近红外 (NIR) 光谱市场 – 全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按类型（台式、便携式）、按产品（FT-NIR 光谱仪、色散式）、按应用（医疗应用、远程监控、农业、天文光谱、粒子测量、工业用途、材料科学）、按地区和按竞争进行细分，2018 年至 2028 年

市场概览

全球近红外 (NIR) 光谱市场的特点是强劲增长和在不同行业中的广泛采用。NIR 光谱以其无损、快速和多功能的分析能力而闻名，已成为各种应用不可或缺的工具。该市场的主要驱动因素包括其在制药和医疗保健行业的不断扩大的应用，它支持药物质量控制、过程监控和医疗诊断。该技术在确保食品质量和安全方面的作用也很重要，可用于农业和食品加工。此外，农业部门受益于 NIR 光谱优化作物管理和评估土壤健康的能力，有助于可持续的农业实践。环境监测和可持续发展计划推动了采用，使土壤、水和空气质量评估成为可能。NIR 光谱在材料科学、化学加工和工业质量控制中起着至关重要的作用，它可以提高效率和产品一致性。包括便携式仪器和人工智能驱动的数据分析在内的技术进步进一步推动了市场增长。便携式近红外光谱仪可实现现场实时分析，而机器学习可增强数据解释能力。北美凭借强大的研发实力、蓬勃发展的制药行业以及对质量标准的承诺，在市场上占据主导地位。“FT-NIR 光谱仪”细分市场以其高分辨率、灵敏度和多功能性而处于领先地位，而“工业用途”类别则因其在制药、化学品、食品和材料行业的广泛采用而占据主导地位。

关键市场驱动因素

制药和医疗保健行业的应用范围不断扩大：

推动全球近红外 (NIR) 光谱市场增长的主要驱动因素之一是其在制药和医疗保健行业的应用范围不断扩大。 NIR 光谱法因其无损、快速和多功能的分析能力而在这些领域中占据了重要地位。

在制药行业，NIR 光谱法广泛用于药物分析，包括药物制剂中活性药物成分 (API)、赋形剂和杂质的识别和量化。它有助于药片和胶囊的质量控制，确保药品的一致性。此外，NIR 光谱法在制药过程监控中起着至关重要的作用，支持制造过程的优化并确保产品质量。

在医疗保健领域，NIR 光谱法用于各种医疗诊断，例如用于糖尿病管理的非侵入性血糖监测。它可以测量体液中的各种生物标志物和分析物，为即时检测和疾病监测提供了有希望的途径。对快速、非侵入性诊断工具的需求不断增长，推动了近红外光谱技术在医疗保健领域的应用。

随着制药和医疗保健行业继续优先考虑效率、安全性和精度，预计近红外光谱技术的应用将进一步扩大，从而推动市场增长。

越来越重视食品质量和安全：

全球对食品质量、安全和营养价值的重视是近红外光谱市场的重要驱动力，特别是在食品和饮料领域。近红外光谱用于对食品进行快速和非破坏性分析，使制造商能够评估质量参数、检测污染物并确保符合监管标准。

在食品加工中，近红外光谱用于确定关键的质量属性，例如水分含量、脂肪含量、蛋白质水平和糖浓度。它有助于评估产品的一致性和均匀性，帮助制造商保持高质量标准。

该技术对于识别食品中的掺假物和污染物也至关重要，有助于食品安全工作。使用近红外光谱法进行快速现场分析可降低受污染或掺假食品到达消费者手中的风险，增强消费者信心。

此外，随着消费者偏好转向更健康、更透明的食品选择，近红外光谱法在评估营养成分、支持食品标签和确保遵守饮食法规方面发挥着重要作用。对食品质量和安全的需求是食品和饮料行业采用 NIR 光谱的强大驱动力。

农业和农业食品应用的增长：

农业和农业食品行业正在见证 NIR 光谱的采用显着增长，这得益于对精准农业和可持续农业实践的需求。NIR 光谱用于分析土壤特性，评估作物健康状况并优化农业流程。

农民和农学家使用 NIR 光谱进行土壤分析，确定营养水平、pH 值、有机物含量和水分含量。这些数据有助于做出有关施肥、灌溉和作物管理的明智决策，从而提高作物产量并减少资源使用。

除了土壤分析外，NIR 光谱还用于实时评估作物质量，帮助农民确定最佳收获时间并尽早发现疾病或害虫侵袭。它通过最大限度地减少农药使用和优化资源配置来支持可持续农业实践的发展。

