微波样品前处理技术在毒物和毒品检验中的应用

温锦锋盛　蔚林贤文张志国陈　宁胡孙林

（1　广州市公安局刑事科学技术研究所　广东　广州　510030；2　广东警官学院　广东　广州　510440）

微波样品前处理技术在毒物和毒品检验中的应用

温锦锋1盛蔚2林贤文1张志国1陈宁2胡孙林1

（1广州市公安局刑事科学技术研究所广东广州510030；2广东警官学院广东广州510440）

因可通过提高极性分子运动速度和碰撞频率快速加热物质、快速提高物质之间的化学反应速率，微波在样品前处理中得到了广泛应用。通过简述微波样品前处理技术（包括微波萃取技术、微波衍生化技术、微波水解技术、微波消解技术等），对其在毒物和毒品检验中的应用进行综述。

微波样品前处理技术毒品检验毒物检验应用

微波通常是指频率为300MHz～300GHz（波长为1mm～1m）的电磁波。在微波的高频电磁场作用下，极性分子（如水分子）的运动速度和分子之间相互碰撞的频率急剧增加，因此，利用微波可快速加热物质、快速提高化学反应速率。因具有这两方面的特性，微波在理化检验的样品前处理中得到了广泛应用。本文将简要介绍微波样品前处理技术并对其在毒物和毒品检验中的应用作一综述，旨为相关应用和研究提供参考。

1　微波样品前处理技术简介

根据微波所应用的样品前处理过程，可将微波样品前处理技术分为微波萃取技术、微波衍生化技术、微波水解技术、微波消解技术等。

1.1微波萃取技术

微波萃取技术是在传统的有机溶剂萃取基础上发展起来的一种新型高效的萃取技术，是指在微波作用下使所需化合物从样品中分离进入萃取溶剂的技术，与索氏萃取等传统萃取技术相比，具有萃取效率高、回收率高、溶剂用量少、操作简单、易于自动控制等优点。

1.2微波衍生化技术

样品衍生化的作用主要是把难于分析的物质转化为与其化学结构相似但易于分析的物质。微波衍生化技术是指在微波作用下进行衍生化反应的技术，具有反应速度快、操作方便、产率高、产品易纯化等优点。

1.3微波水解技术

微波水解技术是指在微波作用下进行水解反应的技术，与传统的水浴加热水解相比，微波水解可显著缩短水解时间。

1.4微波消解技术

微波消解技术通常是指利用微波加热密闭容器中的消解试剂（各种酸、部分碱液及盐类）和样品，使样品在高温高压条件下快速溶解的湿法消解技术。相对于传统消解技术，具有快速简便、消解彻底、试剂用量少、省时节能、环境友好等优点。

2　微波样品前处理技术在毒物和毒品检验中的应用

2.1微波萃取技术的应用

1996年，Franke等［1］首次将微波萃取技术应用于人体血液中安定、利多卡因等药物的提取，研究表明微波萃取在缩短萃取时间和减少溶剂用量方面具有显著优势。Desrosiers等［2］研究了骨骼组织中安定、戊巴比妥和氯胺酮的微波萃取-ELISA（酶联免疫吸附测定）的方法，认为微波萃取在骨骼组织中药物及代谢物的提取方面具有良好的应用前景。Watterson等［3］研究了骨骼组织中杜冷丁的微波萃取方法，结果表明，微波萃取作为一种快速萃取技术在骨骼组织中药物筛查分析方面的应用优势显著。王继芬等［4-6］建立了血、尿中苯丙胺类毒品的微波萃取-气相色谱检验方法，研究表明该法具有操作简单、快速、溶剂用量少、制样条件可自动控制等优点。张月琴等［7］报道了尿中氯胺酮的微波萃取-气相色谱检验方法。王小波等［8］建立了血中可卡因（COC）及其代谢物爱冈宁甲基酯（EME）的微波萃取-气相色谱检验方法，研究结果表明该法无需衍生化，可同时检测血液中的COC和EME，具有快速、准确、灵敏的优点。

