谱在分析过程中不消耗样品， 自身除消耗一点电外几乎无其他消 耗， 与常用的标准或参考方法相比， 测试费用可大幅度降低。 （） ４ 测试重现性好。由于光谱测量的稳定性， 测试结果很少受人为因素的影响， 与标准或参考
根据应用角度不同可分为： 通用仪器、 专用仪器、 在线的过程监测仪器和图像仪器等。 通用型仪 器常常可以作为获得标准光谱图的仪器来使用， 主要用于实验室和大型客户， 对用户的科技水平要 求较高。 专用型是针对某个方面的应用开发的专用仪器， 例如分析饲料水分和粗蛋白的仪器。 由于 经济的高速发展， 现在许多行业对生产过程的监控呈现出巨大的需求， 从而促进了在线近红外仪器
王东丹等［ ］ ６ 应用傅里叶变换近红外漫反射光谱仪， 对具代表性的３０ ０ 个烟草样品建立了近红 外光谱与总糖、 还原糖、 尼古丁、 总氮４ 种主要成分含量间的关系模型， 经分析样品检验摸型， 结果
表明， 各成分近红外预测值与实测值之间的平均相对误差均小于 ５ｏ近红外光谱分析技术可初步 ０， 用于烟草常规化学成分的快速定量分析。 曹建国等田利用近红外漫反射光谱技术和偏最小二乘法， 建立了滤棒中三醋酸甘油醋含量测 定的数学模型， 并对所建立的数学模型进行了优化和验证。发现当近红外光谱不进行任何处理时，
① 联系人． 话： ８７２６１３Ｅｍ ｉｊ ｇ ｋｎ ｉ ＠ｓａ ｏ 电 （ ７）９５０：－ａ； ｎｓ ｕｍｎ ｉ． ０ ｌｉ ｕ ａ ｇ ｎｃ ｍ 作者简介： 江苏（９０， 湖南省酸陵市人， １８－）男， 在读硕士研究生， 从事近红外光谱应用研究。
收稿 日期：０６０－３接受 日期 ：０６０－８ ２０－３１ ； ２０－４２
复杂、 相互重叠， 传统的定性、 定量分析方法已经无能为力。 因此从近红外光谱中 提取的有用信息属
于弱信息和多元信息， 需要充分利用化学计量学方法技术解决近红外光谱区重叠的问题。 用近红外光谱分析某种待测量前必须建立相应的数学模型， 才能依据样品的光谱通过数学模
型确定待测量， 建立数学模型的过程就是关联样品光谱与待测量之间的数学关系。 复杂样品作ＮＲ Ｉ
功［， ［ 大大推动了 ４ １ 近红外技术的应用， 还有８ 年代傅里叶变换技术在近红外光谱仪中的应用， ０ 其快
速扫描、 高分辨、 高灵敏度和高稳定性的特点， 使近红外分析技术有了飞跃式的发展， 从而拥有了高
精度快速分析大量样品的能力。
近年来， 随着化学计量学与计算机技术的飞速发展， 近红外光谱分析技术越来越受到农业、 石 油、 食品、 烟草、 医药、 煤炭、 纺织等行业的重视， 并成功应用于这些行业的品质分析和质量控制中。
据。通过化学计量学方法对光谱进行处理， 并将其与参考数据关联， 将光谱数据进行转换并与化学 测定值进行回归计算， 然后得出定标方程， 这样在光谱图与其参考数据之间建立起一一对应映射关 系， 通常称之为模型。虽然建立模型所使用的样本数 目很有限， 但通过化学计量学处理得到的模型 应具有较强的普适性。再利用这个确定的模型来预测未知样品中该化学成分的含量。
近红外光谱仪器种类繁多， 根据不同角度可以有多种分类方式。 根据分光方式不同可分为： 滤光片型、 色散型（ 光栅、 棱镜）傅里叶变换（Ｔ 型和声光可调滤 、 Ｆ）
光（Ｏ Ｆ型等４ ＡＴ） 种类型。 滤光片型还可以 分为波长固定滤光片和波长可扫描滤光片２ 种形式。 光 栅色散型近红外光谱仪根据使用检测器的不同又分为扫描式和固定光路式。
江 苏 马 翔 陈 。 缪明明 李天飞 王亚明 ① 。 永福 “ 。
（ 昆明理工大学生物与化学工程学院 昆明市
６０２） ５２ ４
６３ ０ ５１ ａ（ ［红塔烟草（ 集团） 有限责任公司 云南省玉溪市 ０１
摘 要 简要介绍了近红外光谱分析技术的特点和仪器， 对近年来近红外技术在烟草行业中的应用 和发展进行了较详细的综述， 认为近红外光谱分析技术在烟草行业中正扮演着越来越重要的角色， 而且具 有十分广阔的应用前景 。 关性词 近红外光谱 ， ， 烟草 应用。 中图分类号 ： ６７３ ０ ５．３ 文献标识码 ； Ａ 文章编号 ：０４８３ （０６０－６３０ １０－１８２０）３０３－５
波（８－１０ｎ 和近红外长波（１０ ５６ｍ） ７０ １４ｍ） １０－２２ｎ 两个区域 。
在经典定量、 定性分析方面， １ 世纪前期， 到 ９ 近红外谱区的分析已得到相当发展， 但是当时的 理论与技术还无法将近红外谱区的（ 强度弱、 谱带复杂、 相互重叠） 信息重复提取出来。 因此， 近红外 谱区“ 沉睡” 了近一个半世纪， １６ 年Ｗｈｅｒ 以致 ９０ ｅｅ称近红外谱区为“ ｌ 被遗忘的谱区’１直到 ２ 世 ，。 ［ ２ ０ 纪 ５ 年代， ０ 仪器硬件、 计算机和现代数学的发展才推动了近红外光谱分析技术的逐步发展［， ３尤其 １ 是 ６ 年代，ａ Ｎ ｒｓ ０ Ｋ ｒ ｏ ｉ最早使用近红外光谱和多元线性回归分析测定水分、 ｌ ｒ 蛋白质、 脂肪的成
现代近红外光谱是 ２ 世纪 ９ 年代以来发展最快、 ０ ０ 最引人注目 的光谱分析技术， 是光谱测量技术与
化学计量学学科的有机结合， 被誉为分析的巨人。
２ Ｉ Ｎ Ｒ光谱分析技术基础
２１ 化学信息基础 ． 分子在近红外谱区的吸收是由于分子振动的倍频（ 振动状态在相隔一个和几个能级间的跃迁） 或合频（ 分子两种振动状态的能级同时发生跃迁） 吸收所造成的， 这是近红外光谱的信息源。 与中红 外光谱类似， 该谱区信息量丰富， 特别是几乎包含全部含氢基团的信息， 因此近红外光谱分析可对
１ 引言
近红外（ ａ ｎ ａ ｄＮＲ 光是指波长介于可见光（ Ｉ） ｅ Ｉ ｒ ｅ， ） Ｎ ｒ ｒ Ｉ ｆ ＶＳ 与中红外（ Ｒ 区之间的电磁波， ＭＩ ）
美国材料试验学会（Ｓ Ｍ） Ａ Ｔ 规定其波长范围为７０ ５６ｍ， ８－２２ｎ 波数范围约为 １５０ ００ －， ２０－４０ｃ ｉ ｍ 该 谱区于 １０ 年被天文学家Ｗｉａ Ｈｒｈｌ ８０ ｌｍ ｓ ｅ所发现［。习惯上人们又将近红外区划分为近红外短’ ｌ ｅｃ ｉ Ｄ ７