紅外光譜技術在毒品檢測中的研究進展

摘 要 紅外光譜技術用于毒品檢測，具有操作簡單、速度快、不用其他試劑、不污染檢材、樣品量小、結果準確等特點。本文研究和分析了近紅外、中紅外和遠紅外燈光譜檢測技術及紅外譜圖數據庫，用于毒品檢測和分析的最新進展。可以預計，紅外光譜技術在毒品檢測領域的應用將越來越廣泛。

關鍵詞 紅外光譜 毒品檢驗 紅外光譜庫

中圖分類號：D918.2 文獻標識碼：A

紅外光譜檢測技術廣泛用于化合物鑒定及分子結構表征，亦可用于定量分析。紅外光譜與色譜等聯用（GC-FTIR），則具有強大的定性功能。利用紅外光譜技術對毒品進行檢測，具有所需檢材量小，無損；操作簡便、快捷等特點。根據檢測儀器和應用領域的不同，可將紅外光區分為近紅外光區，中紅外光區，遠紅外光區等三個光區，其中以近紅外區和中紅外區的光譜分析技術應用較為廣泛。

1 近紅外光譜技術

近紅外光區（在0.75 -2.5 m范圍 ）對含氫原子團（如O—H、N—H、C—H）伸縮振動峰較為敏感，常用于分析含氫基團的毒品的定量分析。吳國萍等①提出了采用近紅-外漫反射光譜技術快速、無損、測定繳獲白粉中海洛因、乙酰嗎啡、乙酰可卡因的含量方法。該研究結果表明近紅-漫反射光譜技術用于分析毒品，具有快速無損和結果可靠的優點。吳國萍等采用GC-MS分析了繳獲88份白粉中這3組分的質量百分含量，以交叉驗證誤差均方根為指標，確定各組分用于建模的最優近紅外波段和光譜預處理方法，采用偏最小二乘法建立近紅外光譜與這三組分GC-MS分析值之間的校正模型，并以此預測了35個白粉樣本。

吳國萍等②采用近紅外-漫反射光譜快速無損測定搖頭丸中亞甲二氧基甲基苯丙胺（MDMA）、甲基苯丙胺（MA）含量的新技術。該技術可對搖頭丸裸片中MDMA和MA進行快速無損分析，且結果可靠，為刑事案件中毒品成分的測定提供了一種新的分析手段。吳國萍等收集含MDMA搖頭丸56份和含MA搖頭丸58份，采用GC-MS確定其中MDMA和MA質量的含量，在12000～4000 cm-1光區掃描樣品，以交叉驗證誤差均方根為指標，通過篩選，對各組分確定了用于建模的最優近紅外波段和光譜預處理方法，采用偏最小二乘算法建立近紅外光譜與這2組分GC-MS分析值之間的校正模型，并以此分別預測21個樣本含量。

吳國萍等③應用近紅外光譜積分球和光纖漫反射技術，結合化學計量學方法，進行處理不同途徑繳獲的毒品，并通過系統聚類分析，對不同途徑繳獲毒品的來源進行了鑒別。結果表明，該法具有簡便、快速、準確的特點，為毒品同一來源認定提供了一種新技術。

曹槐等④采用支持向量分類方法，將在云南省繳獲的一千多份海洛因樣品，用近紅外-漫反射光譜在4 000 cm-1～10 000 cm-1光區范圍內吸收系數數據集合，構建了識別毒品來路的分類器。光譜數據選取了指紋波數區段5 990 cm-1～7 500 cm-1，以及最大和較大吸收系數的41個波數的光譜數據。針對一對一算法的五分類問題，采用兩種分類法C-SVC和v-SVC，4種核函數，分別以默認參數和優化參數，得訓練集模型有效率和檢驗集的預報總精度。比較各種模型后，確定了152個指紋區波數，線性核函數的L-152 C-SVC作為分類器模型。該模型對已知分類的5個地區隨機選取的訓練集樣本，在10-交叉檢驗下的有效率是90.74%，對不包含訓練集的其余全部已知樣品，其預報總精度是88.71%。5地區分類統計計算的敏感性、特異性、相關系數的評價都較好。最后，又試用該分類器于未知地毒品的來路辨認。與報道的模式識別比較，工作沒有止于訓練集給出模型，檢驗集判斷預報效果的已知樣品，又走出了重要一步，即識別訓練集和檢驗集之外的未知樣品。

