CN110823831A - 毒品的远红外检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毒品的远红外检测方法，所述毒品包括可卡因、盐酸氯胺酮、大麻酚、吗啡、海洛因。毒品的远红外检测方法包括如下步骤：1.制备毒品标准品样品；2.应用远红外检测技术对毒品标准品进行检测并构建标准指纹谱库；3.利用构建的标准指纹谱库对未知物进行检测。本发明通过应用远红外检测技术构建五种毒品指纹图谱库并利用指纹谱库能快速检测未知物是否为上述毒品。远红外波光子能量低穿透力强，不会对人体造成伤害可实现无损检测。
Description
技术领域
本发明属于毒品检测技术领域，具体涉及一种应用远红外波构建毒品标准指纹图谱的检测方法。
背景技术
毒品严重地危害人体健康与社会安宁，是社会的一大公害。吸毒者成瘾后对毒品有一种极为强烈的渴求，为了满足毒瘾会不择手段地获取毒品，从而严重地扰乱社会治安，造成国家和民族的危机。防控毒品泛滥是政府工作的重要内容，如何快速发现和检测毒品是海关和公安等部门缉毒、禁毒迫切需要解决的难题。
现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。此外，远红外光波可以穿透多种包装材料，可以对毒品进行无损检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种毒品的远红外检测方法，对毒品标准样品进行检测并构建标准指纹图谱库，判断位置样品是否是毒品及毒品的种类。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种毒品的远红外检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备毒品标准品；
步骤2：应用远红外检测技术对毒品标准品进行检测并构建标准品指纹图谱库；
步骤3：利用构建的标准指纹图谱库对未知物进行检测。
优选地，所述步骤1中毒品为可卡因、盐酸氯胺酮、大麻酚、吗啡或海洛因中的一种。
优选地，所述步骤1具体包括：将毒品制成为浓度1mg/mL，体积1mL的液体标准品，将液体标准品滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干，得到毒品标准品。
优选地，所述步骤2中，远红外检测技术的测试环境为真空条件下，温度为21℃，毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1；仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1；每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比。
优选地，所述步骤2中标准指纹图谱库中可卡因的指纹图谱的特征吸收位于50.94，71.59，119.54，167.16，191.53，240.42，284.71，300.03cm-1处。
优选地，所述步骤2中标准指纹图谱库中盐酸氯胺酮的指纹图谱的特征吸收位于97.90，145.18，200.79，232.76，260.73，286.71，341.65cm-1处。
优选地，所述步骤2中标准指纹图谱库中大麻酚的指纹图谱的特征吸收位于45.95，72.92，101.02，143.19，189.06，224.25，234.76，256.98，286.81，298.36，321.46cm-1处。
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与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
应用本发明的技术方法得到五种毒品的远红外特征吸收光谱，建立标准指纹图谱库，所谓检测未知样品的标准。与传统的毒品检测手段相比，远红外技术的最大优点就在于其具有很强的穿透力，它可以透过纸箱、塑料、布料、木料等包装非极性材料，因此可以实现在不打开包装的情况下对毒品进行快速无损检测，从而缩短了检测时间提高了检测效率。远红外检测技术客服了现有检测技术手段的不足，能够准确的判断包装材料内毒品的种类。此外，远红外波的光子能量低，不会产生电离现象从而破坏被检测物质，也不会对检测人员造成人身伤害。
附图说明
图1：傅里叶变换光谱仪远红外波段的光路图；
图2：可卡因的远红外指纹图谱；
图3：盐酸氯胺酮的远红外指纹图谱；
图4：大麻酚的远红外指纹图谱；
图5：吗啡的远红外指纹图谱；
图6：海洛因的远红外指纹图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
五种毒品的检测是在如图1所示的傅里叶变换光谱仪(FTIR)上进行的，该装置是产自Bruker公司Vertex80V型傅里叶变换红外光谱仪。系统分辨率大于13.5GHz，信噪比优于50000：1，仪器自带样品腔，测量时抽真空以减少空气中的水分影响测试结果，提高信噪比。在远红外波段测试时，需要换上远红外分束器。针对不同波段有不同的分束器：6μmMylar膜(500-100cm-1)、25μmMyalr膜(135-40cm-1)、50μmMylar膜(90-25cm-1)、125μmMylar膜(30-4cm-1)，因其在各频段内精度的不同，可对样品进行有选择的缩小或扩大其频段范围。
本发明采用的FTIR系统主要由光源(汞灯)、分束器、干涉仪、探测器、计算机等部分组成，其工作原理光路图如图1所示。汞灯光源发射出稳定、高强度连续波长的红外光经抛物面镜P1、P2、P3收集和反射，反射光通过光阑后经抛物面镜P4到达准直镜M2，从准直镜反射出来的平行反射光射向干涉仪，从干涉仪出来的平行干涉光经抛物面镜P5反射后射向样品室，当样品分子中某个基团的振动频率与远红外光频率相同时会产生共振，此时该基团会吸收一定频率的远红外光。透过样品的远红外光经抛物面镜P6聚焦后到达探测器，通过探测器记录分子吸收远红外线的情况，即光强的变化，得到干涉图，通过计算机进行傅里叶数学变换处理，最终得到样品的远红外谱图。