精准农业、可持续实践和改进作物管理的需求日益增长，推动了 NIR 光谱在农业和农业食品应用中的应用，从而促进了市场增长。

环境监测和可持续发展计划：

NIR 光谱在环境监测和可持续发展计划中越来越受欢迎，推动了其在各个行业的应用。该技术用于评估土壤、水和空气质量，有助于环境保护工作并支持可持续实践。

在土壤和环境分析中，NIR 光谱有助于评估土壤成分、营养水平和污染。它用于监测生态系统的健康状况、跟踪土壤特性的变化以及检测污染或土壤退化。NIR 光谱在环境影响评估和恢复项目中起着至关重要的作用。

水质监测是另一个关键应用，可以检测污染物、污染物和水成分的变化。NIR 光谱有助于确保饮用水源的安全并支持可持续的水管理实践。

在可持续性的背景下，NIR 光谱有助于分析可再生能源，例如生物燃料和生物质。它通过评估这些资源的化学成分和质量，有助于开发更清洁、更可持续的能源替代品。

随着环保意识和可持续发展努力的不断增长，采用 NIR 光谱进行环境监测和可持续实践预计将推动市场扩张。

技术进步和仪器创新：

NIR 光谱仪器的技术进步和创新是市场增长的重要驱动力。该领域见证了硬件、软件和数据分析技术的不断改进，增强了 NIR 光谱仪的功能和多功能性。

一项关键创新是 NIR 光谱仪的小型化和便携性。传统的 NIR 仪器通常体积庞大，仅限于实验室环境。然而，最近的发展导致了紧凑型手持式 NIR 设备的诞生。这些便携式光谱仪提供实时、无损分析，是农业、制药和食品质量控制领域现场应用的理想选择。

与人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 算法的集成是另一项显著的进步。AI 和 ML 有助于分析和解释复杂的 NIR 光谱数据，从而实现快速决策和预测分析。机器学习模型可以识别光谱中的模式、异常值和趋势，从而获得更准确、更高效的结果。

此外，数据分析软件的发展使非专家用户更容易使用 NIR 光谱。用户友好的界面和简化的数据处理工具使研究人员和分析师更容易在各种应用中利用 NIR 光谱的强大功能。

主要市场挑战

校准和方法开发挑战

全球 NIR 光谱市场的主要挑战之一是校准和方法开发过程。NIR 光谱仪需要强大的校准模型才能将原始光谱数据转换为有意义的分析结果。开发这些模型可能是一项耗时且劳动密集型的任务，尤其是在同时分析复杂基质或多种分析物时。

校准需要收集具有已知参考值的代表性数据集，这可能成本高昂且资源密集。此外，随着时间的推移维护校准模型至关重要，因为仪器性能可能会漂移或变化。仪器或样品特性的任何变化都可能需要重新校准，这会增加持续的维护负担。

此外，由于仪器配置和条件的差异，在不同的仪器和实验室中获得准确可靠的结果可能具有挑战性。标准化工作（例如使用参考材料和标准化方法）正在进行中，以应对这一挑战并确保 NIR 光谱结果的一致性。

数据分析和解释的复杂性：

数据分析和解释的复杂性对全球 NIR 光谱市场构成了重大挑战。NIR 光谱通常包含重叠峰和细微光谱特征，需要先进的化学计量技术来提取有意义的信息。分析大型数据集并确定特定分析物或特性的相关光谱区域可能需要大量计算。

此外，数据预处理步骤（例如基线校正、降噪和异常值检测）对于提高光谱数据质量和改善模型性能至关重要。然而，选择合适的预处理方法和参数并非易事。

在处理实时或近实时分析时，挑战会更大，因为必须根据光谱数据快速做出决策。开发强大的化学计量模型和简化数据分析流程是该领域持续面临的挑战，尤其是对于非专家用户而言。

样品特性的变化：

样品特性的变化是全球 NIR 光谱市场面临的重大挑战。由于异质性、粒度分布、水分含量和物理特性等因素，样品可能表现出固有的变化性。在某些情况下，分析前需要进行样品制备以使样品均质化或标准化，这可能会引入额外的变化源。

样品的呈现和处理也会影响测量的一致性。例如，样品在光谱仪样品室中的位置和样品厚度的变化都会影响获取的光谱。在农业和食品加工等应用中，样品可能会因作物基因或环境条件等因素而出现自然变异。