2 中紅外光譜技術

中紅外光譜技術（光區在2.5- 25 m范圍）常用于定性和定量分析，且儀器成本低和方法簡單。張潤生⑤和胡緒洲等⑥很早就研究了海洛因和鴉片的傅里葉紅外吸收實測譜。梁宇華⑦對別運用紅外光譜儀、氣相色譜質譜聯用儀、氣相色譜儀對廣州海關關區在2006年繳獲的可卡因進行了成分及含量的分析。結果發現，在使用了現場快速檢驗毒品的手段后，用紅外光譜儀判斷其主要成分，還是比較可靠的。

王繼芬⑧等建立了甲基苯丙胺毒品中添加成分的紅外光譜快速分析方法，該方法應用于實際案例中，獲得了理想的結果。將甲基苯丙胺毒品與淀粉、葡萄糖、咖啡因、非那西汀等按一定質量比例混合，然后利用傅里葉變換紅外光譜儀進行紅外光譜分析，得出紅外光譜圖。由于各種成分均有其特征的紅外吸收，因此通過其特征吸收可以區分甲基苯丙胺毒品中所添加的成分，同時，通過吸收峰的強度可以大致判斷添加成分的含量范圍。紅外光譜法不需要進行樣品的前處理，具有快速、無損的特點。

王繼芬等⑨立氯胺酮毒品及其添加成分的紅外光譜快速分析方法。將氯胺酮毒品與淀粉、葡萄糖、麥芽糖、咖啡因、非那西汀等按一定質量比例混合后，采用傅里葉變換紅外光譜儀進行光譜分析，得到紅外光譜圖，利用OMNIC軟件經過篩選、歸一化、入庫等處理后建立了氯胺酮毒品及其添加成分的紅外光譜譜圖庫；運用紅外光譜的相關知識，對氯胺酮毒品及其添加成分的標準譜圖解析，進行了峰的歸屬，制作了一張特征峰表。將待測樣品進行紅外光譜分析后，先進行譜庫檢索，再應用特征峰表進行確定，從而對可疑氯胺酮毒品進行了快速無損分析。

徐鵬等⑩采用紅外光譜技術對海洛因樣品進行譜圖采集，并對海洛因及其鹽型的紅外譜圖進行譜圖解釋和分析。應用紅外光譜技術，可以很好地鑒別海洛因及其鹽型。

徐鵬等 認為，紅外光譜技術在毒品的定性定量分析以及來源推斷方面具有其獨特的優勢。作為一項非常傳統的分析技術，以往因其對混合物無法確切分析以及譜圖檢索費時的弱點而在物證鑒定領域應用較少。隨著計算機技術的發展，紅外光譜技術在分析鑒定領域將發揮越來越重要的作用，特別是在建立數據庫以及快速檢索比對方面。

張潤生等 采用氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜聯用技術，建立了9種苯丙胺類毒品及其衍生物的分析鑒別方法。采用HP-1（30 m€？.32 mm，0.25 m）毛細管柱，MCT紅外檢測器與氫火焰檢測器同時檢測，在程序升溫條件下，以十七烷為內標物，研究已知對照品的色譜保留行為及其氣態紅外光譜圖特征，建立相應的特征吸收峰數據庫，作為鑒別分析的依據。色譜保留時間與紅外特征吸收峰聯合鑒別法極大地提高了鑒別的準確性。將發展的方法應用于可疑毒品物證中苯丙胺類及其衍生物毒品樣品的鑒別，獲得了理想的結果。該方法可用于涉毒案件毒品物證的檢驗，特別適用于混合毒品成分的檢驗。

