用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，包括以下步驟：對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得待測樣品的原始拉曼光譜曲線；判斷待測樣品的原始拉曼光譜曲線是否具有特征部分，如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則對待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物進(jìn)行測量以獲得待測樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線；如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線具有特征部分，則將待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比以判定待測樣品中是否含有所述毒品，而如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則將待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比以判定待測樣品中是否含有所述毒品。
【專利說明】用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及安全檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用拉曼光譜技術(shù)來對走私毒品進(jìn) 行檢測的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前海關(guān)緝私局通常采用先篩查、再確證的方法查毒。在篩查時(shí)主要采用試劑盒 或試紙條進(jìn)行測試，這些方法的優(yōu)點(diǎn)是快速簡便、成本低，但該法特異性強(qiáng)，如果不知道待 測樣品的類型，需要拿試劑或試紙逐個(gè)去試，尤其是在對走私毒品進(jìn)行檢測時(shí)，由于走私毒 品中往往包含多種摻雜成分，用試劑或試紙進(jìn)行檢測時(shí)可靠性較差，容易導(dǎo)致假陽性結(jié)果。 色譜、質(zhì)譜等方法是確證過程中采用的主要方法，但是這些方法操作復(fù)雜，耗材昂貴，難以 在現(xiàn)場快速檢測中得到應(yīng)用。因此，需要一種簡單快捷、準(zhǔn)確可靠的方法解決走私毒品檢測 的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其能夠快速、高效、 準(zhǔn)確地確定待測樣品中是否包含毒品。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下方式來實(shí)現(xiàn) ：
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，包括以下 步驟：
[0006] (a)對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得待測樣品的原始拉曼光譜曲線；
[0007] (b)判斷所述待測樣品的原始拉曼光譜曲線是否具有特征部分，如果待測樣品的 原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則對所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物進(jìn)行測量以獲得 待測樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線；
[0008] (c)如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線具有特征部分，則將所述待測樣品的原始 拉曼光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比以判定待測樣品中是否含有所述毒 品，而如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則將所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼 光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比以判定待測樣品中是否含有所述毒品。
[0009] 進(jìn)一步地，所述方法在上述步驟（a)之前還可以包括以下步驟：
[0010] (〇1)對毒品樣本的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得毒品樣本的原始拉曼光譜；和
[0011] (〇2)判斷所述毒品樣本的原始拉曼光譜曲線是否具有特征部分，如果原始拉曼光 譜曲線具有特征部分，則基于所述毒品樣本的原始拉曼光譜曲線建立毒品的原始拉曼光譜 數(shù)據(jù)庫，而如果所述原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則對所述毒品樣本與增強(qiáng)劑的混 合物進(jìn)行測量以獲得毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線并基于所述毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜 曲線建立毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫。
[0012] 進(jìn)一步地，在所述步驟（C)中，所述待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品的原始 拉曼光譜數(shù)據(jù)庫的對比可以通過計(jì)算待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品樣本的原始拉 曼光譜曲線的相似度來進(jìn)行，所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù) 據(jù)庫的對比可以通過計(jì)算所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜 曲線的相似度來進(jìn)行，如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜曲線的相 似度超過第一閾值或待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線的相似度 超過第二閾值，則判定待測樣品中含有所述毒品。
[0013] 更進(jìn)一步地，所述特征部分可以是一個(gè)或更多個(gè)特征峰，所述相似度基于所述特 征峰的峰位、峰寬和/或峰高來進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。
[0014] 進(jìn)一步地，所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物可以由待測樣品與增強(qiáng)劑直接混合而 成或由待測樣品的水溶液或有機(jī)溶液與增強(qiáng)劑混合而成，所述毒品樣本與增強(qiáng)劑的混合物 可以由毒品樣本與增強(qiáng)劑直接混合而成或由毒品樣本的水溶液或有機(jī)溶液與增強(qiáng)劑混合 而成。
