頂空-氣相色譜法檢測血液中乙醇含量

摘要：酒后駕駛機動車是引起交通事故的主要原因之一，血液中酒精含量可以直接影響駕駛員的反應與判斷時間。血液中乙醇含量是最能夠準確認定是否構成酒駕的標準，因此血液中乙醇含量的準確測定便顯得尤為重要。本文采用頂空進樣器與氣相色譜儀聯用，開發了一種快速準確檢測血液乙醇含量的方法，該方法具有自動化程度高的特點，便于在司法檢測實驗室種快速開展。

關鍵詞：氣相色譜儀;血液;乙醇

隨著經濟發展及國民收入水平逐步提高，機動車越來越多的走入平常百姓的家庭，隨著機動車數量的增多，交通事故也隨之增多。其中，酒后駕駛機動車是引起交通事故的主要原因之一，并且研究表明，血液中酒精含量可以直接影響駕駛員的反應與判斷時間。乙醇俗稱酒精，是酒的主要成分之一【1】。乙醇進入胃后，可在30-90min內通過胃腸道被人體完全吸收，在15-90min內，血液中乙醇含量將達到峰值。乙醇主要通過肝臟完成代謝氧化分解，少部分未被代謝分解的乙醇通過呼吸、尿液及汗液等體液排除體外。過量攝入乙醇不僅會引起心腦血管、消化系統及神經系統等多種慢性疾病外，更嚴重的毒性是抑制中樞神經系統工作。乙醇首先會抑制大腦功能，進而影響皮下中樞和小腦活動神經，甚至會引起呼吸中樞麻痹死亡。這些癥狀均會導致駕駛員在駕駛機動車過程中動作失控和判斷能力下降【2】。

1血液中乙醇含量的檢測

自2011年刑法修正案將醉酒駕駛納入刑事犯罪以來，公安交通管理部門嚴格按照公安部要求的法律法規對酒駕經常查處和整治。并以駕駛員血液中乙醇含量作為量刑的關鍵證據。根據GB19522-2010《車輛駕駛人員血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗》中規定，血液中乙醇含量在20-80mg/100mL為飲酒駕駛，乙醇含量在80mg/100mL以上為醉酒駕駛。血液中乙醇含量是最能夠準確認定是否構成酒駕的標準，因此血液中乙醇含量的準確測定便顯得尤為重要。隨著科學技術的進步，血液中乙醇含量檢測的方法也越發增多，主要包括化學法、酶檢測法、氣相色譜法、氣質聯用法和紅外光譜法，其中各個方法也各具優勢。

1.1化學法

化學法檢測血液中乙醇含量通常采用分光光度法，采用酸性重鉻酸鉀氧化，其原理為血液中乙醇在酸性條件下被重鉻酸鉀氧化，重鉻酸鉀的還原量與乙醇的含量成正比，進而通過通過測定重鉻酸鉀的吸光度值間接計算乙醇含量。化學法具有操作簡單、成本低和易操作的特點，但受限于靈敏度較低，且易受到其他雜質干擾。

1.2酶檢測法

酶檢測法主要采用乙醇脫氫酶催化，將血液經高氯酸處理，沉淀其中蛋白質，離心后取上清液加入乙醇脫氫酶和緩沖溶液，將乙醇轉化為乙醛，隨后使用分光光度計測定其紫外吸收值（340nm處）。該方法具有靈敏度高、線性范圍廣和重復性好的特點，但易受到血液中血糖、乳酸和其他醇類物質干擾，且該方法涉及前處理方法復雜繁瑣，對人員操作要求高導致其分析效率低，不便于大量樣品及時檢測的要求【3-5】。

1.3氣相色譜法

氣相色譜法是利用醇類物質具有易揮發的特點，將乙醇組分使用氣相色譜儀配合火焰離子化檢測器（FID）檢測，以保留時間確定血液樣品中是否含有乙醇組分。氣相分析法分析包括直接進樣和頂空進樣法兩種模式，直接進樣是將血液樣品直接注入氣相色譜儀，但此方法同時將血液中雜質引入儀器，易造成儀器污染。現階段應用較多的方法為頂空進樣法，將頂空進樣器與氣相色譜儀聯用，使血液中具有揮發性的乙醇進入氣相色譜儀，而難以揮發的干擾雜質留在血液中。該方法具有分析效率高、速度快、自動化程度高、檢測靈敏度高、樣品消耗量少的特點而被廣泛應用，是目前應用最廣泛的血液中乙醇含量檢測方法【3-5】。

1.4氣質聯用法

氣相色譜-質譜聯用儀（GCMS）是將氣相色譜發分離能力與質譜儀定性能力強、定量準確的特點結合到一起。GCMS通過定量離子與定性離子來判斷血液樣品中是否含有乙醇組分并確定其含量。該方法定性與定量能力強、簡單快速、選擇性及抗干擾能力強，但氣質聯用儀設備購置及使用成本較高，不便于普及使用。

