引用本文
杨艾岷, 孙祥太, 孙涛, 谭斌, 林飞. 吸毒人员呼气中冰毒成分的快速采集与检验[J].刑事技术, 2019,44(6):520-523
YANG Aimin, SUN Xiangtai, SUN Tao, TAN Bin, LIN Fei. Fast Sampling and Testing of Methamphetamine Exhaled from Drug Users[J]. Forensic Science and Technology,2019,44(6): 520-523  
Doi: 10.16467/j.1008-3650.2019.06.010
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吸毒人员呼气中冰毒成分的快速采集与检验
杨艾岷, 孙祥太, 孙涛, 谭斌, 林飞
烟台市公安局刑事科学技术研究所,山东 烟台264003

第一作者简介：杨艾岷,男,山东菏泽人,双学士,工程师,研究方向为毒物、毒品检验。 E-mail: 24183584@qq.com

摘要

本方法利用自行发明的呼气采集装置快速采集吸毒人员呼气中微量冰毒成分,并利用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）进行检验,从而确定是否为吸毒嫌疑人。本实验室技术人员采用此发明装置对67名吸毒人员进行了呼气采集,经过仪器检测后数据分析得出,吸毒人员在吸毒后12h内,检出率为99.9%以上,24h内,检出率在95%以上,48h内,检出率在90%以上（以上数据还在不断积累完善中）。利用改进后的呼气采集装置测试吸附添加在水中的冰毒成分,在鼓吹空气流速500mL/min,鼓吹2min的条件下,检出限为1000ng/mL。相比血液、尿液、毛发等组织检材,呼气检测吸毒取样简单,前处理时间短,实用性强,是一套稳定可靠、科学准确的检验方法。

关键词: 冰毒; 呼气; UPLC-MS/MS
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2019)06-0520-04
Fast Sampling and Testing of Methamphetamine Exhaled from Drug Users
YANG Aimin, SUN Xiangtai, SUN Tao, TAN Bin, LIN Fei
Institute of Forensic Science, Yantai Public Security Bureau, Yantai 264003, Shandong, China
Abstract

The exhalation was quickly received from the suspected drug user with our self-invented exhalation gatherer, being tested with UPLC-MS/MS to verify whether the suspect is a drug sucker from even a trace amount of methamphetamine exhaled. Through exhalation collection from 67 suspected drug users with the gatherer said above, the analytic data showed that the detection rate is above 99.9% for the drug user to exhale within 12 hours after freak-out, 95% within 24 hours, and 90% in 48 hours. The improved exhalation gatherer was tested of its absorbability of gasified drug through collecting the vapor from water-dissolved methamphetamine being blown into, revealing that detection limit was 1000ng/mL under the air-blowing velocity of 500 mL/m for 2 minutes. Compared with blood, urine, hair and other tissue-sourced materials, the exhalation collected with our sampling gatherer is easy to treat and test in less time. Exhalation detection is a stable, practical and accurate method.

Key words: methamphetamine; exhalation; UPLC-MS/MS

甲基苯丙胺(methamphetamine), 又称去氧麻黄碱, 甲基安非他明, 冰毒。分子式C10H15N, 分子质量149.24, 化学名称为2-甲胺-1-苯基丙烷、N, α -二甲基苯乙基胺、N-甲基安非他明。甲基苯丙胺纯品游离基状态为无色油状液体, 具有氨臭, 微溶于水, 溶于乙醇、乙醚、氯仿。盐酸甲基苯丙胺纯品为白色结晶性粉末, 具有较强的挥发性, 溶于乙醇、氯仿和水, 水溶液pH值5~6, 几乎不溶于乙醚。甲基苯丙胺的盐型如果纯度不高, 外观呈大块结晶, 与冰的形态相似, 故俗称“ 冰毒” 。

近年来, 毒品犯罪的案件数量激增, 违法犯罪人员吸毒后, 精神亢奋、恍惚, 杀人、危险驾驶等恶性案件时有发生[1, 2], 有些吸毒人员为了逃避打击处理, 百般抵赖, 拒不承认吸毒, 拒绝抽血或者提供尿液, 并殴打执法人员, 造成恶劣社会影响。根据公安机关逢嫌必检要求, 基层民警几乎每天都会遇到对吸毒人员的排查, 认定吸毒通常依靠检验吸毒嫌疑人的血液、尿液和毛发等检材来实现, 提取冰毒方法有液液提取[3, 4]、固相萃取、毛发碱化水解[5]、毛发细胞破壁粉碎等技术, 以上方法存在前处理复杂、时间长、基质干扰多等诸多弊端。本方法对吸毒人员呼气中的微量冰毒成分进行采集和检验, 相比其他检材前处理简单、时间短、基质干扰几乎为零, 很好地弥补了其他检材取样难、前处理复杂、检验周期长的各种弊端。

1 材料与方法
1.1 仪器与试剂

岛津30A-AB4500QTRAP液质联用仪, 湘仪TGL-16M高速离心机, KQ5200DE型超声仪（昆山市超声仪器有限公司）。

甲醇、甲酸（费舍尔色谱纯）。

1.2 仪器分析条件

1.2.1 色谱条件

Shim-pack XR-ODS色谱柱(2.0 mm× 75 mm, 1.6 μ m), 流动相A（水︰甲酸：1 000︰1）, 流动相B（甲醇︰甲酸：1 000︰1）; 梯度洗脱, 梯度见表1, 柱温40 ℃, 流速0.4 mL/min。

