覃華開(kāi),莫 岳,何偉儀,韋 忠
(柳州市公安局物證鑒定所,廣西 柳州545100)
氟乙酸(鹽)屬于劇毒物質(zhì),對(duì)人畜毒害極大而且容易引起二次中毒。我國(guó)早已禁止生產(chǎn)和使用,但由于其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、殺鼠效果好,國(guó)內(nèi)仍有許多地下工廠非法生產(chǎn),包裝成殺鼠劑在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛銷售。用氟乙酸鈉對(duì)人、畜、禽投毒和誤服中毒的案件在新聞媒體上也時(shí)有報(bào)道[1]。氟乙酸(鹽)屬于小分子、大極性的物質(zhì),易溶于水,采用常規(guī)的分析手段難以進(jìn)行檢測(cè)。所以往往需要使用更靈敏的高端儀器進(jìn)行檢測(cè)[2-4],或進(jìn)行衍生化反應(yīng)改變其極性,進(jìn)而利用現(xiàn)有的儀器進(jìn)行檢驗(yàn)分析。對(duì)氟乙酸的衍生方法主要有五氟芐溴衍生化法、酰胺衍生化法、α-溴苯乙酮酯衍生化法、甲醇酯化衍生化法等[5-9],這些衍生化方法多是從檢材中提取出氟乙酸,要求在無(wú)水的條件下進(jìn)行衍生化反應(yīng),還要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的純化處理,對(duì)基層一線檢驗(yàn)有很大難度。
Miki等[10]開(kāi)發(fā)了三相系統(tǒng)衍生萃取法同步測(cè)定氟乙酸和苯氧基酸類除草劑,該三相體系由水樣、萃取溶劑甲苯(含五氟芐基溴〔PFB-Br〕)、與聚合物結(jié)合的三丁基甲基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑組成,所需試劑比較多,樣品前處理也相對(duì)復(fù)雜。封世珍等[11]在水相中添加衍生化試劑(N,N-二乙基對(duì)苯二胺硫酸鹽,英文名N, N- dimethyl-p-phenyylendimine,簡(jiǎn)稱DEPA)和催化劑(N,N-二環(huán)己烷碳酰亞胺,英文名dicyelohexylcar bodimide,簡(jiǎn)稱DDC),將氟乙酸鈉直接在水相中進(jìn)行衍生并用有機(jī)溶劑提取濃縮,選擇氣相色譜-氮磷檢測(cè)器(GC-NPD)、薄層色譜(TLC)及氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)法進(jìn)行分析,該方法簡(jiǎn)化了衍生提取過(guò)程,雖操作簡(jiǎn)便,但氟乙酸鈉 DEPA的水相衍生物只有很小一部分被有機(jī)相提取,而絕大部分的衍生物還在水相中,提取率低,造成方法靈敏度不高。葉樹(shù)海等[12]通過(guò)液相色譜高分辨質(zhì)譜系統(tǒng)(TripleTOF)建立氟乙酸鈉衍生物液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜(LC-MS/MS)檢驗(yàn)方法,采用DEPA和DDC對(duì)氟乙酸鈉進(jìn)行衍生,并分別對(duì)水相衍生體系和有機(jī)相衍生體系中的衍生產(chǎn)物進(jìn)行了測(cè)定,證實(shí)了后者的衍生物提取率低。本文則采用了最常見(jiàn)的衍生化試劑PFB-Br及酸性的四丁基硫酸氫銨(IPC-TBA-HS)為相轉(zhuǎn)移催化劑對(duì)氟乙酸鈉進(jìn)行衍生并同步有機(jī)相提取,不僅操作簡(jiǎn)便,也獲得了較高靈敏度。
Agilent 7890B/5977A型GC-MS儀(美國(guó)Agilent公司),色譜柱:HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 mm)及MassHunter化學(xué)工作站;EYELA CM-1000振蕩器(上海愛(ài)朗儀器有限公司)。
氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品水液(1.0 mg/mL,北京世紀(jì)奧科生物技術(shù)有限公司);敵敵畏、樂(lè)果、對(duì)硫磷、毒鼠強(qiáng)、葉蟬散、莠去津、克百威、甲基對(duì)硫磷、水胺硫磷、特丁硫磷的丙酮液(均為1.0 mg/mL,農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研檢測(cè)所生產(chǎn));乙酸乙酯(分析純,廣東光華科技有限公司);五氟芐基溴(純度99%,Sigma公司);四丁基硫酸氫銨(純度 99%,河北百靈威超精細(xì)材料有限公司)。
1.2.1 溶液配制
分別稱取相同質(zhì)量的四丁基硫酸氫銨和純水混合溶解,配制50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))四丁基硫酸氫銨水溶液;準(zhǔn)確稱取0.13 g PFB-Br,用5 mL乙酸乙酯溶解,轉(zhuǎn)至50 mL容量瓶,稀釋至刻度,配制10 mmol/L PFB-Br乙酸乙酯溶液;精密吸取各標(biāo)準(zhǔn)品適量,以水配成各標(biāo)準(zhǔn)品濃度均為10 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.2.2 樣品處理方法