1.5 紅外光譜法

紅外光譜是一種快速、簡便的測試手段，該方法僅需對樣品進行簡單處理而不會對樣品造成破壞。通過對血液樣品進行紅外光譜連續測定、通過計算吸光度進而分析血液中乙醇含量。作為一種新興的檢測手段，紅外光譜法具有快速、準確、無損的特點而具有廣泛的前景【3-5】。

本文采用頂空進樣器與氣相色譜儀聯用，開發了一種快速準確檢測血液乙醇含量的方法，該方法具有自動化程度高的特點，便于在司法檢測實驗室種快速開展。

2 材料與方法

2.1儀器、材料及試劑

氣相色譜儀（島津Nexis GC-2030，裝配FID檢測器）;頂空進樣器（島津HS-10）;漩渦混合器（iKA，MS3 basic）;單通道移液器（Eppendorf，Reference 2）;乙醇和叔丁醇標準品購自上海安譜實驗科學有限公司，其他化學試劑購自Fisher Scientific，均為色譜純級。

2.2實驗方法

2.2.1氣相色譜儀分析條件

色譜柱為SH-Rt-Q-BOND毛細管色譜柱（30m×0.53mm i.d.×20μm）;氮氣作載氣，采用恒定色譜柱流量載氣控制方式，恒定流量：4.0 mL/min;進樣口溫度：200℃，分流比10：1;FID檢測器溫度：250℃，氫氣流量32mL/min，空氣流量200mL/min，氮氣尾吹氣流量24mL/min。

色譜柱采用程序升溫方式，溫度程序為：80℃起始，10℃/min升溫至240℃，再以40℃/min升溫至280℃，保持3min。

2.2.2頂空進樣器分析條件

進樣器恒溫爐溫度：65℃;樣品流路溫度：105℃;傳輸線溫度：110℃;樣品瓶加壓壓力：160kPa;恒溫時間：10min;樣品瓶加壓時間：0.5min;導入時間：0.5min;進樣時間：1min;GC循環時間：12min。

2.2.3 ?標準溶液配制

配制系列濃度為1、5、10、20、50、80、100、200mg/100mL的乙醇對照品標準溶液，用水配制4mg/100mL的叔丁醇內標工作液。取以上乙醇標準溶液100μL及500μL叔丁醇工作液置于20mL頂空小瓶內，擰緊瓶蓋，搖勻，待測。

2.2.4 ?樣品處理方法

取待測血液100μL及500μL叔丁醇內標工作液，置于頂空小瓶內，擰緊瓶蓋，搖勻，待測。

3 結果與討論

3.1 標準曲線和檢出限

使用水配制混合標準系列，濃度分別為5、10、20、50、80、100和200mg/100mL。以濃度比為橫坐標，面積比為縱坐標，標準曲線相關系數為0.9996。以標準規定的方法檢出限1mg/100mL濃度樣品進樣，所得信噪比21.25，按照3倍信噪比計算，儀器檢出限為0.14mg/100mL。

3.2 重復性實驗

取5mg/100mL乙醇標準品溶液，連續進樣6次，考察儀器重復性，測定結果見表1。

3.3 加標回收率

取100μL 1000mg/100mL乙醇溶液添加到10mL空白血液樣品中，制備成10mg/100mL乙醇血液。按照樣品前處理方法制備樣品，樣品平行處理6份，回收率見表2。按照相同樣品前處理方法處理無添加血液樣品。

3.4 實驗結論

采用氣相色譜儀結合頂空自動進樣器分析血液樣品中酒精含量，該方法操作簡單，在5-200mg/100mL濃度范圍內線性良好，相關系數為0.9998，檢出限小于1mg/100mL。用濃度為5mg/100mL的標準溶液驗證重復性，峰面積比RSD為0.57%。在10mg/100mL添加濃度下，乙醇加標回收率為101.8%，相對標準偏差為2.47%。該方法操作方便、重現性好、回收率高，適合血液中酒精含量的快速準確檢測。

參考文獻：

[1]尚夢帆，許建軍，賈會，楊宇.酒精含量檢測技術應用進展[J].中國新技術新產品，2020（24）：134-136.

[2]顧云，胡豐涵，徐紅平，沈連忠. 幾種血液中乙醇濃度檢測方法的比較[A]. 中國法醫學會法醫臨床學專業委員會.法醫臨床學專業理論與實踐——中國法醫學會·全國第十九屆法醫臨床學學術研討會論文集[C].中國法醫學會法醫臨床學專業委員會：中國法醫學會，2016：2.

[3]陳立偉.酒后駕駛檢測技術和預防酒駕技術的研究現狀[J].醫學與法學，2015，7（06）：104-106.

[4]譚紅明.人體血液乙醇濃度檢測方法的研究[J].生物技術世界，2014（09）：110.

[5]吳勝.血液中乙醇檢測方法的探討[J].中國衛生檢驗雜志，2013，23（16）：3316-3318.

作者簡介：

郭亮（1984.09-）， 男，本科，中級，盤錦市公安局刑事技術支隊。