基于机器学习的直接电离质谱爆炸物检测方法

直接电离质谱系统在现场快速检测中的应用日益广泛,主要用于爆炸物、毒品、食品添加剂等的检测。然而,直接电离质谱系统中质谱信号波动大且同一浓度样品峰强呈现对数正态分布,严重影响了检出限附近低浓度样品的检测准确性。该研究将乙酰水杨酸(115个样品)作为爆炸物模拟物,利用介质阻挡放电离子源与质谱系统,研究了基于机器学习的直接电离质谱数据预处理和分类算法,以提高低浓度样品的检测准确率。对两种浓度为1 ng/mL的常见爆炸物样本(三硝基甲苯和硝酸铵分别为110、90个)及空白对照样本(366个)开展了应用实验。结果表明,与传统提取离子流方法和高斯混合模型方法相比,采用随机森林算法可将F_score从0.74、0.89提升至0.96,显著提高了检测准确率,且单个样本数据分析时间远少于0.1 s,满足实时检测需求。     

爆炸物原料过氧化氢的比色和荧光可视化检测方法探讨

近年来,爆炸恐怖袭击严重威胁人民群众的生命和财产安全。通常,爆炸物分为制式爆炸物和非制式爆炸物两类。其中,过氧化物类爆炸物（PBEs）由于具有原料易得、容易合成且爆炸威力巨大等特点,成为恐怖分子的首选。由于H2O2不仅是制备PBEs的前驱体,而且还是PBEs的分解产物,目前常通过检测H2O2实现间接检测PBEs。此外,H2O2和燃料混合也是威力巨大的爆炸物。因此,爆炸物原料H2O2的检测对于国家安全和社会稳定具有十分重要的意义。与其它检测方法相比,比色和荧光检测方法因特异性好、灵敏度高、结果可视化、操作简单和便于现场检测等优点而受到广泛关注。该文主要综述了H2O2的比色和荧光可视化检测方法,并在此基础上,对这两种方法的发展趋势进行了展望,以期为相关领域研究人员提供理论支持和技术参考。     

便携式气相色谱-质谱联用技术的应用进展

实时、原位的现场检测技术可以大大提高化学分析工作的速度与效率,特别是在环境损害应急事故、军事化学毒物威胁、刑事侦查鉴定取证等紧急情形中发挥重要作用。近年来,便携式气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术的发展使得在受控实验室之外进行准确可靠的确证分析具有了可行性。本文概述了便携式GC-MS技术的发展历程、技术特点与国内应用现状,并总结了该设备在化学战剂识别、爆炸物检测、火灾调查、毒品分析等应急检测领域的应用进展,为国内科研工作者提供借鉴与参考。     

比色法在爆炸物检测中的研究进展

爆炸物杀伤力大、隐蔽性强,被广泛应用于军事战争,也是恐怖分子施暴方式的首选。基于保护人民生命和财产安全的迫切需求,爆炸物检测技术受到世界公共安全领域的高度重视。相比于其它分析方法,比色法因操作简便、抗干扰性强,不依赖分析设备的优势成为最适用于现场快速检测爆炸物的方法之一。该文主要综述了比色法在爆炸物探测领域的研究进展,包括对比色探针和比色阵列研究进展的总结与前景分析,并重点讨论了比色人工嗅觉系统及其在爆炸物检测中的应用,展望了其未来的发展趋势和应用前景。     

基于硅量子点电子转移荧光淬灭的2,4,6-三硝基甲苯/2,4,6-三硝基苯酚检测新方法

提出了一种基于硅量子点电子转移荧光淬灭检测2,4,6-三硝基甲苯/2,4,6-三硝基苯酚的新方法.在这个工作中,我们制备了一种表面氨基包覆的强荧光、抗光漂白、单分散的硅量子点.TNT/TNP与硅量子点表面的氨基通过化学识别形成稳定的Meisenheimer复合物,从而淬灭硅量子点的荧光并诱导其团聚.硅量子点的荧光强度与TNT/TNP浓度的对数呈线性负相关,TNT和TNP的检测下限分别为50和5 pg/mL.实验证明,该分析方法有较好的选择性并对分析介质的pH值不敏感,有望实现环境中TNT/TNP的实时、现场和超痕量检测.     