利用FTIR远红外波段对五种毒品标准样品进行测量，得到五种毒品标准样品在远红外波段(30-350cm-1)指纹图谱。大量理论和实验真名大部分毒品在远红外不断都有明显的指纹特征，远红外的吸收峰与分子的振动或转动能级对应，在30-350cm-1频率范围内，每一种毒品都有其与分子结构或晶体状态相关的多个特征吸收峰，不同毒品的吸收峰位置不同，同一种毒品的吸收峰位置在不同时间，环境，状态保持不变。因此，利用上述方法检测了五种毒品标准样品，包括可卡因、盐酸氯胺酮、大麻酚、吗啡、海洛因。
制备五种毒品标准品时，采用的制备方法是完全相同的，即都是将液体标准品滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干。将烘干后的样品放入仪器样品槽中，在温度为21℃，真空条件下检测。毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1。仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1。每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比。利用仪器自带软件OPUS6.5进行数据采集并做相关预处理。
实施例1：以可卡因为例
本发明提供了一种可卡因的远红外检测方法，具体步骤如下：
步骤1：制备可卡因的标准样品：
取浓度为1mg/mL的可卡因标准品1mL，滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干，得到可卡因的标准样品；
步骤2：实验测量并建立标准图谱库：
将步骤1得到的可卡因的标准样品放入仪器样品槽中，仪器抽真空，然后利用FTIR远红外波段进行测量，测试环境温度为21℃，真空条件下检测；毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1；仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1；每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比，利用仪器自带软件OPUS6.5进行数据采集并做相关预处理，最终得到可卡因在此波段的吸收光谱，如附图2；
步骤3：从图2中可知，可卡因的特征吸收峰位于50.94，71.59，119.54，167.16，191.53，240.42，284.71，300.03cm-1处，这样就可以根据可卡因的标准指纹图谱的特征吸收峰以及整个波段内光谱形状来判断未知物质是否是可卡因。
实施例2：以盐酸氯胺酮为例
本发明提供了一种盐酸氯胺酮的远红外检测方法，具体步骤如下：
步骤1：制备盐酸氯胺酮的标准样品：
取浓度为1mg/mL的盐酸氯胺酮标准品1mL，滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干，得到盐酸氯胺酮的标准样品；
步骤2：实验测量并建立标准图谱库：
将步骤1得到的盐酸氯胺酮的标准样品放入仪器样品槽中，仪器抽真空，然后利用FTIR远红外波段进行测量，测试环境温度为21℃，真空条件下检测；毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1；仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1；每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比，利用仪器自带软件OPUS6.5进行数据采集并做相关预处理，最终得到盐酸氯胺酮在此波段的吸收光谱，如附图3；
步骤3：从图3中可知，盐酸氯胺酮的指纹图谱的特征吸收位于97.90，145.18，200.79，232.76，260.73，286.71，341.65cm-1处，这样就可以根据盐酸氯胺酮的标准指纹图谱的特征吸收峰以及整个波段内光谱形状来判断未知物质是否是盐酸氯胺酮。
实施例3：以大麻酚为例
本发明提供了一种大麻酚的远红外检测方法，具体步骤如下：
步骤1：制备大麻酚的标准样品：
取浓度为1mg/mL的大麻酚标准品1mL，滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干，得到大麻酚的标准样品；
步骤2：实验测量并建立标准图谱库：
将步骤1得到的大麻酚的标准样品放入仪器样品槽中，仪器抽真空，然后利用FTIR远红外波段进行测量。测试环境温度为21℃，真空条件下检测，毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1，仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1，每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比，利用仪器自带软件OPUS6.5进行数据采集并做相关预处理，最终得到大麻酚在此波段的吸收光谱，如附图4；
步骤3：从图4中可知，大麻酚的指纹图谱的特征吸收位于45.95，72.92，101.02，143.19，189.06，224.25，234.76，256.98，286.81，298.36，321.46cm-1处。这样就可以根据大麻酚的标准指纹图谱的特征吸收峰以及整个波段内光谱形状来判断未知物质是否是大麻酚。
实施例4：以吗啡为例
本发明提供了一种吗啡的远红外检测方法，具体步骤如下：
步骤1：制备吗啡的标准样品：
取浓度为1mg/mL的吗啡标准品1mL，滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干；
步骤2：实验测量并建立标准图谱库：
