頂空-氣相色譜法檢測血液中乙醇含量

摘要：酒后駕駛機(jī)動車是引起交通事故的主要原因之一，血液中酒精含量可以直接影響駕駛員的反應(yīng)與判斷時間。血液中乙醇含量是最能夠準(zhǔn)確認(rèn)定是否構(gòu)成酒駕的標(biāo)準(zhǔn)，因此血液中乙醇含量的準(zhǔn)確測定便顯得尤為重要。本文采用頂空進(jìn)樣器與氣相色譜儀聯(lián)用，開發(fā)了一種快速準(zhǔn)確檢測血液乙醇含量的方法，該方法具有自動化程度高的特點(diǎn)，便于在司法檢測實(shí)驗(yàn)室種快速開展。

關(guān)鍵詞：氣相色譜儀;血液;乙醇

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及國民收入水平逐步提高，機(jī)動車越來越多的走入平常百姓的家庭，隨著機(jī)動車數(shù)量的增多，交通事故也隨之增多。其中，酒后駕駛機(jī)動車是引起交通事故的主要原因之一，并且研究表明，血液中酒精含量可以直接影響駕駛員的反應(yīng)與判斷時間。乙醇俗稱酒精，是酒的主要成分之一【1】。乙醇進(jìn)入胃后，可在30-90min內(nèi)通過胃腸道被人體完全吸收，在15-90min內(nèi)，血液中乙醇含量將達(dá)到峰值。乙醇主要通過肝臟完成代謝氧化分解，少部分未被代謝分解的乙醇通過呼吸、尿液及汗液等體液排除體外。過量攝入乙醇不僅會引起心腦血管、消化系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)等多種慢性疾病外，更嚴(yán)重的毒性是抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)工作。乙醇首先會抑制大腦功能，進(jìn)而影響皮下中樞和小腦活動神經(jīng)，甚至?xí)鸷粑袠新楸运劳觥＿@些癥狀均會導(dǎo)致駕駛員在駕駛機(jī)動車過程中動作失控和判斷能力下降【2】。

1血液中乙醇含量的檢測

自2011年刑法修正案將醉酒駕駛納入刑事犯罪以來，公安交通管理部門嚴(yán)格按照公安部要求的法律法規(guī)對酒駕經(jīng)常查處和整治。并以駕駛員血液中乙醇含量作為量刑的關(guān)鍵證據(jù)。根據(jù)GB19522-2010《車輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗(yàn)》中規(guī)定，血液中乙醇含量在20-80mg/100mL為飲酒駕駛，乙醇含量在80mg/100mL以上為醉酒駕駛。血液中乙醇含量是最能夠準(zhǔn)確認(rèn)定是否構(gòu)成酒駕的標(biāo)準(zhǔn)，因此血液中乙醇含量的準(zhǔn)確測定便顯得尤為重要。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，血液中乙醇含量檢測的方法也越發(fā)增多，主要包括化學(xué)法、酶檢測法、氣相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法和紅外光譜法，其中各個方法也各具優(yōu)勢。

1.1化學(xué)法

化學(xué)法檢測血液中乙醇含量通常采用分光光度法，采用酸性重鉻酸鉀氧化，其原理為血液中乙醇在酸性條件下被重鉻酸鉀氧化，重鉻酸鉀的還原量與乙醇的含量成正比，進(jìn)而通過通過測定重鉻酸鉀的吸光度值間接計算乙醇含量。化學(xué)法具有操作簡單、成本低和易操作的特點(diǎn)，但受限于靈敏度較低，且易受到其他雜質(zhì)干擾。

1.2酶檢測法

酶檢測法主要采用乙醇脫氫酶催化，將血液經(jīng)高氯酸處理，沉淀其中蛋白質(zhì)，離心后取上清液加入乙醇脫氫酶和緩沖溶液，將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，隨后使用分光光度計測定其紫外吸收值（340nm處）。該方法具有靈敏度高、線性范圍廣和重復(fù)性好的特點(diǎn)，但易受到血液中血糖、乳酸和其他醇類物質(zhì)干擾，且該方法涉及前處理方法復(fù)雜繁瑣，對人員操作要求高導(dǎo)致其分析效率低，不便于大量樣品及時檢測的要求【3-5】。

1.3氣相色譜法

氣相色譜法是利用醇類物質(zhì)具有易揮發(fā)的特點(diǎn)，將乙醇組分使用氣相色譜儀配合火焰離子化檢測器（FID）檢測，以保留時間確定血液樣品中是否含有乙醇組分。氣相分析法分析包括直接進(jìn)樣和頂空進(jìn)樣法兩種模式，直接進(jìn)樣是將血液樣品直接注入氣相色譜儀，但此方法同時將血液中雜質(zhì)引入儀器，易造成儀器污染。現(xiàn)階段應(yīng)用較多的方法為頂空進(jìn)樣法，將頂空進(jìn)樣器與氣相色譜儀聯(lián)用，使血液中具有揮發(fā)性的乙醇進(jìn)入氣相色譜儀，而難以揮發(fā)的干擾雜質(zhì)留在血液中。該方法具有分析效率高、速度快、自動化程度高、檢測靈敏度高、樣品消耗量少的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，是目前應(yīng)用最廣泛的血液中乙醇含量檢測方法【3-5】。

