毒物/毒品检验是揭露和证实投毒、贩毒等犯罪行为的重要技术手段, 对侦破审理案件具有举足轻重的作用, 同时也是禁毒工作非常重要的一项内容。现阶段, 毒物/毒品检验主要应用分析化学的原理和现代检测技术, 其目的是：1）对毒物/毒品进行定性定量分析, 确定嫌疑中毒者/吸毒者的饮食物、排泄物、体液及尸体内脏器官中是否含有某种毒物/毒品及其代谢物, 为破案提供证据; 2）确定查获的可疑物是否为某种毒物/毒品, 为打击犯罪提供线索。近年来, 随着经济发展和科技进步, 涉及毒物/毒品的案件频发, 新型毒物毒品不断涌现, 滥用毒品的种类不断增多, 且犯罪手段更加隐蔽化, 这对毒物毒品检验方法和技术提出了新的挑战。我国只有将新的分析方法在毒物毒品检验工作中不断应用, 毒物毒品检验在实际工作中才将发挥更大的作用。

De Carvalho等^[16]将薄层色谱技术与纸喷雾电离质谱相结合, 分析了毒物可卡因及其掺杂物。经过优化的薄层色谱可将可卡因及其类似物（咖啡因、苯坐卡因、利多卡因和非那西汀）有效分离检测, 检出限很低（LOD< 1.0 µ g/mL）。Almeida等^[17]利用纸喷雾电离质谱检测了可卡因及其伪造样品, 这对法庭化学中的毒品分析具有很大意义。Costa等^[18]对指纹中的咖啡因残留物进行了分析, 首先通过硝酸银和紫外曝光处理对潜指纹进行了显现, 然后利用纸喷雾电离质谱对残留物进行了分析检测。该方法对可卡因、苯甲酰甲基芽子碱、甲基芽子碱的检出限分别为1、2 、31 ng/mL, 相对标准偏差小于33%, 对239枚指纹进行分析的正确率达到99%, 且无样品间的分析干扰, 这对指纹中微量物质的分析来说无疑是一种快速、灵敏和无损的方法。Jeong等^[19]分析了尿样中的麻黄碱、伪麻黄碱、去甲伪麻黄碱、甲基麻黄碱, 检测结果具有良好的线性关系（R² ≥ 0.9928）、较宽的线性检测范围及较低的检出限。Santos等^[20]利用薄层色谱和纸喷雾电离质谱研究了可卡因及其类似物（左旋咪唑、利多卡因、咖啡因、非那西丁）, 首先利用碘化铋钾试剂对薄层色谱进行显色, 结果可卡因、利多卡因和盐酸左旋咪唑样品显示出橙色。之后通过纸喷雾电离质谱对其进行定量分析, 该方法的定量分析检测结果有良好的线性关系（R²> 0.98）, 对可卡因、左旋咪唑、利多卡因的检出限分别为6.51、13.53、0.35 µ g /mL。

对非法滥用药物的分析检测也是物证检验领域一个重要的研究方向。药物滥用指大量、反复地使用具有依赖性特性或依赖性潜力的药物, 这种用药与公认的医疗需要无关, 属于非医疗目的用药。滥用的药物有非医药制剂和医药制剂, 其中包括禁止医疗使用的违禁物质和列入管制的药品。

Shi等^[21]利用该方法研究了免疫抑制药他克莫司, 检测范围为1.5~30 ng/mL, 对实际样品的检出限低, 且重现性良好。Teunissen等^[22]分析了血液中的药物安非他明, 分析时间仅需1.3 min。该课题组进一步通过对行业标准规定中的安非他明、甲基苯丙胺、3, 4-亚甲二氧基苯、对甲氧基安非他明等化合物的检测, 证明该方法准确度好, 灵敏度高, 12 µ L血样分析的LOD范围在15~50 ng/mL之间。Domingos等^[23]选择质谱检测的正离子检测模式, 研究了药物滥用和文件伪造, 对常见的非法药物和天然大麻素进行了分析检测, 如对可卡因、甲基苯丙胺和麦角酸二乙酰胺等分别进行了纸喷雾电离质谱和叶喷雾电离质谱的分析（图2所示）, 由于叶子与纸有类似的物理结构和化学组成, 因此叶喷雾电离质谱原理与纸喷雾电离质谱类似, 只是用叶子取代了滤纸, 检测结果表明其LOD在0.17~1 ppb, 线性关系良好（R² > 0.99）, 利用该法同时也对伪造文书和伪造笔迹进行了区分。Yannell等^[24]分析了干血样中的伊马替尼及其类似物, 干血样的成功采集和分析对时间过长的血样分析检测具有借鉴的价值。Mckenna等^[25]利用纸喷雾技术及高分辨质谱研究了化学战剂类似物CWA及其血液和尿液中的水解产物, 共分析了三种化学战剂类似物, 分别是甲基膦酸二甲酯（DMMP）、磷酸三甲酯（TMP）和甲基膦酸二异丙酯（DIMP）, 在血样和尿样检测中的LOD可低于纳克级; 五种化学战剂的水解产物也分别被分析, 分别是乙基甲基膦酸（EMPA）、异丙基甲基膦酸（IMPA）、异丁基甲基膦酸（iBumpa）和环己基甲基膦酸（CHMPA）。分析中采用了负离子检测模式可有效改善仪器检测的稳定性, 血样和尿样中水解产物的LOD在0.36~1.25 ng/mL之间。

