法醫(yī)鑒定中法醫(yī)毒物的快速篩查與檢測方法研究

蔣淑英 郭冬冬 張?jiān)娋?/p>

河南文正檢測技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450048

一、毒物概述

毒物是個(gè)令人恐懼的詞匯，主要是指能對肌體產(chǎn)生分析化學(xué)或物理生化的影響，從而損傷肌體，導(dǎo)致功能障礙、病變乃至致死的化學(xué)物質(zhì)［1］。一般來說，小劑量的毒物都可以對身體產(chǎn)生很大的毒害影響。由于毒物的數(shù)量日益增多，所涉及的化學(xué)成分也日趨復(fù)雜，怎樣對毒物進(jìn)行快速篩查與檢測具有重要意義。

（一）堿性毒物

當(dāng)前在一些案件中被查到的毒物大部分是堿性的，堿性毒物的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)中包括氨基成分，同時(shí)各類毒物中也包括了等極性官能團(tuán)，而這些成分也有著相當(dāng)獨(dú)特的性能，和一些化學(xué)鍵或者填充物容易發(fā)生相互作用。因此，研究的主流方向集中在對陽離子交換柱和反相柱的檢測技術(shù)。該技術(shù)操作簡易，便于回收。在堿類中毒的快速篩查和檢測過程中，操作的關(guān)鍵方面就是選擇正確的pH酸堿度，使物質(zhì)有很好的疏水性，如此可以顯著提高回收率［2］。

（二）酸性毒物

酸性毒物在有機(jī)溶劑中可以水解，但它不能直接和水溶液融合，因此這些特性的毒物在酸式的狀況下都是游離狀。而酸性毒物在堿性環(huán)境條件下，會(huì)進(jìn)行一定的生化反應(yīng)而形成大量可溶性鹽類，在檢測該類毒物的過程中，關(guān)鍵在于對pH酸堿度的準(zhǔn)確選用，以防止檢測物帶電荷，導(dǎo)致對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。

（三）常見農(nóng)藥

目前在一些嚴(yán)重中毒類刑事案件中，與農(nóng)藥相關(guān)的中毒案例仍占據(jù)了比較大的比重，危險(xiǎn)性也非常大。就有機(jī)磷殺蟲劑而言，其品種數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了數(shù)百種。但是，在毒物檢測工作中，對農(nóng)藥毒物的篩選和檢測工作的難度相對來說還是相當(dāng)大的。

（四）新精神活性物質(zhì)

“新精神活性物質(zhì)”（New Psychoactive Substance；簡稱NPS）第一次出現(xiàn)是在《2013· 世界毒物報(bào)告》中，NPS也被定義為“計(jì)劃藥”或“實(shí)驗(yàn)室毒品”，是指非法分子為了躲避政府嚴(yán)厲打擊，將毒品的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造后所得的替代物，該類物質(zhì)會(huì)使吸入者產(chǎn)生亢奮、致幻、麻醉等效應(yīng)，與毒品的作用極其相似甚至更強(qiáng)，已成為繼傳統(tǒng)毒品、合成毒品之后的第三代毒品。因?yàn)镹PS在市面上不斷出現(xiàn)，種類繁多，使得緝毒人員對其進(jìn)行分析檢測的難度不斷加大［3］。

二、快速篩查

（一）基于化學(xué)原理開發(fā)的商品化試劑盒

根據(jù)各種毒物在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)中出現(xiàn)的性質(zhì)（如顏色、氣味、沉淀、結(jié)晶等）而研制的化學(xué)試劑盒，就能夠在短期內(nèi)對毒物成分進(jìn)行診斷。以根據(jù)該方法而研制的氰化物檢測試劑盒為例，其方便攜帶，使用方法也很簡便，以及價(jià)格低廉的優(yōu)勢，能夠適應(yīng)于現(xiàn)場快速檢測的需要。這種檢測試劑盒主要應(yīng)用于農(nóng)藥殘留量分析、環(huán)境與食品的衛(wèi)生檢測、毒品毒物分析等方面。

（二）基于免疫技術(shù)的試劑盒

1.FPIA試劑盒

熒光偏振免疫學(xué)分析法（Fluorescence Polarization Immunoassay；簡稱FPIA）與放射免疫學(xué)法（Radioimmunoassay；RIA）是比較相似的，兩者最根本的區(qū)別在于前者以熒光基團(tuán)而不是用輻射性同位素，進(jìn)行標(biāo)記物的分析。因而，F(xiàn)PIA進(jìn)行分析方法的化學(xué)穩(wěn)定性高、重復(fù)性好、靈敏度和特異性幾乎能達(dá)到色譜分析水平，并且能夠進(jìn)行快速和智能化檢測。

