Die Nahinfrarotspektroskopie (NIR) ist eine Art der Spektroskopie, bei der der nahe Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums als Bewertungsinstrument verwendet wird. Diese Technologie wird in vielen verschiedenen Industrien eingesetzt, darunter in der Pharma-, Lebensmittel- und Agrarindustrie, in bestimmten medizinischen Diagnosetests sowie in der Verbrennungs- und Polymerwissenschaft. Die Nahinfrarotspektroskopie ist in der diagnostischen Medizin besonders nützlich, da sie Zustandsänderungen von Hämoglobin, dem sauerstofftragenden Molekül im Blut, aufzeichnen kann.
Spektroskopie ist die Untersuchung der Art und Weise, wie Materie Licht absorbiert und emittiert und wie sie emittiertes Licht in verschiedene Wellenlängen zerstreut, die als Farben visualisiert werden. Alle Arten von Materie absorbieren und emittieren Licht, und durch die Untersuchung der Art des absorbierten oder emittierten Lichts sind Rückschlüsse auf die Eigenschaften der untersuchten Materie möglich. Ein Objekt absorbiert oder emittiert Licht bestimmter Farben oder Wellenlängen abhängig von seiner Temperatur, Masse, Zusammensetzung und anderen Faktoren.
Die Nahinfrarotspektroskopie misst das Absorptionsmuster von Nahinfrarotlicht durch eine gegebene Probe. Nahinfrarotlicht bezieht sich auf Licht mit Wellenlängen zwischen 800 und 2,500 Nanometern (0.00003 bis 0.00025 Zoll). Diese Technologie verwendet eine Lichtquelle, um Licht von einer Probe abzuprallen. Das von der Probe emittierte Licht wird dann durch ein lichtstreuendes Prisma modifiziert, das das Licht in seine einzelnen Wellenlängen zerlegt. Streulicht mit Wellenlängen zwischen 800 und 2,500 wird detektiert, aufgezeichnet und ausgewertet, um Erkenntnisse über die zu untersuchende Probe zu gewinnen.
Die Nahinfrarotspektroskopie hat gegenüber anderen Arten der Spektroskopie mehrere Vorteile, was sie zu einer Technologie macht, die in vielen Situationen bevorzugt verwendet wird. Die NIR-Technologie hat beispielsweise ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis, was bedeutet, dass die Hintergrundwerte im Vergleich zu den Ergebnissen der untersuchten Probe im Allgemeinen niedrig sind. Dies erleichtert es Technikern und Wissenschaftlern, die Ergebnisse eines bestimmten NIR-Tests zu lesen und auszuwerten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass NIR im Vergleich zu anderen spektroskopischen Techniken kostengünstig ist und selbst NIR-Experimente mit hohem Durchsatz relativ kostengünstig durchgeführt werden können. Schließlich eignet sich diese Methode für die Analyse großer Proben, da Nahinfrarotlicht weiter eindringen kann als Infrarotlicht.
Diese Technologie lässt sich vielfältig einsetzen. In der Astronomie kann NIR verwendet werden, um die Entstehung neuer Sterne zu studieren und das Alter und die Masse eines bestehenden Sterns zu bestimmen. Diese Informationen helfen, Hinweise darauf zu geben, wie Sterne entstehen. In der Medizin wird die Nahinfrarotspektroskopie bei bestimmten diagnostischen Bluttests, einschließlich der Pulsoximetrie, verwendet, um die Sauerstoffkonzentration des Blutes zu messen. NIR kann auch als Mittel zur Beurteilung der Gehirnfunktion und zur Messung des Herzzeitvolumens bei postoperativen Patienten verwendet werden. Es gibt auch viele industrielle Anwendungen für NIR, wie beispielsweise die Probenanalyse zur Qualitätskontrolle.