CN103884768A - 一种快速分析唾液中毒物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速、灵敏的检测唾液中毒物的方法，以离子迁移谱技术为基本检测技术，采用正、负离子模式，建立了离子迁移谱快速检测唾液中毒物的定性和半定量分析方法。本发明无需任何复杂的样品前处理，唾液中的毒物直接在恒定温度下挥干（30-80℃）后，进入离子迁移谱热解析进样器。测量检测限可以达到1ng以下（0.1ppm浓度以下），定量分析浓度范围在0.5-100ppm之间。单个样品分析时间小于30S，软件自动输出报警结果。本测量方法简便、快速、高效、可靠性好。针对口入服毒案件，离子迁移谱完全可以通过检测唾液中毒物成分实现快速筛查。基于法庭科学方面的应用研究需求，软件控制仪器可以根据毒物迁移时间和检测信号强度定性、定量以及实施报警模式。

Description

一种快速分析唾液中毒物的方法

技术领域

本发明公开了一种快速、灵敏的检测唾液中毒物的方法，以离子迁移谱技术为基本检测技术，采用正、负离子模式，建立了离子迁移谱快速检测唾液中毒物的定性和半定量分析方法。本发明无需任何复杂的样品前处理，唾液中的毒物直接挥干后，进入离子迁移谱热解析进样器，软件自动输出报警结果。本测量方法简便、快速、高效、可靠性好。针对口入服毒案件，离子迁移谱完全可以通过检测唾液中毒物成分实现快速筛查。基于法庭科学方面的应用研究需求，软件控制仪器可以根据毒物迁移时间和检测信号强度实施报警模式。

背景技术

唾液是一种无色且稀薄的液体，被人们俗称为口水，虽然在古代被称为“金津玉液”，现代却向来给人有不洁不雅之感。由三对大唾液腺(下颌腺、肋腺和舌下腺)分泌的液体和口腔壁上许多小粘液腺分泌的粘液，在口腔里混合而成的消化液。唾液无色无味，PH为6.6到7.1。正常人每日分泌量约为1.0到1.5升(牛、羊等食草动物，每天唾液分泌量多达体重的1/3)。人的唾液中99%是水。

近年来，通过研究唾液，人们又发现唾液具有多种新的用途。

一、糖尿病的基因疗法：美国加利福尼亚大学的一个研究小组将可促使胰岛素分泌的基因通过导管输入到老鼠的唾液腺中，这些基因进入唾液腺细胞中，并与细胞的染色体结合，使细胞具有了分泌胰岛素的功能。用这种基因疗法，使20只血糖含量超过正常值3倍的老鼠血糖含量恢复到正常。

二、查艾滋病：机体有无受到艾滋病病毒的感染，可以从唾液中查出。此方法快速又简便易行。

三、诊断疾病：机体发生病变，必然使唾液的化学成份也随之发生变化。只需要将唾液烘干生成结晶，晶体形状随病变而不同，因而可以用作诊断如高血压、腮腺炎、霍乱、糖尿病、蛔虫病等的佐证。

四、防病防癌：唾液中的粘蛋白等成分能中和部分胃酸，产生沉淀，附着在胃粘膜上，形成保护层，可防治消化性溃疡。此外，唾液中所含的溶菌酶，不仅能杀灭或抑制葡萄球菌、伤寒杆菌、大肠杆菌、溶血性链球菌等，而且还会使黄曲霉素苯并芘、亚硝胺等致癌物的毒性大大降低，甚至变为无害物质。

五、监护用药：用药后，在一定时间内采集唾液，化验其中药物含量，便可知道该药在血液中的浓度。

专家指出，唾液是检测毒品和酒精等有毒物质的有效物质。唾液的最佳利用在于发现疾病。现在正在研究唾液反映与骨质疏松、激素分泌失调和动脉硬化，尤其是和艾滋病等致死病症之间的联系。