取2 g檢材(食材或嘔吐物)于具塞試管中,加入5 mL純水,振蕩(或超聲)提取5 min,離心(8 000 r/min,10 min),取上層清液備用。取1 mL檢材(樣本)提取液依次加入0.1 mL 50%四丁基硫酸氫銨水溶液和1 mL 10 mmol/L PFB-Br乙酸乙酯溶液,在振蕩器上振蕩5 min,靜置分層(或離心分層),取上清液供GC-MS分析。
1.2.3 儀器條件
1)GC色譜條件。色譜柱:HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 mm);升溫程序:進(jìn)樣口溫度250 ℃;柱溫80 ℃保持1 min,以15℃/min升至280 ℃保持5 min;載氣:高純He,流量:恒流1 mL/min;分流進(jìn)樣,分流比10∶1。
2)質(zhì)譜條件。離子源:EI,電子能量69.9 eV,傳輸線溫度280 ℃;離子源溫度:230 ℃;電子倍增器電壓為調(diào)諧電壓;溶劑切割時(shí)間:4.2 min;掃描方式:SCAN,質(zhì)量掃描范圍45~450 amu;SIM:m/z181為定量離子,m/z258、61為定性參考離子。
精密稱取氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品配制成待測(cè)樣品濃度分別為 0.1、0.2、0.5、1、2、5、10 μg/mL的溶液(以純水為空白樣),按照步驟1.2.2方法進(jìn)行操作,分別進(jìn)行GC-MS測(cè)定。以PFB-MFA的峰面積(y)為縱坐標(biāo),以氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液濃度(x,μg/mL)為橫坐標(biāo)作線性回歸。在濃度0.1~10 μg/mL的范圍內(nèi)呈線性,線性方程為:y=19.94x+1 626.44;R2=0.999 7,相關(guān)性好。按信噪比(S/N)=3計(jì)算,樣品中氟乙酸鈉檢出限可達(dá)50 ng/mL。
取空白食材2 g,添加混合毒藥標(biāo)準(zhǔn)品各10 μg。按照1.2.2方法進(jìn)行樣品處理,進(jìn)行GC/MS分析,得到混合毒藥的總離子流圖和氟乙酸根離子衍生物(PFB-MFA)提取離子流圖(見(jiàn)圖1)。結(jié)果表明該方法可將十幾種毒藥較好地進(jìn)行分離,藥物之間不影響測(cè)定??瞻资称窡o(wú)干擾。
取空白米飯、面粉和熟肉各10 g,分別用10 mL純水浸泡,超聲5 min,離心(8 000 r/min,10 min)提取分離上層清液。以下按1.2.2的實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并考察各基質(zhì)樣品中高、中、低三個(gè)濃度水平的回收率情況。各重復(fù)5次;回收率均在80%以上,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%,無(wú)明顯基質(zhì)效應(yīng),結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 各樣品中氟乙酸鈉的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)Table 1 Recoveries and RSDs of sodium fluoroacetate in the sample (n=5)
在相轉(zhuǎn)移催化劑(IPC-TBA-HS)的作用下,氟乙酸鈉與五氟芐基溴(PFB-Br)有機(jī)溶液可在有水存在的情況下同步進(jìn)行衍生及其衍生產(chǎn)物的提取,進(jìn)行衍生化時(shí),對(duì)水液的pH值有一定要求,應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行。由于IPC-TBA-HS試劑本身具有酸性,所以對(duì)中性樣品可不用調(diào)節(jié)pH值,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)用pH試紙對(duì)檢材溶液進(jìn)行測(cè)試以確定其pH值。
在1 mL水樣中,氟乙酸鈉濃度在0.1~10 μg/mL范圍內(nèi),衍生化試劑五氟芐基溴的濃度增加對(duì)衍生產(chǎn)物的影響并不明顯,衍生化試劑以低濃度低用量即可滿足檢驗(yàn)要求。實(shí)驗(yàn)對(duì)10 μg/mL的氟乙酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液使用濃度為10、50 mmol/L 的衍生化試劑分別進(jìn)行衍生,對(duì)衍生產(chǎn)物(PFB-MFA)的峰面積進(jìn)行了比較,兩者沒(méi)有區(qū)別。
應(yīng)用本方法對(duì)我市某小區(qū)內(nèi)的寵物狗連續(xù)死亡案件現(xiàn)場(chǎng)地面上發(fā)現(xiàn)的燒鴨塊和中毒狗的嘔吐物進(jìn)行了檢驗(yàn),檢材按本方法進(jìn)行處理后,使用GC-MS儀器快速檢驗(yàn)出了氟乙酸類毒物成分(見(jiàn)圖2)。
本文開(kāi)發(fā)的中毒案件食物檢材及嘔吐物中的氟乙酸(鹽)GC-MS快速檢驗(yàn)方法,具有良好線性范圍,方法操作簡(jiǎn)便,分離效果好,選擇性強(qiáng),靈敏度也高,適合中毒案件中體外檢材的氟乙酸(鹽)的快速定性定量檢驗(yàn),可滿足日常辦案要求。