毒品检测技术的应用与进展

2021年1月26日01:35:52禁毒知识毒品检测技术的应用与进展已关闭评论

目前对于吸毒人员作用的检测多为尿液、唾液、血液、毛发作为样本来进行,采用的检测技术大致就几种,这几种我们这边都可以做。而对于直接检测毒品的技术就多种多样了,本文介绍了一种快速和准确的便携式方法。

色谱图

常见的毒品检测方法有色谱法、毛细管电泳法、化学显色法和胶体金法等。色谱法主要包括气相色谱质谱联用法(GC-MS)、液相色谱质谱联用法(HPLC-MS)。此类方法作为实验室检测的标准方法,公安部、司法部已经出台了多项行业标准。色谱法具有高效性、高选择、样品用量少等众多优势受到毒品检测行业的青睐。但是这些方法前处理过程复杂繁琐、检测的时间长、需要专业的人员操作且存在较大的检测局限性。如HPLC-MS只能分析检测有极性的、难挥发,热不稳定的物质,对非极性的物质还需要衍生化处理,加大了毒品检测的复杂程度。

与常规仪器分析方法相比,胶体金法具有方便、快捷、易操作的特点。然而,胶体金法的颜色判断具有较强的主观性而出现误判,以及受到药物的影响而导致高概率的“假阳性”问题出现。因此,胶体金试纸只能作为毒品初筛。化学法主要是利用特定的化学试剂与毒品检材发生显色、沉淀等化学反应来鉴定毒品的种类。它的特点就是能够快速的进行定性检测,但其检测限较高、灵敏度低、特异性差、不能检测出痕量和化学结构相似的毒品。

表面增强拉曼光谱(SERS)因具有出色的选择性、能够进行指纹识别以及可达到单分子水平检测的灵敏度等特点,已被广泛应用于定性表征分子与金属纳米材料之间的相互作用,检测各种痕量目标物。本综述首先对拉曼光谱及表面增强拉曼光谱进行简要的介绍,然后回顾了SERS在痕量毒品检测方面的发展应用,主要从SERS检测物质的种类、增强基底、检测方法和数据分析等方面进行总结。最后,对SERS技术在毒品检测分析检测领域的未来趋势做了展望。

拉曼光谱和表面增强拉曼光谱简介
拉曼散射是印度物理学家Raman在1928年实验发现并证实的一种非弹性散射现象。激发光源照射在样品表面,入射光被分子散射,大多数散射光与入射光具有相同的频率,还有极小一部分(约1/109)散射光的波长与入射光不同,其频率的改变由测试样品的化学结构所决定,这部分散射光称为拉曼散射。但由于分子的拉曼散射截面小(~10−30平方厘米/分子,比红外光谱、荧光光谱的截面低10个数量级),使得拉曼光谱只限于常规固相物质或者是纯度较高的液体物质的检测,对于痕量物质的检测,拉曼光谱不能胜任。

SERS在痕量毒品检测中的应用
拉曼光谱早已被广泛应用于法庭科学的毒品检测领域。由于拉曼光谱的指纹特征识别,测试时无需特殊制样,快速、简单的特点,研究人员很早就将其应用于毒品检测领域。利用拉曼光谱技术,已经实现对甲基苯丙胺、氯胺酮、吗啡、海洛因等现场缴获的毒品、疑似物以及易制毒化学品的检测]。随着激光技术和仪器制造技术的发展,拉曼光谱仪性能逐渐提高,并且为了更好地应用于现场检测,其体积不断变小。配合丰富的拉曼光谱数据库,小型化的便携式及手持式的拉曼光谱仪不断成熟,已经在公共安全领域进行了广泛的应用。目前,我国公安禁毒部门、海关监管机构等已经列装了较多的拉曼光谱仪,并已经在实战中发挥了重要的作用]。

但是随着新型毒品的层出不穷,组成和结构不断变化,以及实际缴获的毒品成分复杂,含量低,并且掺杂物中通常含有高荧光物质,使得获取的拉曼光谱信噪比低、荧光背景强、特征峰被掩盖。而表面增强拉曼光谱很好地解决了这一问题。由于SERS可以进行指纹识别,每种物质都有特定的光谱,因此可以用来鉴定各种不同或者结构相似的物质。随着纳米技术的发展和实际应用的需要,用于SERS测试的增强基底种类不断增多。结合不同的数据处理方法,SERS不仅可以解决吸毒、贩毒、制毒现场的毒品检测问题,而且对于疑似吸毒人员体内的痕量毒品的检测,也发挥了巨大的优势。

SERS检测的毒品种类
早在1990年,Angel等就开展了关于SERS用于毒品检测方面的研究。随着纳米技术、激光技术、拉曼光谱仪小型化的发展,SERS在检测毒品方面的研究和应用越来越受到关注,检测的种类不断增多,检测限不断降低。最初的毒品检测主要以溶液为主,随着研究的深入,逐渐应用于吸毒贩毒现场缴获的毒品,同时由最初的甲基苯丙胺、可卡因、吗啡等传统毒品扩展到芬太尼、合成大麻素等新型毒品。特别是近年来危及全球的芬太尼类毒品,虽然2019年在中国对整类芬太尼进行全部列管,但利用SERS技术对芬太尼进行检测早在十多年前就开始了。蔡伟平等利用银纳米溶胶测试了水相中的芬太尼,并对其SERS信号进行了指认。与此同时,对于人体检材中的毒品,如血液、尿液、唾液和毛发等都开展了深入的研究。

测试了真实尿液中的甲基苯丙胺、摇头丸等物质;之后将自组装成膜的AuNR、尿液毒品检测的前处理试剂组合起来,组装为成便携式毒品检测箱。并且在此基础之上,我们团队经过深入的探索,将增强基底标准化,提取试剂规范化,与具有自主研发的手持拉曼光谱仪集成为便携的、可适用于现场的检测箱,提高了临场筛查毒品和吸毒人员的效率。

尽管面临众多的困难和挑战,但随着相关仪器技术的发展,对SERS研究的不断加深,SERS在毒品检测方面会取得更大的进展。