郭海濤 薛曉明 侯森林

摘要：使用傅立葉變換紅外光譜（ＦＴ－ＩＲ）對(duì)果子貍（Ｐａｇｕｍａ ｌａｒｖａｔａ）和豺（Ｃｕｏｎ ａｌｐｉｎｕｓ）的毛發(fā)進(jìn)行了檢測(cè)和分析。結(jié)果表明，兩種動(dòng)物毛發(fā)的ＦＴ－ＩＲ圖譜具有明顯的種間差異，主要表現(xiàn)在出峰范圍和最強(qiáng)峰位置的不同；同種動(dòng)物頸部、腹部和背部針毛的ＦＴ－ＩＲ圖譜具有較好的一致性，表明不同部位針毛的角蛋白分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)型和構(gòu)像相近；針毛和絨毛的紅外圖譜都具有共同的特征，均可反映出該物種毛發(fā)組織的特征性成分，但針毛的特征性峰高、峰面積更典型，ＦＴ－ＩＲ光譜特征更穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：毛發(fā)；鑒定；傅立葉變換紅外光譜；果子貍（Ｐａｇｕｍａ ｌａｒｖａｔａ）；豺（Ｃｕｏｎ ａｌｐｉｎｕｓ）

中圖分類號(hào)：Ｏ６１１．５文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）06－1248-03

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈａｉｒｓ ｆｒｏｍ Ｐａｇｕｍａ ｌａｒｖａｔａ ａｎｄ Ｃｕｏｎ ａｌｐｉｎｕｓ ｂｙ ＦＴ－ＩＲ

ＧＵＯ Ｈａｉ－ｔａｏ１，２，ＸＵＥ Ｘｉａｏ－ｍｉｎｇ１，２，ＨＯＵ Ｓｅｎ－ｌｉｎ１，２

（１． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｐｏｌｉｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４６，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｗｉｌｄｌｉｆｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｖｉｄｅｎｃｅ Ａｐｐｒａｉｓａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｈａｉｒｓ ｏｆ Ｐａｇｕｍａ ｌａｒｖａｔａ ａｎｄ Ｃｕｏｎ ａｌｐｉｎｕｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＦＴ－ＩＲ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔhere were ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｈａｉｒｓ ｏｆ Ｐａｇｕｍａ ｌａｒｖａｔａ ａｎｄ Ｃｕｏｎ ａｌｐｉｎｕｓ ｉｎ ｐｅａｋ ｒａｎｇｅ； Aｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ ｐｅａｋ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅｉｒ ｓｐｅｃｉｅｓ． Ｔｈｅ ＦＴ－ＩＲ ｏｆ ｈａｉｒ ｆｒｏｍ ｎｅｃｋ， ｂｅｌｌｙ ａｎｄ ｂａｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ ａｎｉｍａｌ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ， ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｉｒ ｋｅｒａｔｉｎ ｍｏｌｅｃｕｌｅ ｍｉｇｈｔ ｂｅ ｉｄｅｎｔｉｃａｌ ｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｂｏｔｈ ａｃｉｕｌｕｍ ａｎｄ ｖｉｌｌｕｓ ｈａｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｔｈａｔ ｃｏｕｌｄ ｒｅｆｌｅｃｔ their ｔｉｓｓｕｅｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ； Bｕｔ ｔｈｅ ＦＴ－ＩＲ ｏｆ ａｃｉｕｌｕｍ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｆｏｒ ｉｔｓ ｔｙｐｉｃａｌ ｐｅａｋ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｐｅａｋ ａｒｅａ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｈａｉｒ； ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ＦＴ－ＩＲ； Ｐａｇｕｍａ ｌａｒｖａｔａ； Ｃｕｏｎ ａｌｐｉｎｕｓ

