美发对毛发中药物分析影响的研究进展

何昕宇，王继芬*，王燕燕

(1.中国人民公安大学 侦查学院，北京 100038；2.法庭毒物分析公安部重点实验室 北京市公安局司法鉴定中心，北京 100192)

随着科学技术的不断进步，毛发分析的应用前景越来越广阔[1-2]。但是，对毛发分析相关结果的解释仍具有不确定性，并且美发对毛发中药物分析的影响存在争议[3]。据相关研究显示，美发过程中所使用的一些化学物质(如过氧化氢)会使毛发表皮和毛发结构发生改变，导致毛发中的药物被破坏，进而降低毛发中一些药物的原始浓度[4]。在毛发分析中，由于美发导致结果错误的案例不断出现，因此需要归纳总结美发对毛发中药物分析的影响。本工作基于毛发生理学和美发原理，从外部污染和内部流失两个方面对美发在毛发中药物分析的影响进行了归纳总结，以期为相关研究人员提供借鉴和参考，推动毛发分析在相关领域的深入应用。

1 毛发生理学

毛发是源自表皮的附属物，主要由毛囊和毛干组成；从外到内，毛干依次由表皮层、皮质层和延髓层组成[5-6]。表皮层的主要成分是角蛋白，由酸性角蛋白多肽与碱性角蛋白多肽组合而成[7]，以鳞片状的形式一层层重叠，充当屏障以保护皮质层；角蛋白还含有大量的胱氨酸，胱氨酸可以与相邻的两个角蛋白多肽链形成二硫键，而二硫键能够使毛发具有更高的物理和化学稳定性[8-9]。皮质层是毛干的主要组成部分，通常占比85%～90%，毛发中的大部分药物都存在于皮质层中，并且药物含量与黑色素含量存在一定的比例关系[10-12]。延髓层是毛发的中轴，髓质是否存在也因人而异，由于下述论述基本不涉及延髓层，所以不再赘述。

2 美发

美发是指用于清洁、修饰或改变毛发外观的一系列流程[13]。

2.1 洗发

洗发所用的洗发剂一般包含阴离子表面活性剂，如月桂基硫酸钠，它通过清除发干上的皮脂来清洁头发，是起泡和清洁的主要成分[14-16]。洗发剂通常由10～30种化学物质组成，主要分为4类[17-18]：①清洁剂；②有助于产品稳定和舒适的添加剂；③旨在赋予头发柔软度和光泽的调理剂；④用于治疗头皮屑、油腻等特定问题的特殊护理成分。

2.2 烫发

烫发是通过改变一定数量的二硫键来达到改变毛发结构的目的。烫发主要分为两个步骤：首先是还原步骤，表皮层的角蛋白二硫键被巯基乙酸破坏；其次是氧化步骤，使用固定液(大部分为过氧化氢溶液)恢复之前被破坏的二硫键[19-20]。

2.3 染发

根据毛发颜色的持续时间，染发剂一般可被分为3类：临时染料、半永久性染料、永久性染料[21]。临时染料在每根头发上会形成彩色着色膜，用洗发剂便可轻松洗掉。半永久性染料由相对分子质量较小的化合物组成，这些物质能够自由地在皮质层扩散，染发颜色一般可持续四到六周。永久性染料主要作用于皮质层内，其原理是：使用碱溶液破坏角质层并使皮质层膨胀；过氧化氢与皮质层中的黑色素发生反应，将其氧化并分解；无色着色剂前体进入毛发皮质层内部，与过氧化氢反应形成色素分子；最后色素分子固定在表皮层，使用特殊的护发素进行封闭[22-24]。

2.4 漂白

美发中的漂白是指利用特定的化学物质降低毛发中黑色素的含量，从而达到毛发颜色变浅的目的[25]。采用碱性氧化法，通过使用6%～12%(质量分数)过氧化氢溶液与铵或过硫酸钾的混合溶液使黑色素颗粒降解和可溶颜料脱色。漂白程度不同，对毛发结构的破坏程度也不尽相同。

3 美发对毛发中药物含量的影响

美发中的一些试剂和操作会使毛发结构发生改变，从而导致毛发中药物含量分析出现假阳性或假阴性结果[26-28]。

3.1 外部污染

在对滥用药物的检测对象进行毛发分析时，外部污染可能会导致错误的检测结果。相关研究表明，经过美发的毛发比正常毛发更容易受到外部污染的影响[29]。目前，有关去污策略的文献主要集中在如何去除正常毛发的外部污染，尚未对经过美发处理的毛发样品的去污程序达成共识。

