毒品檢測技術的研究進展

燕珊珊 張 瓊

上海師范大學生命與環境科學學院（上海 200234）

分析測試

毒品檢測技術的研究進展

燕珊珊 張 瓊

上海師范大學生命與環境科學學院（上海 200234）

對目前常用的幾種毒品檢測技術進行了介紹，包括化學檢測法、色譜法、光譜法、毛細管電泳法、免疫分析法和離子遷移譜方法等，論述了他們的優缺點及發展趨勢。

毒品檢測 化學檢測法 免疫分析法 離子遷移色譜

0 前言

毒品是嚴重威脅人類健康的重大問題，準確的毒品檢測對打擊毒品犯罪、偵破毒品案件、遏止毒品蔓延具有非常重要的意義。隨著現代分析技術的發展，越來越多新的檢測手段及儀器設備被應用于毒品檢測中，為毒品檢測提供了更好、更快、更簡便的方法。

1 化學檢測法

化學檢測法具有試劑便宜、操作簡單、反應速度快、結論直觀等特點，常用于現場快速檢測。其檢測原理大多采用顯色反應，利用毒品與不同化學試劑反應所生成產物的顏色變化或者沉淀物(結晶)形態來判斷毒品的種類。

近兩年電化學分析檢測方法被廣泛應用于毒品的分析檢測，尤其是生物傳感器概念的提出，為電化學的應用拓寬了道路。

2010年，趙蘊澤[1]采用高性能顏色傳感器TCS230和AT89S51單片機相結合的技術方案，通過檢測干化學試紙的顏色來檢測毒品成分與含量，在軟件支撐下能完成尿液中所含毒品種類和濃度的檢測。2002年，張慧慧[2]將電致化學發光檢測手段與分子印跡技術相結合，制備了一種檢測甲基苯丙胺（MAM）的電化學發光-分子印跡傳感器。線性范圍1.0×10-12～1.0×10-9mol/L，檢測限可達1.0×10-15mol/L。其隨后又制備了一種測定嗎啡的新型ECL-MIP傳感器，線性范圍1.0×10-9～1.0×10-6mol/L，檢測限可達2.0×10-10mol/L。兩者均具有很高的檢測靈敏度和優異的選擇性。2012年，Aso Navaee[3]利用石墨烯納米片修飾玻碳電極同時檢測嗎啡、那可丁、海洛因。該方法是首次報道的基于他們的電化學氧化特性同時測定三種毒品。該方法響應時間短、信號穩定、靈敏度高、不使用特定的試劑，是較理想的傳感器。2013年，Yinfeng Li等[4]制造了一種新的基于復合石墨烯和全氟磺酸膜改性玻碳電極的可待因電化學傳感器，明顯提高了其敏感性。

但由于化學檢測方法不容易檢出含量低、化學結構相似的毒品，而且當毒品中雜質去除不徹底時結果不一定可靠，因此化學法的檢測結果不能直接作為法庭的肯定證據使用。

2 色譜法

2.1 氣相色譜法（GC）

GC主要適用于檢測易揮發的毒品。該法具有分離效果好、靈敏度高、特異性強、分析效率高、應用范圍廣、所需試樣量少等特點，因此氣相色譜是目前毒品檢測中最重要的方法之一。但是毒品的極性很強，一般需要預先將樣品衍生化處理。在毒品檢測中，一般將GC的高分離能力和MS（質譜）的高鑒別能力結合起來。

2009年，王燕燕等[5]建立了一種人體唾液中苯丙胺（AM）、甲基苯丙胺、3，4-亞甲二氧基苯丙胺（MDA）、3，4-亞甲二氧基甲基苯丙胺（MDMA）毒品的超聲波液液萃取-氣相色譜質譜-選擇離子檢測方法。獲得了良好線性，相對標準偏差在15%以內，準確性均在80%～115%之間，最小檢測限可達0.05 g/mL。2009年，孟品佳等[6]建立了血液中嗎啡類毒品（嗎啡、6-單乙酰嗎啡、可待因、海洛因）的液相萃取-硅烷化-GC/MS-SIM檢測的方法。嗎啡、6-單乙酰嗎啡、可待因的線性相關系數均大于0.99，最低血液檢測濃度可達到5 ng/mL。2010年，邸玉敏等[7]利用GC/MS、GC/NPD（氣相色譜/氮磷檢測器）與固相萃取（SPE）技術相結合，建立了血液中氯胺酮的定性定量分析方法。結果以GC/NPD分析氯胺酮在6.0～5 000 ng/mL范圍內線性關系良好，GC/MS定性檢測限為20.0 ng/mL，標準偏差小于5%。