[0015] 進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)劑可以包含尺度在l-l〇〇〇nm范圍內(nèi)的金屬納米顆粒材料、金 屬納米線、金屬納米團(tuán)簇、碳納米管和碳納米顆粒中任一種或它們的組合。
[0016] 進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)劑包含金屬納米材料。
[0017] 更進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)劑還可包含氯離子、溴離子、鈉離子、鉀離子或硫酸根離子。
[0018] 具體地，所述金屬可以包括金、銀、銅、鎂、鋁、鐵、鈷、鎳、鈀或鉬中的任一種或它們 的組合。
[0019] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案中的至少一個(gè)方面能夠通過結(jié)合原始拉曼光譜和增強(qiáng)拉 曼光譜對待測樣品進(jìn)行檢測。這種方案可以兼顧和優(yōu)化毒品檢測的準(zhǔn)確性與提高檢測效率 的平衡，從而實(shí)現(xiàn)快速、高效和準(zhǔn)確的毒品檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法的示意性流 程圖；
[0021] 圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的拉曼光譜測量方法檢測的第一種毒品 的原始拉曼光譜曲線；
[0022] 圖3a示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的拉曼光譜測量方法檢測的第二種毒品 的原始拉曼光譜曲線；和
[0023] 圖3b示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的拉曼光譜測量方法檢測的第二種毒品 的增強(qiáng)拉曼光譜曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在說明 書中，相同或相似的附圖標(biāo)號表示相同或相似的部件。下述參照附圖對本發(fā)明實(shí)施方式的 說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本發(fā)明的一種限制。
[0025] 圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法 的流程圖。該方法可以分成兩個(gè)階段，即準(zhǔn)備階段和實(shí)際檢測階段。在準(zhǔn)備階段，主要目的 是建立供實(shí)際檢測使用的毒品的拉曼光譜數(shù)據(jù)庫。在實(shí)際檢測階段，則是對實(shí)際的待測樣 品進(jìn)行檢測，并與毒品的拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對以得出結(jié)果。
[0026] 該準(zhǔn)備階段可以包括以下步驟：對毒品樣本的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得毒品樣本 的原始拉曼光譜曲線；和判斷所述毒品樣本的原始拉曼光譜曲線是否具有特征部分，如果 所述原始拉曼光譜曲線具有特征部分，則基于所述原始拉曼光譜曲線建立毒品的原始拉曼 光譜數(shù)據(jù)庫，而如果所述原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則對所述毒品樣本與增強(qiáng)劑 的混合物進(jìn)行測量以獲得毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線并基于所述增強(qiáng)拉曼光譜曲線建 立毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫。上述過程可以對于一種或多種毒品樣本分別實(shí)施，直至不 再有所需的新的毒品樣本的原始拉曼光譜或增強(qiáng)拉曼光譜需要采集為止。
[0027] 該實(shí)際檢測階段可以包括以下步驟：對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得待測 樣品的原始拉曼光譜曲線；判斷所述待測樣品的原始拉曼光譜曲線是否具有特征部分，如 果待測樣品的原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則對所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物進(jìn) 行測量以獲得待測樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線；而如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線具有 特征部分，則將所述待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比 以判定待測樣品中是否含有所述毒品，而如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線不具有特征部 分，則將所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比以判定 待測樣品中是否含有所述毒品。
[0028] 從上述可知，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的拉曼光譜測量方法利用了原始拉曼光譜數(shù)據(jù) 和增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式對毒品進(jìn)行檢測。這種方式能夠?qū)Χ酒返臋z測效率和 檢測準(zhǔn)確性進(jìn)行最佳的優(yōu)化。毒品檢測與一般的化學(xué)品檢測相比具有其特定的要求，一方 面，由于毒品檢測往往涉及對犯罪行為的認(rèn)定，因此，對毒品的檢測必須非常準(zhǔn)確；而另一 方面，由于毒品檢測往往是在機(jī)場、海關(guān)等出入境地點(diǎn)進(jìn)行，因此，對毒品的檢測必須具有 很高的檢測效率，一些流程復(fù)雜的檢測方法盡管檢測精度很高也難以應(yīng)用在現(xiàn)場快速檢測 中而只能用于后續(xù)的進(jìn)一步判定。
[0029] 對于拉曼光譜測量方法而言，如果僅采用直接對待測樣品進(jìn)行檢測并根據(jù)原始拉 曼光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，在一些情況下檢測的準(zhǔn)確性對于某些毒品難以保證；而如果僅采用 對待測樣品和增強(qiáng)劑的混合物進(jìn)行檢測并根據(jù)增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，則可能會(huì)導(dǎo)致 檢測過程出現(xiàn)不必要的復(fù)雜化而降低檢測效率。而根據(jù)本發(fā)明的方法由于采用了檢測待測 樣品的原始拉曼光譜和增強(qiáng)拉曼光譜相結(jié)合的方式，既能夠保證毒品檢測的準(zhǔn)確性，又能 夠盡可能地提商檢測效率。