离子迁移谱（Ion Mobility Spectrometry，IMS）技术20世纪70年代出现的一种分离检测技术，与传统的质谱、色谱仪器相比，具有结构简单，灵敏度高，分析速度快，结果可靠的特点。能够在大气环境中对微量物质进行检测，适于现场使用。因此可将该技术应用到易制毒化学品的在线检测。离子迁移谱主要由离子化室、离子门、漂移区和检测器组成。样品气体在离子化室电离产生分子离子。离子在电场的驱使下通过周期性开启的离子门进入漂移区。在与逆流的中性漂移气体分子不断碰撞的过程中，由于这些离子在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子得到分离，先后到达收集极被检测。因此通过迁移时间就可确定分析目标物质的存在，而应用峰面积或峰高可确定相应物质的浓度。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用离子迁移谱快速检测唾液中毒物的方法。

为了实现唾液中毒物的直接、快速、灵敏的检测，本发明采用的技术方案为：

将1-50μL已知不含毒物的唾液滴到进样片上对应的取样处，再将进样片插入到离子迁移谱热解析进样器里，然后分别在离子迁移谱正离子或负离子模式下进行检测分析，获得各自检测信号，分别作为正离子或负离子模式下的离子迁移谱检测背景信号；

唾液样品分析试验：将1-50μL唾液滴到进样片上、离子迁移谱进样片对应位置的取样处，再将进样片插入到热解析进样器里，然后在正离子或负离子模式下以离子迁移谱仪为检测仪器，经离子迁移谱仪进行分析检测，获得检测信号；根据其获得的出峰时间与上步骤中唾液的出峰时间对比、进而确定唾液中是否含有毒物。

定性分析试验中，溶解毒物的溶剂为甲醇、丙酮、乙醇、乙腈、石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳或水。

所述唾液中的毒物，无需任何复杂的样品前处理方法，可直接进样检测或加热蒸除水分后进样检测。

所述检测分析由正离子模式、负离子模式或正、负切换模式的离子迁移谱完成。

所述离子迁移谱电离源为放射性⁶³Ni源，紫外光电离源或放电电离源。

所述离子迁移谱热解析进样器是适合固体或液体进样的电磁阀进样器、步进电机进样器。进样器选择热解析温度范围为室温-300℃。

此仪器实验中使用的载气和漂气气源可以是空气、氮气、氧气或惰性气体中的一种或几种混合气源。气源供气方式可以是抽气泵自供气、气瓶供气或是气体发生器产生的外供气体。气源气体需要经过活化处理的硅胶、分子筛和活性炭过滤，除去水、有机物和灰尘。气源条件固定，可以保证离子迁移谱背景信号稳定。

进样片为专用采样纸、四氟片、不锈钢片、石墨片、石英片、玻璃片、金属铁片、铝片或聚四氟乙烯耐高温采样布。

于离子迁移谱的工作站软件中手动设置“终端模式数据采集累加谱图数”和“终端下曲线数”，同时点击“累加谱图”功能；可以实现多张谱图连续采集、信号加和，提高检测灵敏度；

手动或自动设置锁定检测峰的迁移时间范围和线性标线方程的系数数据，可以实现定性和定量分析功能。自动生成标线方程实现自动测试。

通过改变离子迁移谱高压源，可以采用正离子模式、负离子模式或正、负切换离子模式试验，可以分别检测黄樟脑、异黄樟脑、麻黄碱、盐酸安非他明、硫酸安非他明、可卡因、二丁基硫醚、六氯乙烷、四甲基硫脲、阿替洛尔、二氧六环、吗啡、麦角二乙胺、西洛西宾、麦斯卡林、苯环利定、抗胆碱药、溴化物、氯胺酮、可卡因、苯丙胺类的一种或二种以上混合。

本发明的优点如下：

1.离子迁移谱作为唾液中毒物分析手段，可以实现现场原位、在线快速分析。

2.整个仪器重量小于15kg、携带方便，仪器独立运行，不需要外接电脑和气源，适合现场使用，仪器体积小巧便携；测量速度快；没有复杂的样品前处理试验，非常适合现场快速筛查；仪器的运行费用很低，消耗品很少；仪器的性价比高，分析速度比HPLC-UV和GC-MS等快10倍。

