表面增强拉曼光谱技术快速检测毒品
栏目:拉曼应用 发布时间:2022-12-21
毒品犯罪一直是全球公认的危害之一,随着毒品来源、种类、吸毒人数的不断扩大,吸毒致死人数连年攀升,造成严重社会危机。毒品的快速检测对于推断毒品来源、抑制毒品传播和打击毒品犯罪都起着重要作用。

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     【技术背景】

       毒品犯罪一直是全球公认的危害之一,随着毒品来源、种类、吸毒人数的不断扩大,吸毒致死人数连年攀升,造成严重社会危机。毒品的快速检测对于推断毒品来源、抑制毒品传播和打击毒品犯罪都起着重要作用。

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      如今公安以及海关等部门通常采用先快速筛查、再确证的方法查毒,也就是先用试剂盒或试纸条等快速判断毒品是否存在,然后用气相色谱-质谱联用技术进行最终的确认。试剂盒或试纸条一般基于胶体金免疫层析技术,具有简便和低成本优势,但是该法会受到环境温度和人为操作的影响,干扰因素多,检测限低。此外该方法对于混合物效果不好,现在一些犯罪团伙为谋更多非法利益,会在毒品中添加一些稀释剂(如葡萄糖、淀粉等)和一些掺假剂(如咖啡因、非那西汀等),这些掺入的成分分子量较大,分子极性强,它们与毒品构成的混合物会进明显干扰试剂盒或试纸条的可靠性,以至于对于浓度稍低的毒品混合物,试剂盒或试纸条经常出现假阳性或测不出结果。色谱、质谱等方法则操作复杂,耗材昂贵,检测时间长,不适合现场快速检测环节。


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胶体金免疫层析技术:成本低,时间短,干扰因素多


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色谱、质谱等方法:成本高,时间长,不适合快速检测环节

     

      【常规拉曼检测技术】

      拉曼光谱是分子振动光谱技术的一种,每一种物质分子都有自己特定的拉曼光谱。因此光谱被称为“分子指纹光谱”,拉曼光谱可以高灵敏度分析化学物质的结构和组成。


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      但拉曼光谱也有其自身的缺陷:

      信号弱:拉曼散射效应是个非常弱的过程,一般其光强仅约为入射光强 10-10,所以拉曼信号都很弱。

      荧光干扰:常用的785 nm拉曼易受荧光干扰,很难检测色素类、纤维素类、蛋白类等有荧光干扰的物质。


      【表面增强拉曼检测技术】

      表面增强拉曼散射(SERS)是一种具有表面选择性的增强效应,它可导致分子在某些金属表面比在液体或气体里的常规拉曼信号增强几万到几百万倍,最高可达1014,可达到单分子水平检测,解决了常规拉曼的缺陷,对于痕量物质的现场快速检测具有不可比拟的优越性。



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      SERS 在基础研究和生产生活中均有重要的应用价值。可惜的是, 从70年代中期SERS提出后由于技术上的问题,还未真正实现商品化。

      2010年,厦大田中群院士课题组取得突破性进展(核壳隔绝纳米粒子增强拉曼光谱)。该项科研成果在2010年3月18日已发表在国际顶级学术刊物《 Nature》上,获得了学术界的广泛认可和高度评价。并获得了“2019年国家自然科学技术奖二等奖”。

      至此,拉曼光谱的发展已经进入了一个历史转折性的阶段,表面增强拉曼光谱逐渐普及于各个检测领域。


      检测痕量违禁物质:

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      检测有强荧光干扰的违禁物质:

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常规检测:无信号

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增强后:信号明显,准确定性

      检测含量低、有荧光干扰且与色素、淀粉混和的违禁物质:


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常规检测:无信号

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增强后:信号明显,准确定性


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      普识纳米基于厦门大学院士团队的表面增强拉曼核心技术,研发出的增强试剂有高灵敏度、高稳定性,操作简单的优势,配合普识纳米拉曼光谱仪可以广泛应用于现场的毒品快速检测上。


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