法醫鑒定中法醫毒物的快速篩查與檢測方法研究

蔣淑英 郭冬冬 張詩京

河南文正檢測技術有限公司，河南 鄭州 450048

一、毒物概述

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

（一）堿性毒物

當前在一些案件中被查到的毒物大部分是堿性的，堿性毒物的化學分子結構中包括氨基成分，同時各類毒物中也包括了等極性官能團，而這些成分也有著相當獨特的性能，和一些化學鍵或者填充物容易發生相互作用。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。該技術操作簡易，便于回收。在堿類中毒的快速篩查和檢測過程中，操作的關鍵方面就是選擇正確的pH酸堿度，使物質有很好的疏水性，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境條件下，會進行一定的生化反應而形成大量可溶性鹽類，在檢測該類毒物的過程中，關鍵在于對pH酸堿度的準確選用，以防止檢測物帶電荷，導致對檢測結果產生影響。

（三）常見農藥

目前在一些嚴重中毒類刑事案件中，與農藥相關的中毒案例仍占據了比較大的比重，危險性也非常大。就有機磷殺蟲劑而言，其品種數量已經達到了數百種。但是，在毒物檢測工作中，對農藥毒物的篩選和檢測工作的難度相對來說還是相當大的。

（四）新精神活性物質

“新精神活性物質”（New Psychoactive Substance；簡稱NPS）第一次出現是在《2013· 世界毒物報告》中，NPS也被定義為“計劃藥”或“實驗室毒品”，是指非法分子為了躲避政府嚴厲打擊，將毒品的化學結構進行改造后所得的替代物，該類物質會使吸入者產生亢奮、致幻、麻醉等效應，與毒品的作用極其相似甚至更強，已成為繼傳統毒品、合成毒品之后的第三代毒品。因為NPS在市面上不斷出現，種類繁多，使得緝毒人員對其進行分析檢測的難度不斷加大［3］。

二、快速篩查

（一）基于化學原理開發的商品化試劑盒

根據各種毒物在進行化學反應中出現的性質（如顏色、氣味、沉淀、結晶等）而研制的化學試劑盒，就能夠在短期內對毒物成分進行診斷。以根據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，以及價格低廉的優勢，能夠適應于現場快速檢測的需要。這種檢測試劑盒主要應用于農藥殘留量分析、環境與食品的衛生檢測、毒品毒物分析等方面。

（二）基于免疫技術的試劑盒

1.FPIA試劑盒

熒光偏振免疫學分析法（Fluorescence Polarization Immunoassay；簡稱FPIA）與放射免疫學法（Radioimmunoassay；RIA）是比較相似的，兩者最根本的區別在于前者以熒光基團而不是用輻射性同位素，進行標記物的分析。因而，FPIA進行分析方法的化學穩定性高、重復性好、靈敏度和特異性幾乎能達到色譜分析水平，并且能夠進行快速和智能化檢測。

由于這些檢測方式都具備了試劑穩定性、校準穩定性和準確度較高的優勢，從而在醫學試驗、化學毒物研究、農藥殘留量分析、環保與產品測試等領域的使用上更加普遍，尤其適合于對血液、頭發、膽汁和肝臟等樣本中的濫用藥成分的研究。

2.ELISA試劑盒

酶聯免疫吸附法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay；簡稱ELISA）是當下在國際上應用比較普遍的毒物檢測技術手段與方式，商品化程度高，特異性高，并且假陽/陰性率低。除此之外，已實現商業化的ELISA檢驗試劑盒則能夠對尿液、血液等各種基體，進行毒物的檢測。

目前市面上的商業化ELISA檢驗試劑盒，其測定靈敏度一般在0.1～200ng/mL左右，有特異性度高、假陽/陰性發生率較低等優點。不過因為試劑盒方法中的免疫吸附性、有機結合體和酶的底物等主要化學試劑的特性較難監控，而且這些檢測方式的應用成本也較高，因此在我國還沒有得到推廣。

3.ILT試劑盒或試紙條

免疫膠體金標記技術（Interferometric Landmark Tracker；簡稱ILT）采用膠體金為示蹤標記，適用于抗原－抗體反應的一類新型免疫標記技術。通過將膠體金標記的單克隆抗體和免疫色層分析技術相結合，所制造的可以試紙條形態存在的快速檢測試劑盒已經在許多領域進行了應用。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－質譜聯用技術進行最終的確認。

雖然ILT試劑盒或試紙條具有簡便和低成本優勢，然而這種檢測方法會受到環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。現如今，一些犯罪團伙為謀取更多非法利益，會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，它們與毒品構成的混合物會對試劑盒（條）檢測結果的可靠性產生十分明顯的干擾，以至于對于濃度稍低的毒品混合物，試劑盒或試紙條經常出現假陽性或測不出結果。所以，該法只能用于毒物的初篩。

（三）表面增強拉曼光譜技術

表面增強拉曼光譜技術在對毒品現場快速檢驗方面，具有突出的優越性。拉曼光譜作為高分子振動光譜技術的一部分，將有助于以高靈敏度分析化學物質的內部結構與成分。其明顯好處是能夠進行非接觸性和無損性能測試；所需試樣數量很小，而且無需進行復雜預處理，檢測速度也很快，操作也簡便；結合表面SERS增強技術，拉曼可以對毒品實現高靈敏度的探測。正由于這些眾多優勢，拉曼光譜在毒品檢驗領域的研發與運用進展很快。

三、質譜聯用技術

（一）氣相色譜質譜聯用法（GC/MS）

氣相色譜質譜聯用法（Combined Gas Chromatography Mass Spectrometry；簡稱GC/MS）將氣相色譜儀和質譜儀組合起來，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的存在。

