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信息感知2
1.1.8靈敏度、檢測限、分辨率3
1.1.8.1靈敏度3
1.1.8.2檢測限4
1.1.8.3分辨率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網絡化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我國對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偵毒響應時間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繫22
3.4.1偵毒原理22
3.4.2典型顯色體繫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章熒光法檢測技術27
4.1概述27
4.1.1熒光的產生27
4.1.2熒光量子產率28
4.1.3熒光與分子結構的關繫28
4.2熒光分析法的基本原理30
4.2.1熒光強度與溶液中分析物濃度的關繫30
4.2.2熒光定性、定量分析30
4.2.3熒光分析法的靈敏度31
4.3熒光分光光度計的結構與工作原理32
4.3.1熒光分光光度計的結構原理32
4.3.2熒光分光光度計的工作原理33
4.4熒光檢測技術33
4.4.1熒光偏振及各向異性檢測33
4.4.2時間分辨熒光光譜33
4.4.3同步掃描技術33
4.4.4三維熒光光譜技術34
4.4.5熒光免疫測定技術34
4.4.6固體表面熒光測定技術34
4.4.7熒光動力學分析技術35
4.4.8低溫熒光測定技術35
4.5熒光檢測技術的應用35
4.5.1有機磷化合物的熒光檢測35
4.5.2氰化物的熒光分析36
4.5.3硫化物的熒光分析36
4.5.4毒素的熒光檢測37
4.5.5病毒及微生物的熒光免疫測定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電化學氣體傳感器48
5.3.1電化學氣體傳感器的組成和結構48
5.3.2電化學氣體傳感器的分類和工作原理49
5.3.3電化學氣體傳感器的應用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進樣繫統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聲表面波化學傳感器基本原理85
8.2.1化學傳感器簡介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聲表面波化學傳感器及其技術特點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技術繫統106
9.3.1真空繫統106
9.3.2進樣繫統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基質輔助激光解吸電離源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質量分析器115
9.3.4.1磁質量分析器116
9.3.4.2四極杆質量分析器116
9.3.4.3離子阱質量分析器117
9.3.4.4飛行時間質量分析器118
9.3.5檢測器118
9.3.6計算機繫統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序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繫統的組成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
9.5.2.3BLOCK Ⅱ（CBMS Ⅱ）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便攜式紅外光譜檢測160
10.6發展趨勢161
10.6.1繫統設計微型化、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章激光探測技術164
11.1概述164
11.2基本原理165
11.2.1激光與大氣分子的相互作用165
11.2.2激光偵毒雷達的主要類型166
11.2.3差分吸收激光雷達（DIAL）的基本原理167
11.2.4拉曼激光雷達的基本原理168
11.3激光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繫統的LIDAR方程170
11.4激光偵毒雷達的基本構成173
11.4.1繫統總體結構173
11.4.2發射繫統174
11.4.3接收繫統175
11.4.4控制與信號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繫統整體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、熒光光譜的區別184
12.3拉曼光譜儀結構185
12.3.1激光光源185
12.3.2采集繫統與光譜器件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基底的制備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生物堿的拉曼光譜研究202