爆炸条件下溶菌酶反应产物的基质辅助激光解吸-飞行时间质谱分析

以爆炸条件下溶菌酶的反应产物为研究对象,运用基质辅助激光解吸-飞行时间质谱的方法研究其反应产物与不同炸药的反应特征性.结果显示,雷管的使用不会对溶菌酶有影响,而在有爆炸物爆炸的条件下,除了正常溶菌酶酶解多肽信号外,一些[MH+17]+,[MH+18]+,[MH+28]+,[MH+32]+和[MH+44]+的加合峰信号也能被检测到.这可能是在炸药爆炸过程中产生的一些活性小分子(如NH3,H2O,CO/N2,O2,CO2)与溶菌酶发生反应得到的反应产物.不同炸药生成的活性小分子能够分别与溶菌酶的某些反应位点反应生成特征性的反应产物,有利于这些炸药的分析与检测.     

薄膜基荧光传感检测的研究进展

薄膜基荧光传感器是继离子迁移谱之后,业界公认的一种最具发展潜力的微痕量物质探测技术.由于其具有灵敏性、便携性、实时检测、响应速度快、易于制造、不污染待测体系等优点,在食品检测、环境监测、质量控制和生物医学分析等领域引起了广泛的关注和研究.本文主要综述了近年来薄膜基荧光传感在挥发性气体检测、有毒化学品检测、爆炸物检测、溶液相离子检测以及生物监测等领域的研究进展,并提出了薄膜基荧光传感所面临的挑战与未来的发展方向.     

伴随粒子法检测隐藏爆炸物安检仪研发

为应对日益增长的恐怖活动.研制了基于伴随α粒子的中子飞行时间技术的隐藏爆炸物安全检测仪。介绍了该安检仪检测的工作原理.详细阐述了安检仪的伴随α粒子探测器的DT中子管、屏蔽系统、支撑平台、阵列γ探测器、信号获取和处理系统、数据库、传输装置及外壳的研制过程。利用研制的安检仪对常用炸药和化学战剂进行了检测.结果表明该安检仪可以满足实际应用的需求。该仪器不仅可以用于安检通道内的爆炸物检测.通过训练也可以用于毒品和危化品的检测。     

Fusion Reaction of ^16O＋^14N and Its Implication for the Production of ^26Al in Explosive Oxygen Burning

We suggest that the fusion reaction ^16O＋^14N may be a new way to produce ^26Al in interstellar medium. Adopting different mixing modes, we investigate the impact on the production of ^26Al in explosive oxygen burning and find that the result is extremely sensitive to mixing mechanisms. In some cases, we obtain an encouraging result, for example, the greatest final abundance of ^26Al reaches 7.779×10^-6, which means that the explosive oxygen burning may be a new origin of ^26 Al.     

多波段微量TNT成像探测的数值分析和实验研究

建立了CO2激光器辐照微量爆炸物温升分布三维模型,对激光辐照过程和冷却过程中8~14μm和3~5μm波段内的目标表面辐射温度变化特性分别进行分析.利用设计的探测系统对目标进行初步探测,用8~14μm和3~5μm热像设备对目标进行观察分析.研究表明:在10.6μm激光照射过程中,8~14μm波段内沾有TNT目标的辐射温度分别由TNT、基底在8~14μm波段的发射率和对激光辐照的反射率共同决定;在3~5μm内目标辐射温度主要由TNT、基底在3~5μm波段的自身发射率决定.在探测过程中,8~14μm波段内沾染TNT区域的辐射温度明显高于周围区域,而在3~5μm波段内,目标表面辐射温度整体下降,并且沾染区域的辐射温度变得低于周围.