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20世紀六十至七十年代,全球毒品非法交易額已僅次于軍火,毒品與毒品犯罪已然成為一個全球性的社會問題,為此聯合國專門設立了毒品和犯罪問題辦。
毒品產業現狀
最新公布的世界毒品報告顯示,在過去1年里全球約有2.75億人至少使用過一種毒品,約45萬人因為吸毒而死亡。在中國,廣東地區是我國毒品生產和販售的重災區,全國84.6%的冰毒來源于此,且已逐漸形成了產、供、銷一體化的職業販毒體系。
其中毒品的運輸在人流物流、交通運輸等安檢環節加大對毒品的檢查又分為人體藏毒(體內或體表)和交通運輸。可見,在人流物流、交通運輸等安檢環節加大對毒品的檢查力度具有十分重要的意義。
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太赫茲毒品檢測的優勢
在這樣的背景下,隨著太赫茲技術獨特的安全性、透視性、指紋譜性等優良特性逐漸引起關注,太赫茲毒品檢測的優勢被進一步體現出來:例如對于人體體表藏毒的案例,太赫茲無損檢測技術可以在不傷害相關人員的情況下,定位到體表藏匿毒品的具體位置和大小。借助于現場的太赫茲毒品檢測設備,還可以進一步進行定性、定量的檢測,確定毒品的種類和重量,甚至能夠區分出同種毒品的堿型和鹽型,一秒出結果,實現現場初篩,這是色譜法所不能比擬的。
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太赫茲毒品檢測的應用
目前的太赫茲安檢技術只能確定危險品的位置,而無法確定其種類。因此,要想確定毒品的具體成分,需要再次對毒品進行太赫茲檢測。由于THz波對于大多數非極性包裝材料具有較高的穿透性,因此可以使用THz成像技術對隱蔽在紙張、塑料等材料內的毒品進行檢測。
2003年,有學者率先使用THz參量振蕩器實現了在不拆開信封的情況下,提取信封內可疑物品指紋譜來識別信封內的毒品,并采用不同THz頻率對毒品可疑物進行多光譜成像并以此區分信封內的毒品可疑物的種類。
2006年,利用THz成像技術和空間圖樣成分分析,完成了信封中MA、MDA、MDMA、海洛因、乙酰可待因和嗎啡的快速檢驗。
2009年,基于這些成果的安檢設備投入日本郵局使用,與此同時,英國機場開始使用頻率范圍在50GHz~1THz的成像安檢儀。
信封內的毒品成像示意圖
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毒品數據庫
如今,推動和發展太赫茲毒品檢驗的主要任務是加快建立有關毒品的THz圖像數據庫。THz時域光譜毒品數據庫的構建和完善,是實現利用THz光譜技術快速鑒別毒品的重要途徑,也是THz走向實際應用的必由之路。
在數據庫的建設工作中,人們通過比較同一個樣品在不同THz時域光譜儀、以及傅里葉紅外光譜儀上進行測量的結果,并和國際上已經發表的數據作比較,得到較為一致的結果,認定數據可靠。這個過程相當于識別每種毒品特有的“指紋”,在以后的安檢過程中,只需要將未知物質與檢測過的毒品的“指紋”進行匹配,便能確定其成分。
太赫茲毒品數據庫于2013年報道收錄了包括甲基苯丙胺類、海洛因、嗎啡、咖啡因等在內的38種毒品的THz光譜數據,包括吸收譜和折射率譜,是當時國際上報道毒品種類最多的數據庫。
可卡因游離堿與鹽酸可卡因的THz時域光譜比較
為了增強太赫茲數據庫在毒品識別檢驗中的實用性和可靠性,仍需通過對毒品標準物質進行大量的實驗性數據測試和理論模擬計算,以此不斷豐富數據量。
首都師范大學課題組在國內首次應用THz技術進行毒品檢測研究,建立了對毒品進行品種鑒定和含量分析的方法,開發出了幾種基于指紋譜標準的品種識別方法和應用軟件,填補了國際空白,對常見毒品太赫茲指紋譜數據庫的開發作出了突出貢獻。
綜上所述,近年來快速發展的THz光譜技術在實現毒品現場快速篩查,以及定性定量檢測方面都有良好的應用前景。THz光譜技術具有無損檢測、原位檢測等巨大優勢,目前可以作為傳統毒品檢測方法的延伸補充,實現互補驗證。太赫茲毒品檢測還需要在國家政策的支持下,盡快進入藥典,成為官方認可的檢測新技術手段。廣大科研工作者還需團結起來,加大研發力量,建立和完善太赫茲毒品數據庫,從而實現太赫茲毒品檢測服務的真正落地。
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