人體氣味嗅源冷凍保存有效性研究

吳德華 龍成生 陳然然 李金峰 劉鎖英 田家麟

一、材料和方法

（一） 材料與試劑

用于本研究的5頭警犬均為達(dá)到《警犬氣味鑒別工作規(guī)則》(公刑2012〔941〕號(hào))考核要求的鑒別犬，來(lái)自公安部南京警犬研究所氣味物證實(shí)驗(yàn)室。試劑內(nèi)標(biāo)為7-十三酮(上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司)，純度99%以上。

（二）儀器與設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent 7890-5975MSD，USA)；多功能自動(dòng)進(jìn)樣器(Gerstel MPS XT，Germany)；磁力攪拌吸附萃取棒(PDMS涂層，Gerstel)；保存人體嗅源氣味樣本的智能化人體氣味庫(kù)為公安部南京警犬研究所與蘇州優(yōu)點(diǎn)優(yōu)唯科技有限公司聯(lián)合研制，庫(kù)存溫度為-20℃。

（三） 實(shí)驗(yàn)方法

1.人體氣味嗅源樣本采集

選取6名年齡為35歲左右的志愿者，男女各3人，進(jìn)行為期72周的7次采樣。同一氣味樣本分為5份，其中4份用于警犬氣味鑒別（1份用作嗅源，3份分別用作所求物），1份用于進(jìn)行儀器分析，采集的氣味樣本數(shù)量共計(jì)258份。警犬鑒別和儀器分析所用氣味樣本的采集時(shí)間、保存時(shí)間以及數(shù)量分別見(jiàn)表1和表2。

表1 警犬鑒別所用氣味樣本的采集時(shí)間及數(shù)量

表2 儀器分析所用氣味樣本的保存時(shí)間及數(shù)量

（1）警犬鑒別所用氣味嗅源樣本的采集

以專(zhuān)用氣味吸附棉作為人體氣味采集介質(zhì)，靜握1min提取手部氣味嗅源。樣本提取后立即密封置于氣味庫(kù)中保存，氣味庫(kù)庫(kù)存溫度為-20℃。第1次采集的所有樣本均置于氣味庫(kù)保存。第2次至第7次采樣后，不做冷凍保存，直接作為所求物，以第1次采集的同一志愿者的氣味(冷凍密封保存)作為嗅源進(jìn)行警犬鑒別。

（2）儀器分析所用氣味嗅源樣本的采集

用磁力攪拌吸附棒采集用于儀器分析的氣味樣本。采樣前，將磁力攪拌吸附棒和玻璃襯管在氮?dú)獗Ｗo(hù)下300℃老化2h，冷卻至室溫備用。采樣時(shí)，將磁力攪拌吸附棒于手中靜握1min，然后將磁力攪拌吸附棒置于潔凈的玻璃襯管中，24h內(nèi)測(cè)定完畢。每位志愿者一次同時(shí)采樣7份，其中1份立即進(jìn)行分析測(cè)試，另6份保存于氣味庫(kù)(-20℃密封保存)中，到預(yù)設(shè)保存時(shí)間，分別取出分析測(cè)試。

2.氣味嗅源樣本測(cè)試分析

（1）警犬氣味鑒別

氣味嗅源樣本的警犬鑒別測(cè)試，按照《警犬氣味鑒別工作規(guī)則》(公刑2012〔941〕號(hào))中規(guī)定的警犬氣味鑒別操作程序程進(jìn)行。具體測(cè)試時(shí)，選取狀態(tài)良好的3頭警犬，對(duì)同一份氣味樣本進(jìn)行鑒別測(cè)試，當(dāng)3頭犬均正確反應(yīng)時(shí)說(shuō)明此嗅源樣本有效。

（2）儀器分析

采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)氣味樣本進(jìn)行儀器分析，使用多段程序升溫方式分離人體氣味樣品。色譜條件為：起始溫度40℃(保持2min)，以20℃/min升至200℃(保持15min)，再以5℃/min升至250℃(保持2min)，最后以20℃/min升至300℃(保持10min)，色譜柱為DB-5毛細(xì)管色譜柱(30m×250μm×0.25μm)；樣品熱解析條件為：初始溫度20℃，以60℃/min升至100℃，再以720℃/min升至250℃，保持1min，傳輸線(xiàn)溫度保持250℃，不分流脫附模式；冷阱參數(shù)為：初始溫度-150℃，以12℃/s升至250℃，保持1min。

