毒劑毒物分析與檢測技術

《毒劑毒物分析與檢測技術》論述了現代分析技術在毒劑毒物分析與檢測技術中的應用，重點介紹了國內外12種檢測技術的原理、方法、性能、應用及發展趨勢，包括比色、螢光、電化學、火焰光度、離子遷移譜、聲表面波、質譜、紅外光譜、鐳射、拉曼光譜、太赫茲、生物傳感等檢測技術。本書緊密對接軍事實踐，突出理論技術融合，適應國防科技創新發展，力求兼顧學術性與技術性，內容翔實，觀點鮮明。

《毒劑毒物分析與檢測技術》不僅可供國防軍工領域的研究人員、教學人員和研究生閱讀，也可供國家安全、反恐維穩、重大活動安保等領域的科研及管理人員參考。

第1章緒論1
1.1基本概念1
1.1.1化學觀察1
1.1.2化學監測2
1.1.3化學警報2
1.1.4化學估算2
1.1.5偵毒2
1.1.6野戰化驗2
1.1.7資訊感知2
1.1.8靈敏度、檢測限、解析度3
1.1.8.1靈敏度3
1.1.8.2檢測限4
1.1.8.3解析度4
1.1.9誤報和漏報4
1.2化學偵察技術的發展歷程4
1.3化學偵察裝備與技術的發展趨勢6
1.3.1自動化7
1.3.2早期報警7
1.3.3小型化8
1.3.4集成化8
1.3.5網路化8
思考題9
參考文獻9

第2章化學毒劑與有毒工業化學品10
2.1化學毒劑10
2.1.1神經性毒劑11
2.1.2糜爛性毒劑12
2.1.3窒息性毒劑12
2.1.4全身中毒性毒劑12
2.1.5失能性毒劑13
2.1.6刺激性毒劑13
2.1.7生物毒素14
2.1.8毒劑劃代15
2.2有毒工業化學品16
2.2.1美軍對TICs等級劃分16
2.2.2對TICs類型劃分17
2.2.3國際公約中的有毒化學品及前體17
2.2.4典型事件18
思考題18
參考文獻18

第3章比色法檢測技術19
3.1發展歷程19
3.2基本概念20
3.2.1偵檢靈敏度20
3.2.2偵毒回應時間20
3.2.3偵毒顯色20
3.2.4偵毒比色20
3.2.5偵毒誤判21
3.3偵毒方法21
3.3.1基本偵檢法21
3.3.2應用偵檢法21
3.4偵毒原理及典型比色體系22
3.4.1偵毒原理22
3.4.2典型顯色體系22
3.5偵毒器材24
3.5.1偵毒紙24
3.5.2偵毒包24
3.5.3偵毒盒25
3.5.4偵毒器25
3.5.5野戰化驗箱26
3.6技術展望26
思考題26
參考文獻26

第4章螢光法檢測技術27
4.1概述27
4.1.1螢光的產生27
4.1.2螢光量子產率28
4.1.3螢光與分子結構的關係28
4.2螢光分析法的基本原理30
4.2.1螢光強度與溶液中分析物濃度的關係30
4.2.2螢光定性、定量分析30
4.2.3螢光分析法的靈敏度31
4.3螢光分光光度計的結構與工作原理32
4.3.1螢光分光光度計的結構原理32
4.3.2螢光分光光度計的工作原理33
4.4螢光檢測技術33
4.4.1螢光偏振及各向異性檢測33
4.4.2時間分辨螢光光譜33
4.4.3同步掃描技術33
4.4.4三維螢光光譜技術34
4.4.5螢光免疫測定技術34
4.4.6固體表面螢光測定技術34
4.4.7螢光動力學分析技術35
4.4.8低溫螢光測定技術35
4.5螢光檢測技術的應用35
4.5.1有機磷化合物的螢光檢測35
4.5.2氰化物的螢光分析36
4.5.3硫化物的螢光分析36
4.5.4毒素的螢光檢測37
4.5.5病毒及微生物的螢光免疫測定37
4.6發展趨勢38
思考題39
參考文獻39

第5章電化學分析與檢測技術40
5.1概述40
5.2電化學分析方法簡介41
5.2.1電導分析法41
5.2.2電位分析法43
5.2.3電解分析法和庫侖分析法44
5.2.4極譜法和伏安法45
5.3電化學氣體感測器48
5.3.1電化學氣體感測器的組成和結構48
5.3.2電化學氣體感測器的分類和工作原理49
5.3.3電化學氣體感測器的應用52
5.3.3.1工業有毒有害氣體的檢測52
5.3.3.2毒劑的檢測53
5.4發展趨勢55
思考題56
參考文獻56

