利用LC/MS法檢驗(yàn)氟乙酸鈉

黃思成 舒鵬 李巖

摘?要：本文闡述了殺鼠劑氟乙酸鈉的性質(zhì)、中毒機(jī)理、中毒案件現(xiàn)狀以及目前常用的檢驗(yàn)分析方法，本文建立的殺鼠劑氟乙酸鈉的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用非衍生化分析方法具有準(zhǔn)確、快速、靈敏等特點(diǎn)，可以用于氟乙酸鈉殺鼠劑的司法檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：氟乙酸鈉液相色譜-質(zhì)譜殺鼠劑

中圖分類(lèi)號(hào)：O6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）10（a）-0153-02

1氟乙酸鈉簡(jiǎn)介

1.1化學(xué)特性

氟乙酸鈉（又稱(chēng)氟醋酸鈉，1080），分子式為FCH2COONa，相對(duì)分子質(zhì)量98.05，純品為白色針狀結(jié)晶，無(wú)臭，略有咸味，熔點(diǎn)為200～202℃，高于熔點(diǎn)溫度即分解。易溶于水，極易潮解，難溶于有機(jī)溶劑，25℃時(shí)在100g溶劑中能溶解的氟乙酸鈉分別為：水，111g；甲醇，5g；乙醇，1.4g；丙酮，0.04g；四氯化碳，0.004g。

氟乙酸鈉的工業(yè)生產(chǎn)方法是先將氯乙酸乙酯與干燥的無(wú)水氟化鉀在反應(yīng)爐中攪拌加熱至200℃，約11h后，蒸出生成的氟乙酸乙酯，直接導(dǎo)入氫氧化鈉甲醇溶液中，析出的氟乙酸鈉固體經(jīng)離心分離和真空干燥后即得成品。

氟乙酸鈉急性人口服致死量為0.7～

5mg/kg，大鼠LD50為0.22mg/kg，小鼠為4mg/kg，值得注意的是氟代乙酸的毒性與其結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系。乙酸系列中的二氟乙酸和三氟乙酸及其酯類(lèi)，盡管氟的取代度增大，卻是無(wú)毒的。而ω-氟代羧酸系列，F(xiàn)（CH2）nCOOH，及其相應(yīng)的酯類(lèi)，如果n為奇數(shù)，由于在體內(nèi)代謝（β-氧化降解），最終產(chǎn)生FCH2COO-，因此都是有毒的。而n為偶數(shù)的ω-氟代羧酸及其衍生物均不顯示毒性。

氟乙酸鈉曾被廣泛用于防治農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)和鼠害，但因其毒性劇烈，二次中毒嚴(yán)重，20世紀(jì)70年代就被國(guó)家禁止生產(chǎn)和使用。與毒鼠強(qiáng)一樣，目前仍有少數(shù)地下工廠違法生產(chǎn)，用做殺鼠劑。由于投毒和誤服導(dǎo)致的氟乙酸鈉中毒事件不占少數(shù)，因此建立相應(yīng)的檢驗(yàn)分析方法顯得十分迫切。

1.2中毒案件現(xiàn)狀

在刑事中毒案件中，殺鼠劑檢驗(yàn)一直占有一個(gè)重要的地位。80年代以前，殺鼠劑中毒案件在整個(gè)刑事中毒案件的比例很小。20世紀(jì)80年代末，隨著氟乙酰胺、氟乙酸鈉、毒鼠強(qiáng)等幾種熟悉又陌生的農(nóng)藥作為殺鼠劑重新用于滅鼠，使得殺鼠劑引起的中毒案件比例大大增加，特別是近幾年涉及這幾種殺鼠劑的檢驗(yàn)案件呈現(xiàn)急劇增加態(tài)勢(shì)，對(duì)當(dāng)前殺鼠劑中毒案件增加的原因、特點(diǎn)和目前檢驗(yàn)方法中存在的問(wèn)題等分析研究，解決日益增多的殺鼠劑中毒案件檢驗(yàn)問(wèn)題，已經(jīng)迫在眉睫。