美发导致的错误结果可能是由外部环境中相关物质污染造成的。外部环境的渗透主要表现在滥用药物存在于检测对象的生活环境中，以外部渗透的方式进入毛发中。由于毛发的结构受到美发流程的破坏，因此外部滥用药物更容易渗透到毛发皮质层中，导致常规清洗程序无法完全去除外部污染，从而产生假阳性结果。THORSPECKEN 等[30]将处理过(漂白和染发)和未处理过的毛发样品暴露于大麻烟雾中60 min，然后通过气相色谱-质谱法对毛发样品中的大麻素含量进行测定。结果显示，经美发处理过的毛发样品中大麻素含量显著高于未经处理过的毛发样品。BURGUEÑO 等[31]将阴性毛发样品(来自20名志愿者)分成4组，其中一组未经处理，另一组经过染色处理，最后两组经过不同程度的漂白处理。在37℃下，分别将未经处理和处理后的毛发样品暴露在含有甲基苯丙胺及其代谢物的人工汗液或皮脂中，分别持续8 h和24 h。结果显示，处理后的毛发样品更容易受到外部的污染，从而造成假阳性结果。KIDWELL 等[32]研究了美发产品、种族、毛发颜色等因素对毛发中药物检测结果的影响。结果表明，美发产品作为扩散介质，增强了外部药物对毛发的污染，而种族和毛发颜色对毛发中药物的含量几乎没有影响。GERACE 等[33]将不同类型的阴性毛发样品进行美发处理，然后将未处理和处理过的毛发样品置于可卡因溶液中浸泡60 min，采用气相色谱-质谱法进行测定，并使用扫描电子显微镜评估了处理后毛发的形态变化。结果显示：热拉直的毛发表面出现较小的损伤，而经漂白和染色处理后的毛发，其形态发生了实质性变化；未经处理和热拉直的毛发在浸泡60 min后未表现出明显的可卡因吸收，而经漂白和染色处理后的毛发却吸收了可卡因，出现了测定值更高的结果。

目前由美发导致的外部污染的相关研究还不完善，相关结果解释依然是当前法庭科学中不可忽略的一个重要问题。由外部污染导致的错误检测结果可从以下3个方面来解释：①原本不包含滥用药物的毛发样品被外部环境中的相关污染物污染，而常规清洗程序无法去除经美发处理后毛发样品中的污染物；②原本包含滥用药物的毛发样品，但药物含量低于相关标准规定的阈值，经美发处理后更容易受到外部污染，导致测定值偏高；③原本包含滥用药物的毛发样品，且药物含量高于相关标准规定的阈值，经美发处理后，更容易受到外部污染，导致测定值更高。

综上所述，区分美发处理和未处理的毛发是毛发中药物分析的一个关键性问题，而在对经美发处理后的毛发进行分析时，阳性结果只能说明检测对象接触过相关药物，还应当采集其他生物样品(如指甲、血液等)进一步验证，从而避免错误结果。

3.2 内部流失

由于美发会对毛发结构造成破坏，使原本存在于毛发中的药物流失，从而导致假阴性结果，主要有以下几个方面原因：①一些洗涤程序将原本存在于毛发皮质层中的药物洗去；②美发流程中使用的一些化学物质(如过氧化氢)会对毛发中的药物造成不可逆转的破坏，从而降低毛发中原有药物的含量。

由于不同的美发程序对毛发结构的破坏程度不尽相同，因此对美发后的毛发样品进行分析时，应当针对不同美发流程造成的影响进行评估。WELCH等[34]研究了美发对毛发中可卡因和苯甲酰芽子碱含量的影响。结果表明，经美发处理过的毛发样品中这两种物质的含量均减少了约95%。TAKAYAMA 等[35]对阳性毛发样品进行美发处理，并通过高效液相色谱法和化学发光法对甲基苯丙胺(MA)和苯丙胺(AP)进行测定。结果显示，经美发处理过的毛发中 MA 和 AP 的含量均显著降低。RAMÍREZ等[36]建立了液相色谱-串联质谱法测定毛发中γ-羟基丁酸酯(GHB)含量的方法，并进行了体外研究，以评估烫发或漂白处理对内源性GHB含量的影响。结果显示，经美发处理的毛发中内源性GHB 的含量降低了80%。VAN ELSUÉ 等[37]研究了漂白、烫发和染色处理对毛发中大麻素含量的影响。结果表明，经漂白和烫发处理后的毛发中大麻素的含量较低，经染色处理后的毛发中大麻素的含量偏低，原因可能是漂白使大麻素发生了强烈的化学降解，而烫发则发挥了更多的浸出作用。

因此，对美发后的毛发样品进行分析时，应结合其他对照样品的分析结果进一步验证。

4 结论

美发是利用染色和漂白等手段来改变头发的质地，并且美发流程中的一些化学物质可能与药物分子发生反应。美发对毛发中药物分析的影响涉及到很多流程，洗发对毛发中药物含量有轻微影响[38-40]，主要是因为毛发表皮层保持完整，从而使毛发内部药物不易受到外部影响；烫发过程中一些试剂和操作会破坏毛发结构，使药物更容易从毛发中浸出[41-42]；而染色和漂白则是通过破坏毛发结构以及通过过氧化氢对毛发中药物进行化学降解的浸出过程，这些过程均可能导致毛发中药物含量的增加或减少[43-45]。因此，必须充分理解不同美发流程对毛发中药物含量的影响，并且结合其他对照样品分析，才能从根本上避免错误的检测结果。