張啟福,徐布一,林梅,郭雪,胡書豪,鄒曉莉
(1.四川大學(xué)華西公共衛(wèi)生學(xué)院/華西第四醫(yī)院衛(wèi)生檢驗(yàn)與檢疫系,四川 成都 610041;2.四川鼎誠(chéng)司法鑒定中心法醫(yī)毒化室,四川 成都 610017;3.四川省公安廳禁毒總隊(duì),四川 成都 610041)
一氧化二氮(N2O)俗稱笑氣,為無(wú)色有甜味的氣體,在室溫下會(huì)產(chǎn)生麻醉效果,讓人發(fā)笑[1]。N2O濫用可引起四肢電生理反應(yīng)異常、皮膚色素沉著過(guò)度等癥狀會(huì)致人體嚴(yán)重缺氧,使神經(jīng)系統(tǒng)損傷,臨床上表現(xiàn)為脊髓亞急性聯(lián)合變性,也可表現(xiàn)為肢體麻木等周圍神經(jīng)病變、認(rèn)知功能減退及情緒障礙等[2]。因笑氣危害性不為人所知,“娛樂(lè)性”“昂貴”的假象蒙蔽其毒物的本質(zhì),一些娛樂(lè)場(chǎng)所出售笑氣金屬氣瓶,年輕人進(jìn)行吸食,獲得快感[3]。此外,缺乏相關(guān)法律、法規(guī)監(jiān)管等因素也是“笑氣”濫用成癮的原因[4]。雖然“笑氣”尚不屬于法律意義上的毒品范疇,但是吸食濫用、非法銷售仍是違法行為[5]。在案件辦理中,通常需要對(duì)氣瓶中的氣體進(jìn)行定性確認(rèn),測(cè)定N2O 多采用氣相色譜法[6],氫離子化檢測(cè)器[7]、電子捕獲檢測(cè)器[8]以及質(zhì)譜檢測(cè)器[9],質(zhì)譜檢測(cè)在定性方面更準(zhǔn)確,因此本研究擬采用氣相色譜質(zhì)譜分析,結(jié)合收集袋采集,建立氣瓶氣中N2O 的方法,并用于實(shí)際案例檢測(cè),以期為相關(guān)案件偵破提供技術(shù)支持和實(shí)驗(yàn)室證據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。
氣相色譜-質(zhì)譜儀(GCMS-QP2020,SHIMADZU,日本),N2O/N2標(biāo)準(zhǔn)氣體(200×10-6g/L,西南化工有限公司),二氧化碳和氦氣(純度>99.999%,西南化工有限公司),0.1 L 鋁箔氣體采集袋(雙閥可調(diào)節(jié))。
1.2.1 色譜條件
DB-5 MS 毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm);流量控制方式為線速度(37.2 cm/s),流速1.0 ml/min;分流進(jìn)樣(分流比20∶1);進(jìn)樣口溫度280 ℃;柱溫箱溫度為90 ℃,保持5 min。氣體進(jìn)樣體積5 μl(根據(jù)樣本濃度的不同,可選擇在1~10 μl范圍進(jìn)樣)。
1.2.2 質(zhì)譜條件
采用EI 離子源(70eV),離子源溫度230 ℃,接口溫度280 ℃。采用全掃描模式(SCAN)和選擇離子模式(selected ion monitoring,SIM)進(jìn)行同時(shí)定性,SCAN 的質(zhì)量掃描范圍20~50 amu,SIM 模式監(jiān)測(cè)特征碎片離子44、30。
“氣彈”中N2O 氣體采集:將“氣彈”固定,安裝至預(yù)先抽了真空的虹吸瓶上,擠壓虹吸瓶手把處,“氣彈”中氣體被吸入虹吸瓶;將氣體收集袋和虹吸瓶出口對(duì)接,適量氣體可轉(zhuǎn)移至氣體收集袋中,收集后樣品做好唯一性標(biāo)識(shí),待檢。
氣體瓶(4 L 及以上)中N2O 氣體采集:將分壓表安裝至氣體瓶上,調(diào)至0.1 MPa,緩慢擰動(dòng)閥門旋鈕,將適量氣量打入氣體收集袋中,收集后樣品做好唯一性標(biāo)識(shí),待檢。
分別對(duì)色譜柱的柱溫(在80~100℃范圍內(nèi))、進(jìn)樣口溫度(在250~300℃范圍內(nèi))、流速(在0.5~1.0 ml/min 范圍內(nèi))和進(jìn)樣體積(在1~8 μl 范圍內(nèi))進(jìn)行了考察,綜合N2O 色譜峰型、分析靈敏度,選擇了柱溫箱溫度為90 ℃,進(jìn)樣口溫度280 ℃,流速為1.0 ml/min 的色譜條件。在此條件下,根據(jù)樣本預(yù)分析結(jié)果選擇進(jìn)樣體積5 μl(注:查獲案件中樣本純度一般較高,建議實(shí)際案件中進(jìn)樣體積不超過(guò)10 μl)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不分流模式下N2O 峰型出現(xiàn)嚴(yán)重拖尾,因此采用分流模式進(jìn)行測(cè)定,并依次在5 ∶1、10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、50 ∶1 條件下對(duì)分流比進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明分流比20 ∶1 條件下峰形和靈敏度良好。