由于這些檢測方式都具備了試劑穩(wěn)定性、校準(zhǔn)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度較高的優(yōu)勢，從而在醫(yī)學(xué)試驗(yàn)、化學(xué)毒物研究、農(nóng)藥殘留量分析、環(huán)保與產(chǎn)品測試等領(lǐng)域的使用上更加普遍，尤其適合于對血液、頭發(fā)、膽汁和肝臟等樣本中的濫用藥成分的研究。

2.ELISA試劑盒

酶聯(lián)免疫吸附法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay；簡稱ELISA）是當(dāng)下在國際上應(yīng)用比較普遍的毒物檢測技術(shù)手段與方式，商品化程度高，特異性高，并且假陽/陰性率低。除此之外，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的ELISA檢驗(yàn)試劑盒則能夠?qū)δ蛞?、血液等各種基體，進(jìn)行毒物的檢測。

目前市面上的商業(yè)化ELISA檢驗(yàn)試劑盒，其測定靈敏度一般在0.1～200ng/mL左右，有特異性度高、假陽/陰性發(fā)生率較低等優(yōu)點(diǎn)。不過因?yàn)樵噭┖蟹椒ㄖ械拿庖呶叫?、有機(jī)結(jié)合體和酶的底物等主要化學(xué)試劑的特性較難監(jiān)控，而且這些檢測方式的應(yīng)用成本也較高，因此在我國還沒有得到推廣。

3.ILT試劑盒或試紙條

免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)（Interferometric Landmark Tracker；簡稱ILT）采用膠體金為示蹤標(biāo)記，適用于抗原－抗體反應(yīng)的一類新型免疫標(biāo)記技術(shù)。通過將膠體金標(biāo)記的單克隆抗體和免疫色層分析技術(shù)相結(jié)合，所制造的可以試紙條形態(tài)存在的快速檢測試劑盒已經(jīng)在許多領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用。該檢測方法的檢測濃度在200～3000ng/mL。以毒品檢測為例，目前公安以及海關(guān)等部門通常采用先快速篩查、再確證的方法查毒，也就是先用ILT試劑盒或試紙條等快速判斷毒品是否存在，然后用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行最終的確認(rèn)。

雖然ILT試劑盒或試紙條具有簡便和低成本優(yōu)勢，然而這種檢測方法會(huì)受到環(huán)境溫度和人為操作的影響，干擾因素多，檢測限低。此外，該方法對于混合物的效果不太理想。現(xiàn)如今，一些犯罪團(tuán)伙為謀取更多非法利益，會(huì)在毒品中添加一些稀釋劑（如葡萄糖、淀粉等），以及少量的摻假劑（如咖啡因、非那西汀等），這些摻入的成分分子量較大，分子極性強(qiáng)，它們與毒品構(gòu)成的混合物會(huì)對試劑盒（條）檢測結(jié)果的可靠性產(chǎn)生十分明顯的干擾，以至于對于濃度稍低的毒品混合物，試劑盒或試紙條經(jīng)常出現(xiàn)假陽性或測不出結(jié)果。所以，該法只能用于毒物的初篩。

（三）表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)

表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在對毒品現(xiàn)場快速檢驗(yàn)方面，具有突出的優(yōu)越性。拉曼光譜作為高分子振動(dòng)光譜技術(shù)的一部分，將有助于以高靈敏度分析化學(xué)物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與成分。其明顯好處是能夠進(jìn)行非接觸性和無損性能測試；所需試樣數(shù)量很小，而且無需進(jìn)行復(fù)雜預(yù)處理，檢測速度也很快，操作也簡便；結(jié)合表面SERS增強(qiáng)技術(shù)，拉曼可以對毒品實(shí)現(xiàn)高靈敏度的探測。正由于這些眾多優(yōu)勢，拉曼光譜在毒品檢驗(yàn)領(lǐng)域的研發(fā)與運(yùn)用進(jìn)展很快。

三、質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

（一）氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（GC/MS）

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（Combined Gas Chromatography Mass Spectrometry；簡稱GC/MS）將氣相色譜儀和質(zhì)譜儀組合起來，并使成分分解成電離的碎片。這使得它們可以分別進(jìn)行分析，以便更好地識別和定量。除了用于各種成分的非特異性測試之外，GC-MS作為鑒定物質(zhì)的特異性測試非常有用。簡而言之，它可以提供100%的特異性測試，以積極識別特定物質(zhì)的存在。

