血乙醇浓度分析方法及其评价

2005年第3期分析仪器57 new method for distinguishing gas chromatographic peaks. Liu Xiao China Academy of Aerospace Aerodynamics, Beijing, (100074) Accurately defining peak position is very critical for quantitation in gas chromatography. A new method is proposed for distinguishing peaks by using computer program of data processing. The peaks are identified by finding intersections on chromatogram. The intersections are points where the chromatographic curves intersect with the scales. The gas components are determined by the distinguished peaks and the data of temporal win- dows of these components.血乙醇浓度分析方法及其评价李琼谢国明徐华建阳强(重庆医科大学临床检验诊断学实验室,重庆,400016)摘要介绍了目前常用的血乙醇浓度分析方法包括顶空色谱法、分光光度法、散射能量衰减法、呼气法、酶电极法。对各种方法的基本原理作了简单介绍,对各自的特点作了评价。关键词血乙醇浓度分析顶空色谱法分光光度法散射能量衰减呼气法酶电极法1引言空自动进样器中,载气携带乙醇样品在固定相中移动,由于乙醇样品中各组分在固定相中溶解度不同,乙醇是一种高效麻醉剂。研究表明,饮酒后,由因而随载气移动的速度不同,在柱内停留的时间也于乙醇的麻醉作用,人的中枢神经活动会变得迟钝,不同,从而使乙醇得到分离,然后对分离的乙醇再进并延及运动神经和末梢神经,使手足活动迟缓,生理行检测。机能减退,视力、听力等感知能力降低。因此血乙醇2.2评价3-7浓度分析对交管部门执法和临床治疗效果监测都很顶空气相色谱法是乙醇浓度分析的参考标准方重要。酒类饮料主要在胃部吸收1,约1.0~1.h法。该方法分离效率高,能把乙醇从性质相近较难可全部吸收,进入人体的乙醇约90%经肝脏代谢成分离的同系物(如甲醇、乙烯乙二醇、异丙醇)和异构乙醛再转变成乙酸,少量通过呼吸汗液和尿液排出体中分离出来,检测灵敏度高,可以检测出10-甚体外2。至10-级的乙醇含量;另外该方法还具有分析速度目前,国内外有关血乙醇浓度分析方法的报道快(一般在3~4min完成一个乙醇样品分析)准确甚少。本文介绍检测血乙醇浓度的顶空色谱法分度较高、精密度高等显著优点。光光度法、散射能量衰减法、呼气法、酶电极法的基但是由于乙醇性质不稳定性,送检、分析都应及本原理并对其特点作了评价。时。根据药代动力学原理,乙醇在人体的代谢过程中易氧化水解,代谢速率较快,所以在代谢过程的不同2顶空色谱法阶段采样送检,检测结果可能不同。2.1原理血液成分的不确定性(血液成分的个体差异);新顶空色谱法是指用气相色谱法分析封闭系统中鲜样本与陈旧样本(死后100h样本)的差异;测量器与液体(或固体)样品相平衡的气体,达到分析样品的口径大小;标准中水分的多少;进样量;气化阶段乙成份的目的。用顶空色谱法分析血乙醇浓度,是将醇气化浓度;分析信号重复性;数据统计处理的不确含乙醇的样品装入顶空取样瓶,用瓶盖密封,放入顶定性,都有影响,都会给血乙醇浓度测定带来误差。作者简介:李琼,女,硕士生。谢国明,男,硕士生导师。58分析仪器2005年第3期评价:红外线比色法能简便快速地检测呼3分光光度法气中的乙醇,但检测结果可靠性不高,因为影响检测3.1原理结果的因素较多(如是否是肺部深处呼出的气体;另乙醇和氧化型辅酶I在乙醇脱氢酶催化反应外每个人的肺活量不一样),检测上限低(小于0.22下,生成乙醛及还原型辅酶。还原型辅酶I在mg/100m)此法属于乙醇测试筛选法,主要用于340nm波长处有特殊吸收峰,因此可以用比色法分交通警察定性检测驾驶员是否酒后驾车。析还原型辅酶I生成量,再求出乙醇含量。