酒文化源远流长，酒精的中枢性药理作用特点，致使全球因饮酒导致的交通事故、酒后滋事、中毒或死亡的案事件日益增多，后果严重。血液乙醇检测结果成为酒后驾车、醉酒驾车以及乙醇中毒的重要判定或量刑依据，血液中乙醇检测已成为法医毒物分析的重要工作之一。为确保乙醇检测结果的法律证据效用，对乙醇检测结果的准确性要求较高，目前国内公共安全行业标准方法（GA/T 1073-2013）规定以叔丁醇作内标物，采用顶空气相色谱法进行血中乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮等挥发性物质的检测^[1]。血液样品中乙醇含量的检测结果受到诸多因素的影响，许多学者研究了血液样品采集方法^[2]、储存容器^[3]、存储方法^[4-6]、检测方法^[7-11]对血液样品中乙醇含量的影响。法医学实践中，笔者发现许多物质会对乙醇检测产生干扰，如血液样品中存在的丙酮对乙醇检测的干扰较为多见，文迪等^[12]报道了2例，但鲜见丙酮干扰乙醇测定的系统研究。因此，本研究旨在探讨血液样品中丙酮的浓度范围及其对乙醇检测结果的影响，指导法医学实践，提升法医学鉴定水平和质量。

1.   材料与方法

1.1   材料

（1）仪器：顶空气相色谱仪（上海俊齐，型号：GC2002）、气相色谱-质谱联用仪（Agilent 7890A-5975C）；（2）试剂：乙醇、叔丁醇、丙酮（均为色谱纯，美国Sigma公司）；（3）样本：2019年6～10月昆明医科大学司法鉴定中心检测的600例车辆驾驶人员血液样本，血样均为一次性抗凝真空采血管密封包装，4 ℃冷藏保存。

1.2   方法

1.2.1   分析条件

（1）顶空气相色谱法检测条件：色谱柱1为DB-ALC1（30 m×0.32 mm×1.8 μm）、色谱柱2为DB-ALC2（30 m×0.32 mm×1.2 μm），柱温：40 ℃；进样口温度：150 ℃；检测器（FID）：250 ℃；空气：300 mL/min；氢气：30 mL/min；载气：高纯氮气；柱流速：8 mL/min；分流比：10∶1。顶空（HS-16A）条件：加热箱温度65 ℃，加热平衡时间10 min；定量环温度105 ℃，传输线温度110 ℃。（2）气相色谱-质谱法检测条件：仪器：Agilent 7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪；色谱柱：HP-5MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm毛细管柱，柱温：30 ℃（保留3 min），以5 ℃/min升至150 ℃（保留3 min）；进样口温度：150 ℃；辅助加热器温度：250 ℃；载气：高纯氦气，流量1.19 mL/min；离子源温度：230 ℃；四级杆温度：150 ℃；EI能量：70 eV；EM电压：1435 V；进样：分流进样，分流比10∶1。

1.2.2   顶空气相色谱法检测血液中乙醇和丙酮

依据《生物样品血液、尿液中乙醇、甲醇、正丙醇、乙醛、丙酮、异丙醇和正丁醇的顶空气相色谱检验方法》（GAT 1073-2013）^[1]，对600例涉嫌酒后或醉酒驾车的驾驶员血液样本进行乙醇和丙酮的定性定量测定。

1.2.3   气相色谱-质谱联用法（GC/MS）确证血液中的丙酮成分

在前述分析条件下，抽取气相色谱法（色谱柱1）检测结果可能含有丙酮的部分血液样本进行GC-MS法确证。各取血液样本1 mL于顶空样品瓶内，在1.2.1顶空加热条件加热平衡后，GC-MS进样分析，经与空白血丙酮添加样的保留时间和质谱信息比对，确证血液样本中的丙酮成分。

2.   结果

2.1   血液样本中丙酮的定性确证

乙醇、丙酮、内标叔丁醇对照品在顶空气相色谱柱1及柱2分析条件下的保留时间分别为1.568 min、1.758 min、2.181 min和1.418 min、2.161 min、2.161 min，说明在色谱柱1条件下，丙酮与叔丁醇能有效分离，而在色谱柱2条件下丙酮与叔丁醇的色谱峰重叠不能分离，见图1。

图  1  实际案例静脉血顶空气相色谱图

a：柱1色谱图，b：柱2色谱图。

Figure  1.  The gas chromatogram of venous blood in the actual cases

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顶空气相色谱法检测的600例驾驶员血液样本中，有113例血样在色谱柱1条件下出现与丙酮对照品保留时间相一致的色谱峰，为确证113例血样中可能存在的丙酮成分，采用GC-MS进样分析后，经与空白血丙酮添加样的保留时间和质谱信息比对，血液样品中出现与空白血添加样保留时间相一致的特征离子，质荷比（m/z）为43、58，确证其为丙酮，见图2。分子离子峰[M-H]的m/z为58，断裂脱去-CH₃后产生m/z 43的碎片离子。