GC/MS測試技術(shù)的實(shí)用性廣泛、專一性很強(qiáng)，而且能夠多次重復(fù)使用。該技術(shù)能夠檢測出人體血液或尿液樣本中的化合物成分。所以，它在檢測綜合毒物方面非常完善，具備一定權(quán)威性，被認(rèn)作是綜合毒物篩查的金標(biāo)準(zhǔn)。

雖然GC/MS的檢測產(chǎn)品有著上述優(yōu)勢，但這種技術(shù)的測試方法安全性并不佳，因?yàn)闊o法對不揮發(fā)、穩(wěn)定性大、熱不平衡的物質(zhì)進(jìn)行檢測，容易對檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成干擾。

（二）液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（LC/MS）

液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法（Liquid Chromatography-mass Spectrometry；簡稱LC-MS）是溶液色譜技術(shù)和質(zhì)譜科學(xué)技術(shù)在有機(jī)融合后所產(chǎn)生的一個(gè)聯(lián)用技術(shù)。LC-MS將待測樣品通過高效液相色譜分析后，部分或全部的流出液經(jīng)接口進(jìn)入離子流。所形成的離子流在加速電流的影響下，進(jìn)入質(zhì)譜質(zhì)量分析儀，再根據(jù)離子的質(zhì)荷比大小分離成并列譜。

伴隨著質(zhì)譜技術(shù)的快速發(fā)展，LC/MS正在逐漸由一種研究儀器轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N普通檢測技術(shù)。因?yàn)長C/MS融合了固相色譜（LC）的高分散能力和質(zhì)譜（MS）的高度選擇性和高敏感度優(yōu)勢，因而LC-MS能和穩(wěn)定同位素溶液稀釋技術(shù)相結(jié)合，能適用于更復(fù)雜性的有機(jī)混合物的定性鑒別、定性解析、結(jié)構(gòu)預(yù)測等領(lǐng)域。

液相色譜和質(zhì)譜結(jié)合的LC-MS技術(shù)，可以完成對土壤、飲用水或廢物、室內(nèi)空氣和污水等各類樣本的分析。此類樣本很大概率上會(huì)包含很多種不同的化學(xué)物質(zhì)，從非穩(wěn)定性碳?xì)浠衔锏椒肿有偷挠袡C(jī)或金屬化學(xué)物質(zhì)，以及其他一些殺蟲劑和除草劑，如三嗪衍射體、氯酚、對苯氧烷酸和磺酰脲類等，均能夠使用液相質(zhì)譜聯(lián)用方法予以分析，并能夠利用該方法分解多環(huán)芳烴和有機(jī)金屬化合物。與此同時(shí)，LC-MS技術(shù)還能夠在同一次操作中同時(shí)分析各種藥物和代謝物，以此改善工作過程質(zhì)量，并給出各種毒素、代謝物譜等化學(xué)信號。

（三）便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀

傳統(tǒng)的臺(tái)式氣質(zhì)聯(lián)用儀重量大、能耗高、對操作條件的要求嚴(yán)苛，不能適應(yīng)現(xiàn)場分析的需要，而便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀的問世很好地解決了這一困難。通過采用固相微萃取/便攜式氣體聯(lián)用檢測技術(shù)對可疑毒物樣本進(jìn)行檢驗(yàn)，從樣本的收集、取樣檢驗(yàn)到分析結(jié)果，僅需要5～10分鐘的時(shí)間就能檢驗(yàn)出樣本中是否含有毒物成分，且檢驗(yàn)下限可低至10～2μg/mL，該技術(shù)在實(shí)現(xiàn)快速檢驗(yàn)方面已展現(xiàn)出了其難以取代的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)下，國外許多企業(yè)研制了便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀技術(shù)，其性能優(yōu)異，但是其價(jià)格十分高昂，并且后期的使用以及運(yùn)維成本很大，因此，大大限制了這項(xiàng)技術(shù)在中國刑事案件現(xiàn)場檢驗(yàn)方面的廣泛應(yīng)用。堅(jiān)信隨著科技水平的不斷提升，產(chǎn)品的成本會(huì)有所下降，便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀未來終將變成現(xiàn)場毒物毒品檢驗(yàn)的一個(gè)主要方法。

