近赤外線（NIR）分光法市場 – 世界の産業規模、シェア、傾向、機会、予測、タイプ別（ベンチトップ、ポータブル）、製品別（FT-NIR分光計、分散型）、アプリケーション別（医療用途、リモートモニタリング、農業、天文分光法、粒子測定、工業用途、材料科学）、地域別、競合状況別、2018～2028年

市場概要

世界の近赤外線（NIR）分光法市場は、さまざまな業界で堅調な成長と幅広い採用を特徴としています。非破壊、迅速、多用途の分析機能で知られるNIR分光法は、さまざまなアプリケーションに欠かせないツールとなっています。この市場の主な推進力には、医薬品およびヘルスケア業界でのアプリケーションの拡大が含まれ、医薬品の品質管理、プロセス監視、医療診断をサポートしています。この技術は、農業や食品加工に使用され、食品の品質と安全性を確保する上で重要な役割を果たしています。さらに、農業部門は、作物管理を最適化し、土壌の健康状態を評価するNIR分光法の能力から恩恵を受けており、持続可能な農業慣行に貢献しています。環境監視と持続可能性の取り組みにより、土壌、水、空気の質の評価が可能になり、採用が促進されています。 NIR 分光法は、材料科学、化学処理、工業品質管理において、効率と製品の一貫性を高める重要な役割を果たしています。ポータブル機器や AI 駆動型データ分析などの技術進歩により、市場の成長がさらに加速しています。ポータブル NIR 分光計は、現場でのリアルタイム分析を可能にし、機械学習はデータ解釈を強化します。北米は、強力な研究開発、活気のある製薬業界、品質基準への取り組みにより、市場を支配しています。「FT-NIR 分光計」セグメントは、高解像度、感度、汎用性でリードし、「工業用」カテゴリは、製薬、化学、食品、材料業界で広く採用されているため、優位に立っています。

主要な市場推進要因

製薬およびヘルスケア業界でのアプリケーションの拡大

世界の近赤外線 (NIR) 分光法市場の成長を牽引する主な要因の 1 つは、製薬およびヘルスケア業界でのアプリケーションの範囲の拡大です。 NIR 分光法は、非破壊、迅速、多用途の分析機能を備えているため、これらの分野で注目を集めています。

製薬業界では、NIR 分光法は、医薬品の有効成分 (API)、賦形剤、製剤中の不純物の識別と定量化を含む医薬品分析に広く使用されています。錠剤やカプセルの品質管理に役立ち、医薬品の均一性を保証します。さらに、NIR 分光法は医薬品のプロセス監視において重要な役割を果たし、製造プロセスの最適化をサポートし、製品の品質を保証します。

ヘルスケアでは、NIR 分光法は、糖尿病管理のための非侵襲性グルコース監視など、さまざまな医療診断に使用されています。体液中のさまざまなバイオマーカーと分析対象物の測定が可能になり、ポイントオブケア検査と疾患監視の有望な手段となります。迅速で非侵襲的な診断ツールに対する需要の高まりにより、医療分野での NIR 分光法の採用が進んでいます。

製薬業界と医療業界では効率、安全性、精度が引き続き優先されるため、NIR 分光法の採用はさらに拡大し、市場の成長を促進すると予想されます。

食品の品質と安全性への重点の高まり

食品の品質、安全性、栄養価に対する世界的な重点は、特に食品および飲料部門において NIR 分光法市場の大きな推進力となっています。NIR 分光法は、食品の迅速かつ非破壊的な分析に使用され、メーカーが品質パラメータを評価し、汚染物質を検出し、規制基準への準拠を確保できるようにします。

食品加工では、NIR 分光法を使用して、水分含有量、脂肪含有量、タンパク質レベル、糖濃度などの重要な品質特性を決定します。製品の一貫性と均一性の評価に役立ち、メーカーが高品質基準を維持するのに役立ちます。

この技術は、食品中の不純物や汚染物質の特定にも不可欠であり、食品安全の取り組みに貢献しています。NIR 分光法を使用した迅速なオンサイト分析により、汚染された食品や不純物が混入した食品が消費者に届くリスクが軽減され、消費者の信頼が向上します。

さらに、消費者の嗜好がより健康的で透明性の高い食品へと移行するにつれて、NIR 分光法は栄養成分の評価、食品ラベルのサポート、食事規制への準拠の確保に役割を果たします。食品の品質と安全性に対する需要は、食品および飲料業界で NIR 分光法を採用する強力な原動力となっています。

