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表面增强拉曼(SERS)在疑似吸毒人员尿液毒品快检研究

作者:拉曼光谱仪产品 日期:2019-11-23 17:04:02 点击数:

表面增强拉曼(SERS)在疑似吸毒人员尿液毒品快检研究(图1)

  在《2016年世界毒品报告》中显示,现在受吸毒困扰的人群已攀升至2900万人。毒品给社会带来巨大的危害,造成了社会财富的巨大损失和浪费,而且毒品引发了各种违法犯罪的活动,严重扰乱社会治安。根据《2016年世界毒品报告》,毒品的快速检测对于打击毒品犯罪、抑制毒品的流行也具有非常重要的意义。常见毒品的检测方法有气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱质谱联用仪、酶联免疫吸附测试和免疫胶体金技术。但这些方法在现场快速检测毒品的应用上都受到一定的限制,因而开发一种快速简单的毒品检测方法也显得极为重要,表面增强拉曼光谱检测毒品,具有无损伤性、指纹特征、可重复性和高灵敏度等优点,现已广泛应用于毒品的快速检测。

  近年来SERS技术迅速发展,对待测样品的检测用量可以从低至几毫克甚至微克量级,对于涉毒人员的检测,采集的样品形式也多样化,一般在人体的尿液、毛发、血液和唾液等可以检测到毒品的存在。由于人体尿液易于采集,且有一定的通用性,本文选择人体尿液作为检测样本。另外,由于具有体积较小、便于携带等特点,使得便携式拉曼光谱仪可以用于现场检 测,同时,近年来,便携式拉曼光谱仪得到了快速发展,已广泛应用于高分子材料、化学研究、生物医学、药品检测等领域,因此也为其用于毒品的现场检测提供了可能。

  不同浓度的冰毒水溶液基于便携式拉曼光谱仪的SERS检测

  利用对合成的SERS基底,结合便携式拉曼光谱仪检测了不同浓度的冰毒水溶液。图4是不同浓度冰毒水溶液的SERS谱图,浓 度 分 别 为 20ppm,10ppm,500ppb和100ppb。从谱图中可以看出该基底用于冰毒检测亦具有较高的灵敏度,对冰毒水溶液的检测能达到100ppb量级。冰毒的指纹特征峰在谱图中也能清楚的被识别,其中1000cm-1是冰毒分子苯环呼吸振动模式。

表面增强拉曼(SERS)在疑似吸毒人员尿液毒品快检研究(图2)

  人体尿液中不同浓度的冰毒基于便携式拉曼光谱仪的SERS检测由于人体尿液易于采集,且有一定的通用性,因此对于涉毒人员尿液的检测具有一定的实际意义。为了证实基于便携式拉曼光谱仪SERS检测人体尿液中不同浓度冰毒的可行性,本文首先选择正常人的尿液中加入冰毒样品来进行模拟检测研究,结果如图5所示。图5中显示了以 AuNPs自组装结构为基底,对尿液中不同浓度冰毒进行检测的SERS谱图,加入冰毒浓度分别为20ppm,10ppm,5ppm,1ppm 和500ppb,以及与尿液中不加冰毒的空白样品进行对比。通过对比我们以看出,冰 毒 的 指 纹 特 征 峰 清 晰 可 见 (1001cm-1、1205cm-1、1028cm-1),检出限能达到ppb数量级,检测的灵敏度较高,初步说明了人体尿液中不同浓度的冰毒基于便携式拉曼光谱仪的SERS检测的可行性。

表面增强拉曼(SERS)在疑似吸毒人员尿液毒品快检研究(图3)

  疑似冰毒吸食人员尿液中毒品基于便携式拉曼光谱仪的SERS检测

  缉毒部门采集并提供了5位疑似吸毒人 员 (A、B、C、D、E)的尿液,利用基底并结合便携式拉曼光谱仪来对疑似涉毒人员的尿液进行SERS检测,结果如图6所示。从图6的谱图中可以看出,冰毒的拉曼峰清晰可见,说明5位疑似吸毒人员有吸食冰毒的重大嫌疑,表明表面拉曼光谱(SERS)基底并结合便携式拉曼光谱仪用于涉毒现场快速检测的可行性。

表面增强拉曼(SERS)在疑似吸毒人员尿液毒品快检研究(图4)

  SERS效应结合便携式拉曼光谱仪检测了不同浓度的冰毒水溶液和尿液中不同浓度的冰毒溶液,检出限分别为100ppb和500ppb。采集5位疑似吸毒人员的尿液并对其进行SERS检测,结果显示冰毒的指纹特征峰清晰可见,表明基于表面增强拉曼基底(SERS)并结合便携式拉曼光谱仪用于涉毒现场快速检测的可行性。

表面增强拉曼(SERS)在疑似吸毒人员尿液毒品快检研究(图5)


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