2.2 液相色譜法（LC）

毒品檢測中常用的是高效液相色譜法（HPLC），它適用于不易揮發、高沸點、熱穩定性差、分子量較大的物質，可以避免氣相色譜中繁瑣的衍生化及其帶來的相關問題。HPLC與MS方法聯用可同時快速分析數百種化合物。

2010年，梁晨等[8]建立了吸毒者尿樣中3-β-D-葡萄糖醛酸嗎啡、嗎啡、O6-單乙酰嗎啡、可待因的液相色譜-串聯質譜分析方法。尿樣中3-β-D-葡萄糖醛酸嗎啡的檢測限為0.5μg/L，嗎啡、O6-單乙酰嗎啡、可待因的檢測限為0.1μg/L；線性關系良好，相關系數在0.998以上；日內及日間精密度均在10%以內。2011年，張睿等[9]建立了液相色譜-串聯質譜法檢測人血液中鴉片類、苯丙胺類、可卡因類等26種常見毒品的檢測方法。該方法檢測限為1～2μg/kg。在2～200μg/kg范圍內，相關系數為0.9771～0.9995。在5～50μg/kg范圍內，26種常見毒品的回收率在63%～104%之間，相對標準偏差為1.3%～14%。該方法能夠滿足日常快速檢測工作的需要。

HPLC和HPLC/MS是毒品分析中的確證性方法，但該檢測必須在實驗室完成，需要專業技術人員操作，而且對于生物檢材需進行預處理，較為繁瑣。

2.3 薄層色譜法（TLC）

薄層色譜法與氣相色譜法、高效液相色譜法相比更具有設備簡單、快速、樣品用量少等優點，特別適用于揮發性較小、在較高溫度下易發生變化而不能用氣相色譜分析的毒品，是目前較為簡便有效的定性分析手段之一。

3 光譜法

光譜分析法就是利用不同毒品的特征光譜，研究其結構或測定化學成分的方法。在毒品檢測中主要運用的光譜技術包括傅里葉變換紅外光譜法、太赫茲時域光譜技術、拉曼光譜技術等。

3.1 傅里葉變換紅外光譜

傅里葉變換紅外光譜法作為一種重要的分析方法，已廣泛應用于毒品分析。該方法不僅能確定物證材料的各種化學成分，在分析檢測工作中還可結合掃描電鏡等其他儀器分析法對有關毒品樣品進行分析鑒定，并提供準確的數據和分析結論。與傳統的儀器相比，傅里葉紅外光譜儀具有快速、高信噪比和高分辨率等特點。但是紅外光譜法對樣品的純度有一定的要求，因此在毒品檢測方面的應用范圍受到一定的限制。

2012年，張潤生等[10]采用氣相色譜與傅里葉變換紅外光譜聯用技術，建立了9種苯丙胺類毒品及其衍生物的分析鑒別方法。色譜保留時間與紅外特征吸收峰聯合鑒別法極大地提高了鑒別的準確性。該方法獲得了理想的結果，適用于混合毒品成分的檢驗。

2013年，Frank Musshoff[11]等利用MALDI傅里葉變換質譜的方法在頭發中檢測可卡因、其代謝物及大麻，研究結果證實了在法醫毒理學上用MALDI-MS測定頭發樣本中毒品的適用性。

3.2 太赫茲時域光譜技術（THz）

太赫茲波是指頻率介于0.1～10 THz之間的電磁輻射，在電磁波譜上位于微波和遠紅外線之間。很多毒品在太赫茲波段具有豐富的光譜信息，因此可對其在太赫茲波段的光譜指紋進行不同種類毒品的識別。此外，太赫茲波具有高靈敏、低輻射、能穿透材料對隱藏物成像等特點，所以在毒品檢測方面具有顯著潛在優勢。

2006年，賈燕等[12]利用太赫茲時域光譜技術得到了MAM、MDA和MDMA三種毒品在太赫茲波段的指紋譜。同年，逯美紅[13]對氯胺酮進行了光譜測量，獲得其折射率及吸收譜。2010年，蔡禾等[14]建立了含有對甲基苯丙胺、氯胺酮、海洛因等38種純度在90%以上的THz毒品譜庫，并采用支持向量機等方法對毒品進行計算機自動識別與光譜解析，從而確定了毒品純度和有效成分含量的理論和試驗方法。

THz技術的產生和發展為人們提供了一個全新的光譜學視角，具有很大的應用前景和發展空間。但目前THz檢測技術還不成熟，在應用上還有些困難需要解決，例如：如何消除由障礙物、雜質或自身結構形變造成的光譜偽像；空氣中的水蒸氣對THz強烈吸收，會限制THz波傳播距離，如何實現有效傳輸，而且遠距離探測還要考慮煙霧、塵埃等影響[15]。

