太赫兹波低光子能量特征保证其对人体、材料等具有较高安全性, 从而有效弥补X射线检测等技术的缺陷; 同时, 太赫兹辐射能够很好地穿透常见包装用材料实现成像, 因此太赫兹成像技术引起了国内外学者的广泛关注。一方面, 大多数毒品在太赫兹波段具有特征吸收波谱, 另一方面, 太赫兹波对于多数非极性包装材料如陶瓷、木材、塑料、纸箱等多数包装材料具有很高的穿透性, 因此, 太赫兹成像技术在对毒品进行非侵入式高效检验领域具有极大潜力^[20]。

首都师范大学课题组等^[13]利用毒品分子特征吸收峰的位置, 成功地对密封在不同颜色和厚度的信封中的两种常见毒品, 即甲基苯丙胺(MA)和3, 4-亚甲二氧基安非他命(MDA)进行检测和识别。Kawase等^[21]将聚乙烯袋包装的毒品放在信封中, 利用太赫兹成像技术与特征吸收光谱联用技术, 检测到聚乙烯袋内MA、 3, 4-亚甲基二氧甲基苯丙胺（MDMA）和阿司匹林(Aspirin)三种毒（药）品的形状、位置和相对浓度。Lu等^[22]利用太赫兹成像技术和空间图样成分分析方法, 同样实现了对信封中MA、MDA、海洛因、乙酰可待因和吗啡的快速检验, 还可以从多种物质的混合物中对目标样本进行分离并获得其空间图样计算结果。以上说明, 太赫兹成像技术具有明显优点, 其一, 尽管信封材料在太赫兹波段有吸收, 但依然可以对干扰下的毒品进行识别。其二, 即使被检对象没有太赫兹特征吸收峰, 但仍可以利用吸收光谱特征对其进行有效检测识别。

毒品多为有机大分子, 而其振动和转动能级以及分子间弱相互作用力等引起的吸收频率均处于太赫兹波段, 因此可以通过太赫兹技术获取其特征吸收光谱和结构信息, 从而实现对毒品的快速检验。

2.2.1 常规毒品粉末的定性检测

Kawase等^[21]率先利用太赫兹参量振荡器在1.0~2.0 THz频率范围内利用可调频率太赫兹源选用了7个频率, 初步研究了MA、MDA、苯丙胺、麻黄碱、甲基麻黄碱、对乙酰氨基酚和咖啡因等的太赫兹特征谱图。Sun等^[23]较早测得了MA、MDA、MDMA在0.2~2.5 THz频率内的太赫兹光谱。这些开创性的工作成为利用太赫兹光谱技术对毒品进行无损快速检验的实验型科学证据。之后, Li等^[24]测得了0.2~2.6 THz范围内MA的特征吸收谱并运用密度泛函理论计算该物质的振动频率, 基本一致的理论计算结果与实验值进行了互相印证, 也进一步证明了结果的可靠性。对于在计算时没有得到而实验中出现的峰, 作者从手性分子的角度给出了解释, 而和挺^[25]则认为是由软件设定的条件和实验测试温度条件之间的差异引起的。贾燕等^[26]在前人工作的基础上, 利用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）将MA、MDA和MDMA光谱测试范围拓宽到0.2~2.6 THz, 并结合密度泛函理论对毒品振动光谱进行了计算。同时作者还比较并验证了粉末状和片状两种物理状态下毒品的太赫兹吸收光谱的一致性, 这也充分表明了该技术在毒品定性检验工作中的有效性。2010年, Liu 等^[27]在室温下, 利用太赫兹时域光谱技术获得一系列毒品（吗啡及其盐酸盐, 可卡因, 可待因, 哌替啶, 罂粟碱和蒂巴因）的低频振动光谱, 结合密度泛函理论对太赫兹谱图特征峰的来源进行推断。

2.2.2 毒品太赫兹光谱数据库的建立

构建相应的毒品太赫兹光谱数据库是利用谱图识别缴获毒品的重要途径之一。据报道, 首都师范大学与公安部第一研究所联合, 通过对较高纯度的毒品在不同太赫兹时域光谱仪和傅里叶红外光谱仪上进行实验测试, 并将结果与国际上已经发表的数据进行比对, 得到了包括海洛因和氯胺酮等在内的38种毒品的太赫兹吸收谱库与折射率谱库^[25]。基于密度泛涵理论及太赫兹时域光谱技术, 西安光机所、天津大学与天津禁毒总队等单位建立海洛因、甲卡西酮、合成大麻素等多种非法违禁品的太赫兹特征光谱数据库^[28]。这为太赫兹时域光谱技术在毒品定性检验中的尝试性应用提供了有益推动。为增强太赫兹波谱库在毒品识别检验中的实用性和可靠性, 仍需通过对毒品标准物质进行实验性数据测试和理论模拟计算, 并不断丰富波谱库的数据量。

