利用LC/MS法检验氟乙酸钠

黄思成 舒鹏 李岩

摘?要：本文阐述了杀鼠剂氟乙酸钠的性质、中毒机理、中毒案件现状以及目前常用的检验分析方法，本文建立的杀鼠剂氟乙酸钠的液相色谱-质谱联用非衍生化分析方法具有准确、快速、灵敏等特点，可以用于氟乙酸钠杀鼠剂的司法检验。

关键词：氟乙酸钠液相色谱-质谱杀鼠剂

中图分类号：O6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0153-02

1氟乙酸钠简介

1.1化学特性

氟乙酸钠（又称氟醋酸钠，1080），分子式为FCH2COONa，相对分子质量98.05，纯品为白色针状结晶，无臭，略有咸味，熔点为200～202℃，高于熔点温度即分解。易溶于水，极易潮解，难溶于有机溶剂，25℃时在100g溶剂中能溶解的氟乙酸钠分别为：水，111g；甲醇，5g；乙醇，1.4g；丙酮，0.04g；四氯化碳，0.004g。

氟乙酸钠的工业生产方法是先将氯乙酸乙酯与干燥的无水氟化钾在反应炉中搅拌加热至200℃，约11h后，蒸出生成的氟乙酸乙酯，直接导入氢氧化钠甲醇溶液中，析出的氟乙酸钠固体经离心分离和真空干燥后即得成品。

氟乙酸钠急性人口服致死量为0.7～

5mg/kg，大鼠LD50为0.22mg/kg，小鼠为4mg/kg，值得注意的是氟代乙酸的毒性与其结构有着密切关系。乙酸系列中的二氟乙酸和三氟乙酸及其酯类，尽管氟的取代度增大，却是无毒的。而ω-氟代羧酸系列，F（CH2）nCOOH，及其相应的酯类，如果n为奇数，由于在体内代谢（β-氧化降解），最终产生FCH2COO-，因此都是有毒的。而n为偶数的ω-氟代羧酸及其衍生物均不显示毒性。

氟乙酸钠曾被广泛用于防治农业害虫和鼠害，但因其毒性剧烈，二次中毒严重，20世纪70年代就被国家禁止生产和使用。与毒鼠强一样，目前仍有少数地下工厂违法生产，用做杀鼠剂。由于投毒和误服导致的氟乙酸钠中毒事件不占少数，因此建立相应的检验分析方法显得十分迫切。

1.2中毒案件现状

在刑事中毒案件中，杀鼠剂检验一直占有一个重要的地位。80年代以前，杀鼠剂中毒案件在整个刑事中毒案件的比例很小。20世纪80年代末，随着氟乙酰胺、氟乙酸钠、毒鼠强等几种熟悉又陌生的农药作为杀鼠剂重新用于灭鼠，使得杀鼠剂引起的中毒案件比例大大增加，特别是近几年涉及这几种杀鼠剂的检验案件呈现急剧增加态势，对当前杀鼠剂中毒案件增加的原因、特点和目前检验方法中存在的问题等分析研究，解决日益增多的杀鼠剂中毒案件检验问题，已经迫在眉睫。

根据对氟乙酰胺，氟乙酸钠为主的杀鼠剂中毒案件的情况分析，此类案件多发生在乡村、城镇，具有以下几个特点：（1）涉及杀鼠剂种类少，仅有毒鼠强、氟乙酰胺、氟乙酸钠等几种，它们在各县城镇甚至农村均可低价方便购买，这就为犯罪分子提供了广泛的毒物来源；（2）配置投放毒药方便，这几种杀鼠剂可与大米、小米、面粉、黄豆、花生、玉米、麦粒、水果等配制，投毒的范围为各种食物、水、酒、饮料、糖块、蔬菜、瓜果甚至一些植物，还可以与固体粉末和不同颜色或无色水剂形式配成投毒，有极强的隐蔽性和广泛性；（3）地区性强，在实际办案中，河北省公安厅的施昆[6]等发现，某地区发生一起某杀鼠剂引起的中毒案后，一段时间内该地区和相邻地区杀鼠剂中毒案件基本上为同一种杀鼠剂，这与这一段时间该地区几乎都销售同类杀鼠剂有关；（4）中毒范围广，数量多，此类案件中，常常涉及多人同时中毒，有的案件造成十几头牛、几十只羊、上百只饲养狐狸、貂等中毒死亡，猪、狗、鸡、鸭也常常中毒死亡；（5）毒性强，中毒持续时间长，难以解毒。根据文献报道，这几种杀鼠剂均为剧毒杀鼠剂，其毒性甚至超过氰化物，而且具有严重的二次中毒作用；（6）中毒时间短，症状明显，该类杀鼠剂中毒所出现症状的时间从几分钟到十余小时都有，最快一例5min出现症状，30min内死亡；（7）检验时间长，查找毒源困难。