3.3 拉曼光譜分析法

拉曼光譜分析法是對入射光頻率不同的散射光譜進行分析得到分子振動、轉動信息，并應用于分子結構研究的一種分析方法。常見毒品均有相當豐富的拉曼特征位移峰，拉曼光譜分析法對樣品具有無損（非接觸性、非破壞性）、快速、量小、無須制備等特點，能快速識別隱藏于各種粉末、溶液中的毒品，是現場快速鑒定的有效方式。其局限性在于不能探測混合物，對溶液的濃度有要求，對有色物體的檢測不夠準確。

拉曼光譜除用于實驗室檢測毒品外，便攜式等拉曼光譜小型檢測儀也被大量用于現場毒品檢測。目前大多數實驗室都依賴進口儀器及其相應的數據庫。因此建立我國自己的拉曼數據庫具有重要的意義。董鹍等[16]采用目前最先進的數據庫軟件平臺，構建了大型拉曼光譜數據庫。Jeremy等[17]研究濃度范圍為0.5%～10%(w/v)的甲基苯丙胺在乙醇、二乙醚和科爾曼燃料的拉曼光譜，結果表明在4%(w/v)以上濃度的樣品中能觀察到1 003 cm-1的拉曼峰值。該診斷指標可以節省對密閉液體的分析時間。

4 毛細管電泳分析（CE）

毛細管電泳是一類以毛細管為分離通道、高壓直流電場為驅動力的新型液相分離技術。具有高效、快速、微量、經濟、易操作和分析結果準確等優點，已被廣泛應用于毒品檢測中。

2010年，孟梁等[18]建立了一種毛細管區帶電泳-紫外法同時分離檢測人的尿樣和頭發樣本中的鴉片類、苯丙胺類和氯胺酮等6種毒品的方法。其回收率為95%～103%；檢出限分別為20～35μg/L和0.2～0.4μg/g。2011年孟梁等[19]建立了分散液相微萃取與毛細管電泳光電二極管陣列檢測法檢測唾液中的鴉片類、苯丙胺類和氯胺酮等8種毒品的新方法。各種毒品在0.15～6 000μg/L濃度范圍內存在良好的線性關系，檢出限為0.055～0.135μg/L(S/N=3)。同時，將該方法成功應用于唾液中毒品的檢測，平均加標回收率在85.6%～99.4%之間；檢出限為1.5～3.0μg/L (S/N=3)。2013年，Kuan-Fu Chen等[20]發明了一種微波輔助和使用熒光標記的毛細管電泳-激光誘導熒光方法，檢測6種苯丙胺類毒品，結果使得原本需要20 h完成的反應5min就可以完成，大大提高了檢測效率。

5 免疫法

免疫分析法是目前國際上通用的一種毒品篩選方法，其利用抗原抗體反應的特異性和敏感性來檢測標本中的微量物質，包括放射免疫分析、酶免疫分析、熒光偏振免疫分析（FPIA）、膠體免疫金分析等。

5.1 放射免疫分析

放射性免疫法是利用放射性同位素對吸毒者的尿液等進行檢測，具有特異性強、靈敏度高、所需儀器設備簡易、試劑較便宜、檢測時間較短等優點。

1979年，Baumgartner等[21]首次用放射性免疫法成功檢測了吸毒者毛發中的海洛因及其代謝產物，并由此對吸毒者進行了用藥時段的推斷。

5.2 酶免疫分析

酶免疫分析是為了克服放射性同位素所引起的危害而建立的一種使用具有催化活性的生物酶作為免疫反應標志物的技術。具有高通量、簡便快速、前處理簡單、用樣量少、設備價廉等特點，主要包括酶放大的免疫檢測技術（EMIT）和酶聯免疫吸附檢測技術（ELISA）。

2013年，Maria Nieddu等[22]用EMIT的方法研究了41個新的安非他明類興奮劑的交叉反應。但是EMIT在低濃度下檢測毒品不夠靈敏，Labor Krone等[23]使用ELISA試劑盒代替它，結果11-去甲-Δ-9-四氫大麻酚-9-羧酸（THC-COOH）的檢出率高了1.61倍、嗎啡檢出率高了2.33倍、苯甲酰檢出率高了3.33倍、安非他明檢出率高了7倍。吳巧雯等[24]將ELISA延伸，經二氨基聯苯胺（DAB）顯色，使斑點肉眼可見，可以更便捷地用于檢測吸毒者尿、血樣中的常見毒品。

