2023年分析化学在毒品检验分析中应用方法简述.docx

分析化学在毒品检验分析中应用方法简述 内容: 毒品分析研究的蓬勃开展, 在毒品的认定和戒毒过程监控中发挥着越来越重要的作用。本文简单介绍了几种常见的毒品分析方法: 化学显色法、荧光分析法、激光拉曼光谱法、化学发光分析法、色谱—质谱联用等, 并介绍了新形势下毒品检验分 析技术的开展。 关键词: 分析化学; 毒品检验; 分析方法 一、分析化学与毒品检验分析 (一) 分析化学的作用和研究领域分析化学是研究物质化学组成的表征和测量的科学, 主要任务是鉴定物质的化学组成、结构和测量有关组分的含量, 是化学学科的一个重要分支。一些化学根本定律, 如质量守恒定律、定比定律、倍比定律的发现, 原子论、分子论的创立, 都与分析化学的卓越奉献分不开。20世纪末“人类基因测序〞工程也正是由于分析化学家对毛细管电泳测序方法的重大革新, 使得这项工程提前完成, 从而揭开了后基因时代的序幕。 地质学、矿物学、冶金学、海洋学、天文、生物、医药、原子能以及农业科学等领域都要用到分析化学。在现代化学研究中, 分析手段尤其不可缺少, 而且要求越来越高。分析化学可以按任务分为结构分析、定性分析和定量分析, 定量分析法又可分为化学分析法和仪器分析法。从研究对象层面上有: 1) 生命分析化学; 2) 材料分析化学; 3) 环境分析化学; 4) 矿产资源分析化学; 5) 流程工业中的在线分析和自动调控; 6) 毒品和平安分析化学; 7) 宇宙和星际分析化学等。 (二) 毒品检验对禁毒工作的意义和作用 毒品检验是刑事科学技术工作的重要组成局部, 是揭露和证实贩毒等毒品犯罪行为的重要技术手段, 在禁毒中具有十分重要的情报作用。毒品分析对毒品的认定、戒毒治疗过程的监测, 以及打击毒品走私和开展禁毒戒毒工作等十分重要。其主要作用主要表现在以下两个方面: 一、通过对毒品的定性、定量为犯罪分子量刑定罪。二、通过分析统计毒品检验过程得到的杂质种类、含量等的信息, 为禁毒部门确定毒品产地、生产方式、走私方法、运输路线等提供重要信息, 也为禁毒部门科学预测毒品犯罪的特点、规律、线路、手段和趋势, 正确决策提供科学依据。 (三) 分析化学与毒品检验分析的关系 分析化学成为毒品检验分析的重要手段, 没有分析化学的技术, 就不可能对毒品进行准确翔实的检验分析, 分析化学学科的开展直接影响着毒品分析技术的开展。毒品分析也为分析化学拓宽了研究领域, 为分析化学的进展提供了新的途径。 二、分析化学在毒品检验分析中的应用 由于毒品分析的复杂性、高难度性和本身具有的一些特点, 使毒品的分析几乎涉及分析化学的所有技术。在仪器分析技术开展的初期, 毒品检验主要采用化学分析的方法来完成, 如化学显色法。随着仪器分析技术的开展与成熟, 分子光谱法(如_荧光分析法、激光拉曼技术、傅立叶变换红外光谱、化学发光法等) 、色谱法(薄层色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法等) 、色谱质谱联用法(如GC - MS、HPLC - MS、GC - MS - MS、GC -HRMS等) 以及毛细管电泳等仪器分析方法成为毒品检验分析的主要手段, 而化学分析法那么作为辅助手段用于毒品检验分析的初筛和预实验。这里对毒品检验分析常用的, 开展日趋成熟的局局部析化学方法进行简单介绍。 (一) 化学显色法 这是一种定性分析方法, 通常利用毒品与某些化学试剂作用, 产生特征的颜色来确定其存在。例如: 吗啡的甲醛———硫酸试验, 其原理是利用吗啡与甲醛在硫酸存在下发生缩合反响产物首先呈红色, 渐变紫色, 最终为蓝色。这种方法简单、直观、容易操作, 但是需要的检材比较多, 特异性比 较差。 (二) 荧光分析法 荧光分析法是根据物质的分子荧光光谱进行定性, 以荧光强度时行定量分析的一种方法。荧光分析仪原理图如图1和图2。 　荧光分析法灵敏度高, 可以到达10 - 6。使用时要考虑环境的影响因素, 不同溶剂、温度、pH值以及噪声都会对测量结果有影响, 但有时也可以在特殊情况下使用这些影响因素。以测量吗啡和可待因为例, 用285 nm 的紫外光激发吗啡和可待因产生荧光的特征峰在350 nm 。吗啡在pH 1—3 的溶液中荧光强度最大, 而在pH l2 的溶液中荧光几乎完全消失。可待因在015 mol/L H2SO4中荧光强度与相同浓度的吗啡差异不大, 但是在碱性溶液中并不减弱, 利用这一特性可以同时测定它们的含量。具体方法是分别测定pH1 和pH12 的混合物的荧光强度, 由pH12 溶液的荧光强度测定出可待因的含量。再由可待因的含量计算它在pHl溶液中的荧光强度, 从而差减出吗啡在pH1 溶液中的荧光强度, 从标准曲线求得吗啡的含量。 (三) 激光拉曼光谱法 当单色光被物质分子散射时, 大局部散射光的频率同于入射光的频率, 这种散射称为瑞利散射; 能观测到一小局局部散射光的频率不同于入射光的频率, 这种散射称为拉曼散射。拉曼散射线的频率与入射光频率之差称为拉曼频移, 其可表征分子中不同基团振动的特性, 因此可以通过测定对分子进行定性和结构分析。 激光拉曼光谱仪的根本部件有激光光源、试样池、单色器和检测记录系统, 如图3所示。利用显微拉曼技术对安非他明硫酸盐、甲基安非他明盐酸盐、盐酸吗啡、盐酸海洛因、盐酸蒂芭因、盐酸那可汀、盐酸罂粟碱和盐酸可待因等常见毒品进行分析, 得到拉曼散射谱。取代支链上甲基的数目和位置对拉曼谱线均有明显的影响。在激发光51415nm下, 几种常见的毒品都具有不同程度的荧光。除了可以确定各种毒品的分子结构外, 还可根据拉曼散射谱对未知物品是否为毒品进行检测。 (四) 化学发光分析法 化学发光是由化学反响提供激发能, 激发产物分子或其他共存分子产生光辐射。根据不同的光辐射来检测分析不同的物质。化学发光分析法有液相化学发光和气相化学发光两种。常用的化学发光分析仪器有分立取样式和流动注射式两种, 图4、图5为其结构示意图。 图5　流动注射式化学发光仪器示意图 R. 试剂载流　S. 试液　P. 蠕动泵　V. 进样阀　D. 化学发光检测器 实验证明化学发光检测一般比紫外分光法和荧光分析法具有更高的灵敏度和准确性, 它已成为一种重要的痕量分析方法。研究发现, 吗啡在酸性多聚磷酸溶液中被高锰酸钾氧化, 生成二聚体伪吗啡的过程中产生化学发光, 其他结构与其相似的毒品也有类似反响, 这个反响可以作为它们检测的根底。参加β—环糊精对这类化合物的化学发光有明显的增强作用, 因此可以用来提高分析的灵敏度。 (五) 色谱法、色谱- 质谱联用法 色谱仪是一种别离分析仪器, 特别适合于有机物的定量分析。质谱仪是一种鉴定分子的分析仪器, 特别适合于定性分析。两种分析仪器通过专用的接口(分子别离器) 连接, 并使用计算机自动控制联机后操作参数, 能使其成为一个整体而提供分析信息。色谱一质谱联用分析法能对复杂混合物样品中各组分进行快速定性定量分析, 具有定性准确、分析速度快、操作简便等特点。目前使用的色 谱———质谱联用主要有GC /MS和HPLC /MS, 且此法现已成为毒品定性和定量分析最有效和常用标准确证方法之一。其运用的主要方法见表1。 (六) 毛细管电泳法 毛细管电泳( CE) , 又称高效毛细管电泳(HPCE) 是近年来开展最快的分析化学研究领域之一。1981年Jorgenson等在75μm内径的毛细管内用高电压进行别离, 创立了现代毛细管电泳。短短的几年内, 由于CE符合了以生物工程为代表的 生命科学各领域中对生物大分子(肽、蛋白、DNA等) 的高度别离分析的要求, 得到了迅速开展, 正逐步成为生命科学及其他学科实验室中一种 常用的分析手段。 