1.3中毒机理

氟乙酸钠进入机体后形成氟乙酸，氟乙酸先与辅酶A作用形成氟乙酰辅酶A，再与草酰乙酸作用，生成氟代柠檬酸，氟代柠檬酸能抑制乌头酸酶阻断三羧酸循环，引起机体代谢障碍，最终造成神经系统的损害。此外，对心脏也有明显的损害，导致心率紊乱，心室颤动。

氟乙酸及其衍生物（包括盐、酯、酰胺和醇）的高毒性主要由于在动物机体中这些物质都转化为 FCH2COO-离子，而氟原子仅比氢原子略大，因此被“误认为”CH3COO-而参与细胞的三羧酸循环，并被转化成氟代柠檬酸，抑制了柠檬酸脱水酶的作用，使柠檬酸在体内不断积累，导致产生能量的循环中断，这一“中毒”过程至少需要1h，随后出现典型的中毒症状是心室颤动或痉挛。氟乙酸盐对各种动物的半致死剂量（LD50）变化幅度较大，例如：狗为0.06（mg/Kg）；猫为0.2；羊、兔为0.4；大鼠为5；小鼠为7；癫蛤蟆为400，对人的致死剂量为5mg/Kg。

2氟乙酸钠中毒的检验研究进展

2.1化学显色法

可用于氟乙酸钠或氟乙酰胺的化学显色反应包括硫靛反应、Nessler反应等，其中硫靛反应最为常用。但是，需要注意的是，其他含卤代乙酰基的化合物也有相同反应，另外，硫靛反应不能区分氟乙酰胺和氟乙酸钠。

2.2气相色谱法

气相色谱法是检测氟乙酸和氟乙酰胺常用的方法，FID、ECD、NPD三种检测器均可用于检测。

2.3液相色谱法

高效液相色谱法用于分析氟乙酸和氟乙酰胺优于气相色谱法，前处理水溶液可直接进样分析，也可经衍生化后分析其衍生物实验结果表明：该方法灵敏度高、重复性好，适用于生物检材中氟乙酸钠的测定。

2.4毛细管电泳法

毛细管电泳法（CE）是近年来迅猛发展的一种分析技术，因其具有高效、快速、灵敏、低耗、环境污染小等优点，被广泛用于药毒物的分离和检测。

2.5氟离子选择电极法

氟乙酸钠是一种具有内吸作用的有机毒物，氟乙酸钠中毒致死后，氟均匀地分布在肝、肾、脑中；氟与机体骨中钙结合成氟化钙，蓄积于骨中，因此骨及骨灰中含氟量较高；尿中氟含量最高。用氟离子选择电极法测定这些检材中的氟化物，对氟乙酸钠中毒死亡、尸体火化而无法取得肝、肾、脑、尿等检材时，骨灰中含氟量的测定显得尤为重要。

2.6薄层色谱法

Perry等人于1970年对氟乙酸钠进行TLC测定，可获得最小检出限为0.1?g的好效果。但此法要受硫靛反应的限制，精确度不理想。

2.7紫外-可见吸收光谱法

此方法为一定性检测分析方法，硫靛量大时所得的三氯甲烷溶液，经滤纸吸水后，以三氯甲烷为参比，测190～700nm吸收光谱，在波长256nm，279nm，312nm以及546nm有吸收峰。

2.8核磁共振法

主要针对生物检材的水样提取液，可直接供核磁共振仪进行分析，该仪器对氟乙酸钠、氟乙酰胺、甘氟有较好的分离度及灵敏度，亦是氟乙酰胺类杀鼠剂好的分析方法。军事科学院、科学院等有关单位进行过大量的研究工作，并已用于办案。