有机磷农药是常见的一类农药，传统提取方法包括正已烷-乙腈法、二甲基酰胺-正已烷法和硫酸二甲酯-正己烷法等，其缺点是回收率低、灵敏度差。应剑波等［9］研究了微波萃取在血中常见有机磷农药检验中的应用，结果表明利用微波萃取技术可快速、简便、高灵敏、批量化地提取出生物检材中多种有机磷类杀虫剂，通过气相色谱-串联质谱（GC/ MS/MS）分析可确定目标分析物成分，微波萃取和气相色谱-串联质谱联用的检验方法适合卫生防疫、法庭科学领域的毒物快速分析。杨云等［10］建立了蔬菜中残留的二嗪磷、对硫磷和水胺硫磷的微波萃取-GC-MS检验方法，该法在微波萃取过程中以二氯甲烷为萃取剂，研究表明：与传统的机械振荡萃取法相比，该法萃取效率相当，但省时、省溶剂。应剑波等［11］建立了血中氨基甲酸酯和沙蚕毒素类农药的微波萃取-凝胶渗透色谱（GPC）净化-GC/MS检验方法，该法在微波萃取过程中以含丙酮、二氯甲烷、环己烷的混合试剂为萃取剂，研究表明：该法具有回收率高、检测限低、操作简便、机械化程度高、处理批量大、重现性好、空白干扰小的优点，可用于医疗、卫生、法庭科学实际案例的药物毒物筛选。

2.2微波衍生化技术的应用

衍生化可改善所检测物质的色谱、质谱行为，提高检测灵敏度，是毒品检验样品前处理中的重要步骤。Peters等［12］研究了微波衍生化技术在血中苯丙胺、甲基苯丙胺、可卡因、吗啡等不同毒品检验中的应用。他们采用五氟丙酸酐的五氟丙醇溶液对血中的毒品成分进行微波衍生化，所使用的微波功率为440W，反应时间为5min；之后，用氮气将溶液吹干，在残留物中加入醋酸乙脂，取溶解液用GC/MS分析衍生化产物。结果表明，对于大多数毒品，该方法的检测限为10ng/mL。沈敏等［13］建立了吗啡的乙酰、三氟乙酰、五氟乙酰、七氟乙酰、MSTFA衍生物和苯丙胺、甲基苯丙胺的乙酰、五氟乙酰、七氟乙酰、MSTFA衍生物制备的微波衍生化方法，与传统衍生化方法相比，微波衍生化效率显著提高——衍生化过程只需2～3min，尤其对于反应活性较低的仲胺甲基苯丙胺，采用微波衍生化技术可明显提高衍生化产率。罗芳等［14］建立了血、尿中吗啡的微波衍生化-气相色谱/串联质谱（GC/MS/MS）检验方法，研究结果表明该法科学、准确、灵敏，能满足海洛因类、吗啡类毒品吸食人员的生物检材检验要求。朱丹等［15］建立了甲基苯丙胺的微波衍生化-气相色谱检验方法，研究表明，与不进行衍生化处理的方法相比，该法灵敏度提高了10倍，作者认为，该法简便、快速，可广泛用于低含量苯丙胺类毒品的分析。朱丹等［16-17］建立了毛发中苯丙胺类毒品的动态液相微萃取-微波衍生化-气相色谱-质谱检验法，该法在毛发前处理过程中先采用动态液相微萃取法用氯仿提取毛发消解液中的苯丙胺类毒品，然后在微波加热的条件下用N-甲基-双三氟乙酰胺（MBTFA）进行衍生化处理。研究结果表明，该法灵敏、简便、快速，可用于毛发中低含量苯丙胺类毒品的分析。刘冬娴等［18］建立了尿中丁丙诺啡的微波衍生化-气相色谱/质谱（GC/MS）检验方法，研究表明，该法灵敏度高，可用于涉毒案件尿中丁丙诺啡的检验。

五氯酚钠是一种除草剂，对水中鱼类、蚌类剧毒，常被犯罪分子用于池塘投毒。五氯酚钠的检验通常以五氯酚作为目标检验物质，存在物质极性大、峰形拖尾、对仪器有损害等问题。为此，傅得峰等［19］建立了一种利用微波衍生化技术的检验方法。该法先在微波作用下用五氟苄基溴（PFBBr）对五氯酚衍生化以改变五氯酚的挥发性和检测灵敏度，再用GC/MS和GC/电子捕获检测器（ECD）检测五氯酚的衍生物。研究表明，五氯酚-PFBBr衍生物的检测限最低可至1pg，因此该法可作为微量五氯酚检测的一种有效手段。