5.2电池法3.2评价8原理:呼吸气体中的氧气在催化剂的作用下将分光光度法是乙醇浓度分析的经典方法。分光乙醇氧化成乙酸再转化成水和二氧化碳。燃料电光度法研究物质在可见光区分子的吸收光谱。可见池将氧化作用中释放的化学能转化为可测量的电吸收光谱属于电子光谱,由于电子光谱的强度大,乙压,电压越高样品中乙醇含量越大。醇浓度分析数量级可达10-6~10-4g/mL,部分可达评价:与红外线比色法一样,电池法属于乙10gm该方法的灵敏度、准确度高,相对误差测试筛选法,主要用于酒后驾驶交通违规者的定性一般为0.5%,性能较好的仪器,相对误差可达检测。0.2%。6酶电极法分光光度法有如下不足:第一,容易受周围环境、酶的保存、样品处理的影响,重复性不很高;第6.1原理用固定化生物酶作为敏感元件,与适当的能量二,死后或临死前患者的样品由于含高浓度的乳酸脱氢酶和乳酸,会产生假阳性结果,这种情况下的阳转换器结合,敏感元件产生与待测生物量相关的化性结果要用气相色谱法来确认;第三,有些药物和患学信号(原始信号)由能量转换器转换为易于测量者的自身状况也会影响测试值;第四,相关的醇类化的电信号(次级信号)6.2评价合物会产生交叉反应(如乙烯乙二醇、异丙醇)。酶电极法(乙醇脱氢酶电极)代表新的发展方4散射能量衰减法向。酶电极由高度选择性的分子材料(酶)制成,与灵敏度极高的能量转换器(电极)结合,具有很好的4.1原理专一性和极高的灵敏度,一般不需要对样品进行预散射能量衰减法应用的是比尔(Beer)法则。含处理;体积小,可实现连续的在线、在位、在体监测;有荧光物质的试剂与受检物反应,产生特殊的光吸响应快,样品用量少,可以反复多次使用;成本远低收物质,光吸收物质产生的多少与受检物成正比。于大型分析仪器,便于推广普及。4.2评价9酶电极法需要解决的问题是,乙醇氧化酶能识散射能量衰减法除具有分光光度法的灵敏度别广谱类,在这种情况下,必须消除可能的干扰;高、准确度高、线性范围宽等优点外,还有自己的特工作条件比较苛刻,酶只有在最佳的pH范围内才点:可以在临床实验室里更为直接、客观地检测血有最大的活性,因而换能器的特性必须与之匹配;不中的乙醇浓度,因此是一种较好的血乙醇浓度定量能承受高温(100℃),工作温度局限在15-40℃的分析方法,有利于与急性苯、有机磷农药、神经抑制狭窄范围内;酶电极只能在短时间内保持活性,为延药物中毒以及其他原因引起的昏迷相区别。长寿命,需要在特殊条件(如4℃)下储存。目前商5呼气法品化的酶电极只有乙醇氧化酶电极,许多重要问题,如长期稳定性、可靠性、一致性、批量生产工艺等有5.1红外线比色法待解决。但随着生物工程技术的发展,上述问题会原理:含有乙醇的呼出气体,可使试剂中的重逐步得到解决,从而在乙醇检测中发挥重要作用。铬酸离子(Cr2O2-)还原成绿色的铬离子(Cr2+),表明乙醇已氧化成乙酸,利用红外线比色计分析吸光7结语值,可求出呼出气中每升所含乙醇量。顶空色谱法、分光光度法和散射能量衰减法是2005年第3期分析仪器59分析血乙醇浓度较好的方法,尤其是顶空色谱法是2004,43(15)1157-6参考标准方法,但均需要血浆或血清样本,要进行复5 Heinrich-Ramm- Blaszkewicz Anal Bioanal Chem杂的样本预处理,受试者必须到医院或专业机构抽2004,380(1):59-67取静脉血,给受试者带来不便。 6 Miller B A, Day S M, Vasquez TE, Evans F M. Sci Jus-呼气法不需样本预处理,也不必到医院或专业tice,2004,44():73-6 7 Wasfi A, A1-Awadhi A H, Al-Hatali Z N, Al-Rayami F机构抽取静脉血,但属于乙醇浓度测试筛选法,如果 J, Katheeri N A. Chromatogr Analyt Technol Biomed测试失败,仍需要受试者到医院或专业机构抽取静 Life Sci,200,799(2):331-6脉血检查。 8 Kovar J, Schneider J, Skursky L, Dubsky H. Anal Bio-酶电极法不需样本预处理,也可不到医院或专chem,1984,137(1):74-9业机构抽取静脉血检查,但它的工作条件苛刻。 Lallemand P, Luo L S. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Mat-以上五种方法各有利弊,应根据检测结果的要 ter Phys,2003,68:3-2求选取相应的方法。随着科学技术的发展,必将开10 Norberg Gabrielsson, Jones, HahnBritish发出检测结果更加准确、可靠,操作更加方便,更加 Journal of Clinical Pharmacology. 2000, 49(5): 399-经济的血乙醇浓度分析技术14。408. 11 Buckley T J, Pleil J D, Bowyer J R, Davis J M.Forensic参考文献 Sci Int,2001,123(2-3):111-8 12 Mitsubayashi K, Matsunaga H, Nishio G, Toda S, Na- 1 Klockhoff H, Naslund I, Jones, AW. British Journal of kanishi Y. Biosens Bioelectron, 2005, 20(8): 1573- Clinical Pharmacology, 2002, 54(6):587-5911579 Jones A. Clinical Experimental Research, 2000, 24 13 Mehrvar M, Abdi M. Anal Sci, 2004, 20(8): 1113-26(4):400-402 14 Liden H, Vijayakumar AR, Gorton L, Marko-Varga G. 3 Kristiansen J, Petersen H W. J Anal Toxicol, 2004,28 Pharm Biomed Anal, 1998, 17(6-7):1111-28(6):456-63收稿日期:2004-11-22 4 Jones A W, Lindberg L, Olsson SG. Clin Pharmacokinet. Methods for analysis of blood alcohol concentration and their evaluation. Li Qiong, Xie Guoming, Xu Huajian, Yang Qiang (The Laboratory of Medical Diagnostics, Chongqing Univesity of Medical Science, Chongqing, 400016) The principles of five comonly used methods (headspace gas chromatography, visible spectrophotometry, dispersion energy attenuation method, breath gas method and enzyme electrode method) for analysis of alcohol concentration in blood are described and their characteristics are evaluated.中国仪器仪表学会分析仪器学会网站开通为更好地发挥学会桥梁和纽带的作用,充分利用信息时代先进的技术手段,优质、快速地传递学会信息,以达到全心全意为广大会员服务、为国民经济建设服务之目的,根据学会六届四次常务理事会“建立学会独立网站的决定”在“仪器信息网”的大力支持下,经过几个月的积极努力筹备,“中国仪器仪表学会分析仪器学会网站”于2005年5月20日开通(试运行)网址为:www.fxxh.org.cn网站的主要任务是让更多的人了解、关心关注、持学会的工作,实现与广大会员和分析科技工作者的及时快捷的沟通、交流。为吸收更多的科技工作者便捷地加入到学会中来,网站专门设置了“申请入会”栏目,只要点击后填好个人资料即可成为学会会员。“交流园地希望及时收到广大会员对学会工作的意见和建议,同时可以就大家共同关心的问题在“园地”中进行交流、讨论。根据大家的要求增加技术咨询和服务等项目。网站目前还处于试运行阶段,总体设计栏目设置等方面还不能尽如人意。但我们坚信在各方面的支持和帮助下,网站建设一定会逐步完善。欢迎广大会员各界朋友进入我们的网站!关心关注和支持我们的网站!