管理和减轻样品变异性是一项持续的挑战，需要精心设计实验、进行数据预处理，并开发能够解释样品特性变化的稳健校准模型。

仪器成本和维护：

NIR 光谱仪器的成本和相关的维护费用是市场上的显著挑战。具有先进功能的高质量 NIR 光谱仪价格昂贵，预算有限的小型组织和研究机构难以获得。设备和软件的初始投资可能会成为某些用户的进入障碍。

此外，维护 NIR 仪器的性能和校准需要持续的努力和专业知识。日常维护（例如仪器清洁、校准检查和软件更新）对于确保可靠和准确的测量是必不可少的。在某些情况下，仪器可能需要定期维护或维修，从而产生额外费用。

对于考虑采用 NIR 光谱法的组织来说，平衡初始投资与长期维护和运营费用是一项挑战。为了应对这一挑战，人们寻求具有成本效益的替代方案，例如共享仪器设施或外包分析服务。

法规遵从性和验证：

法规遵从性和验证要求是一项重大挑战，特别是在广泛使用 NIR 光谱法的制药、食品和医疗保健等行业。要满足美国食品药品监督管理局 (FDA) 或欧洲药品管理局 (EMA) 等监管机构的严格标准，需要细致的验证和记录流程。

验证包括证明方法的适用性、准确性、精密度、特异性和稳健性以及其他参数。它涉及广泛的测试和验证协议，以确保 NIR 方法以可控且可重复的方式持续提供可靠的结果。

保持遵守不断变化的法规并使文档保持最新可能耗费大量资源且耗费时间。此外，验证研究的成本和第三方审计的潜在需求可能会增加在受监管行业实施 NIR 光谱的总体成本。

主要市场趋势

NIR 光谱仪器的小型化和便携性方面的进步：

全球 NIR 光谱市场的一个突出趋势是 NIR 光谱仪器的小型化和便携性不断进步。传统上，NIR 光谱仪体积庞大，仅限于实验室环境。然而，最近的创新推动了紧凑型手持式 NIR 设备的发展。这些便携式光谱仪提供实时、无损分析，使其成为农业、制药和食品质量控制等现场应用的理想选择。

小型化趋势是由对现场即时检测和监测的需求推动的。例如，在农业领域，农民可以使用手持式 NIR 设备来评估作物质量并优化收获时间。在制药行业，研究人员可以在生产过程中快速分析药物配方。随着这些便携式仪器变得更加实惠和用户友好，预计它们在各个行业的采用率将会上升。

NIR 光谱与人工智能和机器学习的集成：

NIR 光谱市场的另一个重要趋势是该技术与人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 算法的集成。NIR 光谱会产生大量光谱数据，而 AI/ML 可以帮助更高效、更准确地分析和解释这些数据。机器学习模型可以识别复杂光谱中的模式、异常值和趋势，从而实现快速决策和预测分析。

例如，在制药行业，人工智能驱动的 NIR 光谱可以帮助识别药物配方中的潜在杂质，从而减少质量控制的时间和成本。在食品生产中，机器学习算法可以实时检测污染物或掺假物，确保产品安全和质量。 NIR 光谱与 AI 和 ML 的结合增强了其分析能力，并拓宽了其在各个行业的应用。

医疗保健和制药行业对 NIR 光谱的需求不断增长：

医疗保健和制药行业对 NIR 光谱应用的需求日益增长。NIR 光谱在药物分析中发挥了重要作用，包括识别和量化药物配方中的活性药物成分 (API)、赋形剂和污染物。它还用于药片和胶囊的质量控制，确保药物的稳定输送。

在医疗保健领域，NIR 光谱可用于医学诊断，例如用于糖尿病管理的无创血糖监测。该技术能够测量体液中的各种生物标志物和分析物，为即时检测和疾病监测提供了一条有希望的途径。

随着医疗保健和制药行业继续优先考虑效率、安全性和精度，近红外光谱的采用有望进一步扩大。

近红外光谱在农业和食品加工中的应用日益广泛：

农业和食品加工是近红外光谱的一个重要增长领域。农民、食品制造商和加工商越来越多地转向近红外技术来评估农产品和食品的质量、成分和安全性。近红外光谱能够快速分析水分含量、蛋白质水平、脂肪含量和污染物等参数。

在农业中，近红外光谱仪用于作物分析、确定最佳收获时间和评估土壤质量。在食品加工中，它们有助于质量控制，确保产品质量稳定并符合食品安全法规。随着全球人口的增长以及对粮食安全的重视程度不断提高，近红外光谱技术将在确保农产品和食品的高效生产和安全方面发挥关键作用。

