显微拉曼技术对痕量海洛因的检测分析

□段翰林

为了进一步做好毒品防控工作，公安机关相关工作人员必须能对可疑物品进行有效检测，而在这一检测过程中，常用的红外光谱、核磁共振等技术都存在仅能针对已获取的物质进行检测、可能导致样品损坏等问题，检测效率难以保障，同时有可能影响到后续相关工作的展开。在这样的背景下，显微拉曼技术已经得到了广泛的关注，这一技术在痕量毒品检测过程中的应用具备灵敏度高、时间短、无需接触、无破坏等特点。因此，针对这一技术的应用办法进行研究是非常有必要的。结合现状来看，这一技术在我国公安机关内的应用历史并不长，而为了保障显微拉曼技术在痕量毒品检测中能发挥出预期效用，本文将结合实际的实验过程来展开分析。

一、显微拉曼技术

从定义上来说，显微拉曼技术是指拉曼光谱分析技术与显微分析技术的结合。因此，本文主要从以下几方面对显微拉曼技术进行介绍。

(一)拉曼光谱分析技术的原理和优越性。

1.原理。当使用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分光会沿照射方向透射，剩余部分则会依照不同角度散射开来，产生散射光。在垂直方向对这种现象进行观察，除了能观察到瑞利散射以外，还能观察到一系列与入射光频率发生位移的拉曼谱线，即拉曼效应。通过对拉曼光谱的分析和研究，试样分子的振动和转动能级等信息将能迅速的被获取，为后续工作的展开打下良好基础。

2.优越性。第一，这一技术支持无损伤的定性定量分析，样品可以直接通过光纤探头等进行测量。在这一特性的支持之下，实际的检测过程将更加简单、迅速。第二，拉曼光谱分析技术可以同时覆盖50～4,000波数的区间，可以对有机物和无机物进行分析。这一点是传统的红外光谱分析无法达到的。第三，由于拉曼光谱谱峰清晰且尖锐，因此十分适用于定量分析，在实际应用过程中，这一特性能有效提升样品检测及分析的效率。第四，拉曼光谱只需要少量的样品就能得到，也就是说，拉曼光谱能被应用于分析面积更小的样品。

(二)共聚焦显微拉曼光谱。共聚焦显微拉曼技术能将激发光的光斑聚焦到微米量级，进而在此基础上对样品进行精确分析，也就是说，在这一基础的支持之下，实际检测过程可以针对任何样品的任何部分进行分析，整体的分析过程也非常直观，便于相关工作人员进行观察和控制。

(三)显微拉曼技术应用于公安法学的必要性。在公安法学相关检测工作开展过程中，保障物证完整是非常有必要的。同时，残留物量可能很小，指纹中的残留物、车祸中的残留漆片、写在纸上的笔迹等都属于此类。对于本文所讨论的问题来说，痕量毒品检测不但同时具备上述特征，部分情况下还需要在不接触样品或在公共场所等背景下展开检测工作，结合这些内容，使用显微拉曼技术进行检测是非常有必要的。本文将在后续内容中对这一技术的应用展开详细分析。

二、实验过程

(一)样品及仪器准备。本文所使用的检测样品为现场查获的走私海洛因，质量分数约为65%，土色粉末，未经任何化学处理。本文所使用的仪器主要为英国Renishaw公司生产的显微共聚焦拉曼谱仪MKI1000型。该仪器激发光波长为514.5nm，物镜50X，信号采集时间60～240s，狭缝宽度为25μm，仪器分辨率为2μm-1，样品表面分辨率为2μm。

(二)实验方法。第一种方法是使用一张干净的纸张包裹样品，将样品倒掉后拍打纸张，直至纸张上用肉眼看不到样品痕迹，最后测试纸张上残留海洛因的拉曼散射普。第二种方法是使用干净的信封包裹样品，以上述内容中相同的方式对信封进行拍打，直至信封面上肉眼看不到样品残留，最后对信封上残留海洛因的拉曼散射普进行测试。

(三)实验结果。通过测试所得到的拉曼散射光谱分别如图1、图2所示。

图1 纸张测试结果

图2 信封测试结果

对图1、图2中的内容进行分析不难发现，样品海洛因的主要特征谱线是618和1,650cm-1附近的双峰以及2,951、3,046、3,082cm-1附近的峰线，除了具备较强的荧光背景之外，这一谱线与纯品海洛因谱线的位置及线型是完全一致的。