根據(jù)對(duì)氟乙酰胺，氟乙酸鈉為主的殺鼠劑中毒案件的情況分析，此類(lèi)案件多發(fā)生在鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）涉及殺鼠劑種類(lèi)少，僅有毒鼠強(qiáng)、氟乙酰胺、氟乙酸鈉等幾種，它們?cè)诟骺h城鎮(zhèn)甚至農(nóng)村均可低價(jià)方便購(gòu)買(mǎi)，這就為犯罪分子提供了廣泛的毒物來(lái)源；（2）配置投放毒藥方便，這幾種殺鼠劑可與大米、小米、面粉、黃豆、花生、玉米、麥粒、水果等配制，投毒的范圍為各種食物、水、酒、飲料、糖塊、蔬菜、瓜果甚至一些植物，還可以與固體粉末和不同顏色或無(wú)色水劑形式配成投毒，有極強(qiáng)的隱蔽性和廣泛性；（3）地區(qū)性強(qiáng)，在實(shí)際辦案中，河北省公安廳的施昆[6]等發(fā)現(xiàn)，某地區(qū)發(fā)生一起某殺鼠劑引起的中毒案后，一段時(shí)間內(nèi)該地區(qū)和相鄰地區(qū)殺鼠劑中毒案件基本上為同一種殺鼠劑，這與這一段時(shí)間該地區(qū)幾乎都銷(xiāo)售同類(lèi)殺鼠劑有關(guān)；（4）中毒范圍廣，數(shù)量多，此類(lèi)案件中，常常涉及多人同時(shí)中毒，有的案件造成十幾頭牛、幾十只羊、上百只飼養(yǎng)狐貍、貂等中毒死亡，豬、狗、雞、鴨也常常中毒死亡；（5）毒性強(qiáng)，中毒持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，難以解毒。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，這幾種殺鼠劑均為劇毒殺鼠劑，其毒性甚至超過(guò)氰化物，而且具有嚴(yán)重的二次中毒作用；（6）中毒時(shí)間短，癥狀明顯，該類(lèi)殺鼠劑中毒所出現(xiàn)癥狀的時(shí)間從幾分鐘到十余小時(shí)都有，最快一例5min出現(xiàn)癥狀，30min內(nèi)死亡；（7）檢驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，查找毒源困難。

1.3中毒機(jī)理

氟乙酸鈉進(jìn)入機(jī)體后形成氟乙酸，氟乙酸先與輔酶A作用形成氟乙酰輔酶A，再與草酰乙酸作用，生成氟代檸檬酸，氟代檸檬酸能抑制烏頭酸酶阻斷三羧酸循環(huán)，引起機(jī)體代謝障礙，最終造成神經(jīng)系統(tǒng)的損害。此外，對(duì)心臟也有明顯的損害，導(dǎo)致心率紊亂，心室顫動(dòng)。

氟乙酸及其衍生物（包括鹽、酯、酰胺和醇）的高毒性主要由于在動(dòng)物機(jī)體中這些物質(zhì)都轉(zhuǎn)化為 FCH2COO-離子，而氟原子僅比氫原子略大，因此被“誤認(rèn)為”CH3COO-而參與細(xì)胞的三羧酸循環(huán)，并被轉(zhuǎn)化成氟代檸檬酸，抑制了檸檬酸脫水酶的作用，使檸檬酸在體內(nèi)不斷積累，導(dǎo)致產(chǎn)生能量的循環(huán)中斷，這一“中毒”過(guò)程至少需要1h，隨后出現(xiàn)典型的中毒癥狀是心室顫動(dòng)或痙攣。氟乙酸鹽對(duì)各種動(dòng)物的半致死劑量（LD50）變化幅度較大，例如：狗為0.06（mg/Kg）；貓為0.2；羊、兔為0.4；大鼠為5；小鼠為7；癲蛤蟆為400，對(duì)人的致死劑量為5mg/Kg。