農業および農産食品アプリケーションの成長

農業および農産食品部門では、精密農業と持続可能な農業慣行の必要性に牽引され、NIR 分光法の採用が大幅に増加しています。NIR 分光法は、土壌特性の分析、作物の健康状態の評価、農業プロセスの最適化に使用されます。

農家や農学者は、土壌分析、栄養レベル、pH、有機物含有量、水分レベルの判定に NIR 分光法を使用しています。このデータは、施肥、灌漑、作物管理について情報に基づいた決定を下すのに役立ち、作物の収穫量の増加と資源使用量の削減に貢献します。

土壌分析に加えて、NIR 分光法は作物の品質をリアルタイムで評価するために使用され、農家が最適な収穫時期を決定し、病気や害虫の蔓延を早期に検出するのに役立ちます。農薬の使用を最小限に抑え、リソースの割り当てを最適化することで、持続可能な農業慣行の開発をサポートします。

農業および農業食品アプリケーションにおける NIR 分光法の採用は、精密農業、持続可能な慣行、および作物管理の改善に対するニーズの高まりによって推進され、市場の成長に貢献しています。

環境モニタリングと持続可能性の取り組み

NIR 分光法は、環境モニタリングと持続可能性の取り組みで注目を集めており、さまざまな業界での採用を促進しています。この技術は土壌、水、空気の質を評価するために使用され、環境保全活動を支援し、持続可能な慣行をサポートしています。

土壌および環境分析では、NIR 分光法は土壌の組成、栄養レベル、汚染の評価に役立ちます。生態系の健全性を監視し、土壌特性の変化を追跡し、汚染または土壌劣化を検出するために使用されます。NIR 分光法は、環境影響評価および修復プロジェクトで重要な役割を果たします。

水質監視は、汚染物質、汚染物質、および水組成の変化を検出できるもう 1 つの重要なアプリケーションです。NIR 分光法は、飲料水源の安全性を確保し、持続可能な水管理慣行をサポートします。

持続可能性の観点から、NIR 分光法はバイオ燃料やバイオマスなどの再生可能エネルギー源の分析に貢献しています。これらの資源の化学組成と品質を評価することで、よりクリーンかつ持続可能な代替エネルギーの開発に役立ちます。

環境意識と持続可能性への取り組みが高まるにつれ、環境モニタリングと持続可能な慣行のための NIR 分光法の採用が市場拡大の原動力になると予想されます。

技術の進歩と計測機器の革新

NIR 分光法計測機器の技術の進歩と革新は、市場成長の重要な原動力です。この分野では、ハードウェア、ソフトウェア、データ分析技術が継続的に改善され、NIR 分光計の機能と汎用性が向上しています。

重要な革新の 1 つは、NIR 分光計の小型化と携帯性です。従来の NIR 計測器はかさばり、実験室環境でしか使用できないことが多かったのですが、最近の開発により、コンパクトで携帯可能な NIR デバイスが誕生しました。これらのポータブル分光計は、リアルタイムの非破壊分析を提供するため、農業、製薬、食品品質管理の現場での用途に最適です。

人工知能 (AI) および機械学習 (ML) アルゴリズムとの統合も注目すべき進歩です。AI と ML により、複雑な NIR スペクトル データの分析と解釈が容易になり、迅速な意思決定と予測分析が可能になります。機械学習モデルは、スペクトルのパターン、外れ値、傾向を識別できるため、より正確で効率的な結果が得られます。

さらに、データ分析ソフトウェアの開発により、NIR 分光法は専門家以外のユーザーにも利用しやすくなりました。ユーザーフレンドリーなインターフェースと簡素化されたデータ処理ツールにより、研究者やアナリストはさまざまなアプリケーションで NIR 分光法のパワーを簡単に活用できます。

主要な市場の課題

キャリブレーションとメソッド開発の課題

世界の NIR 分光法市場における主な課題の 1 つは、キャリブレーションとメソッド開発プロセスです。NIR 分光計には、生のスペクトル データを意味のある分析結果に変換するための堅牢なキャリブレーション モデルが必要です。これらのモデルの開発は、複雑なマトリックスや複数の分析対象物を同時に分析する場合は特に、時間がかかり、労働集約的な作業になる可能性があります。