圖1 為優(yōu)化條件下得到的N2O 標(biāo)準(zhǔn)氣總離子流圖,保留時(shí)間1.47 min,從質(zhì)譜圖(圖2)中確認(rèn)N2O 特征碎片離子44、30。在樣品收集和轉(zhuǎn)移過(guò)程中可能引入空氣干擾,亦需要將CO2和N2O進(jìn)行區(qū)分,采用CO2標(biāo)準(zhǔn)氣體在優(yōu)化條件下進(jìn)行檢測(cè),保留時(shí)間為1.46 min,和N2O 嚴(yán)重重疊,改變色譜條件亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離。由CO2質(zhì)譜圖(圖3)可見(jiàn),其特征碎片離子為44、28。
圖1 N2O 總離子流圖
圖2 N2O 特征碎片離子
圖3 CO2 特征碎片離子
對(duì)于氣體樣品的采集,通常采用直接采樣或溶劑吸收、固體填充劑采樣等方法。在吸食“笑氣”案件中,吸食用的“氣彈”/(瓶)中通常為純N2O,含量高,因此選擇直接采樣法。
“氣彈”氣體采集:實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“氣彈”中的氣體無(wú)法直接轉(zhuǎn)入收集袋,本研究借鑒蛋糕制作中打奶油泡沫和吸食笑氣的過(guò)程,將“氣彈”中的氣體轉(zhuǎn)至虹吸瓶,再注入氣袋中。為了順利的實(shí)現(xiàn)氣體轉(zhuǎn)移,預(yù)先對(duì)虹吸瓶抽真空30 s,使其中的壓力小于133 pa;采樣示意圖見(jiàn)圖4。虹吸瓶體積500 ml,“氣彈”通常8 g,按照此法可順利將“氣彈”中的氣體借助虹吸瓶移至采樣氣袋。
圖4 “氣彈”氣體采樣示意圖
氣體瓶氣體采集:為了使氣體瓶中的氣體轉(zhuǎn)移至采樣氣袋,借鑒了儀器氣瓶氣的轉(zhuǎn)移過(guò)程,采用分壓閥進(jìn)行,將分壓表安裝至氣體瓶上,采用塑膠管將分壓表和氣體采樣袋連接,調(diào)節(jié)分壓表至0.1 MPa,打開(kāi)分壓氣閥,氣體瓶中的氣體可順利轉(zhuǎn)至采樣氣袋中;采樣示意圖見(jiàn)圖5。
圖5 氣體瓶氣采樣示意圖
收集后的樣本需轉(zhuǎn)入進(jìn)樣瓶注入氣相色譜質(zhì)譜儀。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),若采用注射器抽取后直接注入,容易引入空氣,會(huì)產(chǎn)生測(cè)定干擾,同時(shí)會(huì)引起樣品的較大稀釋。本研究方法中選擇用一次性注射器對(duì)進(jìn)樣瓶抽真空,然后更換小一號(hào)一次性注射器取樣直接注入真空進(jìn)樣瓶。
使用高純度N2將200×10-6g/L 標(biāo)準(zhǔn)氣體逐級(jí)稀釋進(jìn)行測(cè)定,以3 倍信噪比計(jì)算檢出限,濃度為10×10-6g/L。取案件樣本中“氣彈”和氣瓶各3 個(gè),分別6 次平行進(jìn)樣,精密度以測(cè)定面積值的相對(duì)偏差(relative standard deviation,RSD)評(píng)價(jià)。其中測(cè)得的“氣彈”精密度范圍為5.1%~8.0%,氣瓶的精密度范圍為6.3%~9.5%。
2021 年8 月,某市公安局禁毒大隊(duì)偵查人員在嫌疑人家中搜出疑似裝有一氧化二氮的7 罐氣體瓶及3 枚“氣彈”(編號(hào)依次為1~10)。應(yīng)用本研究建立的方法對(duì)送檢的10 個(gè)樣本中氣體進(jìn)行采集及檢測(cè),除5 號(hào)樣本外,其余檢材中均檢出N2O 成分,樣本色譜圖見(jiàn)圖6。5 號(hào)樣本加裝分壓閥,并逐步打開(kāi)減壓閥門旋鈕至最大后壓力表無(wú)變化,且未收集到氣體,確認(rèn)其為空瓶,無(wú)法開(kāi)展后續(xù)檢測(cè)工作,對(duì)此樣本終止鑒定處理。
圖6 樣本色圖譜
本研究建立的方法對(duì)于樣本采集方式便捷,檢測(cè)中排除了易干擾氣體的影響,快速特異,適用于吸食“笑氣”案件中氧化亞氮?dú)怏w采集及檢測(cè)。同時(shí),該方法中使用的儀器設(shè)備及試劑耗材均比較常見(jiàn),便于在其他實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參考使用。