用激光技术鉴定名贵威士忌

苏格兰University of St Andrews正在推进将激光光谱学聚焦到烈酒里面而不是酒瓶子上面

来自英国University of St Andrews的研究人员已经开发出一种新技术，这项技术利用激光光谱来精确鉴别世界上一些名贵的威士忌。众所周知，某些威士忌的售价超过100万英镑。但是，如果你拥有这种威士忌，你怎么能相信瓶子里的酒是真的呢? 根据欧盟知识产权局（European Union’s Intellectual Property Office）2018年发布的一项研究，假冒的酒精饮料每年给英国经济带来超过2亿英镑的损失。

由St. Andrews’ School of Physics and Astronomy的科学家主导的一项新研究发表在《Analytical Methods》上，这项研究提出了一种透过酒瓶的玻璃使用激光分析酒含量的方法。这种方法的主要挑战是分析酒的成分的信号，而不是酒瓶玻璃的信号。这种方法基于激光光谱，其中散射光的波长表明了酒的化学成分。这个方法可以识别特定的物质，比如从细菌到食品成分再到识别特定的"标签"分子。

方法改进

来自St Andrews的研究人员十年前就证明了激光光谱可以用来识别假冒的威士忌。然而，他们以前的方法受到限制，酒精并不是唯一散射光的材料，瓶子的玻璃可以产生更强的信号。这个信号使酒产生的信号相形见绌。因此，以前的激光光谱设备需要提取少量的液体进行测试。

由Kishan Dholakia教授领导的博士后研究人员小组Holly Fleming、Mingzhou Chen和Graham Bruce开发出一种精确测量瓶子里酒含量的新方法。研究小组没有用标准激光束照射瓶子，而是使用玻璃材料在瓶子表面产生一束激光环，并在液体内产生一个高度聚焦的激光点。由于来自瓶子的信号和来自液体的信号位于不同的位置，因此可以放置探测器来只记录来自酒的信号。这意味着无需打开瓶子即可鉴别酒的真伪。

Kishan Dholakia教授评论道：“就我个人而言，我讨厌不得不抽出一滴威士忌来验证真伪。我宁愿喝了整瓶的酒。激光光谱学是表征许多材料化学成分的有力工具。在原来的容器中使用激光光谱就可以鉴别酒的真伪，这种简单的方式确实令人兴奋。”研究人员说这种方法不需要复杂的光学装置，因此可以方便制造出来广泛使用。 他们还演示了用这种方法鉴别伏特加和杜松子酒。

技术讨论

《Analyical Methods》中的论文指出：“蒸馏酒的主要成分是乙醇，其含量通常在35-50%之间(酒精体积，ABV)。除了乙醇，这些烈酒还具有复杂的化学成分，尤其是苏格兰威士忌。由于在木桶中酿造，威士忌增加了一些额外的味道、颜色和香气，统称为酒类芳香类物质。虽然这些物质所占的酒精体积很小，但它们在激光光谱在分析上会引入一些挑战。这是因为它们通常会引入很强的荧光背景。虽然荧光的影响在大多数的拉曼应用中是不利的，但在这里荧光的背景是有用的，因为它可以帮助确定威士忌以及它们的成分。我们展示了一个基于锥透镜的系统和拉曼光谱来分析酒的含量。这个系统通过在瓶子表面形成一个环形光束， 然后光束重新聚焦到瓶子内部来分析酒成分。这大大减少了来自瓶子的拉曼信号影响。这个方法的优点是，引入锥透镜对标准的辐射荧光技术进行了简单的修改。因此，它作为 SORS 装置的替代方案简单且低成本，具有很大的吸引力。它提供了一种无损坏和无接触的检测方法，工作人员不用打开瓶子就可以精确分析酒的成分。”

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