图2

Fig.2

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	图2 叶喷雾和纸喷雾对植物提取物中的天然大麻素检测示意图及质谱分析图谱[23]Fig.2 LS (+) and PS (+) mass spectra obtained directly from the leaf surface and/or the plant extract of Cannabis sativa L[23]

农业产业化的发展使农产品的生产越来越依赖于农药、抗生素和激素等外源物质。农药的不合理使用必将导致农产品中的农药残留超标, 影响消费者食用安全, 严重时会造成消费者致病、发育不正常, 甚至直接导致中毒死亡。对农残分析而言, 理想的分析方法应简化样品预处理过程, 节省分析时间, 纸喷雾电离质谱无疑是一个很好的选择。

Wang等^[26]开发了一种基于硅胶涂覆纸基质的方法用于牛奶中农残的分析, 对草不绿、乙草胺、丙草胺、丁草胺、甲氧毒草安、草萘胺和苯乙酰胺等7种农残的LOQ分别改善了2~19倍。Evard等^[27]采用两种分析办法将纸喷雾质谱用于农残检测, 分别是擦拭农残表面和样品匀浆法, 五种农残（噻苯咪唑、涕灭威、伊米萨利、灭多虫、灭虫威）和11组样品均被分析, 检出限均较理想, 对伊米萨利和噻苯咪唑的LOD可低于5 mg/kg。聚乙醛主要用于除去农作物和园艺作物中的蛞蝓和蜗牛, 其在水中有较好的溶解度, 但通常由于管制不合理, 导致径流污染地表水源, 引发了农药对环境的破坏, Maher等^[28]快速检测了水中的聚乙醛, 分析时间小于1 min, 线性检测范围为0.01~5 ng/mL（LOD < 0.1 ng/mL, 相对标准偏差< 10%, R² > 0.99）。醌类有害物质是多环芳烃类物质的衍生物, 也是一种农残和环境污染物。Zhou等^[29]分析检测了生物样品中的醌类化合物, 利用纸基质表面的原位衍生反应, 定量分析检测了尿样中的1, 4-萘醌和1, 4-蒽醌, LOD分别为1.35 ng和2.68 ng。Pereira等^[30]利用纸喷雾电离质谱和叶喷雾电离质谱研究了水果和蔬菜表面的农药残留（图3所示）, 分别检测了芝麻菜、罗勒、甘蓝、莴苣、甘蓝蔬菜样品表面的农药阿特拉津、敌草隆、灭多威, 浓度范围为10 ~1 000 μ g/L。在正离子监测模式下, 纸喷的LOD和LOQ检测范围分别为1.23~25.00 μ g/L和4.12~83.33 μ g/L, 叶喷的LOD和LOQ检测范围分别为0.03~36.00 μ g/L和0.11~120.00 μ g/L。Zhu等^[31]对水体的富营养化进行了研究。由于气候、环境及人为因素的影响导致了灌溉和饮用水的蓝藻化现象, 对人身健康造成了威胁, 其对环境中两种常见的微囊藻毒素（MC-RR和MC-LR）同时进行了分析检测, LOD为1 µ g/L, LOQ为3 µ g/L, 对微囊藻毒素的分析时间从常规的数小时缩短到几分钟即可完成, 这在食品安全监督中具有重要意义。

图3

Fig.3

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	图3 纸喷雾质谱和叶喷雾质谱对芝麻菜、罗勒、甘蓝、莴苣、甘蓝中的阿特拉津的质谱分析图谱[30]Fig.3 (a) PSI (+) and (b) LS (+) mass spectra obtained with 10 ppb of atrazine from arugula, basil, cabbage, lettuce and kale[30]

食品及日用品安全关系到千家万户, 近年来食品安全问题一再出现, 对消费者的人身健康和安全造成了严重的威胁, 食品及日用品安全问题也成了物证检验研究中一个重要方向。