5.3 熒光偏振免疫分析

熒光偏振免疫分析是一種均相的、基于熒光標記的抗原的競爭免疫分析方法。FPIA的最小檢出量可與色譜法和ELISA相媲美。具有簡單、快速、重復性好、特異性高、易自動化等特點，適合于高通量篩選[25]，是檢測毒品的一種快速可靠的免疫分析方法。該方法的缺點是試劑成本較高，且需要專用儀器。

Jae Chul Cheong等[26]開發了結合熒光偏振免疫法的免疫分析儀用于檢測甲基苯丙胺。該方法包括洗滌、切割和酶解、離心、分離的頭發樣品，然后對上清液的等分試樣進行篩選。與GC/MS相比，FPIA篩選方法的相關系數為0.91。

5.4 膠體免疫金技術

膠體免疫金技術是一種將膠體金顆粒與包括抗原、抗體在內的許多蛋白質標記形成免疫金復合物的技術。利用膠體金標記的單克隆抗體與免疫層析技術相結合生產的以試紙條形式存在的氯胺酮、苯丙胺、大麻、可卡因試劑盒已經應用。具有靈敏度高、特異性強、簡便、快速、試劑穩定、人員不需經過分析培訓等優點，適合在基層、公安機關、現場檢測使用。

姜燕等[27]研制出了嗎啡-甲基安非他明二合一膠體金檢測卡，將嗎啡和甲基安非他明兩種檢測結果同時呈現于同一張試卡上，用于毒品的檢測和可疑人群的篩查。該檢測卡檢測尿中嗎啡最低濃度為300 ng/mL，甲基安非他明最低濃度為1000 ng/mL。

但膠體金試劑難以進行質量控制，即使是同一批生產的也很難保證每個試劑的同一性，因此一般只能用于定性試驗，不能進行定量分析。而且檢測時待測樣品的濃度、溫度等條件均會影響膠體金試劑的靈敏度，所以只能用作初篩。

6 離子遷移譜技術（IMS）

離子遷移譜借助類似于色譜停留時間的氣態離子在弱電場中的漂移時間來進行離子分離定性。具有實時采樣和監測、低成本、簡單快速、操作方便、靈敏度高和檢測限低等優點，是現場毒品快速定性分析的有效工具，也是目前非接觸式毒品檢測的主要方式。其局限性在于現場干擾物的存在會對探測結果產生一定的影響、對日常保養和維護的要求會比較高[28]、分辨率不高且線性范圍較窄[29]。

2006年呂勇杰等[30]改進了公安部第三研究所自行研制的離子遷移譜儀，得到了更精確的氣壓補償技術和最優儀器分辨率。2007，他利用自行研制的離子遷移譜儀對8種常見的毒品［包括鴉片、嗎啡、海洛因、冰毒（MA）、搖頭丸（MDMA、MDEA）、氯胺酮和大麻］進行研究，獲得了這些樣品的遷移率譜圖，并計算了它們的折合遷移率K0。儀器可準確檢測上述毒品，初步建立了毒品折合遷移率的標準數據庫[31]。

7 結論

毒品檢測對毒品的認定、戒毒治療過程的監控等方面具有重要作用。化學法雖然簡單快速，但是其陽性結果容易受到干擾，必須經過色譜法等其他檢測方法進行確認。色譜法前處理復雜，而且需要專業人員在實驗室操作，耗時較長，不利于毒品的快速檢測。變換紅外光譜法、激光拉曼光譜和化學發光分析法等可以單獨使用或與色譜聯用，實現對毒品的有效鑒定。毛細管電泳結合了電泳與色譜的優點，但也存在處理樣品少和不能進行大量樣品收集等缺陷。免疫法雖然操作簡便并可以大量檢測，但技術還不太成熟，其靈敏性和特異性還有待提高。離子遷移譜與其他分析儀器聯用（如GC、HPLC等）可以彌補其分辨率不高的缺陷，以進一步拓寬應用范圍。綜上所述，只有綜合這些方法才能使現場篩選、多種毒品一次性快速檢測成為可能。隨著生物技術的發展與新技術的成熟，毒品檢測方法將日趨豐富和完善，毒品檢測在禁毒工作中將發揮更大的作用。

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Advances in Drug Detection Technology

Yan Shanshan Zhang Qiong

Introduces several common techniques for drug detection,including chemical testingmethod,chromatography,spectroscopy,capillary electrophoresis,immunoassay and ion mobility spectrometry,discusses their advantages,disadvantages and developing trends.

Drug detection;Chemical detectionmethod;Immunoassay;Ionmobility spectrometry

R 991

2013年12月

燕珊珊 女 1988年生 碩士 研究生