基于毛發(fā)的違禁藥物檢測方法已在法庭科學領域獲得廣泛認可。相較于血液、尿液等傳統(tǒng)生物檢材，毛發(fā)具有穩(wěn)定性強、檢測窗口期長、適用場景廣泛等顯著優(yōu)勢，同時在樣本采集與保存方面也展現(xiàn)出便利性。毛發(fā)中違禁藥物的分析通常被用于特殊職業(yè)的入職篩查、濫用藥物的流行病學研究、吸毒人員長期濫用行為的認定等工作。目前，毛發(fā)中藥物檢測的常用方法包括色譜 -質(zhì)譜聯(lián)用法，但在實際應用中仍存在一定局限性。因此，有必要深入開展毛發(fā)違禁藥物檢測技術研究，推動該分析技術向更高靈敏度和標準化方向發(fā)展。
01毛發(fā)檢材的特點
毛發(fā)屬于角蛋白，可以分為硬毛和毳毛，硬毛包括頭發(fā)、腋毛、陰毛等，毳毛包括鼻毛和眉毛等。毛發(fā)代謝呈周期性更替特征，會因年齡、性別、生理狀態(tài)及種族等因素影響而出現(xiàn)差異。雖然藥物進入毛發(fā)的確切機制及其穩(wěn)定性影響因素尚未完全闡明，但毛發(fā)中藥物檢測具有檢測窗口期長的優(yōu)點。現(xiàn)有研究表明，藥物進入毛發(fā)主要存在三大途徑：第一種是藥物經(jīng)血液傳輸，被動擴散進入毛囊快速生長期的毛細胞，緊密結合于毛干內(nèi)部；第二種是藥物經(jīng)毛細血管被動擴散進入毛發(fā)中的角蛋白，借助汗液擴散進入毛發(fā)，或在毛發(fā)的生長期通過皮脂分泌物或已經(jīng)存在的細胞區(qū)室沉積在毛干中的多隔室模型；第三種是在毛干形成后藥物由蒸汽、粉塵等外部污染進入毛發(fā)。
藥物進入毛發(fā)與多個因素相關，首先與藥物的濃度水平成正相關，其次藥物與毛發(fā)中含硫氨基酸的結合會促進藥物的被動擴散，此外藥物的親脂性和堿性也被認為會影響其從血液中進入頭發(fā)。有親脂性和不帶電荷的分子可以很容易地跨越細胞膜復合物并存在于基質(zhì)細胞（角質(zhì)細胞和黑素細胞組成）中，但是親水化合物或離子不能滲透穿過這些細胞膜復合物。因此，針對不同的違禁藥物，需建立差異化的前處理方案和質(zhì)控標準。
02毛發(fā)中易出現(xiàn)的違禁藥物
違禁藥物可分為傳統(tǒng)違禁藥物和合成違禁藥物。傳統(tǒng)違禁藥物一般指天然或半合成違禁藥物，如鴉片、大麻等；合成違禁藥物指新型違禁藥物，如苯丙胺類、氯胺酮等。新精神活性物質(zhì)作為新興違禁藥物已成為除傳統(tǒng)違禁藥物和合成違禁藥物外的第三代違禁藥物，如二甲基色胺等。
我國現(xiàn)有的行業(yè)標準對毛發(fā)中違禁藥物的檢測方法進行了詳細規(guī)范，如可卡因及其代謝物，?9-四氫大麻酚、大麻二酚和大麻酚，31種芬太尼類新精神活性物質(zhì)，112種合成大麻素類物質(zhì)，16種色胺類新精神活性物質(zhì)及其代謝物。這些標準的制定和實施，為毛發(fā)中違禁藥物的檢測提供了科學、準確和系統(tǒng)的方法，確保了檢測結果的可靠性和可比性。
除上述藥物外，還有一些非法藥物的使用實例。例如，在保健品中非法添加食欲抑制劑，利尿劑，致瀉劑，西地那非、紅地那非等藥物；在體育競賽中使用興奮劑或性激素，如大力補、康力龍、苯丙酸；在動物養(yǎng)殖過程中，濫用β受體激動劑促進動物生長，間接引起食源性病癥。
03毛發(fā)中違禁藥物的檢測技術
3.1 常見檢測技術