毛是哺乳動(dòng)物特有的皮膚角質(zhì)層衍生物，由于哺乳動(dòng)物在種類、進(jìn)化程度、行為方式、生活環(huán)境等方面的多樣性，導(dǎo)致毛發(fā)的主要成分角蛋白存在著巨大差異。角蛋白在一級(jí)結(jié)構(gòu)上分為主鏈和側(cè)鏈，其主鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)肽鍵構(gòu)成的氨基酸鏈，２０多種α－氨基酸構(gòu)成側(cè)鏈，各側(cè)鏈中半胱氨酸中的－ＳＨ氧化形成二硫鍵，使肽鍵間形成相當(dāng)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，側(cè)鏈的種類和性質(zhì)決定了角蛋白整體的物理和化學(xué)性質(zhì)［１］。除此以外，人和哺乳動(dòng)物毛發(fā)的角蛋白表面被一層脂肪酸覆蓋，對(duì)毛發(fā)有保護(hù)和潤(rùn)滑作用，而組成毛發(fā)的角蛋白大分子主鏈之間還存在各種穩(wěn)定的化學(xué)鍵，如鹽鍵和氫鍵等［１－３］，這使得毛發(fā)成為哺乳動(dòng)物組織中僅次于骨骼的穩(wěn)定組織。常見(jiàn)溶劑或弱酸、弱堿溶液均難以溶解毛發(fā)纖維中的角蛋白，而在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下，角蛋白中的分子間作用力和角蛋白二、三級(jí)結(jié)構(gòu)被破壞，得到分子量較小的蛋白質(zhì)和多肽，但其產(chǎn)率偏低［４］，難以為動(dòng)物檢驗(yàn)和鑒定提供有效信息，因此現(xiàn)有動(dòng)物毛發(fā)檢驗(yàn)和鑒定技術(shù)多集中于形態(tài)和結(jié)構(gòu)的觀察。

ＦＴ－ＩＲ光譜是近年迅速發(fā)展的檢驗(yàn)技術(shù)，能以連續(xù)波長(zhǎng)的紅外光為光源照射樣品引起分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)之間躍遷，獲得分子的振轉(zhuǎn)光譜。通過(guò)分析光譜的變化，獲得細(xì)胞內(nèi)生物分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)型、構(gòu)像和數(shù)量變化的信息［５］。目前，ＦＴ－ＩＲ光譜在被廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)研究的同時(shí)，也在植物的生理生化檢驗(yàn)和種屬識(shí)別方面有一定的應(yīng)用［６－９］。雖然在動(dòng)物毛發(fā)和纖維的檢驗(yàn)方面也有相關(guān)報(bào)道，但研究還不夠深入［１０－１３］。

本研究以果子貍（Ｐａｇｕｍａ ｌａｒｖａｔａ）和豺（Ｃｕｏｎ ａｌｐｉｎｕｓ）的毛發(fā)為研究對(duì)象，采用衰減全反射傅立葉變換紅外光譜技術(shù)（Aｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｓｔｉｏｎ－ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ＡＴＲ－ＦＴ－ＩＲ）對(duì)其毛發(fā)進(jìn)行無(wú)損、快速分析，在豐富動(dòng)物毛發(fā)研究的同時(shí)，為建立快速的野生動(dòng)物毛發(fā)鑒定技術(shù)提供參考。

１材料和方法

１．１樣本采集

本研究選擇了靈貓科果子貍屬的果子貍和犬科豺?qū)俚牟虻尼樏徒q毛樣本作為研究對(duì)象。

毛發(fā)樣本采集于國(guó)家林業(yè)局森林公安野生動(dòng)植物司法物證鑒定中心保存的動(dòng)物標(biāo)本。豺、果子貍兩種動(dòng)物的針毛樣本取樣部位分別為背部、腹部和頸部，絨毛樣本均取于腹部。

動(dòng)物標(biāo)本在保存過(guò)程中表面易附著皮脂腺分泌物、糜爛物、塵埃、防腐藥物等污染物質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)選擇無(wú)水乙醇作為毛發(fā)的處理溶劑，消除污染物及毛發(fā)角蛋白表面覆蓋的脂肪酸對(duì)ＦＴ－ＩＲ光譜圖譜準(zhǔn)確性的干擾，處理?xiàng)l件為超聲波處理２０ ｍｉｎ，室溫干燥６ ｈ。