3.數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析均基于SPSS 16.0。警犬鑒別結(jié)果以正確次數(shù)(或正確率)表示，數(shù)據(jù)采用非參數(shù)Cochran’s Q檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析。儀器分析結(jié)果以?shī)A角余弦法計(jì)算的相似度表示，數(shù)據(jù)采用配對(duì)t檢驗(yàn)分析。

二、結(jié)果與討論

（一）警犬氣味鑒別測(cè)試

警犬氣味鑒別測(cè)試中，分別以-20℃密封保存12、24、36、48、54、72周時(shí)間的氣味樣本作為嗅源，所求物和配物氣味為鑒別試驗(yàn)前24h以?xún)?nèi)采集的氣味，并處于常溫下密封保存。警犬氣味鑒別過(guò)程中，3頭犬對(duì)同一來(lái)源的氣味樣本均反應(yīng)正確才認(rèn)為這一樣本有效，結(jié)果記為T(mén)，否則認(rèn)為無(wú)效，結(jié)果記為F，鑒別結(jié)果見(jiàn)表3。對(duì)鑒別實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非參數(shù)Cochran’s Q 檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，-20℃冷凍密封保存12、24、36、48、54、72周的氣味樣本均能作為嗅源氣味進(jìn)行警犬鑒別認(rèn)定，鑒別結(jié)果不存在顯著差異。因此，氣味樣本在-20℃條件下冷凍密封保存至少72周的時(shí)間內(nèi)不影響警犬氣味鑒別結(jié)果。

表3 冷凍保存氣味的警犬鑒別結(jié)果

表4 氣味樣本警犬鑒別結(jié)果的Cochran's Q檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

（二）儀器分析測(cè)試

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)7次采集的氣味樣本，經(jīng)攪拌棒吸附萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)試后，分析出32種候選化合物。以這些化合物為基礎(chǔ)，分別計(jì)算不同冷凍保存時(shí)長(zhǎng)的氣味樣本與其新鮮氣味樣本（氣味樣本采集后立即進(jìn)行測(cè)試）之間的相似度。計(jì)算所得相似度平均值如圖1所示，氣味樣本在-20℃條件下，冷凍密封保存12、24、36、48、54、72周后與同一個(gè)體的新鮮氣味樣本之間的相似度均在0.999以上。

圖1 不同保存時(shí)間氣味樣本的相似度

對(duì)不同保存時(shí)間的氣味樣本的相似度進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明，氣味樣本在-20℃條件下，冷凍密封保存24、36、48、54、72周的相似度與保存12周的氣味樣本相似度之間不存在顯著差異，p值分別為0.257、0.128、0.414、0.441和0.454。因此，氣味樣本在-20℃條件下，冷凍密封保存至少72周的時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化。

表5 不同保存時(shí)間的氣味樣本相似度配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果(n=6)

警犬鑒別結(jié)果和儀器分析結(jié)果均表明，人體氣味樣本分別在-20℃條件下冷凍密封保存12、24、36、48、54、72周，不會(huì)影響警犬氣味鑒別結(jié)果，氣味樣本也不會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化，說(shuō)明人體氣味嗅源樣本的生物特征性也不會(huì)發(fā)生改變。

三、結(jié)論

本研究通過(guò)警犬氣味鑒別和儀器分析相結(jié)合的方法，驗(yàn)證了在-20℃環(huán)境下冷凍密封保存人體氣味嗅源樣本，不會(huì)改變氣味嗅源樣本的特征性，不影響警犬對(duì)嗅源氣味的鑒別結(jié)果。證明了采用-20℃冷凍環(huán)境密封保存人體氣味嗅源樣本具有可行性和科學(xué)性。這一結(jié)果與許多經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)報(bào)道是相吻合的。本研究只是對(duì)保存72周的人體氣味嗅源有效性進(jìn)行了確認(rèn)，但在此條件下，人體氣味嗅源樣本最長(zhǎng)有效保存時(shí)限究竟是多少，仍在不斷研究驗(yàn)證中。