第6章火焰光度檢測技術57
6.1基本原理及技術特點57
6.1.1基本原理57
6.1.2技術特點58
6.2通用型FPD結構原理59
6.2.1雙火焰型60
6.2.2脈衝火焰型60
6.3國內外發展現狀62
6.4發展趨勢63
思考題63
參考文獻64

第7章離子遷移譜檢測技術65
7.1基本原理66
7.1.1進樣系統67
7.1.2電離源69
7.1.3漂移管69
7.1.3.1漂移時間漂移管69
7.1.3.2非對稱場漂移管72
7.1.4信號處理77
7.2離子遷移譜技術的應用80
7.2.1化學毒劑的檢測80
7.2.2爆炸物的檢測81
7.2.3毒品的檢測81
7.2.4生物分子的檢測82
7.3技術展望82
思考題82
參考文獻83

第8章聲表面波檢測技術84
8.1概述84
8.2聲表面波化學感測器基本原理85
8.2.1化學感測器簡介85
8.2.2聲表面波的產生過程87
8.2.3理論計算87
8.2.4聲表面波化學感測器及其技術特點89
8.3研究和應用90
8.3.1在化學毒劑檢測中的應用90
8.3.1.1檢測化學毒劑敏感功能材料90
8.3.1.2敏感膜材料的應用92
8.3.2典型裝備和器材97
8.4發展趨勢100
思考題101
參考文獻101

第9章質譜檢測技術103
9.1概述103
9.2基本原理104
9.2.1組成105
9.2.2主要技術指標105
9.3技術系統106
9.3.1真空系統106
9.3.2進樣系統107
9.3.3離子源108
9.3.3.1電子轟擊電離源109
9.3.3.2化學電離源110
9.3.3.3快速原子轟擊電離源和離子轟擊電離源110
9.3.3.4大氣壓化學電離源111
9.3.3.5電噴霧電離源111
9.3.3.6基質輔助鐳射解吸電離源112
9.3.3.7常壓敞開式離子源113
9.3.3.8電感耦合等離子體離子源115
9.3.4品質分析器115
9.3.4.1磁品質分析器116
9.3.4.2四極杆品質分析器116
9.3.4.3離子阱品質分析器117
9.3.4.4飛行時間品質分析器118
9.3.5檢測器118
9.3.6電腦系統119
9.3.7質譜圖解析120
9.3.7.1質譜中常見的幾種離子121
9.3.7.2分子離子的確認122
9.3.7.3質譜圖解析的一般程式125
9.3.8譜庫檢索127
9.4聯用技術128
9.4.1氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）128
9.4.1.1GC-MS系統的組成128
9.4.1.2GC-MS工作過程128
9.4.1.3GC-MS分析方法129
9.4.2質譜-質譜聯用技術（MS-MS）130
9.4.3液相色譜-質譜聯用技術（LC-MS）130
9.5應用131
9.5.1質譜儀在化學偵察中的應用132
9.5.2幾種移動式現場檢測質譜儀的介紹132
9.5.2.1MM-1軍用車載質譜儀132
9.5.2.2MM-2車載質譜儀133
9.5.2.3BLOCKⅡ（CBMSⅡ）車載化生質譜儀134
9.5.2.4HAPSITE野外氣相色譜-質譜聯用儀136
9.6發展趨勢137
思考題139
參考文獻139

第10章紅外光譜檢測技術141
10.1概述141
10.2基本概念及原理142
10.2.1紅外輻射142
10.2.2紅外輻射的傳播142
10.2.3紅外輻射的發射與吸收143
10.2.4Beer定律145
10.3紅外探測器145
10.3.1原理與分類145
10.3.2熱探測器146
10.3.3紅外光子探測器147
10.3.4紅外探測器組件150
10.4紅外吸收光譜檢測技術153
10.4.1色散型（濾波型）紅外光譜技術153
10.4.2傅裡葉紅外光譜技術156
10.5紅外光譜檢測技術的現場應用158
10.5.1遠距離監測158
10.5.2可擕式紅外光譜檢測160
10.6發展趨勢161
10.6.1系統設計微型化、集成化161
10.6.2使用方式遙測化、分析結果定量化162
思考題162
參考文獻162