毛發(fā)中多組分物質(zhì)的常見檢測技術有氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜 -質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法。在研究過程中，可以通過選擇不同的檢測器和色譜柱來提高檢測靈敏度。
3.1.1 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法可以通過監(jiān)測特征離子來精確區(qū)分目標物和干擾物，但對毛發(fā)的前處理過程要求較高且操作相對復雜。
MADIA等采用中空纖維液相微萃取（HF-LPME）結合氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS），檢測毛發(fā)中的苯丙胺及甲基苯丙胺。結果表明苯丙胺和甲基苯丙胺的檢出限均為0.01ng·mg−1。HF-LPME處理過程包括3個階段：將小于1mm的毛發(fā)顆粒用堿性溶液浸提；使用二己基醚在聚丙烯中空纖維中溶解脂溶性物質(zhì)；將鹽酸加入纖維中作為受體相進行質(zhì)子化。提取過程在超聲波浴中進行55min，隨后將提取物用三氟乙酸酐和乙酸乙酯在90℃下衍生化30min，衍生化產(chǎn)物進行GC-MS檢測。與渦旋攪拌相比，超聲波浴法更為簡便且成本較低，而一次性中空纖維的使用可有效降低基質(zhì)殘留干擾。
楊崇俊等采用頂空固相微萃取（HS-SPME）處理毛發(fā)樣品并建立了非衍生化的4種苯丙胺類毒品的GC-MS定性定量分析方法。將毛發(fā)洗凈，采用高動能撞珠破碎，以氫氧化鈉溶液為萃取介質(zhì)，將固相微萃取針插入頂空瓶上部空間，在 80℃水浴中靜態(tài)萃取15min。HS-SPME 比液液萃?。↙LE）和小體積液液萃取（LPME）的靈敏度更高，定量分析的結果更加精確，并且此法不需要進行衍生化處理，簡化了分析流程。
MENG等采用分散液液微萃?。―LLME）預處理技術，結合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/MS）測定頭發(fā)中γ-羥丁酸（GHB）的含量。在超聲和高頻振動的作用下，有機溶劑被快速、均勻地分散到樣品中，萃取過程無需濃縮，減少萃取液揮發(fā)損失。
PARK等提出了液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS/MS）測定大鼠毛發(fā)中依托咪酯和依托咪酯酸含量的方法。將大鼠毛發(fā)進行分段，清洗表面可能的污染物，LC-MS/MS檢測得到依托咪酯和依托咪酯酸的檢出限分別為0.05，0.5pg·mg−1。試驗結果表明，即使在少量毛發(fā)樣本中，依托咪酯及其代謝物依托咪酯酸的測定仍具有良好的靈敏度。然而，方法使用的是大鼠毛發(fā)，仍需進一步驗證其在其他物種毛發(fā)中的適用性。
侯峰等使用含撞珠和甲醇的研磨管快速研磨毛發(fā)，過濾后進行LC-MS/MS 檢測，得到曲唑酮、利培酮、舍曲林、坦度螺酮、阿立哌唑、喹硫平、奧氮平、氯氮平的檢出限分別為0.0002，0.001，0.001，0.0005，0.0005，0.0005，0.002，0.001ng·mg−1。與傳統(tǒng)的酸解、堿解、酶解和超聲處理方法相比，該方法前處理過程簡單快捷、結果科學可靠，能夠滿足毛發(fā)中8種精神類藥物的檢測需求。
