《基于拉曼光谱的公共安全快速检测关键技术及应用》

公共安全关切到人民群众的生命、健康和财产安全,是社会安全稳定和谐发展的基础和保障。随着全球化和信息化的进程,各种毒品、易燃易爆物质、环境污染物泄露、食品和药品安全等多种公共安全问题不断威胁着人民对美好生活的向往,发展通用的快速原位分析方法与技术,用于毒品侦测、司法鉴定、食品安全、药品检验、环境应急检测等公共安全领域的快速检测,对提升中国人民的获得感、幸福感和安全感具有重要意义。课题组在国家自然科学基金等项目资助下,针对基于拉曼光谱的公共安全快速检测技术进行了近十年的系统研究,解决了拉曼光谱在复杂体系中公共安全快速检测快速检测的关键性问题,其关键性技术和设备在海关、出入境、公安、消防、食品药品监督管理局等部门广泛应用,取得了良好的社会和经济效益。主要创新成果如下:

1、发展了面向公共安全快速检测的高可靠性表面增强拉曼光谱基底制备技术,提出了高可靠性基底评价方法,揭示了基底时间稳定性的来源,提出了高可靠性拉曼增强基底的制备策略,并由此研发了面向不同公共安全领域的多种拉曼增强基底。该技术克服了传统基底的拉曼增强效果随时间快速衰减和不能重复利用的缺点,为拉曼光谱的定性定量分析提供了基础和保障,极大地提升了基于拉曼光谱的公共安全快速检测技术的置信度和可靠性,为国内外开展同类研究指引了研究方向。

2、针对公共安全快速检测中面临的多样化采样对象和样品基质,开发了可用于快速原位检测的采样/前处理-拉曼光谱联用技术,建立了用于采样/前处理-拉曼光谱联用的可控表面修饰技术,既能实现高效的采样/前处理,又能保持高拉曼增强效果联用技术,研发了多种采样/前处理-拉曼光谱联用设备,实现了复杂条件下待测物质的快速原位富集和检测,相关研究在得到国内外学术界的广泛认可,其技术已被应用到欧美多个课题组。

3、针对公共安全快速检测待测物多样、基质复杂、新型危害物质频出的客观情况,开发了专门的拉曼光谱数据库和光谱处理软件,以应用领域和危害物质大类为区分,建立了基于拉曼光谱的公共安全快速检测标准方法,研发了公共安全快速检测专用的便携式手持拉曼光谱仪,并成功地将相关技术和设备推广应用于海关、出入境、公安、消防、食品药品监督管理局等多个部门和领域,取得了可观的经济、环境和社会效益。

该项目在国内外重要期刊发表相关SCI论文37篇,国家发明专利授权10项,新型实用专利授权4项,取得计算机软件著作权13项。SCI论文被SCI期刊正面引用618次(他引550次),10篇代表论著被SCI期刊正面引用158次(他引130次),相关技术被国内外多个课题组借鉴使用,相关设备服务于海关、出入境、公安、消防等部门,用于可疑物、毒品、违禁品、易燃易爆物质、走私物品等危险品的快速检测,收到用户单位的一致好评,能有效提高公共安全现场检查有效性和治安工作执行效率,取得了良好的社会和经济效益。

成果说明

该项目相关技术和设备符合国家技术产品发展政策,满足公共安全实际需求,使用安全,检测准确,便携式结合云平台的合理运用,最大限度的满足了各种使用场景的物质检测需求,处于国际领先水平。我们通过现场演示、宣传介绍、受邀配合执法、大型安检活动租赁的方式推广我们的技术和设备。本项目相关技术和设备已被用于公安、海关、边防、出入境、刑侦、消防等部门,用于可疑物、毒品、违禁品、易燃易爆物质、走私物品等危险品的快速检测,收到用户单位的一致好评,有效提高公共安全现场检查有效性和治安工作执行效率,为公安、海关、边防、出入境、刑侦

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