第11章鐳射探測技術164
11.1概述164
11.2基本原理165
11.2.1鐳射與大氣分子的相互作用165
11.2.2鐳射偵毒雷達的主要類型166
11.2.3差分吸收雷射雷達（DIAL）的基本原理167
11.2.4拉曼雷射雷達的基本原理168
11.3鐳射大氣傳輸及光雷達方程169
11.3.1大氣傳輸的基本理論169
11.3.1.1Beer-Lambert定律169
11.3.1.2大氣窗口170
11.3.1.3大氣湍流效應170
11.3.2DIAL系統的LIDAR方程170
11.4鐳射偵毒雷達的基本構成173
11.4.1系統總體結構173
11.4.2發射系統174
11.4.3接收系統175
11.4.4控制與信號處理單元176
11.5研究現狀及典型裝備介紹177
11.6發展趨勢179
11.6.1系統整體180
11.6.2光源180
11.6.3信號處理181
思考題181
參考文獻181

第12章拉曼光譜檢測技術182
12.1概述182
12.2拉曼光譜分析的原理及相關概念183
12.2.1拉曼光譜的原理183
12.2.2與拉曼光譜有關的概念184
12.2.3拉曼光譜與紅外、螢光光譜的區別184
12.3拉曼光譜儀結構185
12.3.1鐳射光源185
12.3.2採集系統與光譜器件186
12.4拉曼光譜檢測技術187
12.4.1共振拉曼光譜技術188
12.4.2表面增強拉曼光譜技術188
12.4.2.1表面增強拉曼光譜的原理188
12.4.2.2SERS研究的要點189
12.4.2.3高活性SERS基底的製備189
12.4.3空間偏移拉曼光譜技術190
12.5拉曼光譜在檢測毒劑毒素中的應用191
12.5.1拉曼光譜檢測化學毒劑的研究191
12.5.2檢測有毒工業化學品等危險化學品194
12.5.3檢測生物毒素197
12.5.3.1蓖麻凝集素RCA側鏈及主鏈的拉曼光譜197
12.5.3.2多肽類毒素和生物調節劑的拉曼光譜研究199
12.5.3.3生物鹼的拉曼光譜研究202
12.5.4拉曼光譜資料庫204
12.5.5代表性的拉曼光譜檢測裝備204
12.6發展趨勢205
12.6.1拉曼光譜高靈敏檢測方法的發展205
12.6.2拉曼光譜成像技術205
12.6.3拉曼光譜與其他技術聯用206
思考題206
參考文獻206

第13章太赫茲光譜檢測技術208
13.1基本概念及原理208
13.1.1太赫茲波208
13.1.2太赫茲波傳播209
13.1.3太赫茲輻射與吸收210
13.2太赫茲輻射源211
13.2.1太赫茲輻射源的發展211
13.2.2太赫茲輻射源分類與原理212
13.3太赫茲光譜檢測技術214
13.3.1太赫茲時域光譜檢測技術214
13.3.2太赫茲頻域光譜檢測技術215
13.3.3太赫茲頻域光譜與時域光譜的對比216
13.4太赫茲光譜檢測技術的應用217
13.4.1氣體檢測領域的應用217
13.4.2農藥及抗生素檢測領域的應用217
13.4.3違禁藥物和爆炸物檢測領域的應用218
13.5發展趨勢218
思考題218
參考文獻219

第14章生物感測器檢測技術220
14.1生物感測器及其分類220
14.1.1生物感測器的傳感原理220
14.1.1.1生物敏感膜與分子識別221
14.1.1.2信號轉換222
14.1.2生物感測器的分類226
14.2生物敏感材料的固定化技術227
14.2.1吸附法227
14.2.2包埋法227
14.2.3共價鍵固定法229
14.2.4LB膜法231
14.2.5半導體工藝固定化法231
14.3典型生物感測器231
14.3.1酶感測器231
14.3.2微生物感測器234
14.3.2.1電化學微生物感測器235
14.3.2.2壓電高頻阻抗型微生物感測器236
14.3.2.3燃料電池型微生物感測器236
14.3.2.4其他類型的微生物感測器237
14.3.3免疫感測器237
14.3.3.1電化學免疫感測器238
14.3.3.2光學免疫感測器239
14.3.3.3壓電晶體免疫感測器241
14.3.3.4表面等離子體共振型免疫感測器241
14.3.3.5壓阻微懸臂梁免疫感測器242
14.3.3.6磁敏免疫感測器242
14.3.4半導體生物感測器242
14.3.4.1分離型半導體生物感測器243
14.3.4.2結合型半導體生物感測器243
14.3.4.3酶光敏二極體244
14.3.5多功能生物感測器245
14.3.6基因感測器與基因晶片245
14.3.6.1基因感測器245
14.3.6.2基因晶片249
14.3.7納米生物感測器249
14.4生物感測器的軍事應用252
14.4.1酶法報警技術253
14.4.2免疫傳感檢測技術253
14.4.3生物遠端檢測技術253
14.5發展趨勢254
思考題255
參考文獻256

附錄257
附錄A常用縮略語257
附錄B《禁止化學武器公約》化學品附件258