GC/MS測試技術的實用性廣泛、專一性很強，而且能夠多次重復使用。該技術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，具備一定權威性，被認作是綜合毒物篩查的金標準。

雖然GC/MS的檢測產品有著上述優勢，但這種技術的測試方法安全性并不佳，因為無法對不揮發、穩定性大、熱不平衡的物質進行檢測，容易對檢驗結果的準確性造成干擾。

（二）液相色譜質譜聯用法（LC/MS）

液相色譜－質譜聯用法（Liquid Chromatography-mass Spectrometry；簡稱LC-MS）是溶液色譜技術和質譜科學技術在有機融合后所產生的一個聯用技術。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接口進入離子流。所形成的離子流在加速電流的影響下，進入質譜質量分析儀，再根據離子的質荷比大小分離成并列譜。

伴隨著質譜技術的快速發展，LC/MS正在逐漸由一種研究儀器轉變為一種普通檢測技術。因為LC/MS融合了固相色譜（LC）的高分散能力和質譜（MS）的高度選擇性和高敏感度優勢，因而LC-MS能和穩定同位素溶液稀釋技術相結合，能適用于更復雜性的有機混合物的定性鑒別、定性解析、結構預測等領域。

液相色譜和質譜結合的LC-MS技術，可以完成對土壤、飲用水或廢物、室內空氣和污水等各類樣本的分析。此類樣本很大概率上會包含很多種不同的化學物質，從非穩定性碳氫化合物到分子型的有機或金屬化學物質，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，均能夠使用液相質譜聯用方法予以分析，并能夠利用該方法分解多環芳烴和有機金屬化合物。與此同時，LC-MS技術還能夠在同一次操作中同時分析各種藥物和代謝物，以此改善工作過程質量，并給出各種毒素、代謝物譜等化學信號。

（三）便攜式氣質聯用儀

傳統的臺式氣質聯用儀重量大、能耗高、對操作條件的要求嚴苛，不能適應現場分析的需要，而便攜式氣質聯用儀的問世很好地解決了這一困難。通過采用固相微萃取/便攜式氣體聯用檢測技術對可疑毒物樣本進行檢驗，從樣本的收集、取樣檢驗到分析結果，僅需要5～10分鐘的時間就能檢驗出樣本中是否含有毒物成分，且檢驗下限可低至10～2μg/mL，該技術在實現快速檢驗方面已展現出了其難以取代的優點。當下，國外許多企業研制了便攜式氣質聯用儀技術，其性能優異，但是其價格十分高昂，并且后期的使用以及運維成本很大，因此，大大限制了這項技術在中國刑事案件現場檢驗方面的廣泛應用。堅信隨著科技水平的不斷提升，產品的成本會有所下降，便攜式氣質聯用儀未來終將變成現場毒物毒品檢驗的一個主要方法。

四、常見未知物篩查（GSU）技術

在法醫毒理學檢測工作中，對多目標物質與常見未知毒物之間的篩選和測試，是較為基礎的工作。多目標物篩選法一般是根據頻頻使用或濫用的毒物，其數據分析與說明也比較方便。然而被頻頻使用或濫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模未被頻頻使用或濫用毒物篩選法的需要。

高分辨率質譜方法可以實現精確測量化合物質量數，為不明毒物的篩選工作提供了重要技術支持，在檢測不明毒物領域有著明顯的優越性。而該種檢驗方式一般是利用高分辨率質譜平臺，檢驗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行大規模重復數據的采集和處理，會生成大規模重復數據，因此需要高級應用軟件簡化過程。且必須嚴格按照數據分析從譜庫中查找，進行對比找出相應的毒物，從而報告與之結果相符的化合物。而目前部分儀器企業也正在開發有關應用軟件，其中由Thermo企業研發的Cliquid應用軟件，能夠簡化數據分析的收集、處理以及制作GUS結果報表。如果得到了某樣品MS/MS譜圖后，該軟件就可以得到對每個質量所提取分子的色譜圖像，從而識別并計算其色譜峰，并從譜庫中尋找，最后提供與其相符的物質。所以，就當前的科技，由于目前對關于GUS的檢測技術尚缺乏深入研究，因此這些檢測技術在具體案件中也并不能獲得最廣泛的運用。

五、結語與展望

當前的科技水平在不斷進步，許多新型毒物也日益問世和使用，而法醫毒物綜合分析所涉及到的毒品結構也日趨復雜，檢材類型也層出不窮，同時毒性也愈來愈強烈，因此如何對此類毒物進行迅速篩查并有針對性的檢驗，是當前法醫工作者在實際檢驗中迫切需要解決的問題。因此，本研究就對法醫毒物檢測中毒物的迅速篩查和檢驗情況進行了分析和研究。而商品化試劑盒、便攜式氣質聯用儀，以及常見的不明物質篩查技術是當前在法醫檢測毒物流程中運用得較為普遍的法醫毒物檢測技術手段，為毒品的迅速、精準檢測提供技術支持，也進一步提升了法醫檢測工作的品質和效能，但在實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，通過構建符合毒物快速檢測使用條件的便攜式氣質聯用數據庫和樣品前處置方案，建立一個完整的作業規范，能夠降低人為作業誤差，保證現場快檢工作規范、有序、高效實施，并確保檢驗結論的正確合理。除了便攜式的器械之外，利用移動裝置和實驗室的優勢構建毒物快速檢測移動實驗室，能夠給犯罪現場搭建一個高效檢測的平臺。毒物快速檢測移動實驗室是傳統實驗室的拓展與補充，可有效提升毒品檢測的工作效率，緩解實驗室工作人員壓力，將給我國毒品現場快速檢測技術的發展帶來全新的研究方向，發展前景巨大，值得高度關注。