2氟乙酸鈉中毒的檢驗(yàn)研究進(jìn)展

2.1化學(xué)顯色法

可用于氟乙酸鈉或氟乙酰胺的化學(xué)顯色反應(yīng)包括硫靛反應(yīng)、Nessler反應(yīng)等，其中硫靛反應(yīng)最為常用。但是，需要注意的是，其他含鹵代乙?；幕衔镆灿邢嗤磻?yīng)，另外，硫靛反應(yīng)不能區(qū)分氟乙酰胺和氟乙酸鈉。

2.2氣相色譜法

氣相色譜法是檢測(cè)氟乙酸和氟乙酰胺常用的方法，F(xiàn)ID、ECD、NPD三種檢測(cè)器均可用于檢測(cè)。

2.3液相色譜法

高效液相色譜法用于分析氟乙酸和氟乙酰胺優(yōu)于氣相色譜法，前處理水溶液可直接進(jìn)樣分析，也可經(jīng)衍生化后分析其衍生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法靈敏度高、重復(fù)性好，適用于生物檢材中氟乙酸鈉的測(cè)定。

2.4毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳法（CE）是近年來(lái)迅猛發(fā)展的一種分析技術(shù)，因其具有高效、快速、靈敏、低耗、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于藥毒物的分離和檢測(cè)。

2.5氟離子選擇電極法

氟乙酸鈉是一種具有內(nèi)吸作用的有機(jī)毒物，氟乙酸鈉中毒致死后，氟均勻地分布在肝、腎、腦中；氟與機(jī)體骨中鈣結(jié)合成氟化鈣，蓄積于骨中，因此骨及骨灰中含氟量較高；尿中氟含量最高。用氟離子選擇電極法測(cè)定這些檢材中的氟化物，對(duì)氟乙酸鈉中毒死亡、尸體火化而無(wú)法取得肝、腎、腦、尿等檢材時(shí)，骨灰中含氟量的測(cè)定顯得尤為重要。

2.6薄層色譜法

Perry等人于1970年對(duì)氟乙酸鈉進(jìn)行TLC測(cè)定，可獲得最小檢出限為0.1?g的好效果。但此法要受硫靛反應(yīng)的限制，精確度不理想。

2.7紫外-可見(jiàn)吸收光譜法

此方法為一定性檢測(cè)分析方法，硫靛量大時(shí)所得的三氯甲烷溶液，經(jīng)濾紙吸水后，以三氯甲烷為參比，測(cè)190～700nm吸收光譜，在波長(zhǎng)256nm，279nm，312nm以及546nm有吸收峰。

2.8核磁共振法

主要針對(duì)生物檢材的水樣提取液，可直接供核磁共振儀進(jìn)行分析，該儀器對(duì)氟乙酸鈉、氟乙酰胺、甘氟有較好的分離度及靈敏度，亦是氟乙酰胺類(lèi)殺鼠劑好的分析方法。軍事科學(xué)院、科學(xué)院等有關(guān)單位進(jìn)行過(guò)大量的研究工作，并已用于辦案。

2.9檸檬酸測(cè)定方法

有與其他方法結(jié)合的如氣相色譜法、化學(xué)法、酶法等，多用于食品、藥品測(cè)定。

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1儀器與試劑

3.1.1 儀器

Agilent TOF 1200LC/6224MS（美國(guó)，Agilent公司）；色譜柱：Pursuit PFP（150mm×3.0mm，5?m）；800B型離心機(jī)；WH-3微型旋渦混合儀。

3.1.2 試劑

甲醇：色譜純；乙酸、氨水：分析純；水為去離子水。

氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品（含量大于98%）購(gòu)自公安部物證鑒定中心；

氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（0.10mg/mL）的配制：準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0mg氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品于10mL容量瓶中，用少量甲醇溶解后，用甲醇定容至刻度。