2.9柠檬酸测定方法

有与其他方法结合的如气相色谱法、化学法、酶法等，多用于食品、药品测定。

3 实验部分

3.1仪器与试剂

3.1.1 仪器

Agilent TOF 1200LC/6224MS（美国，Agilent公司）；色谱柱：Pursuit PFP（150mm×3.0mm，5?m）；800B型离心机；WH-3微型旋涡混合仪。

3.1.2 试剂

甲醇：色谱纯；乙酸、氨水：分析纯；水为去离子水。

氟乙酸钠标准品（含量大于98%）购自公安部物证鉴定中心；

氟乙酸钠标准储备液（0.10mg/mL）的配制：准确称取1.0mg氟乙酸钠标准品于10mL容量瓶中，用少量甲醇溶解后，用甲醇定容至刻度。

3.2色谱条件

色谱条件：柱温，30℃；流动相：甲醇-0.1%氨水溶液（80：20，v/v）；流速：0.20mL/min；进样体积：10μL。

3.3质谱条件

质谱条件：电喷雾离子化源（ESI），负离子方式检测，气体流量10L/min，雾化器60psi。

3.4结果与讨论

3.4.1 质谱条件优化

氟乙酸钠为极性化合物，根据分子结构的特征，本文选择了负离子化模式（ESI-）作为检测模式。用蠕动泵以0.010mL/min的流速，注射氟乙酸钠标准溶液进ESI电离源，在负离子扫描方式下对氟乙酸钠进行一级质谱分析，得到分子离子峰，确定定性和定量子离子为m/z 77，然后优化仪器的各个参数使其响应值最大。

3.4.2 色谱条件优化

氟乙酸钠的极性较大，以有机相、水为流动相时，出峰时间短，色谱峰形差，本文在现有实验条件下，分别以甲醇、乙腈、乙酸和氨水作为流动相，利用作者开发的液相色谱分离条件智能优化系统进行优化，得到最佳色谱条件为：甲醇-0.1%氨水溶液（80：20，v/v）。图1所示为最佳分析条件下，氟乙酸钠的色谱图和质谱图。

3.4.3 标准曲线

分别配制浓度为10ng/mL、25ng/mL、50ng/mL、0.1ug/mL、0.5ug/mL、1.0ug/mL的系列标准溶液，分别取10uL进样，每个浓度重复进样三次，以氟乙酸钠选择离子色谱峰面积（Y）对氟乙酸钠的浓度（X）得到氟乙酸钠的标准曲线，曲线方程为：Y=10.123X-1.6357；线性相关系数：R2=0.9974。由此可知，采用该定量方法检测氟乙酸钠浓度在10ng/mL-1.0μg/mL之间具有良好的线性关系。

3.4.4 检出限与测量限

以色谱峰信噪比等于3：1为标准，测得氟乙酸钠最低检出限为1.0ng/mL；以色谱峰信噪比为10：1为标准，测得氟乙酸钠的测量限为5.0ng/mL。

3.4.2 精密度和准确度

取添加低、中、高3个浓度（分别为25ng/mL、100ng/mL、1.0?g/mL）氟乙酸钠溶液，每一浓度同一天内提取3次并连续提取测定3d，分别得到日内精密度为5.68%，日间精密度为6.69%。

4 结语

本论文针对剧毒杀鼠剂氟乙酸钠提取困难、不易直接进行分析等特点，结合液相色谱分离效果好与质谱检测灵敏度高等特点，优化色谱分离条件与质谱条件，建立了氟乙酸钠液相色谱-电喷雾离子阱质谱分析方法。氟乙酸钠在10ng/mL-1.0μg/mL之间具有良好的线性关系，最低检出限为1.0ng/mL，最低测量限为5.0ng/m，并成功应用于相关案件的鉴定。本论文建立的方法快速、灵敏、实用、可靠，适用于杀鼠剂、毒饵、胃内容物等检材中氟乙酸钠成分的快速检验，不仅解决了目前氟乙酸钠鼠药司法检验的难题，而且满足了司法鉴定工作的要求，具有一定的实用价值。

参考文献

[1]夏元询.化学物质毒性全书[M].上海：上海科学技术出版社，1991.

[2]黄伯俊.农药毒理毒性手册[M].北京：人民卫生出版社，1993.

[3]方卫民.氟乙酰胺中毒检验研究进展[J].刑事技术，2000.