キャリブレーションには、既知の参照値を持つ代表的なデータセットの収集が必要ですが、これにはコストがかかり、リソースを大量に消費する可能性があります。さらに、機器のパフォーマンスが変動したり変化したりする可能性があるため、キャリブレーション モデルを長期にわたって維持することが重要です。機器やサンプルの特性に変化があれば、再校正が必要になる可能性があり、継続的なメンテナンスの負担が増します。

さらに、機器の構成や条件が異なるため、異なる機器や研究室で正確で信頼性の高い結果を達成することは困難な場合があります。この課題に対処し、NIR 分光法の結果の一貫性を確保するために、参照材料や標準化された方法の使用などの標準化の取り組みが進行中です。

データ分析と解釈の複雑さ

データ分析と解釈の複雑さは、世界の NIR 分光法市場において大きな課題となっています。NIR スペクトルには、重複するピークや微妙なスペクトル特性が含まれることが多く、意味のある情報を抽出するには高度な化学測定技術が必要です。大規模なデータセットを分析し、特定の分析対象物または特性に関連するスペクトル領域を特定するには、計算量が多くかかる場合があります。

さらに、ベースライン補正、ノイズ低減、外れ値検出などのデータ前処理手順は、スペクトル データの品質を高め、モデルのパフォーマンスを向上させるために不可欠です。ただし、適切な前処理方法とパラメータを選択するのは簡単な作業ではありません。

リアルタイムまたはほぼリアルタイムの分析を扱う場合、スペクトル データに基づいて迅速に決定を下す必要があるため、課題はさらに大きくなります。堅牢なケモメトリック モデルの開発とデータ分析プロセスの合理化は、特に非専門家ユーザーにとって、この分野での継続的な課題です。

サンプル特性の変動

サンプル特性の変動は、世界の NIR 分光法市場における大きな課題です。サンプルは、不均一性、粒度分布、水分含有量、物理的特性などの要因により、固有の変動を示す可能性があります。場合によっては、分析前にサンプルを均質化または標準化するためのサンプル準備が必要であり、これにより、追加の変動源が発生する可能性があります。

サンプルの提示と取り扱いも、測定の一貫性に影響を与える可能性があります。たとえば、分光計のサンプル コンパートメント内のサンプルの配置とサンプルの厚さの変動は、取得されたスペクトルに影響を与える可能性があります。農業や食品加工などの用途では、作物の遺伝的特性や環境条件などの要因により、サンプルに自然な変動が生じることがあります。

サンプルの変動を管理および緩和することは継続的な課題であり、慎重な実験設計、データの前処理、およびサンプル特性の変動を考慮できる堅牢なキャリブレーション モデルの開発が必要です。

計測機器のコストとメンテナンス

NIR 分光法の計測機器のコストと関連するメンテナンス費用は、市場における顕著な課題です。高度な機能を備えた高品質の NIR 分光計は高価になる可能性があり、予算が限られている小規模な組織や研究施設では入手しにくい場合があります。機器とソフトウェアへの初期投資は、一部のユーザーにとって参入障壁となる可能性があります。

さらに、NIR 機器の性能とキャリブレーションを維持するには、継続的な努力と専門知識が必要です。機器のクリーニング、キャリブレーション チェック、ソフトウェアの更新などの定期的なメンテナンスは、信頼性が高く正確な測定を保証するために不可欠です。場合によっては、機器の定期的な保守や修理が必要になり、追加コストが発生します。

初期投資と長期的な保守および運用コストのバランスを取ることは、NIR 分光法の導入を検討している組織にとって課題です。この課題に対処するために、機器の共有施設や分析サービスのアウトソーシングなど、費用対効果の高い代替手段が求められています。

規制遵守と検証

規制遵守と検証の要件は、特に NIR 分光法が広く使用されている製薬、食品、ヘルスケアなどの業界では大きな課題となります。米国食品医薬品局 (FDA) や欧州医薬品庁 (EMA) などの規制機関の厳格な基準を満たすには、綿密な検証と文書化のプロセスが必要です。

検証には、方法の適合性、正確性、精度、特異性、堅牢性などのパラメーターの実証が含まれます。これには、NIR メソッドが制御された再現可能な方法で一貫して信頼性の高い結果を提供することを保証するための広範なテストと検証プロトコルが含まれます。

進化する規制への準拠を維持し、ドキュメントを最新の状態に保つには、多くのリソースと時間がかかります。さらに、検証研究のコストと第三者監査の潜在的な必要性により、規制産業における NIR 分光法の実装にかかる総コストが増加する可能性があります。