3.2色譜條件

色譜條件：柱溫，30℃；流動(dòng)相：甲醇-0.1%氨水溶液（80：20，v/v）；流速：0.20mL/min；進(jìn)樣體積：10μL。

3.3質(zhì)譜條件

質(zhì)譜條件：電噴霧離子化源（ESI），負(fù)離子方式檢測(cè)，氣體流量10L/min，霧化器60psi。

3.4結(jié)果與討論

3.4.1 質(zhì)譜條件優(yōu)化

氟乙酸鈉為極性化合物，根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的特征，本文選擇了負(fù)離子化模式（ESI-）作為檢測(cè)模式。用蠕動(dòng)泵以0.010mL/min的流速，注射氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)ESI電離源，在負(fù)離子掃描方式下對(duì)氟乙酸鈉進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜分析，得到分子離子峰，確定定性和定量子離子為m/z 77，然后優(yōu)化儀器的各個(gè)參數(shù)使其響應(yīng)值最大。

3.4.2 色譜條件優(yōu)化

氟乙酸鈉的極性較大，以有機(jī)相、水為流動(dòng)相時(shí)，出峰時(shí)間短，色譜峰形差，本文在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下，分別以甲醇、乙腈、乙酸和氨水作為流動(dòng)相，利用作者開(kāi)發(fā)的液相色譜分離條件智能優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳色譜條件為：甲醇-0.1%氨水溶液（80：20，v/v）。圖1所示為最佳分析條件下，氟乙酸鈉的色譜圖和質(zhì)譜圖。

3.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別配制濃度為10ng/mL、25ng/mL、50ng/mL、0.1ug/mL、0.5ug/mL、1.0ug/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別取10uL進(jìn)樣，每個(gè)濃度重復(fù)進(jìn)樣三次，以氟乙酸鈉選擇離子色譜峰面積（Y）對(duì)氟乙酸鈉的濃度（X）得到氟乙酸鈉的標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線方程為：Y=10.123X-1.6357；線性相關(guān)系數(shù)：R2=0.9974。由此可知，采用該定量方法檢測(cè)氟乙酸鈉濃度在10ng/mL-1.0μg/mL之間具有良好的線性關(guān)系。

3.4.4 檢出限與測(cè)量限

以色譜峰信噪比等于3：1為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)得氟乙酸鈉最低檢出限為1.0ng/mL；以色譜峰信噪比為10：1為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)得氟乙酸鈉的測(cè)量限為5.0ng/mL。

3.4.2 精密度和準(zhǔn)確度

取添加低、中、高3個(gè)濃度（分別為25ng/mL、100ng/mL、1.0?g/mL）氟乙酸鈉溶液，每一濃度同一天內(nèi)提取3次并連續(xù)提取測(cè)定3d，分別得到日內(nèi)精密度為5.68%，日間精密度為6.69%。

4 結(jié)語(yǔ)

本論文針對(duì)劇毒殺鼠劑氟乙酸鈉提取困難、不易直接進(jìn)行分析等特點(diǎn)，結(jié)合液相色譜分離效果好與質(zhì)譜檢測(cè)靈敏度高等特點(diǎn)，優(yōu)化色譜分離條件與質(zhì)譜條件，建立了氟乙酸鈉液相色譜-電噴霧離子阱質(zhì)譜分析方法。氟乙酸鈉在10ng/mL-1.0μg/mL之間具有良好的線性關(guān)系，最低檢出限為1.0ng/mL，最低測(cè)量限為5.0ng/m，并成功應(yīng)用于相關(guān)案件的鑒定。本論文建立的方法快速、靈敏、實(shí)用、可靠，適用于殺鼠劑、毒餌、胃內(nèi)容物等檢材中氟乙酸鈉成分的快速檢驗(yàn)，不僅解決了目前氟乙酸鈉鼠藥司法檢驗(yàn)的難題，而且滿(mǎn)足了司法鑒定工作的要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

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