十二种毒品的THz检测方法及其指纹谱技术

本发明专利技术公开了十二种毒品的ＴＨｚ检测方法及其在ＴＨｚ波段的吸收光谱即指纹谱。十二种毒品包括６种吗啡类毒品，盐酸海洛因、盐酸吗啡、乙酰可待因、磷酸可待因、氨基磺酸Ｏ↑［３］单乙酰吗啡和盐酸Ｏ↑［６］单乙酰吗啡，３种冰毒类毒品，盐酸甲基苯丙胺、盐酸ＭＤＡ和盐酸ＭＤＭＡ，２种国家管制类药品，盐酸咖啡因和盐酸麻黄碱，１种新兴毒品，盐酸氯胺酮。毒品的ＴＨｚ检测方法包括如下步骤：１．制备毒品标准样品；２．应用ＴＨｚ检测技术对毒品标准样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。本发明专利技术通过应用ＴＨｚ检测技术构建十二种毒品指纹谱库并利用指纹谱库能快速检测未知物是否为上述毒品，并且是无损检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及十二种毒品的检测方法及其指纹谱，十二种毒品是指盐酸海洛因、盐酸吗啡、乙酰可待因、磷酸可待因、氨基磺酸O3单乙酰吗啡、盐酸O6单乙酰吗啡、盐酸甲基苯丙胺、盐酸MDA、盐酸MDMA、盐酸咖啡因、盐酸麻黄碱、盐酸氯胺酮，属于毒品检测

技术介绍
目前，用于鉴定毒品种类和含量的方法主要有色谱方法、毛细管电泳方法、质谱方法和傅立叶红外吸收谱方法。这些方法的一个共同点就是，它们都属于有损检测，即被检物在检验完成后随之损毁。有损检测对于毒品的鉴别而言有一个很大的问题，因为毒品的重量和百分含量在量刑定罪时是极为重要的参考指标，不但总量不得随意减小而且要求百分含量能够重复测定。此外，毒品检测、识别采用的方法还有X射线扫描方法。X射线扫描只能分辨出毒品的形状，不能确定出毒品的种类，并且由于它的能量特别高，容易使毒品分子发生电离，从而影响毒品的分析。由于THz技术是近一二十年来在国际上才发展起来的新技术，利用THz技术探测毒品的研究正处于快速发展之中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种十二种毒品的THz检测方法及其指纹谱，通过应用THz检测技术构建十二种毒品指纹谱库并利用指纹谱库能快速检测未知物是否为毒品以及毒品的种类，并且是无损检测。十二种毒品的THz检测方法包括如下步骤1.制备毒品标准样品；2.应用THz检测技术对毒品标准样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；其特征在于制备毒品标准样品时，十二种毒品标准样品的制备方法是相同的，都是将纯度90％以上的毒品研磨后与聚乙烯粉末均匀混合。此外，在制备毒品标准样品时，优选的方案是毒品与聚乙烯粉末的重量比为1∶5，同时将毒品标准样品压成片状形式。在检测毒品标准样品构建其标准指纹图谱时，优选的测试环境为氮气条件下，空气湿度小于4.7％，温度在21℃。本专利技术采用的技术方案是通过THz时域光谱技术分别对十二种毒品进行了测量，得到了十二种毒品的THz时域光谱，再通过傅立叶变换得到它们的频域光谱，然后利用相关的数据处理程序，得到12种毒品在0.2～2.6THz频率范围内的THz指纹吸收光谱。十二种毒品包括6种吗啡类毒品，盐酸海洛因、盐酸吗啡、乙酰可待因、磷酸可待因、氨基磺酸O3单乙酰吗啡和盐酸O6单乙酰吗啡，3种冰毒类毒品，盐酸甲基苯丙胺、盐酸MDA和盐酸MDMA，2种国家管制类药品，盐酸咖啡因和盐酸麻黄碱，1种新兴毒品，盐酸氯胺酮。理论和实验研究都表明THz波正处于毒品的指纹谱段，THz的吸收峰与分子的振动或转动能级相对应，每一种毒品都有与其分子结构相关的特征吸收光谱，在0.2～2.6THz频率范围内，每一种毒品都有多个特征吸收峰，不同品种的峰位不同，同一品种的峰位不随时间、环境、样品状态变化。因此，按上述方法得到的毒品THz光谱实验数据就是该波段的毒品指纹谱，依此建立了标准指纹谱数据库，作为鉴别未知毒品的标尺。应用上述指纹谱数据库，通过识别未知待测毒品的指纹谱位置，可以将待测毒品的种类快速确定下来。所采用的识别方法包括光谱直接比较人工识别、人工神经网络、空间图样成份分析等。与红外波、毫米波和X射线相比，利用THz波检测毒品时，由于THz波正处于毒品的指纹谱段，THz的吸收峰与分子的振动或转动能级相对应。此种方法充分利用了THz电磁波的独特性质即THz电磁波具有很强的穿透力，它可以穿过塑料、纸箱、衣物等非极性材料，从而可以实现非接触检测。现有技术中的痕迹检测，只有当被检测毒品有痕迹暴露在外面并且达到一定量的时候，才能有效地将其检测出来，故具有较大的局限性。