图  2  丙酮的质谱图

Figure  2.  Mass spectrum of acetone

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2.2   血液样本中丙酮的定量测定

2.2.1   线性及灵敏度考察

经方法学验证，结果表明丙酮在0.5、1、2、5、10、20、40 mg/100 mL范围内线性良好，线性回归方程式为Y = 0.048 X（R = 1），丙酮的最低检出限为0.1 mg/100 mL，定量下限为0.5 mg/100 mL。

2.2.2   血样中丙酮含量的检测结果

在600例血液样本中，检出丙酮113例，占比达18.8%，其中丙酮含量在5.0 mg/100 mL以上的有2例，1.0～5.0 mg /100 mL的有10例，0.12～1.0 mg/100 mL的有101例，见图3。丙酮干扰导致色谱柱1和色谱柱2乙醇含量相对相差大于10%的有3例，无法计算双柱双检测器检测结果的平均值。例如：某案例中柱1及柱2色谱条件下均检出乙醇成分，柱1条件下的定量平均值为122.96 mg/100 mL，柱2条件下的定量平均值为98.70 mg/100 mL；另一案例中，柱1及柱2色谱条件下均检出乙醇成分，柱1条件下的定量平均值为102.06 mg/100 mL，柱2条件下的定量平均值为83.25 mg/100 mL；2个案例血样在色谱柱1条件下检测的丙酮含量分别为6.55 mg/100 mL、5.35 mg/100 mL。上述2例血样均检出丙酮成分，在色谱柱2条件下丙酮与内标峰重叠，致使内标峰面积增大，乙醇检测结果偏低，因此，色谱柱2的定量结果无效。

图  3  600例血液样本中丙酮含量比例示意图

Figure  3.  Schematic diagram of the proportion of acetone concentration in 600 blood samples

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3.   讨论

丙酮酸是人体代谢的中间产物，进一步被丙酮酸脱氢酶分解，当人体代谢紊乱后，脂肪和蛋白质的加速分解会产生大量酮体，从而导致血、尿中酮体浓度增高^[13]，临床上统称为“酮症”。人体血液、尿液中的酮体主要有β-羟丁酸、乙酰乙酸和丙酮3种成分，分别约占75%和20%和5%，正常情况下，血中含少量酮体，约0.03～0.5 mmol/L^[14]。很多糖尿患者呼出的气体里含有丙酮，如糖尿病酮症酸中毒（Diabetic ketoacidosis），即当糖尿病患者体内有效胰岛素严重缺乏时，由于碳水化合物、蛋白质及脂肪代谢紊乱而使体内有机酸和酮体发生聚积而出现的代谢性合并症。此外，当禁食或交感神经兴奋时，机体可增强脂肪动员，促进酮体生成。血酮浓度的升高与代谢性酸中毒及脱水程度呈正相关^[15]，因此认为，血液中丙酮的存在是比较普遍的现象。

人体血液乙醇浓度的测定值是认定车辆驾驶人员是否酒后或醉酒驾驶的重要执法证据。本文采用顶空气相色谱法检测了600例驾驶员血液样本中的乙醇和丙酮，其中113例检出不同浓度的丙酮，说明司法鉴定实践中，丙酮对乙醇检测结果的影响不可忽视，特别是仅用单柱DB-ALC2（30 m×0.32 mm×1.2 μm）、单检测器开展乙醇检测，增加了误判的风险。采用双柱双检测器开展乙醇检测，如果出现两根色谱柱的定量结果误差较大时，应考虑干扰物存在的可能，对于丙酮造成的干扰，可配制平行双样进行测定，采用色谱柱1的2次测定的平均值为最终结果。综上所述分析认为：（1）人体血液中丙酮的存在是比较普遍的现象，应关注丙酮对乙醇检测结果的影响，尤其是处于临界值附近的检测结果；（2）血中乙醇检测时丙酮不适宜作为内标物质使用，因为人体内可产生丙酮，且丙酮在色谱柱2的条件下色谱峰会与叔丁醇重叠；（3）单柱、单检测器进行乙醇浓度测定存在风险，双柱确认法可有效降低误判的可能性；（4）双柱定量结果差异较大时，需考虑未知物（如丙酮、七氟烷等）对乙醇或内标叔丁醇的干扰；（5）出现未知色谱峰干扰时，可采用GC-MS法对其进行定性确证。