金建中
摘要 隨著檢驗技術的快速發(fā)展,X射線衍射法作為一種重要的分析方法,在物理、地質、天文以及石油化工等領域得到了廣泛的應用,并且使用范圍和領域日趨廣泛。將X射線衍射法應用于常見毒物的檢驗時,具有很強的實用性,能夠對常見毒物進行定性分析,為常見毒物的測定提供準確的檢驗結果以及滿意的圖譜。本文就對常見毒物的X射線衍射法檢驗運用進行分析和探討。
關鍵詞 常見毒物;X射線衍射法;檢驗運用
中圖分類號 TG11 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363(2016)12—0077—02
對于X射線衍射法而言,其主要是指以標準圖譜為依據,匹配其中樣品的衍射波普以及抑制物質的衍射波普,再次基礎上對樣品的組成部分進行確定。X射線衍射法作為一種物理分析方法,將其運用常見毒物的檢驗中,如巴比妥、地西泮、鹽酸甲基苯丙胺、鹽酸海洛因、亞硝酸鈉、氰化鉀等毒物,能夠利用定性分析來保證檢驗結果的準確性與快速性,提供更為滿意的圖譜以及準確的測定結果。
1 X射線衍射法概述
對于X射線衍射法(XRD)來說,其作為一種先進的分析方法,主要是分析和研究晶體結構,而不是對試驗樣品內元素的種類以及含量進行直接研究。一般來說,如果晶體結構被X射線所照射,在晶體點陣排列的作用下,會受到不同分子及原子的衍射;同時X射線照射到晶面距離為d的2個晶面時,在其反射的影響下,如果兩束反射X光程差為入射波長的整數倍時,這時兩束光的相位相對一致,即2dsinθ=nλ(n為整數,表示相干波間的位相差),并且通過相長干涉而產生衍射現象。值得注意的是,如果n為1,2,3時,X射線分別稱為0級、1級、2級衍射線;而θ表示衍射或入射精X射線與晶面之間的夾角,稱之為衍射角。值得注意的是,如果反射級次不夠清楚,則均以n=1來求d。
2常見毒物的X射線衍射法檢驗運用
2.1實驗部分
1)實驗儀器條件。本實驗選用多功能MPSS樣品臺以及荷蘭帕納科XPERT-PRO型X-射線衍射儀;同時采用標準粉末X射線衍射譜圖庫、40mA的管電流、40kV的x光管電壓,并且掃描步長著0.017°,10.33s是每步的掃描時間,角度掃描范圍是8°~90°,防散射狹縫為6.6mm,發(fā)散狹縫為1°。
2)樣品制備。首先選用一定量的晶體粉末作為樣品進行檢驗,在此基礎上將樣品放置于瑪瑙研缽中,并將其進行仔細研磨,然后將其均勻平鋪在采樣板的表面;然后在XRD多功能樣品臺上插入制備號的采樣板進行分析。
3)XRD對常見毒物的檢驗,首先是安眠藥的檢驗,圖1為巴比妥XRD圖,圖2為地西泮XRD圖。其次是毒品的檢驗:圖3為鹽酸甲基苯丙胺XRD圖,圖4為鹽酸海洛因XRD圖。最后是無機毒物的檢驗:圖5為亞硝酸鈉XRD圖,圖6為氰化鉀XRD圖。
2.2運用及結果
1)安眠藥的檢驗。當前常用的檢驗安眠藥的方法有許多,如膠體金法、液相色譜/質譜聯用法、氣相色譜/質譜聯用法、氣相色譜法等。由于安眠藥的種類較為繁多,不同的種類會有不同的結構、沸點和極性,因此檢測的條件與提取的方法也會存在很大的差異。如果對未知種類的安眠藥加以檢測,則需要在多次試驗的基礎上,有效確定其提取方法以及檢測條件。由于案件中的安眠藥藥材含量相對較少,不能準確確定進樣量與配制濃度,如果進樣量過少,往往不能有效檢測樣品中的相關成分,而且一旦受到其他物質或者其他條件的影響,檢測結果的準確性則無法得到保障;如果進樣量過大,則會在一定程度上污染儀器,從而影響其他物質的檢測??偠灾?,通過X射線衍射儀對安眠藥巴比妥、地西泮樣品進行檢測時,在實際檢驗操作中不需使用任何化學試劑,也不會損耗樣品或造成任何污染,能夠得出巴比妥與地西泮的準確分子結構。