本专利技术能够克服痕迹检测方法的不足，对密闭非极性材料内的毒品作出准确的鉴定。由于THz电磁波的单光子能量非常低，1THz对应的能量只有4.1meV，所以应用THz波检测毒品不会破坏被检测物的成分，可以实现无损检测。附图说明图1THz时域光谱检测系统示意图，其中4为作为发射极的InAs晶体，6为作为探测极的ZnTe晶体，3为斩波器，2为分束器，1为二分之一波片，7为四分之一波片，M1～M13是反射镜，PM1～PM4为离轴抛物面镜，L1～L3为聚焦透镜，9为偏振器，D1～D4为光阑，8为沃拉斯顿棱镜，5为硅片可以透射THz波并反射飞秒激光，10为探测器连接至锁相放大器。图2盐酸海洛因的THz指纹图谱；图3盐酸吗啡的THz指纹图谱；图4乙酰可待因的THz指纹图谱；图5磷酸可待因的THz指纹图谱；图6氨基磺酸O3单乙酰吗啡的THz指纹图谱；图7盐酸O6单乙酰吗啡的THz指纹图谱；图8盐酸甲基苯丙胺的THz指纹图谱；图9盐酸MDA的THz指纹图谱；图10盐酸MDMA的THz指纹图谱；图11盐酸咖啡因的THz指纹图谱；图12盐酸麻黄碱的THz指纹图谱；图13盐酸氯胺酮的THz指纹图谱。具体实施例方式十二种毒品的THz检测方法是在THz时域光谱检测系统上实现的，参照图1，激光器产生的飞秒激光依次经过反射镜M1、光阑1和分束器2，在经过分束器2后，飞秒激光分成两束光，透射的一束光较强作为泵浦光，它经过斩波器3、光阑D2、反射镜M2～M5、光阑D3～D4、聚焦透镜L1后入射到发射晶体4(InAs<100>)上，通过光整流效应产生THz波，THz波再经过抛物面镜PM1～PM4，聚焦到抛物面镜PM4焦点处的探测晶体6(ZnTe<110>)上。反射的一束光作为探测光，它经过一系列反射镜M6～M11，在M9和M10之间有一聚焦透镜L2，然后经过偏振器9由硅片5反射到探测晶体6上THz波的聚焦点，通过电光取样的方法进行探测，最后通过四分之一波片7，由沃拉斯顿棱镜8分成偏振方向相互垂直的两束光，通过一个光电探测器10接锁相放大器，通过计算机进行数据采集。实验时被测样品置于抛物面镜PM2和抛物面镜PM3焦点处的样品架上，当THz通过样品时便会携带上样品的信息，通过数据处理就可以将相关信息提取出来。以盐酸海洛因(以下简称毒品1)为例。首先制备毒品1的标准样品，将纯度90％以上的毒品1研磨后与聚乙烯粉末均匀混合，毒品1与聚乙烯粉末的重量比控制在1∶5。然后利用红外压片机以5吨的压力进行压片，制成直径1.3cm，厚度为1mm的圆形薄片。掺入聚乙稀的目的是聚乙稀可以起到粘合和稀释毒品的作用，而且实验已经证明，聚乙稀基本不吸收THz波段的电磁波，不会对制备样品的吸收谱产生影响。参照图1，在THz时域光谱检测系统中，样品架位于抛物面镜PM2和抛物面镜PM3的焦点处，将制备好的毒品1标准样品放置于样品架上，通过THz时域光谱检测技术对毒品1进行测量。图1中虚线部分在实验测量时，置于氮气环境中，空气湿度小于4.7％，温度为21℃。首先得到毒品1的THz时域光谱，再通过傅立叶变换得到其频域光谱，然后利用相关的常用数据处理程序，得到毒品1标准样品在0.2～2.6THz频率范围内的THz指纹吸收光谱，标准指纹谱详见图2。参照构建毒品1标准样品指纹图谱的方法，再依次建立盐酸吗啡、乙酰可待因、磷酸可待因、氨基磺酸O3单乙酰吗啡、盐酸O6单乙酰吗啡、盐酸甲基苯丙胺、盐酸MDA、盐酸MDMA、盐酸咖啡因、盐酸麻黄碱、盐酸氯胺酮共十一种毒品标准样品的THz指纹图谱。这十一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
十二种毒品的ＴＨｚ检测方法包括如下步骤：１）制备毒品标准样品；２）应用ＴＨｚ检测技术对毒品标准样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；所述的十二种毒品是指：盐酸海洛因、盐酸 吗啡、乙酰可待因、磷酸可待因、氨基磺酸Ｏ↑［３］单乙酰吗啡、盐酸Ｏ↑［６］单乙酰吗啡、盐酸甲基苯丙胺、盐酸ＭＤＡ、盐酸ＭＤＭＡ、盐酸咖啡因、盐酸麻黄碱、盐酸氯胺酮，其特征在于制备毒品标准样品时，十二种毒品标准样品的制备方法是相同的， 都是将纯度９０％以上的毒品研磨后与聚乙烯粉末均匀混合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈京玲，梁来顺，许晓宇，张存林，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]