[发明专利]一种多金属氧簇功能化硫化镉纳米线传感阵列的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种多金属氧簇功能化硫化镉纳米线传感阵列的制备方法及其应用，过多金属氧簇修饰，提高材料对毒品的特异性识别富集能力，提高单个光电传感器的检测灵敏度和缩短响应时间；通过传感器阵列构筑，增加传感器阵列对不同种类毒品的交叉敏感性。通过本项目的实施，预期构建基于一种纳米光电气敏传感器阵列，增强传感基元对结构类似毒品的响应区分度，实现对常见毒品鸦片、海洛因、冰毒、氯胺酮、可卡因的非接触识别检测，为便携式毒品探测仪奠定敏感材料基础。可应用于面向隐藏痕量毒品的准确、非接触式检测。

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种可用于非接触式毒品气氛检测传感阵列制备方法及其应用。

背景技术

国内外关于毒品的检测技术主要有：1)电化学检测法：如2012年，Aso Navaee1利用石墨烯纳米片修饰玻碳电极同时检测吗啡、那可丁、海洛因，该方法是首次报道的基于他们的电化学氧化特性同时测定三种毒品；2013年，郑州大学Baoxian Ye等制造了一种新的基于复合石墨烯和全氟磺酸膜改性玻碳电极的吗啡电化学传感器，明显提高了其敏感性；Toshiyasu等利用化学修饰的手性毛细管电泳技术/双质谱技术，实现了对安非他命类物质的检测。2)色谱法：如第二军医大学Feng Lu等将薄层色谱(TLC)和表面增强拉曼技术(SERS)结合，实现了食品中添加违禁药品的现场检测；此外，利用气质连用色谱(GC–MS)、高效液相色谱(HPLC)等技术均可实现对多数毒品的定性、定量分析。3)光谱法：如中国科学院合肥智能机械研究所杨良保研究员课题组以NaYF₄:Yb,Er@SiO₂@Ag为SERS活性基底，在近红外光激发下，实现了对甲基苯丙胺(冰毒)的高灵敏检测；Shohre等将一种噻吩衍生物负载到SiO₂纳米球表面，利用荧光光谱技术实现了对溶液中甲基苯丙胺的检测。拉曼光谱技术对安非他明硫酸盐、甲基安非他明盐酸盐、盐酸吗啡、盐酸海洛因等常见毒品。通过分析比较拉曼谱线，也可以有效区分毒品种类，可以在现场完成合成冰毒的重要化学原料麻黄素和冒充麻黄素合成冰毒的左旋咪唑的拉曼无损测试分析，还可以实现是否服用违禁药物和毒品的快速检测。4)免疫分析：1979年，Baumgartner等首次用放射性免疫法成功检测了吸毒者毛发中的海洛因及其代谢产物，并由此对吸毒者进行了用药时段的推断。其后，酶联免疫、胶体金法在毒品鉴定领域得到了广泛应用。5)离子迁移谱技术(IMS)：IMS不仅可以实现对毒品痕迹颗粒的检测，还可以检测人体毛发中的合成毒品。

虽然上述方法均能对鸦片、海洛因、冰毒、氯胺酮等毒品实现定性分析，然而，这些方法也有不足之处，如技术成熟的X射线检测，仪器笨重、成本昂贵，且存在辐射危险。色谱分析方法一般只适用于实验室采样检测，不能满足现场快速检测的目的。免疫分析法则多针对尿液、唾液、血液、毛发中毒品的检测，旨在判定相关人员吸毒与否。此外，上述方法均为接触式检测，且多数需要在实验室完成，具有便携、非接触式的痕量毒品蒸气检测方法鲜有报道。而贩卖和运输毒品犯罪是我国毒品犯罪的主要形式，且隐藏方式诡异多变，因此，针对毒品运输途中及制贩毒现场隐藏毒品的非接触式快速检测识别，是一项颇具挑战性的课题。而该问题的解决将为禁毒部门现场确认毒品、及时取证提供便利。目前，陕西师范大学房喻教授开发了一种自组装荧光薄膜PDC，实现了对甲基苯丙胺模拟物(N-甲基-2-苯乙胺)的检测，其检测限约为5.5ppb。中科院上海微系统所程建功研究员合成了两种荧光分子FBT和PFT，利用“荧光增强(turn-on)”原理分别实现了对1.9ppm和6.4ppm甲基苯丙胺气氛的选择性检测。Angelika等则利用表面电离检测技术实现了对安非他命类毒品气氛的检测。Bouchikhi等利用金属氧化物构筑了一种低成本的手持式电子鼻，实现了对五种含毒物质(大麻芽、大麻植物、大麻提取物、鼻烟以及烟草叶)的检测和分类。Andreas等也设计了一种基于金属氧化物(SnO₂)气体传感器的电子鼻，可通过人体皮肤检测大麻新陈代谢产物。然而针对不同种类毒品气氛的选择性检测手段依然缺乏。