2.2.3 隐蔽式毒品的定性检验

毒贩和吸毒人员往往利用食物、信封等纸袋、塑料、玻璃纤维、衣物等对毒品进行隐藏, 甚至将毒品溶解后倒在衣物等物品上以规避毒品安检筛查。Puc等^[29]将葡萄糖、酒石酸和柠檬酸等覆盖或浸泡在聚乙烯、棉花、丝绸、黏胶、涤纶、信封上, 利用太赫兹技术对其光谱图进行研究, 并实现了很好的识别。针对有些危险物品与肥皂、巧克力、皮革或糖等普通无害物质具有相似的太赫兹傅里叶光谱, Trofimov等^[30]利用光谱动力学分析方法获得MA、MDA、和MDMA和氯胺酮的二维检测信号, 对以上不同毒品进行有效鉴别。将毒品用掺假剂包覆制成片剂因具有较强的迷惑性, 成为毒贩经常采用的运输形式, Takeuchi等^[31]用聚氧化乙烯将乙酰氨基酚包覆制成片剂, 利用太赫兹反射光谱获得了片剂的结构组成和成分梯度, 实现对毒品的准确识别。

值得注意的是, Liu 等^[32]以咖啡因、茶碱为对象, 分别研究了是否含水两种不同情况下太赫兹光谱特性的异同, 结果显示利用太赫兹光谱技术可以对药品水合过程等生产环节进行监控。除了水分影响外, 制样方式, 如压片时的压力、样品厚度和粒径也会造成太赫兹波谱的缺陷。这提醒我们在进行毒品定性检验时需充分考虑到对测试条件的要求。此外, 当毒品没有明显的特征吸收峰时, 单靠太赫兹时域光谱技术不能对其进行有效识别, 利用人工神经网络或支持向量机等方法则可在一定程度上弥补这一缺陷。以没有明显太赫兹特征吸收峰的面粉为掺假剂, 通过太赫兹时域光谱技术与支持向量机算法联用技术对9种常见毒品的纯品和3种含面粉掺假剂的混合物实现高效识别和分类。

缴获毒品多数以盐、少数以碱的形式存在, 目前色谱仪往往只能分析得到碱型结果, 而不能区分毒品的盐碱型态。Davies^[33]和Fan^[34]等分别利用太赫兹技术对可卡因碱和可卡因盐酸盐进行测试, 结果一致表明尽管两种分子结构极为类似, 但利用太赫兹光谱技术明显地可以对其进行区分识别。

2.2.4 太赫兹光谱检测设备研究与应用

在太赫兹光谱检测识别设备方面, 2014年德国Hü bner公司联合弗劳恩霍夫物理测试技术研究所研制推出的代号为“ T-COGNITION” 的太赫兹信件安检设备有望对信件内是否存在毒品等危险品进行非侵入性检测^[35]。日本科学家利用碳纳米管研发出首个可移动、可弯曲、可穿戴的太赫兹扫描仪, 能对包括人体在内的三维卷曲物体进行成像检测^[36]。相比于国外, 国内太赫兹技术研究尽管起步较晚, 但发展迅速, 已经有太赫兹商业设备, 主要应用于边检、车站等人口密集地方。

实际缉毒工作中, 公安机关所缴获的毒品多种多样, 大多数情况是掺杂了其他物质或是多种毒品的混合物, 因此, 作为依法量刑的一项重要审判依据, 对缴获毒品进行定量检验将更好地衡量毒品案件的危害性, 符合罪刑相当原则。

基于太赫兹光谱技术对混合毒品进行定量检验的研究主要是采用朗伯-比耳定律和线性回归方法等^{[37, 38]}。如果混合物中的各种组分已知, 则分别对各组分的纯品和混合物的太赫兹光谱吸收系数进行分析, 即可计算出混合物中各组分的含量。Jiang等^[39]测定了甲基苯丙胺和面粉及两者混合物的太赫兹特征吸收光谱, 采用线性回归技术进行分析, 定量误差小于2.7 %。陈涛^[40]等利用太赫兹时域光谱技术分别结合主成分回归和偏最小二乘回归方法建立两种数学模型, 利用特征谱区筛选法对混合物进行有效选择, 从而对多元混合物进行快速、无损的定量检验, 充分表明该技术在混合物等复杂体系中对目标组分的定性定量检验具有明显优势。

然而这些定量研究方法必须知道混合物中所有成分的特征吸收峰, 因此并不能直接应用于实际工作。一些科研工作者需对只知道目标成分的混合物进行定量检验, 这需要首先测出纯目标成分的太赫兹吸收系数。Xiong等^[41]利用太赫兹技术结合导数光谱线性回归方法, 分别对面粉掺杂的MA和聚乙烯掺杂的盐酸氯胺酮两种混合物中的MA和盐酸氯胺酮进行了定量检验。实验表明, 只有当毒品成分高于掺假剂, 且掺假剂没有明显吸收峰时, 该定量方法结果才较为准确。Chen等^[42]利用太赫兹技术结合微变化算法一次性对含有海洛因、MA等五种成分的毒品混合物进行了定量, 并得到了较好的定量结果。以上方法的深入研究和完善将极大地推动太赫兹技术在毒品定性定量检验领域的应用, 具有良好的应用前景。