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专访 04: 犯罪调查中毒物筛选的全能QL工具

发布:捷欧路(北京)科贸有限公司
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    访弗吉尼亚州法医局 首席法医科学家 仪器分析专家

    Robert Steiner, M.S. (理学硕士)

      在弗吉尼亚州法医局的ZY法律规制物质研究所,毎月都会收到1,000~1,200个与(犯罪)证据有关的邮包。这些物证有白色粉末、植物碎片、胶囊、片剂等各种形态,每个包裹里都有多个样品需要分析,有时还会有针筒、秤、吸管等其它吸毒工具。这些样品全都是涉嫌吸毒案件的物证,由Bob Steiner 和他的同事们负责鉴别。“谁也不知道这都是些什么,白色粉末可能是可 卡因,也可能只是玉米淀粉或砂糖,那个胶囊可能是Zxin的合成大 麻,也可能是非法药品或是来自海外的仿冒品。”Steiner先生继续说:“要想知道这是些什么,关键是要能够准确理解获得的数据。”  Steiner实验室不仅要在很极短的时间内检验这么多的样品,还必须能迅速分析数据,拿出可靠的结果,此时能大显身手的正是JEOL的AccuTOF-DART质谱仪。

    DART: Direct Analysis in Real Time (实时直接分析)

      首先,与法医分析中常采用的色谱分析法、LC-MS及GC-MS等相比,DART是一种快速、或者可以说是极其快速的方法。从开始到结束,进行一项分析只需要10分钟左右的时间,速度很快,而其它的分析方法则需要45分钟以上。Steiner先生强调说:“利用色谱技术对未知物质进行筛选的快速方法是存在的,然而这种方法并不知道被筛选的化合物究竟是什么,用AccuTOF-DART能发现存在的化合物,可以立即决定Z终确认毒物需要什么样的标准品。”  AccuTOF-DART使用方便,不管是什么形状的样品,只需直接放在DART离子源和AccuTOF质谱仪的导入口之间,装置就能立即提供高分辨的质谱图,并根据极ng确的质量数确定化学成分。

                

       作为毒物化学家和质谱分析研究者,Steiner拥有三十多年的工作经验,还是个利用DART技术进行取证分析的积极开拓者。在2005年的萨尼伯尔会议上,该仪器的fa明者之一—日本电子美国分公司的Robert (Chip) Cody发布了DART,Steiner也与会见证了仪器的“诞生”。Steiner还清楚地记得他曾说过如下的话:“如果DART技术能实现他说的一半,也会给我们的工作带来一场革命。” 现在看来,这些话真的实现了。


    对抗“策划药”的强大武器

      Steiner的实验室除了调查常见的滥用药物外,Z近还调查了很多策划药,策划药在调查的案件中占大多数,他的团队还在尽一切努力提前阻止违法者的犯罪活动。
      策划药是受法律规制的化学结构或功能的类似物,它模仿了原化合物的药理作用,这些毒物故意规避现有的毒品管理法律,是十分危险的。这是因为策划药不受法律的规制,没有经过测试,而且来源不明。一般常见的策划药是对现有毒品的化学结构进行了部分改造,也有很多是完全被合成了新的结构。 从历史上看,几乎所有的策划药都属于类阿 片、致幻剂或促蛋白合成类固醇 (同化类固醇),就是那些所谓的用来“获得快感”或提高运动能力(兴奋剂)的毒品,但现在策划药的范畴扩大到了致幻剂类策划药、镇静剂类策划药以及西地那非(伟哥)类策划药。事实上,目前假冒毒品的黑市规模,估计在2千亿美金(24兆日元)以上。Steiner在研究所内建立了包括2300多种有关化合物的质谱和结构信息的参考数据库,利用AccuTOF-DART能将可疑的策划药与数据库进行快速、可靠的比较。当新的策划药出现在市场上时,有时每周会多达数个上市,新的数据就会被添加到数据库中。  “这是一个非常QL的工具。”Steiner强调说:“我们Z近收到了来自德国的新《**类毒品(无YL用途、依赖性和滥用性的危险很大)》的通知,并且把它添加到我们的数据库中了。在接到通知的两周后,与之完全匹配的样品就到了! 凭借着AccuTOF-DART获得的丰富数据,可以完成常规GC-EI-MS仪器无法实现的样品鉴别”。

