人體氣味嗅源冷凍保存有效性研究

吳德華 龍成生 陳然然 李金峰 劉鎖英 田家麟

一、材料和方法

（一） 材料與試劑

用于本研究的5頭警犬均為達到《警犬氣味鑒別工作規則》(公刑2012〔941〕號)考核要求的鑒別犬，來自公安部南京警犬研究所氣味物證實驗室。試劑內標為7-十三酮(上海安譜實驗科技股份有限公司)，純度99%以上。

（二）儀器與設備

氣相色譜-質譜聯用儀(Agilent 7890-5975MSD，USA)；多功能自動進樣器(Gerstel MPS XT，Germany)；磁力攪拌吸附萃取棒(PDMS涂層，Gerstel)；保存人體嗅源氣味樣本的智能化人體氣味庫為公安部南京警犬研究所與蘇州優點優唯科技有限公司聯合研制，庫存溫度為-20℃。

（三） 實驗方法

1.人體氣味嗅源樣本采集

選取6名年齡為35歲左右的志愿者，男女各3人，進行為期72周的7次采樣。同一氣味樣本分為5份，其中4份用于警犬氣味鑒別（1份用作嗅源，3份分別用作所求物），1份用于進行儀器分析，采集的氣味樣本數量共計258份。警犬鑒別和儀器分析所用氣味樣本的采集時間、保存時間以及數量分別見表1和表2。

表1 警犬鑒別所用氣味樣本的采集時間及數量

表2 儀器分析所用氣味樣本的保存時間及數量

（1）警犬鑒別所用氣味嗅源樣本的采集

以專用氣味吸附棉作為人體氣味采集介質，靜握1min提取手部氣味嗅源。樣本提取后立即密封置于氣味庫中保存，氣味庫庫存溫度為-20℃。第1次采集的所有樣本均置于氣味庫保存。第2次至第7次采樣后，不做冷凍保存，直接作為所求物，以第1次采集的同一志愿者的氣味(冷凍密封保存)作為嗅源進行警犬鑒別。

（2）儀器分析所用氣味嗅源樣本的采集

用磁力攪拌吸附棒采集用于儀器分析的氣味樣本。采樣前，將磁力攪拌吸附棒和玻璃襯管在氮氣保護下300℃老化2h，冷卻至室溫備用。采樣時，將磁力攪拌吸附棒于手中靜握1min，然后將磁力攪拌吸附棒置于潔凈的玻璃襯管中，24h內測定完畢。每位志愿者一次同時采樣7份，其中1份立即進行分析測試，另6份保存于氣味庫(-20℃密封保存)中，到預設保存時間，分別取出分析測試。

2.氣味嗅源樣本測試分析

（1）警犬氣味鑒別

氣味嗅源樣本的警犬鑒別測試，按照《警犬氣味鑒別工作規則》(公刑2012〔941〕號)中規定的警犬氣味鑒別操作程序程進行。具體測試時，選取狀態良好的3頭警犬，對同一份氣味樣本進行鑒別測試，當3頭犬均正確反應時說明此嗅源樣本有效。

（2）儀器分析

采用氣相色譜質譜聯用技術對氣味樣本進行儀器分析，使用多段程序升溫方式分離人體氣味樣品。色譜條件為：起始溫度40℃(保持2min)，以20℃/min升至200℃(保持15min)，再以5℃/min升至250℃(保持2min)，最后以20℃/min升至300℃(保持10min)，色譜柱為DB-5毛細管色譜柱(30m×250μm×0.25μm)；樣品熱解析條件為：初始溫度20℃，以60℃/min升至100℃，再以720℃/min升至250℃，保持1min，傳輸線溫度保持250℃，不分流脫附模式；冷阱參數為：初始溫度-150℃，以12℃/s升至250℃，保持1min。

3.數據處理

所有數據統計分析均基于SPSS 16.0。警犬鑒別結果以正確次數(或正確率)表示，數據采用非參數Cochran’s Q檢驗統計分析。儀器分析結果以夾角余弦法計算的相似度表示，數據采用配對t檢驗分析。

二、結果與討論

（一）警犬氣味鑒別測試

警犬氣味鑒別測試中，分別以-20℃密封保存12、24、36、48、54、72周時間的氣味樣本作為嗅源，所求物和配物氣味為鑒別試驗前24h以內采集的氣味，并處于常溫下密封保存。警犬氣味鑒別過程中，3頭犬對同一來源的氣味樣本均反應正確才認為這一樣本有效，結果記為T，否則認為無效，結果記為F，鑒別結果見表3。對鑒別實驗數據進行非參數Cochran’s Q 檢驗，結果見表4。實驗結果顯示，-20℃冷凍密封保存12、24、36、48、54、72周的氣味樣本均能作為嗅源氣味進行警犬鑒別認定，鑒別結果不存在顯著差異。因此，氣味樣本在-20℃條件下冷凍密封保存至少72周的時間內不影響警犬氣味鑒別結果。

表3 冷凍保存氣味的警犬鑒別結果

表4 氣味樣本警犬鑒別結果的Cochran's Q檢驗統計

（二）儀器分析測試

實驗過程中，對7次采集的氣味樣本，經攪拌棒吸附萃取-氣相色譜質譜聯用技術測試后，分析出32種候選化合物。以這些化合物為基礎，分別計算不同冷凍保存時長的氣味樣本與其新鮮氣味樣本（氣味樣本采集后立即進行測試）之間的相似度。計算所得相似度平均值如圖1所示，氣味樣本在-20℃條件下，冷凍密封保存12、24、36、48、54、72周后與同一個體的新鮮氣味樣本之間的相似度均在0.999以上。

圖1 不同保存時間氣味樣本的相似度

對不同保存時間的氣味樣本的相似度進行配對t檢驗，結果見表5。結果表明，氣味樣本在-20℃條件下，冷凍密封保存24、36、48、54、72周的相似度與保存12周的氣味樣本相似度之間不存在顯著差異，p值分別為0.257、0.128、0.414、0.441和0.454。因此，氣味樣本在-20℃條件下，冷凍密封保存至少72周的時間內不會發生質的變化。

表5 不同保存時間的氣味樣本相似度配對t檢驗結果(n=6)

警犬鑒別結果和儀器分析結果均表明，人體氣味樣本分別在-20℃條件下冷凍密封保存12、24、36、48、54、72周，不會影響警犬氣味鑒別結果，氣味樣本也不會發生質的變化，說明人體氣味嗅源樣本的生物特征性也不會發生改變。

三、結論

本研究通過警犬氣味鑒別和儀器分析相結合的方法，驗證了在-20℃環境下冷凍密封保存人體氣味嗅源樣本，不會改變氣味嗅源樣本的特征性，不影響警犬對嗅源氣味的鑒別結果。證明了采用-20℃冷凍環境密封保存人體氣味嗅源樣本具有可行性和科學性。這一結果與許多經驗數據和文獻報道是相吻合的。本研究只是對保存72周的人體氣味嗅源有效性進行了確認，但在此條件下，人體氣味嗅源樣本最長有效保存時限究竟是多少，仍在不斷研究驗證中。