用于新型精神活性物质检测的手持拉曼光谱仪

新精神活性物质滥用严重危害社会稳定和个人身心健康,因其兼具伪装性、迷惑性和时尚性的特点,给执法带来巨大的难度。为此,基于大数值孔径镜头(F/#=2.0)和透射式体相位光栅,研制了便携式手持拉曼光谱仪,对公安部新增的32种非药用类麻醉品和精神药品管制品进行了系统的拉曼测试,并建立了相应的数据库。该项研究工作的开展,将为缉毒执法提供有力的参考和依据。

基于手持拉曼光谱和化学计量学鉴别化妆品不同版本和真伪品

使用手持拉曼光谱对于化妆品内容物在830 nm处进行扫描识别,利用化学计量学手段,通过聚类分析鉴别化妆品不同版本,基于一致性检验法建立相关仿冒高风险化妆品模型和数据库。结果表明,手持拉曼光谱对于不同基质化妆品内容物响应良好,聚类分析能够有效识别不同版本化妆品,一致性检验法建立模型阴性、阳性汇报率良好,能够有效识别真伪品,40批实际样品检测,伪品检出率5%。手持拉曼光谱仪可以快捷高效鉴别化妆品真伪品,所建模型和数据库为一线执法初筛将带来可靠帮助。

手持式差分拉曼光谱检验塑料吸管的研究

建立了一种简便快捷、无损的检验塑料吸管的分析方法。利用手持式差分拉曼光谱仪,在激光波长为785 nm、激光功率为400 mW、积分时间为2 s、扫描范围为200~2400 cm^(-1)的条件下,对收集到的53个塑料吸管样品进行检验分析。先根据样品的透明度将53个样品分为三类;再根据所含填料的不同,对每类样品分组;随后对同一组的样品根据相对峰高比进行区分。利用该方法可以将塑料吸管样品进行区分,该方法操作简便快速,无损样品,可用于鉴定塑料吸管类物证。

手持式差分拉曼光谱结合XRF方法在塑料瓶盖成分鉴定中的应用研究

建立一种快速检验塑料瓶盖类物证的方法。利用手持式差分拉曼光谱和X射线荧光光谱对39个塑料瓶盖进行检验,将有机成分检验和无机元素检验结合起来,根据其拉曼特征峰进行分类,根据不同元素的含量对每类分组。结果表明:此方法简单快速,无损高效且便于操作,建立了一种快速检验塑料瓶盖类物证的办法,将此方法应用于公安实践中能有效提高破案效率,在法庭科学领域有广阔的发展前景。

手持式拉曼光谱法快速鉴别塑料制品

本实验室前期通过傅里叶红外光谱和热裂解/气相色谱-质谱联用法,对一次性塑料制品的主成分进行了鉴别,但实验室方法尚不能满足市场监管中现场快速检测的需求,急需建立一套迅速、准确、灵敏度高且操作简便适用于现场对塑料制品进行快速检测鉴别的方法。本研究采用手持式拉曼光谱仪对塑料制品进行检测和分析,根据拉曼光谱特征峰对样品进行了成分鉴别,形成了聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸/己二酸/丁二酯和聚乳酸的定性判定依据,并通过自制混合样条对定性判定限进行了深入研究,同时采用红外光谱法和热裂解/气相色谱-质谱法进行验证和比较。结果显示,手持式拉曼法无需进行样品前处理,测试过程仅需几秒钟的时间就可以对塑料制品进行定性,实现现场的快速判定,具有对检测样品无损和检测快速的特点,为大批量塑料制品进行现场检测提供了一种简便、快捷、准确的方法。

手持式拉曼光谱快速检测功能饮料非法添加西地那非的研究

目的建立一种手持式拉曼光谱结合拉曼光谱溶胶、增强助剂对功能饮料非法添加痕量西地那非的检测方法。方法待测饮料与拉曼光谱溶胶充分混合,加入增强助剂(氯化钠溶液),进行检测。本文先后对溶胶的加入顺序、氯化钠溶液浓度等因素进行优化。结果成功检测添加痕量西地那非的功能饮料,最低检测限为1 mg/L。结论该方法可实现对非法添加功能饮料的快速、简单、灵敏和无损的检测,并满足现场快检的需求。

SERS结合手持式拉曼光谱仪快速检测保健食品中西布曲明的研究

目的:运用表面增强拉曼光谱法快速测定保健食品中非法添加的西布曲明。方法:采用表面增强试剂对保健食品进行快速处理,然后使用手持式拉曼光谱仪对其进行快速定性分析。结果:金、银溶胶两种表面增强试剂均能检测出保健食品中的西布曲明,准确判断出阳性样品和阴性样品,其中金溶胶检测效果更佳,检出限为10μg·mL^(-1)。结论:SERS结合手持式拉曼光谱仪可以应用于保健食品中非法添加的西布曲明的快速筛查,提高执法效率。

手持式拉曼光谱快速鉴别部分头孢菌素类原料

建立手持式拉曼快速鉴别部分头孢菌素类原料方法。方法:采用对照品建立拉曼光谱图库,用命中率指数(hit quality index,HQI)进行评价。结果:阳性样品HQI均大于0.98,阴性样品的HQI均小于0.90,420批样品验证鉴定正确率100%。结论:手持式拉曼光谱仪方法简便、准确,可以用于头孢菌素类企业生产快速鉴别。