把烘干后的样品放入仪器样品槽中，仪器抽真空，然后利用FTIR远红外波段进行测量。测试环境温度为21℃，真空条件下检测，毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1，仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1，每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比，利用仪器自带软件OPUS6.5进行数据采集并做相关预处理。最终得到吗啡在此波段的吸收光谱，如附图5；
步骤3：从图4中可知，吗啡的指纹图谱的特征吸收位于50.48，65.38，80.77，99.04，124.04，67.80，181.74，197.61，237.51，274.54，288.48，302.90，319.01cm-1处，这样就可以根据吗啡的标准指纹图谱的特征吸收峰以及整个波段内光谱形状来判断未知物质是否是吗啡。
实施例5：以海洛因为例
本发明提供了一种海洛因的远红外检测方法，具体步骤如下：
步骤1：制备海洛因的标准样品：
取浓度为1mg/mL的海洛因标准品1mL，滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干；
步骤2：实验测量并建立标准图谱库：
把烘干后的样品放入仪器样品槽中，仪器抽真空，然后利用FTIR远红外波段进行测量，测试环境温度为21℃，真空条件下检测，毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1。仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1，每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比，利用仪器自带软件OPUS6.5进行数据采集并做相关预处理，最终得到海洛因在此波段的吸收光谱，如附图6；
步骤3：从图6中可知，海洛因的指纹图谱的特征吸收位于36.57，46.19，66.41，95.43，139.93，185.75，199.23，245.41，267.52，283.95，315.69cm-1处。这样就可以根据海洛因的标准指纹图谱的特征吸收峰以及整个波段内光谱形状来判断未知物质是否是海洛因。
上述五种毒品的远红外指纹图谱构建好之后，就可以根据每种毒品的特征吸收来鉴别未知物质是否是这五种毒品的其一。
上述提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内任何技术人员可使用或利用本发明。对该较佳实施例，本领域内的技术人员在不脱离本发明原理的基础上，可以作出各种修改或者变换。应当理解，这些修改过这变换都不脱离本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种毒品的远红外检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备毒品标准品；
步骤2：应用远红外检测技术对毒品标准品进行检测并构建标准品指纹图谱库；
步骤3：利用构建的标准指纹图谱库对未知物进行检测。
2.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤1中毒品为可卡因、盐酸氯胺酮、大麻酚、吗啡或海洛因中的一种。
3.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：将毒品制成为浓度1mg/mL，体积1mL的液体标准品，将液体标准品滴在一个直径为13mm大小的滤膜上，40℃烘干，得到毒品标准品。
4.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤2中，远红外检测技术的测试环境为真空条件下，温度为21℃，毒品标准品的远红外吸收光谱的频率范围为30-350cm-1；仪器扫描次数为128次，分辨率为2cm-1；每个样品在相同条件下测试8次，取其平均值作为样品的信号，以消除人为误差，提高信噪比。
5.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤2中标准指纹图谱库中可卡因的指纹图谱的特征吸收位于50.94，71.59，119.54，167.16，191.53，240.42，284.71，300.03cm-1处。
6.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤2中标准指纹图谱库中盐酸氯胺酮的指纹图谱的特征吸收位于97.90，145.18，200.79，232.76，260.73，286.71，341.65cm-1处。
7.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤2中标准指纹图谱库中大麻酚的指纹图谱的特征吸收位于45.95，72.92，101.02，143.19，189.06，224.25，234.76，256.98，286.81，298.36，321.46cm-1处。
8.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤2中标准指纹图谱库中吗啡的指纹图谱的特征吸收位于50.48，65.38，80.77，99.04，124.04，67.80，181.74，197.61，237.51，274.54，288.48，302.90，319.01cm-1处。
9.如权利要求1所述的毒品的远红外检测方法，其特征在于，所述步骤2中标准指纹图谱库中海洛因的指纹图谱的特征吸收位于36.57，46.19，66.41，95.43，139.93，185.75，199.23，245.41，267.52，283.95，315.69cm-1处。
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