[0030] 在根據(jù)本發(fā)明的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法中，上述準(zhǔn)備階段并不是必須 的，例如，操作者可以利用已有的毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)或增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)與對實(shí)際 樣品的檢測結(jié)果進(jìn)行比對。另一方面，上述準(zhǔn)備階段也不一定在進(jìn)行實(shí)際樣品的檢測之前 很久進(jìn)行，例如，為了保證檢測的準(zhǔn)確性或校準(zhǔn)拉曼光譜檢測設(shè)備，可以在對待測樣品進(jìn)行 檢測的現(xiàn)場對毒品樣本進(jìn)行檢測來獲得毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)或增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)。
[0031] 在一示例中，待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)庫的對比 可以通過計(jì)算待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品樣本的原始拉曼光譜曲線的相似度來 進(jìn)行。同樣，待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫的對比通過計(jì)算 所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線的相似度來進(jìn)行。
[0032] 相似度的計(jì)算有多種方法，比如相關(guān)算法、最大似然法、絕對值算法等等。例如，假 定毒品的原始拉曼光譜曲線為A(x)，待測樣品的原始拉曼光譜曲線為B(x)，在一示例中， 采用最大似然算法，可以通過式（1)對兩者的相似度進(jìn)行計(jì)算：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，包括以下步驟： (a) 對待測樣品的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得待測樣品的原始拉曼光譜曲線； (b) 判斷所述待測樣品的原始拉曼光譜曲線是否具有特征部分，如果待測樣品的原始 拉曼光譜曲線不具有特征部分，則對所述待測樣品與增強(qiáng)劑的混合物進(jìn)行測量以獲得待測 樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線； (c) 如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線具有特征部分，則將所述待測樣品的原始拉曼 光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比以判定待測樣品中是否含有所述毒品，而 如果待測樣品的原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則將所述待測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲 線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比以判定待測樣品中是否含有所述毒品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在于，在上述步 驟（a)之前還包括以下步驟： (〇1)對毒品樣本的拉曼光譜進(jìn)行測量以獲得毒品樣本的原始拉曼光譜曲線；和 (〇2)判斷所述毒品樣本的原始拉曼光譜曲線是否具有特征部分，如果原始拉曼光譜曲 線具有特征部分，則基于所述毒品樣本的原始拉曼光譜曲線建立毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù) 庫，而如果所述原始拉曼光譜曲線不具有特征部分，則對所述毒品樣本與增強(qiáng)劑的混合物 進(jìn)行測量以獲得毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線并基于所述毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線 建立毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在于，在所述步 驟（c)中，所述待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜數(shù)據(jù)庫的對比通過計(jì) 算待測樣品的原始拉曼光譜曲線與毒品樣本的原始拉曼光譜曲線的相似度來進(jìn)行，所述待 測樣品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜數(shù)據(jù)庫的對比通過計(jì)算所述待測樣品 的增強(qiáng)拉曼光譜曲線與毒品樣本的增強(qiáng)拉曼光譜曲線的相似度來進(jìn)行，如果待測樣品的原 始拉曼光譜曲線與毒品的原始拉曼光譜曲線的相似度超過第一閾值或待測樣品的增強(qiáng)拉 曼光譜曲線與毒品的增強(qiáng)拉曼光譜曲線的相似度超過第二閾值，則判定待測樣品中含有所 述毒品。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在于，所述特征 部分是一個(gè)或更多個(gè)特征峰，所述相似度基于所述特征峰的峰位、峰寬和/或峰高來進(jìn)行 加權(quán)計(jì)算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在于，所述待測 樣品與增強(qiáng)劑的混合物由待測樣品與增強(qiáng)劑直接混合而成或由待測樣品的水溶液或有機(jī) 溶液與增強(qiáng)劑混合而成，所述毒品樣本與增強(qiáng)劑的混合物由毒品樣本與增強(qiáng)劑直接混合而 成或由毒品樣本的水溶液或有機(jī)溶液與增強(qiáng)劑混合而成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在于，所述增強(qiáng) 劑包含尺度在l-l〇〇〇nm范圍內(nèi)的金屬納米顆粒材料、金屬納米線、金屬納米團(tuán)簇、碳納米 管和碳納米顆粒中任一種或它們的組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在于，所述增強(qiáng) 劑包含金屬納米材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在于，所述增強(qiáng) 劑還包含氯離子、溴離子、鈉離子、鉀離子或硫酸根離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的用于毒品檢測的拉曼光譜測量方法，其特征在 于，所述金屬包括金、銀、銅、鎂、鋁、鐵、鈷、鎳、鈀或鉬中的任一種或它們的組合。
【文檔編號】G01N21/65GK104458693SQ201310446679
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】陳志強(qiáng), 張麗, 張建紅, 王紅球, 趙自然, 易裕民, 顧建平, 黃清萍 申請人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)