小型化拉曼光谱仪器的研制进展

拉曼光谱仪是工业研究和实验室环境中广泛使用的光学仪器,用于物质的指纹识别和分析。随着实际使用过程中对测量环境的要求变化,越来越多的小型化拉曼光谱仪被设计出来,研制更便携的拉曼光谱仪已成为研发人员的目标。小型化拉曼光谱仪可以更好的满足仪器便携式的需求,使拉曼光谱检测技术应用到更广泛的领域。本文介绍了小型化拉曼光谱仪器的研制范式和仪器的几种类型,综述了小型化仪器研究中涉及的关键技术问题,针对其应用尤其是现场毒品、毒物、环境污染物检测方面进行了介绍。最后,本文展望了未来小型化拉曼光谱仪器的研究方向和可能的应用趋势,为小型化拉曼光谱仪的进一步研制提供参考。

用于易燃易爆危险化学品快速识别的手机拉曼系统

危险化学品泄漏,公共场所爆炸等安全问题时刻威胁公众安全,亟需研究用于危化品现场检测的便携、快速、准确的探测装置。虽然现有的检测装置能够实现对样品的识别,但由于体积大,需要预处理,不适合现场快检。因此,提出了将拉曼系统与手机融合,使其更加便捷,便于实现对危险化学品的现场快速识别。该仪器采用了大数值孔径镜头(F/2.0)替换传统反射光谱仪中凹面反射镜(F/4.0),光学收集效率提高了近4倍,同时利用体相位全息光栅和狭缝空间耦合技术,提高了系统的灵敏度。文中利用设计的拉曼系统对10种易燃易爆危险化学样品进行光谱测试,实现了对危化品的现场检测,10种危化品与数据库的匹配系数能达到95%以上,具有快速、准确、无损的优势,对日后的安检应用领域具有重要意义。

便携式拉曼光谱仪用于合成大麻素类物质快速定性分析探究

我国于2021年7月将合成大麻素类物质整类列入管制,在一线查缉现场对疑似合成大麻素样品进行快速定性分析是办案民警的迫切需求。研究系统考察了拉曼光谱对合成大麻素的整体区分能力,比较了四款手持式拉曼光谱仪分析实际缴获样品时的结果差异,探讨了制约拉曼光谱在一线查缉现场广泛应用的原因。ProTT-EZRaman-A7便携式拉曼光谱仪的整体性能介于台式拉曼和手持式拉曼之间,选用该仪器采集了90种合成大麻素对照品的拉曼光谱,并利用兼容性强的KnowItAll软件建立了90种合成大麻素通用拉曼光谱库。分析90种合成大麻素的拉曼光谱,结果表明,当不存在荧光干扰时,拉曼光谱可以区分所有合成大麻素物质,但对部分结构相差一个甲基、卤素原子等的结构类似物区分度欠佳。不同款拉曼光谱仪的性能差异大,为考察其原因,本研究选用了四款手持式拉曼光谱仪分别对120份实际缴获合成大麻素样品进行了测定,随后使用KnowItAll软件并选用包含90种合成大麻素的通用拉曼光谱库对每张光谱图进行谱库检索。四款手持式拉曼光谱仪的正确匹配率分别为71.7%,68.3%,46.7%和24.2%。抗荧光干扰能力和分辨率的不同是造成不同拉曼光谱仪匹配结果差异的主要原因。便携式拉曼光谱仪具有操作简单、测样速度快,可用于一线查缉站点快速检测的优点,但考虑到实际缴获样品的纯度未知且可能存在荧光干扰,不同拉曼光谱仪的抗荧光干扰能力、分辨率及谱库完备程度均不同,因此现阶段拉曼光谱的测试结果只能作为定性初筛使用。该研究内容为法庭科学实验室和一线办案民警正确理解和应用拉曼光谱测试结果提供了指导。

手持式拉曼光谱仪结合双金属Au@AgNPs聚集体检测环境水中结晶紫

构建了一种基于手持式拉曼光谱仪,结合双金属银包金粒子(Au@AgNPs)聚集体的现场快速检测结晶紫的表面增强拉曼光谱(SERS)方法。首先制备了“核-壳”粒径分别约为30 nm和6 nm的双金属银包金粒子(Au@AgNPs),并以NaCl作为聚集剂,获得了具有SERS活性的Au@AgNPs聚集体。结合激发光源785 nm的手持式拉曼光谱仪,实现了结晶紫的快速检测。以结晶紫位于1621 cm^(-1)处的特征峰进行定量分析,方法检出限为8.20μg/L,对河水和湖水中结晶紫的加标回收率为71.0%~128.4%。本文所构建的方法可用于监测结晶紫的非法使用。

手持式拉曼光谱仪探头系统的杂光抑制新方法

手持式拉曼光谱仪的探头系统为光照明和光收集共光路系统,由此产生了除瑞利散射杂散光之外的由于照明激光多次反射的杂散光,成为此类探头系统必须解决的问题。根据获得的实际样机的结构数据,运用实际光线追迹的方法,通过建立合理的杂散光分析模型和理论计算,获得了杂散光聚焦大小和位置、出射方向、到达狭缝处能量大小等信息。根据对杂散光的分析,提出了在探头系统中采用黑点板遮挡杂散光的新方法,并确定了黑点板的大小和位置。光学仿真分析结果表明,此方法对激光反射杂散光的抑制水平达到10-13数量级,满足手持式拉曼光谱仪系统对杂散光的抑制要求。采用黑点板技术,还可以将到达滤光片上的入射角大于2°的约50%的激光反射光滤除。