应用于现场毒品检测的表面增强拉曼光谱技术的研究

发布时间：2017-04-25 22:02

  本文关键词：应用于现场毒品检测的表面增强拉曼光谱技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：毒品的滥用成瘾与流行,已成为当今世界日益严峻的问题,因此毒品的检测对于打击毒品犯罪、抑制毒品的流行具有非常重要的意义,而在吸毒犯罪场所实现对毒品的检测,可以为执法人员提供直接的证据。现场的检测包括对缴获毒品确认和人体体液中毒品的检测。近年来,由于表面增强拉曼光谱(SERS)技术可以进行无损、超灵敏的检测而一直备受关注,现在已经广泛应用在生物传感,监测微观化学行为和单分子检测等领域。但是目前SERS技术主要应用于实验室的基础研究,对于毒品的检测也是如此。如何将SERS技术应用于现场的检测,需要满足以下三点：一是制备的基底要简单便于携带,二是所用仪器小型化,三是检测结果易分析。本论文就围绕以上几点展开研究。 首先,简单回顾了SERS的发展历程、增强机制、目前主要的应用领域以及毒品的检测方法。由于现场的实际应用中需要低成本便于携带的SERS基底,我们也重点介绍了从传统的硅片、玻璃片基底,过渡到纸质的实用化的SERS基底的最新进展。 第二章研究了打印的纸质SERS基底应用于模拟犯罪现场常见毒品的检测。详细探讨了打印的次数、纸质的选择、纸张的修饰等条件,考察了打印纸质SERS基底的灵敏性、均一性和稳定性,并重点研究了该基底对模拟毒品的现场检测 第三章研究了利用快速简单制备组装的金纳米棒检测人体尿液中毒品。为了匹配便携拉曼仪的激发波长,首先选择长径比合适的金纳米棒,然后利用InPEG-SH修饰的方法对其进行组装。结合课题组发明的超灵敏性和高稳定性D-SERS检测方法,实现了尿液中冰毒和摇头丸以及其混合物的超灵敏检测且SERS信号的重现性高。 第四章中,我们借助了支持向量机(SVM)的方法,将不含毒品和含有不同毒品的样品进行分类,建立数据库。将未知样品的数据与数据库比对,得出判别的结果。我们利用这种方法成功地检测出真实吸毒者的尿样中所含的毒品,且准确率很高。从而实现对毒品检测结果的可视化研究 通过上述研究,实现了现场以及人体中毒品的快速检测,同时也推动了SERS技术在实际应用领域的发展。最后,我们对已开展的毒品检测工作进行了总结,并对以后要开展的工作提出展望。
【关键词】：表面增强拉曼光谱 毒品 纸质基底 尿液 支持向量机
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O657.37;D918.93
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-37
• 1.1 表面增强拉曼光谱(SERS)概述11-15
• 1.1.1 表面增强拉曼散射(SERS)概念11-12
• 1.1.2 表面增强拉曼散射的增强机制12-15
• 1.2 表面增强拉曼光谱(SERS)的应用15-19
• 1.2.1 SERS在生命科学领域的应用16-17
• 1.2.2 SERS在公共安全领域的应用17-18
• 1.2.3 SERS在文物鉴定方面的应用18-19
• 1.3 SERS基底的研究进展19-23
• 1.3.1 用于基础研究的基底19-22
• 1.3.2 用于实际应用的基底22-23
• 1.4 毒品检测方法概述23-28
• 1.4.1 常见毒品简介23-24
• 1.4.2 毒品常见的检测方法24-26
• 1.4.3 SERS用于毒品检测的研究进展26-28
• 1.5 动态表面增强拉曼光谱(D-SERS)简介28-30
• 1.6 本论文选题及主要内容30-32
• 参考文献32-37
• 第2章 打印纸质SERS基底设计、性能及其对毒品的模拟现场检测37-57
• 2.1 引言37-40
• 2.2 实验部分40-42
• 2.2.1 主要实验试剂40
• 2.2.2 实验装置40-41
• 2.2.3 主要表征仪器41
• 2.2.4 打印纸质SERS基底的制备41-42
• 2.3 结果讨论及分析42-52
• 2.3.1 打印纸张的选择42-43
• 2.3.2 打印条件的优化43-44
• 2.3.3 打印滤纸预处理44-47
• 2.3.4 打印纸质SERS基底性能的研究47-49
• 2.3.5 打印纸质SERS基底检测毒品49-52
• 2.4 本章小结52-54
• 参考文献54-57
• 第3章 快速成膜的自组装AuNRs现场检测尿液中的毒品57-75
• 3.1 引言57-60
• 3.2 实验部分60-61
• 3.2.1 主要试剂60
• 3.2.2 主要表征仪器60
• 3.2.3 Au纳米棒的合成60-61
• 3.2.4 Au纳米棒的组装61
• 3.2.5 尿液样品的制备61
• 3.3 结果讨论及分析61-71
• 3.3.1 金纳米棒的合成及光学表征61-62
• 3.3.2 金纳米棒的组装及光学表征62-64
• 3.3.3 组装的金纳米棒的性能研究64-66
• 3.3.4 D-SERS检测尿液中的毒品66-71
• 3.4 本章小结71-72
• 参考文献72-75
• 第4章 人体尿液中毒品检测的可视化研究75-91
• 4.1 引言75-77
• 4.2 实验部分77-78
• 4.2.1 主要试剂77
• 4.2.2 主要表征仪器77
• 4.2.3 Au纳米棒的合成及组装77
• 4.2.4 尿液样品的制备77-78
• 4.3 实验设计思路78-79
• 4.4 结果与讨论79-86
• 4.4.1 支持向量机SVW简介79-82
• 4.4.2 支持向量机SVM对模拟尿样的分类研究82-83
• 4.4.3 支持向量机SVM对真实吸毒者尿样的检测83-84
• 4.4.4 检测结果可视化的实现84-86
• 4.5 本章小结86-88
• 参考文献88-91
• 全文总结91-93
• 致谢93-95
• 攻读硕士期间发表的论文和专利95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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3 倪玉霞;李美红;任周阳;唐智杰;;分析化学在毒品检验分析中应用方法简述[J];云南警官学院学报;2009年01期

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本文编号：327140