李文輝等以牛羊毛發(fā)為靶標，結合強化基質(zhì)去除技術，采用超高效液相色譜-質(zhì)譜法對克倫特羅、萊克多巴胺和沙丁胺醇的殘留量進行測定，得到3種藥物的檢出限為0.2μg·kg−1。使用十二烷基磺酸鈉清洗劑清洗毛發(fā)以去除表面雜質(zhì)，選擇Captiva EMR-Liquid作為凈化柱有效捕獲脂質(zhì)，去除脂肪、磷脂和蛋白質(zhì)，確保方法的穩(wěn)定性。與動物可食用組織靶標不同，毛發(fā)能夠長期存在且不需要破壞活體的靶組織，該方法前處理簡單，準確度高。
液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法具有分析適用范圍廣、靈敏度高，且不受待測物相對分子質(zhì)量及揮發(fā)性限制，無需繁瑣的衍生化前處理等優(yōu)勢，被廣泛應用于毛發(fā)中違禁藥物的分析。然而，違禁藥物因其化學結構的復雜性和多樣性，存在多種結構變體和共存化合物，這顯著增加了液相色譜-質(zhì)譜譜庫的建立和維護難度。此外，該技術的高靈敏度可能使外源性雜質(zhì)以及毛發(fā)清洗、操作過程中引入的干擾更易被檢測到，從而導致檢測結果出現(xiàn)假陽性或假陰性。
3.2 新型檢測技術
近年來，毛發(fā)中違禁藥物的分析方法發(fā)展迅速。除了常見的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測技術外，質(zhì)譜成像法（MSI）、免疫分析法和光譜分析法等先進技術也被廣泛用于毛發(fā)中違禁藥物的檢測。
3.2.1 質(zhì)譜成像法
ERNE等采用飛行時間二次離子質(zhì)譜 (ToF-SIMS) 和基質(zhì)輔助激光解吸 / 離子化質(zhì)譜 (MALDI-MS) 對單根頭發(fā)的縱向和橫向切面中可卡因和美沙酮進行了MSI研究，比較了經(jīng)洗滌和未經(jīng)洗滌的毛發(fā)中藥物分布情況。該方法可以清晰呈現(xiàn)藥物分布情況，比常見的檢測技術更加快捷，但其極端空間分辨率可能導致模糊圖像被誤判為物質(zhì)均勻分布。此外，研究發(fā)現(xiàn)切割毛發(fā)樣本時，刀片產(chǎn)生的機械作用會引發(fā)藥物分子離域效應，促使藥物向毛發(fā)內(nèi)部擴散，從而影響檢測結果的準確度。
TAIRA等采用基質(zhì)輔助激光解吸/電離（MALDI）和納米顆粒輔助激光解吸/電離（Nano-PALDI）技術分析毛發(fā)成分。在Nano-PALDI技術檢測中，胱氨酸和18-甲基二十烷酸的檢出限分別為10fmol和4.5fmol，而使用傳統(tǒng)的MALDI技術時，胱氨酸和18-甲基二十烷酸的檢出限分別為45fmol和25fmol。結果表明，Nano-PALDI的靈敏度顯著高于MALDI。不同于常見的冷凍包埋或石蠟包埋切片，試驗采用Bio-slicer切片技術結合Nano-PALDI-MSI完成樣品切片制備和離子化處理，實現(xiàn)對原始樣品的高空間分辨率MSI分析。針對實際樣品中的不同化合物的理化性質(zhì)選擇合適的基質(zhì)，調(diào)控分子電離效率的差異化，進而獲得準確的分子信號強度和質(zhì)譜成像結果。
MSI可對樣品表面的多種物質(zhì)進行原位定性定量分析，還可以分析因環(huán)境污染導致的毛發(fā)藥物殘留情況。該技術可檢測組織切片表面多種目標分子，包括低濃度水平的生物小分子和完整蛋白質(zhì)，且無需特征性標記或樣品預處理。但其對目標物的離子化仍是技術難題：MALDI無法在更細微的空間層面上獲得信息，而二次離子質(zhì)譜雖然對金屬離子靈敏度高，但對有機小分子的激發(fā)能力差，導致對毛發(fā)中外源性藥物的檢測能力受限。
3.2.2 免疫分析法
