拉曼光谱仪：三十秒速测电子烟油中合成素

　　嘉庚创新实验室公共安全联合研究中心李剑锋教授团队公安部禁毒情报中心、厦门赛纳斯科技有限公司联合建立毒品数据库，并结合自主研发的手持式拉曼光谱仪，可在三十秒内实现电子烟油中现场痕量毒品的快速鉴定。

　　毒品是全人类的公害，毒品问题治理事关人类前途命运。除了传统的、、等常见毒品外，近几年吸食新精神活性物质（NPS）引发的危害健康事件开始步入大众视野。为解决公安执法中含量低、毒品检测环境复杂等难题，

　　嘉庚创新实验室公共安全联合研究中心李剑锋教授团队依照国家社会的重大需求，与公安部禁毒情报中心、厦门赛纳斯科技有限公司联合建立毒品数据库，并结合自主研发的手持式拉曼光谱仪，可在三十秒内实现电子烟油中现场痕量毒品的快速鉴定，将合成素、芬太尼等毒品一网打尽。

　　致幻等效果，吸毒人员吸食后会出现头晕、呕吐、精神恍惚、致幻等反应，过量吸食甚至会出现休克、窒息甚至猝死等情况。合成素类毒品多以香料、烟草等形态出现，不少毒贩把毒品稀释后混进香烟内，公然在朋友圈贩卖“上头电子烟”，宣称可以让人合法“上头”、合法“飞行”。

　　芬太尼成本低廉，变体丰富，不少不法分子钻法律空子，在芬太尼的分子结构侧基添加一些其他基团，就可生产出新的“芬太尼替代品”，如卡芬太尼、丙酰芬太尼、乙酰芬太尼等等。以卡芬太尼为例，其药效是芬太尼的一百倍、的五千倍、的一万倍。仅0.02克卡芬太尼（相当两颗食盐的重量），通过吸入或皮肤非间接接触的方式摄入，就足以使一个成年人毙命。高毒性芬太尼通常以难以察觉的方式进入边境，由于芬太尼类物质毒性强、品种多、变异快、查缉难，已成为当前禁毒领域面临的一大难题。

　　氟胺酮等18类物质列入精麻药品目录管制。此次整类列管合成素类新精神活性物质，将含有公告所列化学结构通式的物质都列入了管制。此外，当人体意外暴露、接触高纯度的精神类药物也会产生难以处理的后果。因此，要求在现场缉毒查毒的过程中能快速、简单、无接触地对样品进行定性识别。

　　为应对公安部、国家卫生健康委、国家药监局对合成素类物质及芬太尼类物质防控的迫切需求，不论是合成素类物质还是芬太尼类物质均有品种多、变异快、使用环境复杂、查缉难等难题，为攻克以上难题，研究团队主要采取了以下几个策略：

　　总结合成素类和芬太尼类物质的特征谱图共性，并利用团队自主研发的增强拉曼芯片来实现对痕量毒品的快速检测，建立痕量毒品的表面增强拉曼数据库；同时，还可通过增强芯片来猝灭实际体系中的荧光信号，以此来实现复杂环境下混合物中毒品的痕量快速检测。

　　庚创新实验室公共安全联合研究中心与公安部禁毒情报中心和厦门赛纳斯科技有限公司合作，建立的毒品数据库多达1000余条，其中含有合成素类物质拉曼谱库百余条。同时，该数据库能实现200余种芬太尼衍生物的识别，是目前全世界内最全的芬太尼类拉曼光谱数据库。结合自主研发的手持式拉曼毒品识别仪，可在三十秒内实现对电子烟油中痕量合成素以及其他混合物中的毒品现场快速鉴定。

　　曼特征谱峰往往会被湮没在荧光信号当中，难以实现有效鉴定。而嘉庚创新实验室公共安全联合研究中心开发的手持式拉曼光谱仪（SHINS-P1000），配备有1064 nm近红外激光器，可以有效规避荧光干扰，将芬太尼类、合成素类毒品一网打尽。

　　实验室公共安全联合研究中心利用表面增强拉曼光谱技术，开发出拉曼信号增强芯片，可以百万倍地放大目标分子的信号，让痕量物质也无处遁逃。

　　以合成素类物质的痕量检测为例，合成素类物质的主要滥用方式是将其溶于电子烟油或喷涂于烟丝等植物表面。若直接进行拉曼信号采集易产生杂质干扰，此处只需一个简单的前置步骤即可避免杂质干扰，再将处理后的样品直接滴于增强芯片表面（三十秒即可检测出结果）。这里的增强芯片就是一个拉曼信号放大器，可以百万倍地放大毒品分子的拉曼信号。同时，增强芯片的表面修饰有能够捕捉合成素类分子的捕获层，能够将合成素类分子抓取到增强芯片表面，从而增强该分子的拉曼信号。增强芯片还有一个明显的特点是可以猝灭荧光。原本带有强荧光信号的“宽包式”谱

　　图特征的分子，落到增强芯片上，就可以变为“窄带宽”的特征性拉曼谱图。这种效果就像近视眼带上了眼镜，从只能看到模糊的轮廓变成可以看清楚更多的细节。同时百种合成素类物质都是基于相同的骨架而衍生出来的，因此在表面增强拉曼光谱中，其骨架上表现出相似的谱峰特征。

　　振动模式谱峰进行总结，建立谱图库，来实现合成素类物质的整类识别管控。并且通过建立标准物质的谱图数据库，利用采集谱图与数据库比对的方式，实现无接触式的物质精准鉴定。对于毒品痕量残留的检测，只需要简单的刮涂式采集表面，再转移到增强芯片表面，就可以实现对痕量合成素类物质进行现场快速检测。

　　一”突破的同时，积极做出响应习主席“把论文写在祖国的大地上”的号召，推动技术从“书架”向“货架”转化，实现落地转化，解决公安执法中毒品现场检测的难题，为公共安全问题提供高端前沿的解决方案。

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