表1 洗脱梯度 Table 1 Elution gradients

1.2.2 质谱条件

离子源：电喷雾电离(ESI); 检测方式：正离子; 扫描方式：多反应离子监测(MRM); 雾化气、脱溶剂气、碰撞气：氮气; 电离喷雾电压：5 500 V; 雾化温度：550 ℃; 脱溶剂气压力：55 psi; 雾化气压力：30 psi。甲基苯丙胺离子对选择：65/150、91/150、119/150。

1.3 呼气采集装置的制备

随机选取5名吸毒嫌疑人, 通过对脱脂棉、活性炭、醋酸纤维、聚丙烯纤维、尼龙高分子滤膜等不同吸附材料进行对比实验, 经过对呼气采集装置的多次改进, 最终采用尼龙高分子滤膜吸附冰毒, 检验效率最高（如图1）。

图1 呼气采集工具（1：长度105mm; 2：13mm滤膜; 3：25mm滤膜; 4：30mm滤膜; 5：进气方向）Fig.1 Exhalation gatherer

1.4 检材处理与检验

将采集完呼气的尼龙高分子滤膜, 用1︰1的甲醇水0.5 mL洗脱2次, 洗脱液直接进液质联用仪分析检验, 即可检出甲基苯丙胺, 整个检材处理和检验过程仅需5 min, 相比尿液、血液、毛发的检验效率提高了50~100倍。按照1.2条件对甲基苯丙胺（浓度100 ppb）标准物质进行了检测, 甲基苯丙胺保留时间为0.8 min, 谱图如图2所示。同等条件对非吸毒人员呼气采集进行了检测, 得到的谱图如图3所示, 记为空白样品谱图。同等条件下对1号至5号吸毒嫌疑人呼气采集进行检测, 得到的谱图见图4, 可以看出, 1~5号吸毒嫌疑人的液质联用色谱图上, 在0.8 min附近均有甲基苯丙胺峰出现, 说明1~5号吸毒嫌疑人的呼气中均含有甲基苯丙胺成分, 从而判断1~5号吸毒嫌疑人均有吸毒行为。本方法可以简单、高效、快速、准确地检测出吸毒嫌疑人是否吸毒。

图2 甲基苯丙胺标准物质100ppbFig.2 Spectrum of the standard methamphetamine of 100ppb

图3 空白实验谱图Fig.3 Spectrum of blank control

图4 1~5号吸毒嫌疑人呼气检测谱图（a:1 号; b:2号; c:3号; d:4号; e:5号）Fig.4 Spectrums of 5 suspected drug abusers’ exhalation (a~e:No.1~ No.5 suspect)

2 结果与讨论
2.1 吸附材料的选择

随机选取5名吸毒嫌疑人, 通过对脱脂棉、活性炭、醋酸纤维、尼龙高分子滤膜等不同吸附材料对比实验得出如下实验数据（表2）。

表2 不同吸附材料对比 Table 2 Comparison among different adsorbent materials

经过对呼气采集装置的多次改进, 兼顾提取率与前处理时间长短, 最终前处理简单、吸附能力强的尼龙高分子滤膜效果最佳。

2.2 尼龙高分子滤膜检出限测试

分别选用3种规格的尼龙高分子滤膜进行检出限测试, 具体测试方法如下：将不同浓度的冰毒添加到水中, 然后用一定流速的气体进行鼓吹, 再用呼气采集装置采集鼓吹出的气体来模拟人体呼气, 各项指标见表3。

表3 检出限测试 Table 3 Detection limits

通过测试发现, 检出限受到气体流速、鼓吹时间、滤膜内径和孔径等多个因素的影响, 当冰毒浓度低于1 000 ng/mL, 无论是更换其它吸附材料还是增加鼓吹时间, 均不易检出, 或者需要反复洗脱并浓缩提取液才能检出。在同等条件下, 随着滤膜内径的增大, 虽然吸附能力增强, 但是因需要更多洗脱液进行洗脱, 反而会稀释冰毒的浓度, 需要浓缩才能检出, 在实际应用中会增加检验时间, 故采用内径为25 mm滤膜时吸附洗脱效率最高。

2.3 不同吸毒人员, 不同吸毒时间检出率研究

通过对67名不同吸毒嫌疑人呼气检测实验, 得出如下实验数据。（见表4）

表4 不同吸毒人员呼气统计数据 Table 4 Statistics of exhalation from different drug users

通过以上统计可以得出吸毒人员在吸毒后12 h内, 检出率为99.9%以上, 24 h内, 检出率在95%以上, 48 h内, 检出率在90%以上（以上数据还在不断积累完善中）。

2.4 创新点先进性

国内首创利用尼龙高分子滤膜富集呼气中的冰毒成分, 并发明呼气采集装置（专利号：201720544402.7）。与其他检材比较优势和先进性见表5。

表5 不同检材各项指标比较 Table 5 Various indicators compared among different samples
3 结论

该方法利用尼龙高分子滤膜的富集性质, 发明呼气采集装置, 成本低、制作简单高效, 创新性强。呼气检测毒品相比尿液、血液、毛发等组织检材, 存在取样简单、前处理时间短、效率高等优点。另一方面呼气中冰毒成分检验的研究现在国内尚属空白, 由于冰毒具有极强的挥发性, 同样可以拓展到空气中的微量冰毒检测。随着硬件条件的发展, 借助离子迁移谱、手持式拉曼光谱、便携式气质联用仪、液质联用仪等硬件, 将来可研发手持式空气中冰毒检验装备, 在检验来往旅客行李、查缉贩毒分子运输冰毒车辆、搜查藏匿于不同房间的冰毒、制毒窝点的发现等方面发挥重要的作用。

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