    与“香料”毒品有关的特殊课题

      作为大 麻的合法替代品,经常以“安全”药物形象出现在市场上的香料毒品,属于策划药的一种,包括合成大 麻素的化合物。香料毒品的制造者试图通过替换混合物中的不同化合物以逃脱法律的规制,这些化合物有几百种类型之多,法医分析的工作量也在迅速增加。Steiner解释道:“这些药物的数量在迅速增加,我们总能看到更多的毒 药物出现。业余化学家在互联网上可以简单地找到如何制造这类药物文章,他们通过加入氟基或氯基,稍微改变一下结构就会得到新的化合物。”  “Z了不起的是AccuTOF-DART能提供准确的分子量,我们也因此能从分子量获得化学分子式,再根据分子式做进一步的研究,我们用这种方法取得了很大的成功,但如果没有DART将会一事无成”。

     “DART改变了我们的工作方式。”

      由于Steiner实验室的成功,新的AccuTOF-DART也落户到弗吉尼亚州的其它三个法律规制物质实验室,“这是一个很大的进步”,Steiner接着说:“自从2006年开始使用AccuTOF-DART后,我们调查的药物数量大增,这个仪器也成了实验室里的一个非常重要的工具,我们也能更轻松地完成工作任务了,而Z重要是AccuTOF-DART赋予了我们与时共进应对非法毒品不断变化的能力。”

    DART的工作原理

       在DART中,对气流(通常是氦气或氮气)施加高电压,通过放电产生等离子体,然后气体被喷射到放置在离子源和质量分析器入口之间的空隙中的样品表面,经过这个过程,样品表面的分子变成了离子,这些离子又被导入飞行时间质谱仪(TOF-MS),由于DART能够将暴露在大气状态下的样品电离,因此不需要将样品溶解在溶剂中或对样品进行特殊的前处理就可以进行测试。

    是25I-NBOH还是2C-I? 

       2C-I属于美国法律规制的**类毒品,25I-NBOH是更厉害的合成衍生物,是胺加上N-(2-羟基苄基)合成的,目前还不属于美国法律规制的对象。Accu-TOF-DART能清晰地观察到整个被质子化的25I-NBOH分子,所以能明确地判别出来。用GC-EI-MS进行同样的分析,如果不经过耗时的衍生化步骤,由于在高温的GC进样口发生热裂解反应,25I-NBOH会变成了2C-I,因此得出的判断结果有可能是错误的。

    确认药品的创新技术

       Steiner的法医实验室,每个月都要确认100种以上的药品。Steiner还说:“我们是在和可疑的、受法律规制的毒品案件打交道,每天都在分析胶囊或片剂等药品。我们观察标在片剂上的记号,搜索、调查已经公开的与标记有关的数据库,把样品放进DART,然后在10分钟内就能够确定药品的成分,完成分析。”


    Robert Steiner

    弗吉尼亚州法医局 首席法医科学家 仪器分析专家

    自1981年以来,Steiner一直在弗吉尼亚州法医局工作,他拥有FY授予的药物化学家资格,是弗吉尼亚联邦大学法学系研究生院和本科生课程的兼职教师。
    许多出版物和学术论文以及犯罪学专家学会及研讨会介绍和宣布了Steiner使用崭新的常压离子化技术—Direct Analysis in Real Time (DART)进行的工作。 Steiner也因此出演了电视节目“历史侦探”。Steiner还是美国质谱分析学会 (American Society for Mass Spectrometry) 的会员。1980年被纽约州立大学Oswego校授予理学学士(化学)学位。第二专业:法医。1981年被匹兹堡大学授予硕士学位(法医学)。


2020-01-14
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