12.5.4拉曼光譜數據庫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章生物傳感器檢測技術220
14.1生物傳感器及其分類220
14.1.1生物傳感器的傳感原理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生物傳感器的分類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典型生物傳感器231
14.3.1酶傳感器231
14.3.2微生物傳感器234
14.3.2.1電化學微生物傳感器235
14.3.2.2壓電高頻阻抗型微生物傳感器236
14.3.2.3燃料電池型微生物傳感器236
14.3.2.4其他類型的微生物傳感器237
14.3.3免疫傳感器237
14.3.3.1電化學免疫傳感器238
14.3.3.2光學免疫傳感器239
14.3.3.3壓電晶體免疫傳感器241
14.3.3.4表面等離子體共振型免疫傳感器241
14.3.3.5壓阻微懸臂梁免疫傳感器242
14.3.3.6磁敏免疫傳感器242
14.3.4半導體生物傳感器242
14.3.4.1分離型半導體生物傳感器243
14.3.4.2結合型半導體生物傳感器243
14.3.4.3酶光敏二極管244
14.3.5多功能生物傳感器245
14.3.6基因傳感器與基因芯片245
14.3.6.1基因傳感器245
14.3.6.2基因芯片249
14.3.7納米生物傳感器249
14.4生物傳感器的軍事應用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生物遠程檢測技術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

毒劑毒物分析與檢測技術是隨著化學武器的興起和化學分析技術的進步而發展起來的。早在次世界大戰期間，交戰各國就開始訓練作戰人員依靠感官發現毒劑毒物，繼而將一些簡易方法作為檢測手段。如用浸漬碘化鉀的棉花識別氯氣等。戰後，隨著對生色反應偵檢方法的深入研究，一繫列簡易偵檢器材問世。第二次世界大戰末期，出現了具有高毒性和速殺性的神經性毒劑，酶法分析技術得到了發展。隨著化學、物理學和材料科學的發展，毒劑毒物分析的靈敏度、檢測手段的簡便性和快速性得到了極大提高，推動了相關儀器設備的小型化和自動化。
長期以來，無論是防化裝備研制，還是防化訓練與教學，特別是對軍事化學與煙火技術和環境工程兩大學科研究生（博士、碩士）的培養，缺少一本繫統、全面、基礎、前沿的教材。盡管有幾本內部使用的講義，如中國人民解放軍陸軍防化學院(防化指揮工程學院)內部使用的《化學偵察技術》《毒劑偵檢分析》以及軍事科學院防化研究院編寫的《防化基本知識教程》，但由於內容定位以化學原理為主，一些交叉學科、前沿學科的內容未涉及，不能滿足防化裝備信息化建設的需要及研究生對現代高新技術的渴求。基於這一原因，2007年筆者編著了《現代化學偵察技術》。2005年底美國公開出版了由Yin Sun和Kwok YOng編著的Detection Technolgies for Chemical Warfare Agents and Toxic Vapors一書。2010年郭成海等將其翻譯為《化學戰劑及有毒氣體檢測技術》。這兩本書的出版滿足了當時科研與教學急需，深受讀者的好評，對軍事化學的發展起到了良好的推動作用。
自2007年《現代化學偵察技術》出版以來，人們對化學偵察的認識、基本理解和運用都發生了很大變化。但該書難以滿足當前研究生教育和防化科研發展的需要，迫切需要對其內容進行修改和重構，以便涵蓋當今毒劑毒物分析與檢測技術在多方面的發展和進步，如太赫茲光譜檢測技術、拉曼光譜檢測技術等。當前，國際形勢正處於百年未有之大變局，國際力量對比正發生革命性變化。世界範圍內的核生化威脅因素和手段日益增多，發生“類化學戰”效應重大事故風險概率急劇增加，我國面臨的防範化解核生化安全領域重大風險任務長期而艱巨。隨著軍事智能等高技術的發展，未來戰爭將由信息化時代邁向更高級的無人化、智能化時代，直接改變傳統的戰爭制勝機理和作戰模式，催生新的攻防手段。毒劑毒物分析與檢測技術作為核生化防護的重要研究內容，必須嚴密跟蹤外軍軍事技術的發展，開展關鍵技術攻關和前沿技術創新，防止強敵技術突襲，破解“卡脖子”技術。《毒劑毒物分析與檢測技術》的出版正是適應了這一需求。
筆者認為，本書在融合各單一技術發展的基礎上闡明了毒劑毒物分析與檢測技術發展的總趨勢，又著重在單一技術層次上論及當前及未來的發展，且對現場檢測技術有所側重，體現了基礎性、前沿性、先進性和應用性，既能使讀者獲得相關學科比較繫統的基礎知識，又能引導讀者進入當代科學的前沿，為有志於獻身國防科研的同仁提供了解毒劑毒物分析與檢測技術的指導內容。本書的出版，會在一定程度上緩解該領域研究生教材不足的問題，對提高研究生教育質量起著積極的推動作用。
本書由黃啟斌等編著，參加本書撰寫工作的人員還有丁學全正高工、曹樹亞研究員、孔景臨研究員、李翠萍正高工、楊柳研究員、潘勇研究員、丁志軍博士、穆惠博士、張根偉博士、趙建軍博士、徐建潔副研究員、郭騰霄副研究員、楊傑工程師。對曾參與《現代化學偵察技術》編寫的郭成海研究員、張國勝博士、紀軍博士、童朝陽博士一並表示感謝。本書的出版得到了軍事科學院防化研究院領導的大力支持，在此一並表示感謝。
由於編著者水平有限，書中難免存在疏漏，敬請廣大讀者予以批評指正。

編著者
2021年6月於北京