环境监测和可持续发展应用：

环境监测和可持续发展计划正在推动采用近红外光谱技术分析土壤、水和空气质量。近红外技术用于评估土壤特性、检测水源中的污染物以及测量空气污染物。这些应用支持环境保护工作，并使各行业能够最大限度地减少其生态足迹。

近红外光谱技术也为农业的可持续实践做出了贡献。通过准确测定土壤中的养分水平并评估作物健康状况，农民可以优化肥料的使用，减少浪费和对环境的影响。

此外，近红外光谱法还用于分析生物燃料和生物质等可再生能源，有助于开发更清洁、更可持续的能源替代品。

细分洞察

类型洞察

便携式细分市场

便携式近红外光谱法占据主导地位的关键驱动因素之一是其多功能性以及在不同环境中提供快速、无损分析的能力。农业、食品和饮料、制药和环境监测等行业越来越多地转向便携式近红外光谱仪进行现场使用点测量。这种转变允许立即做出决策和进行质量控制，从而减少了耗时的样品运输和实验室分析的需要。

在农业中，便携式近红外光谱仪广泛用于土壤分析、作物质量评估和营养管理。农民和农学家受益于这些仪器提供的实时数据，从而做出精确的施肥和灌溉决策。

制药行业还依赖便携式近红外光谱仪进行过程监控和质量控制。这些仪器有助于评估药物配方，确保整个生产过程的均匀性和一致性。制药行业重视便携式近红外解决方案的效率和成本效益。

产品见解

FT-NIR 光谱仪细分市场

推动 FT-NIR 光谱仪占据主导地位的关键因素之一是其出色的光谱分辨率。这些仪器擅长捕获高分辨率光谱数据，能够对广泛的样品进行精确分析。这种分辨率水平在识别细微光谱特征或区分密切相关化合物至关重要的应用中尤其宝贵。

此外，FT-NIR 光谱仪以其出色的灵敏度和信噪比而闻名。这种高灵敏度可以检测痕量分析物，并确保测量的准确性和可靠性。这在成分微小变化会严重影响产品质量和监管标准合规性的行业中尤为重要。

FT-NIR 光谱仪的多功能性是其占据主导地位的主要驱动力。这些仪器能够分析各种样品类型，包括固体、液体和气体，使其适用于广泛的行业和应用。从制药到农业，从材料科学到化学加工，FT-NIR 光谱仪已广泛应用于寻求精确和实时分析解决方案的行业。

区域见解

北美

北美的制药和医疗保健行业是世界上规模最大、最具活力的行业之一。NIR 光谱在这些领域中得到了广泛的应用，用于药物配方、质量控制和医学诊断。美国食品药品监督管理局 (FDA) 等监管机构也认识到了 NIR 光谱的价值，导致其广泛用于药物分析。北美制药和医疗保健公司强大的影响力推动了对近红外光谱技术的需求。

北美拥有各种各样的农业实践，从大规模农业到精准农业。近红外光谱已成为优化作物管理、评估土壤质量以及监测食品质量和安全的宝贵工具。该地区对可持续农业实践的承诺和对高效食品生产的需求推动了近红外光谱解决方案的采用。

最新发展

• 2022 年 5 月，赛默飞世尔为半导体制造商举办了一场网络研讨会，探讨如何通过中红外和近红外范围对化学品和气体进行分析。 NIR 光谱被认为是过程分析技术 (PAT) 的最佳解决方案。
• 2022 年 3 月，KPM Analytics Inc. 与 AB Agri Limited 的饲料添加剂业务 AB Vista 达成了多年合作协议。新的许可协议扩大了两家公司之间的校准开发、定制和支持业务，巩固了 KPM Analytics 和 AB Vista 之间的战略合作伙伴关系。
• 2020 年 3 月，据 BASF SE 的全资子公司 trinamiX GmbH（德国路德维希港）称，一款移动近红外 (NIR) 光谱解决方案已经发布。trinamiX 的创新型移动近红外 (NIR) 光谱解决方案有助于增强即时决策。

主要市场参与者

• 赛默飞世尔科技公司
• 布鲁克公司
• 珀金埃尔默Inc.
• Oxford Instruments plc
• Shimadzu Corporation
• ABB Ltd.
• Agilent Technologies Inc.
• Metrohm AG
• Zeiss Group
• JASCO International Co., Ltd.