2)毒品的檢驗。毒品檢驗常用的方法包括薄層色譜法、液相色譜/質譜聯用法、氣相色譜/質譜聯用法、氣相色譜法等。由于毒品多屬于生物堿,在常溫常態(tài)下易氧化與分解而無法保持穩(wěn)定,因此大爹情況下遇到的都是無機鹽類(磷酸鹽與鹽酸鹽等),而不是毒品原體。如果采用常規(guī)方法來檢驗毒品,只能得到物品原體,無法準確識別其無機鹽,而對毒品的無機鹽進行區(qū)分,在定性檢測、定量檢測、原產地和加工工藝等方面具有重要的作用。對案件中毒品的鹽酸甲基苯丙胺、鹽酸海洛因樣品進行檢測是,如果利用x射線衍射法,則在實驗操作中不需使用任何化學試劑與分離提取樣品,也不會產生任何污染,能夠得出鹽酸甲基苯丙胺和鹽酸海洛因的準確分子結構。
3)無機毒物的檢驗。檢驗無機毒物常用的方法包括離子色譜法、薄層色譜法、化學反應法(顏色反應)、氣相色譜法等,但是這些方法只能檢測無機毒物中的部分離子,不能對準確檢驗出毒物的分子構造。以劇毒物氰化鉀的檢驗為例,只有氰絡鹽滿足一定的條件,氰離子才能得以釋放,這樣無法準確區(qū)分氰絡鹽與氫氰酸鹽,不能得出氰化鉀的準確分子結構,并且如果沒有科學處理好剩余的檢材溶液,往往會嚴重污染與破壞環(huán)境。選用X射線衍射儀來檢測案件中無機毒物的亞硝酸鈉、氰化鉀樣品時,在實驗操作中不會損耗樣品,不需使用任何化學試劑,也不會產生任何污染,能夠得出亞硝酸鈉和氰化鉀的準確分子結構。
4)X射線衍射法檢驗毒物的優(yōu)點。一般來說,大部分物質都是可結晶的物質,而常見毒物也多屬于晶體粉末的毒物,如果采用一般性的方法來檢驗毒物中的元素和種類,往往需要先確定毒物的種類。如果是有機毒物,這時需要檢驗分析其分子量的大小和極性,并適當提取溶液,確保檢測條件滿足實驗檢驗的相關要求;如果是無機毒物,則需要確定其中藥物的酸堿性以及含量,在此基礎上配置符合條件的樣品濃度。檢測條件與提取方法不夠恰當合理,會造成檢測材料和檢驗時間的浪費,污染檢驗儀器,不利于檢驗結論的準確性。X射線衍射是一種全新的檢測方法,其具有無污染、無損樣品、操作簡便等優(yōu)點,能夠有效解決樣品的配制與提取等問題,保證晶體粉末毒物分析的高效性、準確性與快速性。
5)影響檢驗結果的因素。在樣品制作過程中,檢測材料缺乏均勻平整的分布,或者是具有較大的顆粒,往往會在很大程度上影響數據采集,致使峰位出現偏差;同時需要準確設置儀器條件,若狹縫寬度或掃描范圍不夠恰當,可能會降低靈敏度,導致數據采集不全。就X射線衍射法而言,其不能對未知混合物進行直接定性,需要通過一定的處理來保證結果的準確性,如分離樣品或重晶品。值得注意的是,檢測材料中的非晶態(tài)物質較多時,基線會有所上升,從而掩蓋被測物質的響應信號;同時物相衍射波譜很接近時,需要以元素分析等輔助手段來確定檢驗結果。
3結論
相較于氣相色譜一質譜聯用法、紅外光譜法等而言,X射線衍射法具有對環(huán)境無污染、靈敏度高、分析時間段、選擇性好以及樣品處理簡單等優(yōu)勢,實際操作中不需使用任何化學試劑,也不會損耗樣品或造成任何污染,可以得出樣品的準確分子結構,在常見毒物的檢驗分析中具有重要的意義。隨著科學技術的發(fā)展與檢驗手段的更新,利用X射線衍射法來定性分析檢驗常見毒物,能夠有效解決樣品的配制與提取等問題,保證晶體粉末毒物分析的高效性、準確性與快速性,具有較高的應用價值。endprint