ASHRAF等使用ELISA試劑盒對駱駝毛發(fā)中的氫化可的松、地塞米松、氟米松和甲潑尼龍進行篩選，以檢測動物比賽中的非法使用藥物，結果顯示，氫化可的松、甲潑尼龍、氟米松、地塞米松的檢出限分別為30.5，211.9，56.4，115.5pg·mg−1。免疫分析法的定量結果與LC-MS/MS結果并不完全一致，這可能是因為抗體與駱駝毛發(fā)中的內(nèi)源性化合物存在交叉反應，或者其他小分子會競爭地抑制酶標記藥物與抗體的結合。雖然該方法檢出能力足夠，但實現(xiàn)準確定量還需進行深入研究。
BAUMGARTNER等采用專為角化基質(zhì)中藥物檢測開發(fā)的商品化VMA-T免疫分析法，對阿片類、可卡因、苯丙胺類、美沙酮、亞甲二氧基甲基苯丙胺或四氫大麻酚的陰性和推定陽性毛發(fā)樣本進行檢測。VMA-T系統(tǒng)適用于快速有效地篩查角化基質(zhì)中的藥物，能夠以良好的靈敏度區(qū)分陰性和推定陽性毛發(fā)樣本。結果顯示，除了亞甲二氧基甲基苯丙胺外，該方法對其他藥物的特異性均較好。
喻洪江等采用時間分辨熒光免疫層析技術，結合專用的快速分析儀器，檢測毛發(fā)樣本中的微量嗎啡。該方法利用內(nèi)置的LED光源、熒光微球、光電轉換器和ID卡自動計算毛發(fā)中嗎啡含量，將儀器中嗎啡最低檢測質(zhì)量分數(shù)設定為0.2ng·mg−1，從而判斷樣本的陰性或陽性。該方法有效地排除了非特異熒光的干擾，適用于具有單一抗原表位的小分子物質(zhì)的檢測，但其對服藥時間短、毛發(fā)研磨不充分或反應時間過長過短的樣本進行檢測時會出現(xiàn)假陰性的問題。
免疫分析法基于抗原抗體特異性結合，具有特異性好、靈敏度高、現(xiàn)場分析便攜、成本低等特點，適用于大規(guī)模的篩選分析，但免疫分析法只能進行定性或半定量檢測。
3.2.3 光譜分析法
PENG等用高性能金納米材料 (AuNCs) 構建表面增強拉曼光譜（SERS）基底，用于檢測頭發(fā)中的甲基苯丙胺，利用便攜式拉曼光譜儀實現(xiàn)超快超靈敏檢測。試驗中甲基苯丙胺的檢出限低至0.5μg·kg−1。增強基底 AuNCs 比金納米顆粒（AuNPs）具有更強的增強作用，但是在毛發(fā)不提取或溶解后不提純的情況下，即使使用 SERS也無法得到拉曼信號，必須采用 SPME、LPME、液液微萃?。↙LME）等方法進行提取純化后再測定。該方法操作快速簡便，適合于現(xiàn)場檢測。
WANG等利用倒蒸發(fā)自組裝金納米棒薄膜的SERS，結合殘差模塊的多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，建立了藥物識別模型，并使用Inception-ResNet矩陣光譜輸入形式，取得了較高的準確率。試驗中，將毒品添加到毛發(fā)樣本中，通過堿性水解和液液萃取分離出目標物，然后使用倒置蒸發(fā)法制備均勻的底物。結果顯示，甲基苯丙胺、氯胺酮和嗎啡的檢出限分別為0.05，0.1，0.2ng·mg− 1。
甘盛等對豬毛發(fā)中的β受體激動劑進行SERS分析，將豬毛發(fā)溶解后進行固相萃取，測得萊克多巴胺的檢出限為0.1μg·L−1，鹽酸克倫特羅等其他7種β受體激動劑的檢出限為1μg·kg−1。結果顯示，與尿液和糞便檢材相比，動物毛發(fā)中藥物存留時間更長，測定結果準確，SERS可間接推斷動物瘦肉精的使用情況。
