使用表面增強拉曼光譜技術識別非法藥物

使用SERS方法檢測微量等級古柯鹼、海洛因、冰毒及四氫大麻酚

重點: 
•  非法毒品 
•  表面增強拉曼光譜 
•  奈米粒子

技術: 
•  拉曼

應用: 
•  安檢 
•  物質鑑定

表面增強拉曼光譜(SERS)是使用金或銀的奈米粒子來增幅拉曼訊號的增強型拉曼光譜。這項技術是藉由分子接近金或銀粒子產生的電磁效應來起作用。當入射激光光線擊中納米粒子表面時，可以激發局部表面等離子體，從而大大增強拉曼信號。增強效果可能顯著，使SERS非常適合於追踪檢測古柯鹼、海洛因、冰毒和四氫大麻酚（THC）等非法藥物的微量等級。

介紹

為了測試 Ocean Insight SERS 技術檢測微量毒品的能力，使用 Ocean Insight 的模塊化拉曼裝置裡的奈米金粒子進行測量。正如我們所發現的，使用納米金粒子檢測多種非法藥物是一種快速、可靠的技術，僅需要幾毫瓦的雷射功率。

樣品製備

海洛因鹽酸鹽、古柯鹼鹽酸鹽、Δ9-四氫大麻酚和冰毒在甲醇中製備成 100 ppm、10 ppm 和 1 ppm 的溶液。

對於包含了對分析物敏感的納米化學顆粒物質的 Ocean Insight SERS 技術，我們分別使用 50 μL 的 100 ppm、10 ppm 和 1 ppm 的幾種非法藥物溶液。我們測試了這些濃度以確定可行性，儘管結果表明較低的濃度是可能的。

實驗架構

對於使用納米金粒子的測量，我們使用了模塊化拉曼系統，包括 QE Pro 高靈敏度光譜儀、用於拉曼激發和採樣光學器件的 785 nm 雷射。785nm 能為大多數化學物質激發出出色的拉曼光譜，且螢光的干擾有限。這些系統還提供非常好的光譜解析度，使其成為化學品和有機材料的拉曼光譜的波長首選。

如光譜所示，利用 Ocean Insight 納米粒子的 SERS 方法可以檢測 ppm 級的非法藥物，而僅靠拉曼技術無法實現這一點。

此外，某些峰具有更高的拉曼橫截面，并且每個峰值受金納米粒子的增強方式不同，這取決於分子與金表面的定向關係。以下是實驗結果：

古柯鹼

圖一:古柯鹼的增強拉曼光譜。

海洛因

圖二: 海洛因的增強拉曼訊號揭示了明顯的光譜特徵。

冰毒

圖三:冰毒的增強拉曼訊號在1000 cm-1附近有強烈的峰值。

四氫大麻酚

圖四:儘管可能受到熒光的干擾，但在 THC 中觀察到強烈的拉曼響應。

結論

與市場上其他SERS基板相比，Ocean Insight 納米粒子對於一系列低濃度常用分子的敏感性更好，以便用於評估 SERS性能。此外，Ocean Insight 納米粒子更加堅固且使用更為簡單，樣品準備和測量僅需幾秒鐘，而不是幾分鐘或幾小時。

 

文章來源: https://www.oceanoptics.com/wp-content/uploads/2024/05/identifying-illicit-drugs-using-sers.pdf