主要な市場動向

NIR 分光法機器の小型化と携帯性の進歩

世界の NIR 分光法市場における顕著な傾向の 1 つは、NIR 分光法機器の小型化と携帯性の継続的な進歩です。従来、NIR 分光計はかさばり、実験室環境での使用に限られていました。しかし、最近の技術革新により、コンパクトで携帯可能な NIR デバイスが開発されました。これらの携帯可能な分光計は、リアルタイムの非破壊分析を提供するため、農業、製薬、食品品質管理などの現場用途に最適です。

小型化の傾向は、現場でのポイント オブ ケア検査とモニタリングの需要によって推進されています。たとえば、農業では、農家は携帯可能な NIR デバイスを使用して作物の品質を評価し、収穫時期を最適化できます。製薬業界では、研究者は製造中に薬剤の処方を迅速に分析できます。これらのポータブル機器がより手頃な価格で使いやすくなるにつれて、さまざまな業界での採用が拡大すると予想されます。

NIR 分光法と人工知能および機械学習の統合

NIR 分光法市場におけるもう 1 つの重要なトレンドは、このテクノロジーと人工知能 (AI) および機械学習 (ML) アルゴリズムの統合です。NIR 分光法は膨大な量のスペクトル データを生成し、AI/ML はこのデータをより効率的かつ正確に分析および解釈するのに役立ちます。機械学習モデルは、複雑なスペクトルのパターン、外れ値、傾向を特定できるため、迅速な意思決定と予測分析が可能になります。

たとえば、製薬業界では、AI を活用した NIR 分光法によって薬剤処方の潜在的な不純物を特定し、品質管理の時間とコストを削減できます。食品製造業界では、機械学習アルゴリズムによって汚染物質や不純物をリアルタイムで検出し、製品の安全性と品質を確保できます。 NIR 分光法と AI および ML を統合することで、分析機能が強化され、さまざまな業界での応用が広がります。

ヘルスケアおよび製薬分野で高まる NIR 分光法の需要

ヘルスケアおよび製薬分野では、NIR 分光法のアプリケーションに対する需要が高まっています。NIR 分光法は、医薬品の有効成分 (API)、賦形剤、および製剤中の汚染物質の特定と定量化を含む医薬品分析で有用であることがわかっています。また、錠剤やカプセルの品質管理にも使用され、一貫した薬物送達が保証されます。

ヘルスケアでは、NIR 分光法は、糖尿病管理のための非侵襲性血糖モニタリングなどの医療診断に応用されています。この技術により、体液中のさまざまなバイオマーカーや分析対象物の測定が可能になり、ポイントオブケア検査や疾病モニタリングの有望な手段が提供されます。

ヘルスケア業界と製薬業界では効率、安全性、精度が引き続き優先されるため、NIR 分光法の採用はさらに拡大する見込みです。

農業と食品加工における NIR 分光法の使用の増加

農業と食品加工は、NIR 分光法の大きな成長分野です。農家、食品メーカー、加工業者は、農産物や食品の品質、組成、安全性を評価するために NIR 技術を利用するケースが増えています。NIR 分光法を使用すると、水分含有量、タンパク質レベル、脂肪含有量、汚染物質などのパラメータを迅速に分析できます。

農業では、NIR 分光計は作物の分析、最適な収穫時期の決定、土壌の品質評価に使用されます。食品加工では、品質管理に役立ち、一貫した製品品質と食品安全規制への準拠を保証します。世界の人口が増加し、食糧安全保障の重要性が高まる中、NIR 分光法は、農産物や食品の効率的な生産と安全性を確保する上で重要な役割を果たすことになりそうです。

環境モニタリングと持続可能性のアプリケーション

環境モニタリングと持続可能性の取り組みにより、土壌、水、空気の質を分析するための NIR 分光法の採用が進んでいます。NIR 技術は、土壌の特性を評価し、水源の汚染物質を検出し、大気汚染物質を測定するために使用されます。これらのアプリケーションは、環境保全の取り組みをサポートし、業界がエコロジカル フットプリントを最小限に抑えることを可能にします。

NIR 分光法は、農業における持続可能な慣行にも貢献しています。土壌の栄養レベルを正確に判定し、作物の健康状態を評価することで、農家は肥料の使用を最適化し、廃棄物と環境への影響を減らすことができます。