LEHTINEN等將傅里葉變換紅外光譜法（FT-IR）、使用干涉懸臂麥克風的光聲光譜法（PAS）、主成分分析法（PCA）以及適當?shù)臄?shù)據(jù)預處理程序相結合，根據(jù)PCA顯示的模型可以得到吸食可卡因和未吸食可卡因的人毛發(fā)中可卡因的含量。PAS需要先進行數(shù)據(jù)預處理，不需要隔離和提取步驟。
KALASINSKY使用紅外顯微鏡分析切片毛發(fā)的中央核心或髓質(zhì)區(qū)域，此方法僅能分析毛發(fā)根部的部分。通過對比長期服用氫嗎啡酮者和正常者的毛發(fā)，以及有無髓質(zhì)的毛發(fā)的橫切面和側切面，可知髓質(zhì)越多，藥物的可見度越高。該方法通過監(jiān)測紅外官能團頻率，能夠較好地檢測毛發(fā)中的藥物，但難以檢測非長期使用的藥物，且對樣品制作技術要求較高。此外，尋找用于紅外分析的孤立基團頻率非常困難，因此該技術尚未被完全應用于實踐。
毛發(fā)是角化結構檢材，在光譜中很容易辨別與角蛋白相連的酰胺峰，基于此開發(fā)的光譜分析法有著檢測快速、靈敏度高、分辨率高的優(yōu)勢，是目前研究的新趨勢。通過光譜分析可對人類的毛發(fā)與動物的毛發(fā)進行區(qū)分，然而毛發(fā)中違禁藥物方面的光譜分析研究相對較少，主要原因是光譜分析依賴于優(yōu)良的數(shù)據(jù)處理方法，毛發(fā)樣品前處理要求較為嚴格，進而使得光譜分析在毛發(fā)檢測應用中暫時受到限制。
04毛發(fā)中藥物檢測的影響因素
4.1 內(nèi)部因素
種族差異對毛發(fā)中藥物檢測有影響。研究表明，黑色頭發(fā)中藥物含量更高，這與黑色毛發(fā)中黑色素含量高有直接關系，如非洲裔美國人濫用藥物者毛發(fā)中藥物的濃度水平平均高于高加索人的，說明不同種族人群的毛發(fā)對于藥物的儲存能力也是不同的。
毛發(fā)生長也對毛發(fā)中藥物檢測產(chǎn)生影響。停止用藥后，在一段時間內(nèi)毛發(fā)周圍的皮脂腺等結構仍然在逐漸釋放殘留藥物。此外，毛發(fā)中藥物含量也受血藥濃度影響，隨時間的延長，血藥濃度降低，毛發(fā)中藥物會形成 時序性分段分布，但這種分布并非直接線性或恒定，而是受血液循環(huán)速率、藥物與血漿蛋白結合強度、個人代謝能力等因素的影響。藥物攝入時間與采集頭發(fā)時間的間隔越長，估算的精確度就越低，隨生長時間的延長，雖可測出部分藥物殘留，但其含量會明顯下降。
4.2 外部因素
毛發(fā)因其多孔性的結構很容易受到外界環(huán)境污染，如環(huán)境中毒品可通過接觸毛發(fā)表皮后經(jīng)人體代謝進入毛發(fā)，而且難以完全清洗。
美發(fā)對毛發(fā)中藥物檢測的影響也是不容忽視的。美發(fā)過程使用的一些化學物質(zhì)可能會使毛發(fā)結構改變，導致毛發(fā)中一些藥物殘留的濃度水平降低。燙發(fā)是通過破壞一定量的二硫鍵，再經(jīng)氧化劑重新交聯(lián)固定，該過程會影響內(nèi)源性藥物進入毛發(fā)。漂白和染色都會破壞毛發(fā)的結構，最新研究表明，不漂白的半永久著色幾乎不影響藥物流失，而涉及漂白的永久著色則明顯會導致藥物的流失。在水環(huán)境下進行對比試驗，結果表明漂白過程的永久性染色促進藥物從毛發(fā)中流失。
4.3 實驗室檢測因素
根據(jù)GB/T 43240—2023《毛發(fā)中 55種濫用藥物及代謝物檢驗 液相色譜-質(zhì)譜法》的規(guī)定，毛發(fā)樣本采集時，選擇后頂和枕骨區(qū)域的毛發(fā)樣本較為理想。相比于陰毛等其他部位，這些區(qū)域的毛發(fā)具有一致的線性生長率，相對穩(wěn)定，并可以根據(jù)毛發(fā)長度推算藥物使用的時間。毛發(fā)在保存時應置于干燥、避光、室溫的環(huán)境中，而不能存放在冰箱或冷凍室中。存放在冷凍環(huán)境中可能導致毛發(fā)溶脹或藥物流失，這兩種情況都會影響最終的檢測結果。