就毒品分析而言, 毒品组分之间可能化学性质差异很大, 也可能分子结构极为相似, 其中的杂质、稀释剂往往以痕量存在, 而毛细管电泳技术别离效率高, 质量灵敏度高, 对样品和溶剂的需求量小, 并且可采用多种别离模式, 与多种检测方法实现联用, 分析范围广泛, 因此适合对复杂毒品进行有效的定性、定量分析。目前已应用于几种常见毒品如盐酸吗啡、海洛因、蒂巴因等的分析检测。此外, 与应用于毒品检验的其他技术相比, CE具有独特的别离机理, 可以作为毒品系统分析的重要方法, 与其他方法相互认证共同完成各种毒品的描述, 建立指纹图谱库, 进而为毒品的来源推断提供有力的技术支持。除了以上介绍的方法外, 近年来, 很多研究者也都做出了有益的探索, 还有多能法、离子迁移谱 技术和太赫兹波应用等方法都在毒品检验领域中使用。 三、研究展望 近年来, 毒品案件从传统的鸦片类毒品转向以苯丙胺类为典型代表的新型毒品。新型毒品案件具有毒源渠道广, 罪犯分子警惕性高, 制毒窝点多变和高隐蔽等特点。对这类案件的查处必然要求毒品检验分析不能仅仅局限于以前的简单定性定量分析, 而且要更准确、更快速, 最好能追溯源头。面对这种新挑战和新形势毒品检验分析技术也出现了新的进展。 首先, 新仪器技术的出现使毒品检验分析技术开辟了更高效快捷的新领域。例如, Waters公司2022年推出的超高效液相(UPLC) , 采用117μm颗粒度的色谱填料, 能有效提高柱效, 是具有更宽的线性范围的同时, 提高分辨率, 缩短分析时间和提高分析通量。Luigino G. Apollonio等用UPLC -MS技术分析了氯胺酮和苯丙胺类新型毒品, 仅3分钟就完成了一个分析周期。其次, 利用气质联用、核磁共振、电感耦合等离子体质谱、同位素质谱等技术结合化学计量学和数理统计学的方法理论, 进行毒品溯源分析。如, Beom Jun Ko等采用GC - MS分析, 比较了用Emde方法、Nagai方法和Moscow方法合成的冰毒样品的有机杂质的特征; 又如, Teruki Matsumoto 等用2H NMR 核磁共振谱鉴定了冰毒样品的合成来源; 再如, Jae SinLee等对样品进行GC - MS分析, 再用聚类分析方法对来源进行分析鉴定。 分析化学技术的运用对于毒品的认定和毒品控制发挥了重要作用, 分析化学学科的开展, 尤其是仪器分析新技术的出现, 将强有力地推动着毒品分析检验的进步和开展。相信随着科学技术的进步,新的灵敏、快速、高效、准确的分析方法将不断涌现和广泛运用, 这必定会为全世界范围内的禁毒事业作出更大的奉献。 参考文献: [ 1 ] 张礼和. 化学学科进展[M ]. 化学工业出版社,2023. 6 [ 2 ] 徐明玉. 试论毒品检验的情报信息作用[ J ]. 云南财经大学学报, 2022. 4 [ 3 ] 华中师范大学等编, 分析化学[M ]. 高等教育出版社, 2022 [ 4 ] 陈令新, 罗国安等. 毒品分析研究进展[ J ]. 药物分析杂志, 2023. 25 (7) [ 5 ] 赵金涛, 徐存英等. 痕迹走私海洛因显微拉曼测试分析[ J ]. 光谱学与光谱分析, 2022. 8 [ 6 ] 张晶, 漆亮等. 运用等离子质谱分析毒品中有效杂质研究[ J ]. 云南师范大学学报, 2022. 5 [ 7 ] 范佳锦, 倪建平等. 多能法在炸药和毒品检测中的应用研究[ J ]. 核电子学与探测技术, 2022. 9 [ 8 ] 刘克林, 朱玉军等. 生物样品中鸦片类毒品检验概述 [ J ]. 刑事技术, 2022. 1 [ 9 ] 贾燕, 李宁等. 太赫兹光谱和成像技术在毒品识别和检测方面的应用[ J ]. 现代科学仪器, 2023. 2