3 遠紅外光譜技術

氣體分子的轉動躍遷振動-轉動躍遷通常在25-1000 m范圍內產生較強的遠紅外光譜。因此大部分易制毒化學品在毒品制備過程中都會產生揮發性的蒸氣團，其光譜特征都在遠紅外大氣窗口內。尤曉明等 和李志豪 發現被動紅外探測技術能夠在遠距離實現對易制毒化學品蒸氣團的監測，可以有效解決禁毒任務中隱藏制毒窩點的遙測問題。將此技術用于公安禁毒領域，能夠很好地滿足當前禁毒工作的需要，具有重要的實際意義。

4 毒品紅外光譜圖庫

陳月 通過用高純度毒品建立紅外光譜庫，采用最先進的全光譜編碼、全光譜檢索方法結合譜圖解析方法。經用南京市公安局提供的繳獲混合物毒品進行實例驗證，認為操作簡便、快速，定性準確。王繼芬等 建立了氯胺酮毒品及其常見添加成分的紅外光譜譜圖庫，結合譜圖解析實現了對氯胺酮毒品及其添加成分的紅外光譜快速分析。對于毒品譜庫譜圖庫還需要在實踐中不斷地擴充，以便更好地服務于司法實踐。

5 結語與展望

本文研究了紅外光譜用于毒品檢測和分析領域的最新進展。紅外光譜技術作為一項傳統的光譜分析手段，以其準確和快速的優勢，越來越得到毒品定性、定量分析檢測和分析領域的重視，特別是在建立數據庫以及快速檢索比對方面。

資助項目：2012年湖南省科技計劃項目資助 （項目編號：2012FJ4342）

注釋

① 吳國萍，相秉仁.近紅外光譜法非破壞性同時測定海洛因、O6單乙酰嗎啡、乙酰可待因.分析化學，2007.4.

② 吳國萍，相秉仁.近紅外光譜技術應用于搖頭丸中MDMA、MA無損定量分析的研究.分析測試學報，2007.5.

③ 吳國萍，左躍先.近紅外漫反射光譜法在毒品同一來源認定中的應用.中國藥科大學學報，2008.4.

④ 曹槐，路帆.不同來路海洛因近紅外光譜的支持向量機模式識別.計算機與應用化學，2009.3.

⑤ 張潤生.140例海洛因毒品案鑒定結果分析.法醫學雜志，1994.4.

⑥ 胡緒洲，楊愛明，林南英.海洛因的傅里葉紅外吸收譜.光學學報，1998.8.

⑦ 梁宇華.可卡因的定性定量分析.廣東公安科技，2008.1.

⑧ 王繼芬，余靜，孫興龍.紅外吸收光譜法快速分析甲基苯丙胺毒品中的添加成分.光散射學報，2010.4.

⑨ 王繼芬，王定方，孫興龍，余靜.氯胺酮毒品及其添加成分的紅外光譜庫的建立與應用研究.中國人民公安大學學報（自然科學版），2010.4.

⑩ 徐鵬，曹珍年，錢振華，鄭琿，石慧霞，劉克林.海洛因及其鹽型的紅外光譜分析.中國藥物依賴性雜志，2010.6.

徐鵬，曹珍年，石慧霞，鄭琿，錢振華.紅外光譜技術在毒品分析中的應用.刑事技術，2011.4.

張潤生，王跨陡，龔飛君，葉海英，張玉榮，嚴松茂，杜一平，張維冰.苯丙胺類毒品及其衍生物的氣相色譜-紅外光譜分析.分析化學，2012.6.

尤曉明，李志豪，鄭為建.被動紅外技術用于易制毒化學品蒸氣團的探測.紅外技術，2011.11.

李志豪.用于公安禁毒制毒揮發氣體檢測的被動紅外技術.紅外，2012.10.

陳月.毒品紅外光譜庫的建立與檢索鑒定.江蘇公安專科學校學報，1998.1.