用红外光谱技术检验毒品

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所属分类:诊断知识
摘要

红外光谱技术来检验毒品,优势不仅是结果的准确度,更是操作的简单,提高检测效率,降低成本。

用红外光谱技术检验毒品

有的一些检测毒品的技术有:化学法、光谱法、离子迁移谱法、色谱法、质谱法和联用技术等。这些方法各有优势,但又都有一定的局限性。比如,化学检测法不易检测出含量低、化学结构类似的毒品,且所含杂质会影响检测结果准确性,多用在实验室检测中并且不能实现快速检测。毒品在X光下只能看到外部形状,不能定性分析,而且X光对人体有一定的辐射危害,尤其孕妇和儿童等敏感人群更需要尽量避免暴露在X光下。因此大多情况下X光只能用于物品检测,不能用于人体检测。离子迁移谱法的分辨率低、定量性差,而且只能在较低浓度范围内进行检测。色谱法与质谱法操作复杂且成本高,不适用于毒品的现场检测。

远红外辐射的光子能量低,对化学分子的不同构型或晶型变化、振动或转动模式、分子间作用力等均表现出较高的专属性,适合于不同类型或相似结构分子的定性鉴别。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)可以获取物质的远红外光谱,该仪器具有分辨率高、谱带宽、多频道、高通量等特点。近年来,有不少学者对毒品的红外光谱做了相应的研究。例如,Marcelo等给出了可卡因在650-1800cm−1之间的光谱吸收曲线;deOliveiraPenido等利用偏最小二乘(PLS)的多元模型分析可卡因、咖啡因、利多卡因等药物混合的红外光谱(400-4000cm−1)以达到对样品定性定量分析的目的;Liu等采用支持向量机分析了MDMA、海洛因、可卡因等毒品在4000-10000cm−1的红外光谱,对毒品进行快速无损分析。但他们得到的大多是毒品的近红外和中红外的吸收光谱,而在400cm−1以下的吸收光谱却很少有报道。

太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)采用相干测试方法,克服了FTIR在低频端的信噪比弱、易产生热辐射干扰等缺点,已成功应用于生物、医药制品的检测和鉴别,其中也包括毒品的检测和鉴别。但是传统的THz-TDS系统只能测量0.5-3.0THz(约10-100cm−1)范围内的光谱信息。远红外光谱技术比传统THz-TDS系统的有效带宽更宽,可获得更丰富的光谱信息。本研究利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)测试可卡因、盐酸氯胺酮、大麻酚、海洛因以及吗啡等五种毒品标准品在30-350cm−1范围内的吸收光谱,为建立毒品的远红外光谱数据库,实现快速鉴别毒品提供参考。

所用毒品(可卡因、盐酸氯胺酮、大麻酚、海洛因、吗啡)标准品溶液(1mg/mL)全部由上海市检验检疫科学技术院提供,样品量为1ml,样品纯度为100%。将标准品溶液进行浓缩处理后滴在直径约1cm大小的滤膜上,低温(40摄氏度)烘干待测。

目前关于毒品的远红外波段的光谱信息的研究报道较少。本文基于远红外光谱技术,使用FTIR得到了可卡因、大麻酚、盐酸氯胺酮、海洛因、吗啡等五种毒品标准品在远红外波段(30-350cm−1)内的吸收谱。实验结果发现,在低频端(30-100cm−1)出现的各标准品的吸收峰与有关文献中采用传统THz-TDS系统检测出的特征吸收峰相同,并从采用传统THz-TDS系统检测毒品再对其结果进行理论分析的文献中找到部分吸收峰的分子运动归属。在高频端(100-350cm−1)各标准品同样存在多个吸收峰,但是这些吸收峰并没有文献进行报道,也没有文献对毒品标准品在远红外波段的吸收峰进行理论模拟分析。毒品在远红外波段吸收峰的归属和理论分析仍有广阔的研究空间和前景。

本研究采用毒品标准品作为研究对象,得到各毒品标准品的远红外图谱信息,为建立更完善的毒品远红外光谱数据库提供了更丰富的数据参考。在实际应用中也可考虑将THz-TDS系统与远红外光谱联用,既能发挥THz-TDS系统的优点,增加在低频端图谱信息的有效性,又能利用FTIR的优势增加THz-TDS系统的有效带宽,获得更丰富的图谱信息,提供更为丰富、有效的光谱数据,提高辨别毒品的准确性。(本文摘自光学仪器2020)