さらに、NIR 分光法はバイオ燃料やバイオマスなどの再生可能エネルギー源の分析に使用され、よりクリーンで持続可能な代替エネルギーの開発に役立ちます。

セグメント別インサイト

タイプ別インサイト

ポータブル セグメント

ポータブル NIR 分光法が優位に立っている主な要因の 1 つは、その汎用性と、さまざまな環境で迅速かつ非破壊的な分析を提供できることです。農業、食品および飲料、医薬品、環境モニタリングなどの業界では、現場での使用ポイント測定にポータブル NIR 分光計を利用するケースが増えています。この移行により、迅速な意思決定と品質管理が可能になり、時間のかかるサンプルの輸送と実験室分析の必要性が減ります。

農業では、ポータブル NIR 分光計が土壌分析、作物の品質評価、栄養管理に広く使用されています。農家や農学者は、これらの機器が提供するリアルタイム データの恩恵を受け、正確な施肥と灌漑の決定が可能になります。

製薬業界も、プロセス監視と品質管理にポータブル NIR 分光法を利用しています。これらの機器は、薬物製剤の評価に役立ち、生産全体にわたって均一性と一貫性を保証します。製薬業界では、ポータブル NIR ソリューションの効率性と費用対効果を高く評価しています。

製品インサイト

FT-NIR 分光計セグメント

FT-NIR 分光計の優位性を推進する主な要因の 1 つは、その優れたスペクトル分解能です。これらの機器は高解像度のスペクトル データのキャプチャに優れており、幅広いサンプル スペクトルにわたって正確な分析を可能にします。このレベルの解像度は、微妙なスペクトル特性の識別や密接に関連する化合物の区別が重要な用途では特に貴重です。

さらに、FT-NIR 分光計は、その優れた感度と信号対雑音比で知られています。この感度の向上により、微量分析物の検出が可能になり、測定の精度と信頼性が確保されます。これは、組成のわずかな変化が製品の品質や規制基準への準拠に大きな影響を与える可能性がある業界では特に重要です。

FT-NIR 分光計の汎用性は、その優位性の大きな原動力です。これらの機器は、固体、液体、気体など、さまざまなサンプル タイプを分析できるため、幅広い業界や用途に適応できます。医薬品から農業、材料科学から化学処理まで、FT-NIR 分光計は、正確でリアルタイムの分析ソリューションを求める分野で幅広く使用されています。

地域別インサイト

北米

北米の医薬品およびヘルスケア業界は、世界最大かつ最もダイナミックな業界のひとつです。NIR 分光法は、これらの分野で薬剤の配合、品質管理、医療診断に幅広く使用されています。米国食品医薬品局 (FDA) などの規制当局も NIR 分光法の価値を認識しており、医薬品分析に広く採用されています。北米における医薬品およびヘルスケア企業のこの強力な存在が、NIR 分光法技術の需要を促進しています。

北米では、大規模農業から精密農業まで、さまざまな農業が実践されています。NIR 分光法は、作物管理の最適化、土壌品質の評価、食品の品質と安全性の監視に欠かせないツールとなっています。この地域の持続可能な農業慣行への取り組みと効率的な食料生産の必要性により、NIR 分光法ソリューションの採用が促進されています。

最近の開発

• 2022 年 5 月、サーモフィッシャーは半導体メーカー向けに中赤外および近赤外範囲による化学物質とガスの分析に関するウェビナーを実施しました。NIR 分光法は、プロセス分析技術 (PAT) に最適なソリューションであると考えられています。
• 2022 年 3 月、KPM Analytics Inc. と AB Agri Limited の飼料添加物事業である AB Vista が複数年にわたるパートナーシップ契約を締結しました。新しいライセンス契約により、両社間のキャリブレーション開発、カスタマイズ、サポート業務が強化され、KPM Analytics と AB Vista の戦略的パートナーシップが強化されます。
• 2020 年 3 月、BASF SE の完全子会社である trinamiX GmbH (ドイツ、ルートヴィヒスハーフェン) によると、モバイル近赤外線 (NIR) 分光法ソリューションがリリースされました。trinamiX の革新的なモバイル近赤外線 (NIR) 分光法ソリューションは、即時の意思決定の強化に役立ちます。

主要市場プレーヤー

• Thermo Fisher Scientific Inc.
• Bruker Corporation
• PerkinElmer Inc.
• Oxford Instruments plc
• 島津製作所
• ABB Ltd.
• Agilent Technologies Inc.
• Metrohm AG
• Zeiss Group
• JASCO International Co., Ltd.