3.本测量方法简便、快速，可靠性好。测量时间仅需0.5min，没有复杂样品前处理，1min内可以完成单个样品检测，检测限可以达到0.1ppm。基于法庭科学方面的应用研究需求，软件控制仪器可以根据毒物检测信号设置报警模式。

附图说明

图1为检测唾液中毒物的离子迁移谱结构原理示意图；

图2为正离子模式下离子迁移谱的背景信号离子迁移谱图(RIP)；

图3为正离子模式下离子迁移谱检测10L唾液的离子迁移谱图；

图4为正离子模式下离子迁移谱检测100ng麻黄碱的离子迁移谱图；

图5为正离子模式下离子迁移谱检测唾液中的麻黄碱的离子迁移谱图；

图6为正离子模式下离子迁移谱检测唾液中吗啡的离子迁移谱图；

具体实施方式

图1为检测唾液中毒物的离子迁移谱装置结构原理示意图，1为电离区，2为迁移区，3为热解析进样器，4为载气管路，5为离子源，6为出气口，7为离子门，8为迁移管中迁移环，9为栅网，10为漂气管路，11为检测器。

所述离子迁移谱仪：以电离源为放射性⁶³Ni源，紫外光电离源和放电电离源。所述的离子迁移谱仪主要包括进样装置、电离源、反应区、离子门、迁移区、信号接收与检测系统和气路干燥系统。进样装置主要包括热解析器、进样片和载气输送管路。其中热解析器主要由进样口、加热棒或者加热带、温度控制器组成，进样片可以为采样纸、金属栅网、聚四氟片或聚四氟乙烯专用采样布，载气输送管路由四氟管或金属管和流量计组成。

图2-6给出了一些实验谱图对本发明给与说明。这些谱图的实验条件均为：电离源为放射性⁶³Ni源的离子迁移谱，步进电机热解析进样器。实验时迁移管温度保持在100℃，进样器温度180℃，载气（空气）、漂气（空气）气流分别为400mL/min、600mL/min。含毒物的唾液样品经热解析加热装置加热后，样品中溶剂挥发。

为了实现唾液中毒物的快速、灵敏检测，本发明用离子迁移谱作为分析手段，将毒物标准品首先溶于有机溶剂中（配成1-1000ppm的溶液），滴到进样片上，然后在正、负两种模式下以离子迁移谱仪为检测仪器，分别获得检测信号，确定检测模式。

实施例1

图2给出了用正离子模式离子迁移谱检测空气背景信号的离子迁移谱图，从图中可以看出，正离子模式试剂离子峰（RIP）出现约在5.36ms。

利用离子迁移谱检测唾液的过程如下：抽取1-50μL的唾液样品溶液滴在进样片上，挥干水分（加热器80℃），然后插入仪器的进样口。样品被一个内置的热解析器快速汽化，热解析器的温度在180℃；热解析得到的样品气体被载气带入离子迁移谱的电离区，样品在电离区被电离成正、负离子，通过周期性开启的离子门，进入由均匀电场构成的漂移区，在漂移区得到分离与检测。

图3给出了用正离子模式离子迁移谱检测唾液的离子迁移谱图，从图中可以看出，试剂离子峰（RIP）出现在5.36ms左右，正常健康人的唾液背景仅在RIP后有个弱信号，不干扰毒物检测。

实施例2

利用离子迁移谱仪检测麻黄碱标准的过程如下：抽取1-50μL的麻黄碱标准滴在干净的进样片上，然后插入仪器的进样口。样品被一个内置的热解析器快速汽化，热解析器的温度在180℃左右；热解析得到的样品气体被载气带入离子迁移谱的电离区，样品在电离区被电离成正、负离子，通过周期性开启的离子门，进入由均匀电场构成的漂移区，在漂移区得到分离与检测。不同化合物的迁移率常数有差异，在漂移区移动的速度不同，它们到达检测器的时间不同。测量离子到达探测器的时间和峰强度，就可以确认化合物种类，并且根据峰的信号强度测量其含量。