Söderholm等［20］对微波衍生化和GC-MS联用的检验技术在法医毒物分析，以及其他领域（包括兴奋剂检测、食品和环境检测等）中的应用作了综述。

2.3微波水解技术的应用

微波水解技术已被应用于毛发中毒品的检验。毒品吸食者毛发中的毒品主要位于毛发的角质层和髓质层内，与蛋白质结合一起，因此，仪器检测前需使毒品从毛发中释放出来呈游离态。毛发中毒品的释放方法主要有碱水解、酸水解、甲醇水解、酶水解和醇酸混合水解法。Chang等［21］建立了一种高效的头发中苯丙胺类、氯胺酮类、鸦片类毒品及其代谢物同时分析的微波辅助提取/液相色谱-串联质谱（LC-MS-MS）方法。该法过程为：在切碎的毛发样品（10mg）中加入甲醇-三氟乙酸（TFA）混合试剂，700W下微波水解3min，将水解液挥干，在残留物中加入水-甲醇（99∶1（v/v）），取20μL溶液进行LC-MS-MS分析。研究结果表明，与传统的过夜浸泡水解相比，微波水解产率相当甚至更高，所需时间大大减少（仅需3min），是头发中毒品及其代谢物提取的一种简单、快速、可靠的方法。Wietecha-Posłuszny等［22］建立了人类头发中八种三环抗抑郁药物的微波碱水解-微波萃取-气相色谱法检验方法，研究表明，与传统方法相比，该法的分析时间节省1小时以上。刘克林等［23］报道了海洛因中毒死亡牛腐败肝组织的微波酸水解法和微波酶水解法。

2.4微波消解技术的应用

Koper等［24］对摇头丸（MDMA） 微波消解后用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测MDMA中铂、硼、汞等元素的含量，其结果可用于分析摇头丸的合成过程及判断不同案件中的摇头丸是否为同一制毒场所、同一批次生产。

李攻科等［25］研究了微波消解-有机溶剂提取-气相色谱法测定鱼肉样品中有机氯农药的分析方法，结果表明，该法对各种有机氯农药的回收率与水浴加热分解的国家标准方法相当，但具有快速，灵敏度、精确度、准确度高等优点，适用于大批量食品和生物样品中有机氯农药的分析测定。

金属毒物是刑事理化检验中常见的一种毒物。吴玉红等［26-28］分别建立了尿液、毛发中铊的微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）检验方法，骨中金属元素砷、钡、铅、镉、铬、锌、锑的微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）检验方法，研究表明所建立的方法均具有操作简便、回收率高、检出限低、结果可靠等优点。魏春生等［29］建立了尿中铅元素的微波消解-ICP-AES检验方法，研究表明该法操作简单，结果可靠，适合铅中毒者尿中铅含量的检测，可作为司法鉴定常规检验方法。张丹等［30］建立了人头发中24种元素的微波消解-ICP-MS的检验方法，研究表明该法具有灵敏度高、检测限低、线性范围宽、速度快、能同时测定多种元素等优点。

3　展望

目前，在刑事物证检验领域，微波样品前处理技术已广泛应用于毒品和毒物检验中。随着微波技术的进步和微波萃取仪、微波合成仪、微波消解仪等微波制样设备的不断发展，微波样品前处理技术在毒物和毒品检验中的应用范围将更广。另一方面，理化检验中，微波样品前处理方法以及其与仪器分析技术联用的检验方法的标准化是一种发展趋势，例如《食品卫生理化检验标准手册》［31］中微波消解食品样品前处理被列为一种国家标准方法；在水环境检测领域，微波消解已成为水质金属含量测定样品前处理的一种标准方法［32］，未来在毒物和毒品领域也将出现各种标准化的微波前处理方法，以及其与仪器分析手段相结合的标准化检验方法。总之，微波前处理技术在毒物和毒品检验中将发挥更加重要的作用。

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（责任编辑：孟凡骞）

TM924.76

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2095-7939（2016）03-0077-04

10.3969/j.issn.2095-7939.2016.03.018

2016-06-21

温锦锋（1964-），女，广东梅县人，广东省广州市公安局刑事科学技术研究所高级工程师，主要从事毒物及微量物证检验研究。