１．２樣本測(cè)試

測(cè)試設(shè)備為Ｎｉｃｏｌｅｔ ７１９９型ＦＴ－ＩＲ光譜儀（美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司）。

將待測(cè)樣品直接放在鍺晶體上，然后用單次反射ＡＴＲ附件中的ＦＴ－ＩＲ－ＯＭＮＩ采樣器固定，使測(cè)試樣品與鍺晶體之間形成“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”接觸，測(cè)試范圍為４００～４ ０００／ｃｍ，儀器分辨率為４／ｃｍ，掃描采樣３２次，計(jì)算機(jī)采集樣本的衰減全反射紅外光譜圖譜，指紋圖譜區(qū)在６００～８００／ｃｍ區(qū)間范圍。

２結(jié)果與分析

２．１豺和果子貍不同部位毛發(fā)的ＦＴ－ＩＲ光譜

分別測(cè)試豺、果子貍的背部、腹部和頸部針毛樣本，得到的ＦＴ－ＩＲ圖譜見(jiàn)圖１、２。豺３個(gè)部位的針毛均在６４２～６４５／ｃｍ，６６７／ｃｍ，６３４／ｃｍ等處有明顯的吸收峰；果子貍3個(gè)部位的針毛均在６７０～６７２／ｃｍ、６５２／ｃｍ、６４２／ｃｍ處有明顯吸收峰，其峰型為肩峰或不對(duì)稱峰，無(wú)獨(dú)立或?qū)ΨQ的吸收峰出現(xiàn)。豺3個(gè)部位針毛樣本的強(qiáng)吸收峰在６４２～６４５／ｃｍ之間；果子貍的３個(gè)部位針毛樣本強(qiáng)吸收峰在６７０～６７２／ｃｍ之間。從上述紅外光譜的特征可知，在出峰范圍、強(qiáng)峰的位置，兩種動(dòng)物的種間差異明顯，這表明該法對(duì)不同科動(dòng)物毛發(fā)的識(shí)別是可行的。

根據(jù)Ｐｌｕｇｇｅ等［１４］在１９９３年提出的近紅外光譜一致性檢驗(yàn)方法，可以判定豺和果子貍在３個(gè)部位針毛樣本的ＦＴ－ＩＲ圖譜具有一致性。從圖1和圖2中也可看出同一動(dòng)物不同部位針毛的ＦＴ－ＩＲ圖譜具有較高的相似性，這表明同種動(dòng)物不同部位針毛的角蛋白分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)型和構(gòu)像基本相似，即同種動(dòng)物不同部位的針毛樣本可在一定程度上反映出該物種的種的特征。因此采用紅外光譜技術(shù)對(duì)野生動(dòng)物毛發(fā)進(jìn)行鑒定時(shí)，對(duì)樣本部位來(lái)源要求較少。

２．２豺和果子貍針毛、絨毛的ＦＴ－ＩＲ光譜

針毛是呈紡錘型的一類動(dòng)物毛發(fā)，遠(yuǎn)端尖而細(xì)、上中段（即毛頭）較粗硬、毛干下部細(xì)軟［１５］。許多哺乳動(dòng)物都具有這類毛，由它形成毛被的覆蓋層。絨毛則是細(xì)、短而彎曲，光澤差而顯粗糙，食肉動(dòng)物的下毛常為絨毛［１５］。這兩類毛發(fā)都是野生動(dòng)物案件中常見(jiàn)的物證，其識(shí)別與鑒定往往對(duì)案件的定性有著重要的作用。本研究分別測(cè)試豺和果子貍針毛和絨毛的毛發(fā)樣本，得到的ＦＴ－ＩＲ圖譜見(jiàn)圖３和圖４。