图4给出的是正离子模式下离子迁移谱直接检测100ng麻黄碱标准的离子迁移谱图，试剂离子峰（RIP）出现在5.36ms左右，而麻黄碱的特征峰在6.28ms、8.84ms。

图5给出的是正离子模式离子迁移谱直接检测唾液中麻黄碱的离子迁移谱图；试剂离子峰（RIP）出现在5.36ms左右，而唾液中麻黄碱在6.28ms、8.84ms。唾液中的其它成分没有检出信号，不干扰麻黄碱的检测。

实施例3

图6给出的是正离子模式离子迁移谱直接检测唾液中吗啡的离子迁移谱图；试剂离子峰（RIP）出现在6.32ms左右，吗啡的特征峰通过软件连续采集，信号约出现在9.2ms、10.1ms、14.7ms。

Claims (9)

1.一种快速分析唾液中毒物的方法，其特征在于：

1)毒物标准分析试验：将毒物标准品溶于有机溶剂，配成1-1000ppm的溶液，取1-50μL滴到进样片上对应的取样处，再将进样片插入到离子迁移谱热解析进样器内，然后分别在离子迁移谱正离子或负离子模式下进行检测分析，获得各自检测信号；确定正离子或负离子模式下毒物的出峰迁移时间；

2）唾液样品分析试验：

取1-50μL唾液样品滴到进样片上对应的取样处，再将进样片插入到离子迁移谱热解析进样器内，然后分别在离子迁移谱正离子或负离子模式下进行检测分析，获得各自检测信号；

根据其获得的样品峰迁移时间与步骤1）中正离子或负离子模式下毒物标准品的出峰时间对比、进而确定唾液中是否含有步骤1）中的检测分析过的毒物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：毒物标准试验中溶解毒物的有机溶剂为甲醇、丙酮、乙醇、乙腈、石油醚或水。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述唾液中的毒物，无需样品前处理方法，可直接进样检测或加热蒸除水分后进样检测。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述离子迁移谱热解析进样器是适合固体或液体进样的电磁阀进样器、步进电机进样器；进样器选择热解析温度范围为室温-300℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：离子迁移谱实验中使用的载气和漂气气源可以是空气、氮气、氧气或惰性气体中的一种或几种混合气源；气源供气方式可以是抽气泵自供气、气瓶供气或是气体发生器产生的外供气体；气源气体需要经过活化处理的硅胶、分子筛和活性炭过滤，除去水、有机物和灰尘；气源条件固定，可以保证离子迁移谱背景信号稳定。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进样片为专用采样纸、四氟片、不锈钢片、石墨片、石英片、玻璃片、金属铁片、铝片或聚四氟乙烯耐高温采样布。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：于离子迁移谱的工作站软件中手动设置“终端模式数据采集累加谱图数”和“终端下曲线数”，同时点击“累加谱图”功能；可以实现多张谱图连续采集、信号加和，提高检测灵敏度；

手动或自动设置锁定检测峰的迁移时间范围和线性标线方程的系数数据，可以实现定性和定量分析功能，自动生成标线方程实现自动测试。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将1-50μL已知不含毒物的唾液滴到进样片上对应的取样处，再将取样片插入到离子迁移谱热解析进样器里，然后分别在离子迁移谱正离子或负离子模式下进行检测分析，获得各自检测信号，分别作为正离子或负离子模式下的离子迁移谱检测背景信号；所述毒物标准品是指出峰迁移时间与背景信号无重合的毒物标准品。

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于：所述毒物标准品是黄樟脑、异黄樟脑、麻黄碱、盐酸安非他明、硫酸安非他明、可卡因、二丁基硫醚、六氯乙烷、四甲基硫脲、阿替洛尔、二氧六环、吗啡；致幻剂如麦角二乙胺、西洛西宾、麦斯卡林、苯环利定、抗胆碱药、溴化物、氯胺酮、可卡因、苯丙胺类中的一种或二种以上毒物。

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