四、常見未知物篩查（GSU）技術(shù)

在法醫(yī)毒理學(xué)檢測工作中，對多目標(biāo)物質(zhì)與常見未知毒物之間的篩選和測試，是較為基礎(chǔ)的工作。多目標(biāo)物篩選法一般是根據(jù)頻頻使用或?yàn)E用的毒物，其數(shù)據(jù)分析與說明也比較方便。然而被頻頻使用或?yàn)E用的毒物往往只占到所有毒物種類的極小部分，顯然無法滿足用戶對更大規(guī)模未被頻頻使用或?yàn)E用毒物篩選法的需要。

高分辨率質(zhì)譜方法可以實(shí)現(xiàn)精確測量化合物質(zhì)量數(shù)，為不明毒物的篩選工作提供了重要技術(shù)支持，在檢測不明毒物領(lǐng)域有著明顯的優(yōu)越性。而該種檢驗(yàn)方式一般是利用高分辨率質(zhì)譜平臺(tái)，檢驗(yàn)并識別不明毒物以及新陳代謝物，但由于其在研究中要對不明的毒物以及其新陳代謝物進(jìn)行大規(guī)模重復(fù)數(shù)據(jù)的采集和處理，會(huì)生成大規(guī)模重復(fù)數(shù)據(jù)，因此需要高級應(yīng)用軟件簡化過程。且必須嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)分析從譜庫中查找，進(jìn)行對比找出相應(yīng)的毒物，從而報(bào)告與之結(jié)果相符的化合物。而目前部分儀器企業(yè)也正在開發(fā)有關(guān)應(yīng)用軟件，其中由Thermo企業(yè)研發(fā)的Cliquid應(yīng)用軟件，能夠簡化數(shù)據(jù)分析的收集、處理以及制作GUS結(jié)果報(bào)表。如果得到了某樣品MS/MS譜圖后，該軟件就可以得到對每個(gè)質(zhì)量所提取分子的色譜圖像，從而識別并計(jì)算其色譜峰，并從譜庫中尋找，最后提供與其相符的物質(zhì)。所以，就當(dāng)前的科技，由于目前對關(guān)于GUS的檢測技術(shù)尚缺乏深入研究，因此這些檢測技術(shù)在具體案件中也并不能獲得最廣泛的運(yùn)用。

五、結(jié)語與展望

當(dāng)前的科技水平在不斷進(jìn)步，許多新型毒物也日益問世和使用，而法醫(yī)毒物綜合分析所涉及到的毒品結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，檢材類型也層出不窮，同時(shí)毒性也愈來愈強(qiáng)烈，因此如何對此類毒物進(jìn)行迅速篩查并有針對性的檢驗(yàn)，是當(dāng)前法醫(yī)工作者在實(shí)際檢驗(yàn)中迫切需要解決的問題。因此，本研究就對法醫(yī)毒物檢測中毒物的迅速篩查和檢驗(yàn)情況進(jìn)行了分析和研究。而商品化試劑盒、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀，以及常見的不明物質(zhì)篩查技術(shù)是當(dāng)前在法醫(yī)檢測毒物流程中運(yùn)用得較為普遍的法醫(yī)毒物檢測技術(shù)手段，為毒品的迅速、精準(zhǔn)檢測提供技術(shù)支持，也進(jìn)一步提升了法醫(yī)檢測工作的品質(zhì)和效能，但在實(shí)踐中仍需要按照情況合理選取使用。

未來的刑事案件毒物快速檢測將以無損和有效為主要目標(biāo)，通過構(gòu)建符合毒物快速檢測使用條件的便攜式氣質(zhì)聯(lián)用數(shù)據(jù)庫和樣品前處置方案，建立一個(gè)完整的作業(yè)規(guī)范，能夠降低人為作業(yè)誤差，保證現(xiàn)場快檢工作規(guī)范、有序、高效實(shí)施，并確保檢驗(yàn)結(jié)論的正確合理。除了便攜式的器械之外，利用移動(dòng)裝置和實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢構(gòu)建毒物快速檢測移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，能夠給犯罪現(xiàn)場搭建一個(gè)高效檢測的平臺(tái)。毒物快速檢測移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的拓展與補(bǔ)充，可有效提升毒品檢測的工作效率，緩解實(shí)驗(yàn)室工作人員壓力，將給我國毒品現(xiàn)場快速檢測技術(shù)的發(fā)展帶來全新的研究方向，發(fā)展前景巨大，值得高度關(guān)注。