Chen等^[32]定量分析检测了包装食品中的双酚A及其类似物, 包括包装食品中的双酚S、双酚F和双酚AF, 线性检测范围为1~100 μ g/mL, 目标检测物的LOD为0.1~0.3 μ g/mL。分析时间少于1 min。与传统的HPLC-MS/MS相比, 该法显示了高通量的分析优势。Deng等^[33]快速分析了血液、牛奶、体液等常见复杂混合物中的痕量化合物, 利用一次性的毛细管可快速提取待测物进行分析, 分析了全血和牛奶中的微痕量大环内酯类抗生素及氟类化合物。Di Donna等^[34]选择MRM模式, 研究了红葡萄酒中的白藜芦醇, 精确度可达到100%, LOD和LOQ分别为 0.5和0.8 µ g/mL, 回收率低于7%, 证明该方法的重现性非常良好。Pereira等^[35]结合偏最小二乘法对市售啤酒进行了检测, 共检测了四家酿酒厂的8种不同品牌的啤酒, 以对市售的价格加以评估。Sneha等^[36]对青年学生饮用的能量饮料（如红牛、可口可乐等）中的可卡因进行了分析检测。除以上所述, 一些非法毒物也得到了纸喷雾质谱的有效分析, 如食品中非法添加的咖啡因、可卡因、三聚氰胺和苏丹红等^{[37, 38, 39, 40, 41, 42]}。Liu等^[43]利用加标法和SIM模式分析了复方滴眼液和润肤液中的苯扎氯铵（BAC）, 对主要的同系物苯扎氯铵c-12-BAC, c-14-BAC和c-16-BAC进行了定量分析, 线性范围为1~100 µ g/mL, LOD为0.1 µ g/mL, LOQ小于1 µ g/mL, 分析时间少于10 s, 实现了快速分析的目标且耗样量极少。香水是一种国际著名的奢侈品和消耗品, 由于价格昂贵, 因此假冒伪造的香水普遍存在, 其中有些假冒香水可以肉眼区分, 但大部分仍难以实现。Teodoro等^[44]对10种不同品牌不同批次的真货和假货香水进行了区分和鉴定, 对所得结果分别进行了偏最小二乘和数据建模分析, 所得结果准确度很高。

文书字迹检验也是物证检验的一个重要的方面, 其中字迹分析是文书文件真伪辨别的要素之一。Amador等^[45]研究了六种市售黑色圆珠笔笔墨, 并对新鲜的重叠笔迹、伪造文书的陈旧笔迹、伪造文书上的伪造笔迹进行了鉴定, 分析效果良好。Jurisch等^[46]研究了消字笔对文书签名的涂改伪造情况, 利用该方法无需常规的前处理繁琐步骤, 仅需对待测组分用甲醇润湿即可实现快速分析检测（图4所示）。分别研究了原始、消去和伪造文书的字迹, 结果表面, 该方法可以有效区分原始文书和伪造文书。Ferreira等^[47]将纸喷雾电离质谱用于文件中油墨成分的分析, 并成功区分出原始文件和伪造文件, 在正离子检测模式下, 快速检测了四种不同品牌的蓝色圆珠笔印迹, 通过不同品牌圆珠笔色料成分的对比, 对不同品牌的蓝色圆珠笔进行了区分和归类。

图4

Fig.4

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	图4 利用纸喷雾电离质谱分析消字笔对文书签名的涂改伪造情况（A、D：原始字迹; B、E：消去字迹; C、F：伪造字迹; 红色三角形部分为纸喷雾电离质谱待分析部分）[46]Fig.4 Exposure of the forged/daubed signature in a written document by ps-ms (Red dotted triangles were cut off from each designated area and directly analyzed by PS-MS[46]. A, D: the original written scripts; B, E: the erased signatures; C, F: the forged signatures)

恶性爆炸事件对人类的生命健康及人身安全构成了极大的威胁, 爆炸物的分析检测已成为各国执法机关共同面对的问题, 发展灵敏快速便捷的分析检测技术仍具有巨大的吸引力。目前用于微痕量爆炸物分析检测的技术主要包括光谱、质谱、色谱、声表面波以及生物传感等。发展灵敏、快速、前处理步骤少的分析检测方法一直备受关注。Tsai等^[48]利用纸喷雾电离质谱分析检测了三硝基甲苯（TNT）、太安（PETN）、黑索今（RDX）和奥克托今（HMX）。实验中分别选择了叔丁醇、异丙醇、甲醇和乙腈四种溶剂对实验条件进行优化, 结果表明叔丁醇为最优溶剂, 同时发现加入硝酸铵后可增强检测信号, 对PETN的LOD可低于0.06 ng。