对图1、图2中的内容进行对比可以发现，用纸张测试所得的拉曼散射图谱效果要由于信封测试结果。同时，由于选取残留样品的纸面痕迹颜色较浅，将激发光功率控制在1.5MW，积分时间为60s时所得到的拉曼谱图质量最好。

三、实验结果分析

(一)红外光谱与拉曼光谱之间的比较。第一，红外光谱与拉曼光谱之间的区别主要包含以下内容：一是红外光谱的入射光及检测光均是红外光，而拉曼光谱的入射光大部分为可见光。二是红外光谱主要针对光的吸收情况进行测量，测量结果主要与波数或波长有关，而拉曼光谱主要针对光的散射进行测量，测量结果与拉曼位移有关。三是使用拉曼光谱分析时，样品并不需要做进一步的处理，同时也不会对样品产生破坏，而使用红外光谱分析时，样品则需要做进一步的处理之后才能进行测定。这一点可以说明，显微拉曼技术支持对同一样品的重复检测，而红外光谱分析则有可能直接导致样品被破坏。

第二，对于两种检测方法的选择来说，上文中的检测结果已经表明，拉曼谱峰更为尖锐。因此，在对无机混合物进行识别的过程中，相关工作人员则应将重点放在显微拉曼技术的应用上。对于有机化合物的鉴定来说，由于红外光谱的标准数据库要更为丰富一些，因此，相关工作人员应尽量使用红外光谱分析技术来完成具体的检测工作。对于无机化合物的鉴定来说，使用显微拉曼技术能更便捷的获得400cm-1以下的谱图信息，这一点主要是因为无机化合物的拉曼光谱信息量通常要大于红外光谱。

综合上述内容，拉曼光谱与红外光谱实际上是可以互相补充的，对于本文所讨论的痕量毒品检测工作来说，公安机关相关工作负责人也应结合具体样品特性、获取场所、检测要求等来进行选择，以此来保障最终检测结果的准确性和科学性。

(二)显微拉曼技术在公安法学中主要的应用方向。

1.对爆炸物及枪击残留物等的检测。利用拉曼光谱技术进行爆炸物检测是目前国际上的研究热点，在共焦显微拉曼光谱技术与高倍光学显微镜的支持下，检测人员将能针对爆炸残留物微区进行剖层分析，进而在此基础之上对爆炸物进行痕量检测，除此之外，部分国外公司已经推出了手持式拉曼光谱仪，爆炸物的现场检测将能更迅速、更有效的展开。结合这些内容，显微拉曼光谱技术将能在爆炸物检测中得到更为广泛的应用。对于枪击残留物的检测而言，显微拉曼技术同样能在这一检测过程中取得较好的检测效果。结合现有研究数据，针对型号多种多样的子弹类型，在同样的测试条件下，不同枪击残留物的拉曼光谱之间存在较为明显的差异，这一点主要是由于子弹中装药成分的不同而导致的，因此，在对枪击残留物进行检测的过程中，拉曼光谱分析结果能起到一定的参考作用。

2.对其他常见毒品的检测。由于分子结构的不同，使用显微拉曼技术对常见毒品进行测试所得到的拉曼散射普也会存在一定差异，公安机关相关工作人员则可以结合这一内容完成后续分析工作。结合现有研究数据来看，显微拉曼技术能辅助检测人员对安非他命和甲基安非他命、可待因和蒂巴因、罂粟碱和那可汀等进行有效区分。

3.对手指接触海洛因痕迹的检测。针对手指接触海洛因痕迹的检测与本文所研究的痕量海洛因检测原理基本一致。由于手指具备一定的湿度和粘度，肉眼难以对毒品残留进行有效辨别，在拉曼光谱的辅助之下，手指接触海洛因痕迹将能得到有效测量。

4.对参赛人员服用违禁药物的检测。对麻黄素、左旋咪唑以及“冰毒”的拉曼光谱进行比较可以发现，这三者的谱线之间存在明显区别，也就是说，在实际检测过程中，相关工作人员可以将这一测试结果来作为主要的鉴别依据。

四、结语

综上所述，在对显微拉曼技术的应用原理和优势进行介绍的基础之上，本文主要通过实际的实验过程论证了这一技术应用于痕量海洛因检测的可行性，最后一部分内容则是基于这一实验结果对显微拉曼技术在公安法学中其他的应用方向以及未来的发展做了深入探讨。在后续发展过程中，相关单位必须要将这一技术切实的重视起来，并针对这一技术与其他新型仪器的联用做进一步的研究，保障我国公安机关相关检测工作的高效开展。