從圖３和圖４中可以看出，同種動(dòng)物的針毛和絨毛吸收峰的強(qiáng)峰位置基本重疊，主要吸收峰的形狀比較接近。豺的毛發(fā)出峰范圍主要是在６２０～６６０／ｃｍ之間，峰形相近，但最強(qiáng)峰位置略有差別，針毛在６５３／ｃｍ位置表現(xiàn)出最強(qiáng)峰，絨毛則峰強(qiáng)較弱，最強(qiáng)峰在６５２／ｃｍ位置。果子貍的絨毛和針毛的圖譜相似，出峰位置較一致，都是在６５２／ｃｍ和６４２／ｃｍ位置附近表現(xiàn)出明顯的吸收峰。

但另一方面，兩種動(dòng)物的絨毛和針毛在峰強(qiáng)度和峰面積上有較大差異，均表現(xiàn)為針毛的峰強(qiáng)度較大，這主要是由于絨毛中角蛋白側(cè)鏈的發(fā)育沒(méi)有針毛完整，針毛中酰胺Ⅵ帶中的Ｏ＝Ｃ－Ｎ基團(tuán)的伸縮振動(dòng)要高于絨毛［１６］。由于絨毛的ＦＴ－ＩＲ圖譜穩(wěn)定性低于針毛，所以在進(jìn)行相關(guān)鑒定時(shí)，應(yīng)盡量采用針毛。

在傳統(tǒng)的毛發(fā)研究中，絨毛因毛鱗片的形態(tài)單一，種間差異較小而往往被忽略。而在本研究中兩種動(dòng)物的絨毛所攜帶的毛發(fā)組成的信息也較好地在ＦＴ－ＩＲ圖譜表現(xiàn)出來(lái)，可以在一定程度上反映出“種”的特征。這對(duì)于野生動(dòng)物毛發(fā)鑒定具有較為重要的意義，因?yàn)樵诤芏嘁吧鷦?dòng)物案件中絨毛是很常見(jiàn)的微量物證。通過(guò)結(jié)合絨毛和針毛的ＦＴ－ＩＲ特征，可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物毛發(fā)的快速鑒定，為物種的毛發(fā)特征提供更多的參考信息。

３結(jié)論

本研究表明ＦＴ－ＩＲ技術(shù)可以較好地獲得野生動(dòng)物毛發(fā)的特征性信息。通過(guò)對(duì)豺和果子貍不同部位（頸部、腹部和背部）針毛的ＦＴ－ＩＲ圖譜進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)兩種動(dòng)物的ＦＴ－ＩＲ圖譜具有明顯的種間差異，主要表現(xiàn)在出峰范圍和最強(qiáng)峰的位置，證明ＦＴ－ＩＲ光譜分析可用于不同科動(dòng)物的種間識(shí)別；而同種動(dòng)物的頸部、腹部和背部針毛的ＦＴ－ＩＲ光譜具有較強(qiáng)的一致性，表明不同部位針毛的角蛋白分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)型和構(gòu)像基本相似，即該技術(shù)對(duì)野生動(dòng)物毛發(fā)樣品的取材部位要求較低，利于實(shí)際應(yīng)用。

通過(guò)對(duì)豺和果子貍絨毛和針毛的ＦＴ－ＩＲ圖譜分析，可知針毛和絨毛的ＦＴ－ＩＲ圖譜具有共同特征，可反映該物種毛發(fā)組織的特征性成分。這有別于傳統(tǒng)毛發(fā)形態(tài)研究中絨毛幾乎被忽略的情況，結(jié)合絨毛和針毛的ＦＴ－ＩＲ圖譜分析將有助于獲得相關(guān)物種信息。另一方面，由于針毛的圖譜的峰高和峰面積更典型，ＦＴ－ＩＲ光譜特征穩(wěn)定，所以在樣本量較大的時(shí)候，最好以針毛作為鑒定材料。

綜上所述，ＦＴ－ＩＲ技術(shù)在野生動(dòng)物毛發(fā)的識(shí)別方面具有較好的應(yīng)用前景，可作為哺乳動(dòng)物毛發(fā)鑒定的一種新方法加以推廣和應(yīng)用。

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