1.4氣質(zhì)聯(lián)用法

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GCMS）是將氣相色譜發(fā)分離能力與質(zhì)譜儀定性能力強(qiáng)、定量準(zhǔn)確的特點(diǎn)結(jié)合到一起。GCMS通過定量離子與定性離子來判斷血液樣品中是否含有乙醇組分并確定其含量。該方法定性與定量能力強(qiáng)、簡單快速、選擇性及抗干擾能力強(qiáng)，但氣質(zhì)聯(lián)用儀設(shè)備購置及使用成本較高，不便于普及使用。

1.5 紅外光譜法

紅外光譜是一種快速、簡便的測試手段，該方法僅需對樣品進(jìn)行簡單處理而不會對樣品造成破壞。通過對血液樣品進(jìn)行紅外光譜連續(xù)測定、通過計算吸光度進(jìn)而分析血液中乙醇含量。作為一種新興的檢測手段，紅外光譜法具有快速、準(zhǔn)確、無損的特點(diǎn)而具有廣泛的前景【3-5】。

本文采用頂空進(jìn)樣器與氣相色譜儀聯(lián)用，開發(fā)了一種快速準(zhǔn)確檢測血液乙醇含量的方法，該方法具有自動化程度高的特點(diǎn)，便于在司法檢測實(shí)驗(yàn)室種快速開展。

2 材料與方法

2.1儀器、材料及試劑

氣相色譜儀（島津Nexis GC-2030，裝配FID檢測器）;頂空進(jìn)樣器（島津HS-10）;漩渦混合器（iKA，MS3 basic）;單通道移液器（Eppendorf，Reference 2）;乙醇和叔丁醇標(biāo)準(zhǔn)品購自上海安譜實(shí)驗(yàn)科學(xué)有限公司，其他化學(xué)試劑購自Fisher Scientific，均為色譜純級。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1氣相色譜儀分析條件

色譜柱為SH-Rt-Q-BOND毛細(xì)管色譜柱（30m×0.53mm i.d.×20μm）;氮?dú)庾鬏d氣，采用恒定色譜柱流量載氣控制方式，恒定流量：4.0 mL/min;進(jìn)樣口溫度：200℃，分流比10：1;FID檢測器溫度：250℃，氫氣流量32mL/min，空氣流量200mL/min，氮?dú)馕泊禋饬髁?4mL/min。

色譜柱采用程序升溫方式，溫度程序?yàn)椋?0℃起始，10℃/min升溫至240℃，再以40℃/min升溫至280℃，保持3min。

2.2.2頂空進(jìn)樣器分析條件

進(jìn)樣器恒溫爐溫度：65℃;樣品流路溫度：105℃;傳輸線溫度：110℃;樣品瓶加壓壓力：160kPa;恒溫時間：10min;樣品瓶加壓時間：0.5min;導(dǎo)入時間：0.5min;進(jìn)樣時間：1min;GC循環(huán)時間：12min。

2.2.3 ?標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

配制系列濃度為1、5、10、20、50、80、100、200mg/100mL的乙醇對照品標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水配制4mg/100mL的叔丁醇內(nèi)標(biāo)工作液。取以上乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液100μL及500μL叔丁醇工作液置于20mL頂空小瓶內(nèi)，擰緊瓶蓋，搖勻，待測。

2.2.4 ?樣品處理方法

取待測血液100μL及500μL叔丁醇內(nèi)標(biāo)工作液，置于頂空小瓶內(nèi)，擰緊瓶蓋，搖勻，待測。

3 結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

使用水配制混合標(biāo)準(zhǔn)系列，濃度分別為5、10、20、50、80、100和200mg/100mL。以濃度比為橫坐標(biāo)，面積比為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)為0.9996。以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法檢出限1mg/100mL濃度樣品進(jìn)樣，所得信噪比21.25，按照3倍信噪比計算，儀器檢出限為0.14mg/100mL。

3.2 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

取5mg/100mL乙醇標(biāo)準(zhǔn)品溶液，連續(xù)進(jìn)樣6次，考察儀器重復(fù)性，測定結(jié)果見表1。

3.3 加標(biāo)回收率

取100μL 1000mg/100mL乙醇溶液添加到10mL空白血液樣品中，制備成10mg/100mL乙醇血液。按照樣品前處理方法制備樣品，樣品平行處理6份，回收率見表2。按照相同樣品前處理方法處理無添加血液樣品。

3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

采用氣相色譜儀結(jié)合頂空自動進(jìn)樣器分析血液樣品中酒精含量，該方法操作簡單，在5-200mg/100mL濃度范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)為0.9998，檢出限小于1mg/100mL。用濃度為5mg/100mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液驗(yàn)證重復(fù)性，峰面積比RSD為0.57%。在10mg/100mL添加濃度下，乙醇加標(biāo)回收率為101.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.47%。該方法操作方便、重現(xiàn)性好、回收率高，適合血液中酒精含量的快速準(zhǔn)確檢測。

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作者簡介：

郭亮（1984.09-）， 男，本科，中級，盤錦市公安局刑事技術(shù)支隊。