實驗室分析中的毛發(fā)清洗步驟尚無標準程序可確保藥物不流失以及雜質(zhì)去除徹底。非質(zhì)子溶劑比質(zhì)子溶劑更適合清洗毛發(fā)表面雜質(zhì)，因為它們不會導致毛發(fā)溶脹。毛發(fā)清洗時，應進行短時間多次清洗，特定的洗滌順序以及洗滌液與頭發(fā)中的藥物濃度比率可用于區(qū)分被動污染和身體代謝摻入。需要根據(jù)被洗脫物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當?shù)南疵撛噭?。例如，皮質(zhì)醇和皮質(zhì)酮等類固醇在甲醇中更易溶解，連續(xù)使用異丙醇和磷酸鹽緩沖液比單次使用甲醇更有效地去除可卡因污染。毛發(fā)水解和溶解提取通常使用酸水解、堿水解、酶水解和有機溶劑超聲萃取等方法。其中，甲醇萃取法最常用，但易受毛發(fā)污染影響，可能影響檢測結果，需結合多反應監(jiān)測模式下的LC-MS進行檢測。使用替代溶劑乙腈的超聲提取可以獲得更清潔的提取物，研究表明乙腈適用于多種分析物的萃取，且萃取率較高，但使用案例較少。
實驗室分析的準確度與陽性毛發(fā)標準物質(zhì)的制備密切相關。最直接的制備方法是標準浸泡法，通過溶脹劑和滲透劑模擬藥物進入毛發(fā)的過程。然而這種方法中分析物是通過皮質(zhì)和汗液滲入毛發(fā)的，與通過血液滲入毛發(fā)的位置不同，導致其與真實樣本產(chǎn)生偏差。另有一種方法是將陽性毛發(fā)與空白毛發(fā)制成粉末按比例添加。這種方案的綜合成本最低，但無法模擬真實的萃取行為，在閾值判斷時可能得出假陰性結論。
05總結與展望
毛發(fā)作為一類重要的生物檢材，在人體違禁藥物濫用檢測和人體及動物非法添加藥物的監(jiān)測分析中具有重要作用。毛發(fā)中違禁藥物的分析方法不僅包括準確定性定量分析的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，而且包括近些年發(fā)展的具有快速篩選分析能力的免疫分析法、光譜分析法以及MSI等。但是，當前毛發(fā)中違禁藥物檢測也面臨若干問題。對于微量毛發(fā)、損壞毛發(fā)以及受外部環(huán)境影響的毛發(fā)，檢測準確度仍舊較低；關于毛發(fā)去污和凈化步驟缺乏通用的樣品前處理流程；閾值質(zhì)量控制時的陽性毛發(fā)標準物質(zhì)的制備不能完全模擬藥物自然滲入毛發(fā)，無法還原真實的藥物與毛發(fā)結合過程。此外，毛發(fā)檢測需要較長時間，大型分析設備價格昂貴等都是現(xiàn)今毛發(fā)中違禁藥物檢測實踐中遇到的問題。因此，未來的研究應加強基礎理論研究，對來自檢材特點、環(huán)境影響和實驗室分析過程所帶來的毛發(fā)分析因素進行全面理論研究，以提高毛發(fā)中違禁藥物的檢測準確度問題；同時將快速檢測技術與實驗室確證技術相結合，開發(fā)新型便攜且低成本的檢測設備，以降低檢測成本、節(jié)省時間，提高檢測的靈敏度，利用技術之間的互補優(yōu)勢，實現(xiàn)更高的檢測效率和準確度。
作者：王嘉明，張婷，彭俞霖，陳旭潮，吳發(fā)龍
單位：中國刑事警察學院 刑事科學技術學院
來源：《理化檢驗-化學分冊》2025年第6期
京公網(wǎng)安備11010802046783號
