專利名稱：利用質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行指紋分析的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用質(zhì)譜技術(shù)確定指紋中存在殘留物的方法。
技術(shù)背景潛在的指紋包含許多化合物，如身體自然產(chǎn)生的化合物，例如，膽固醇，鯊烯和脂肪酸，[l-3]或者可通過接觸留在潛在指紋上的化合 物，例如，可卡因或者其他濫用藥物。在對(duì)該目標(biāo)的研究中，使用了 拉曼光譜學(xué)[4， 5]。在這些研究中，為了進(jìn)行分析而可視地將濫用藥 物定位具有困難，該方法也相當(dāng)不壽文感和不太有效。凈全測(cè)潛在指紋的 最常用的方法是氣相色譜-質(zhì)鐠(GC-MS)方法。資料顯示潛在指紋的 殘留物可通過GC-MS方法提取到溶劑中進(jìn)行分析[2， 3]。這樣的化合 物包括鯊烯和膽固醇，然而，這些物質(zhì)在潛在指紋上的水平會(huì)變化， 不僅是在個(gè)體之間，而且即使同 一個(gè)個(gè)體的不同時(shí)間之間[3]。 GC-MS 也被用于檢測(cè)接觸殘留物，如指紋上近300pg的可卡因[6]和從商業(yè) 汗衫上[7]檢測(cè)每個(gè)汗衫低至每小塊兒幾ng水平的濫用藥物和代謝物 以及來自唾液的代謝物[8]。然而，所有上述方法在分析之前都需要進(jìn) 行復(fù)雜的提取過程?；|(zhì)輔助的激光解吸/電離質(zhì)譜飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS ) 是在80年代晚期由Karas和Hillenkamp提出的，并已經(jīng)被建立為一 種用于分析和精確確定高分子(如，蛋白質(zhì)，多聚糖，核酸和合成聚 合物)的分子量的技術(shù)，具有高質(zhì)量精度和極度的靈敏性。MALDI 是一個(gè)"軟"電離過程，產(chǎn)生最小分裂，其中激光的能量被耗費(fèi)在揮 發(fā)基質(zhì)而不是降解大分子上。MALDI-TOF-MS還沒有被考慮用在識(shí)別 潛在指紋上存在殘留物的領(lǐng)域中。當(dāng)石墨、二氧化鈦或硅石被用作為 用于MALDI的懸浮基質(zhì)時(shí)[9， ll]， MALDI-TOF-MS被稱為表面輔助 的激光解吸/電離(SALDI)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明揭示了各種能夠用于指紋檢測(cè)和/或成像的材料。這些材料 典型地還能夠用作為各種質(zhì)譜技術(shù)中的基質(zhì)。因此，這些材料具有特 殊的特性，能使它們承擔(dān)起"雙重目的"的角色。因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種確定指紋中存在殘留物的方法，所述方法包括i) 向所述指紋施加包含材料的顆粒物質(zhì)，該材料(l)能夠 作為基質(zhì)輔助的質(zhì)譜技術(shù)中的基質(zhì)劑或材料；并且(2) 能夠幫助指紋的檢測(cè)和/或成像，以形成施加顆粒的指紋； 然后ii) 對(duì)形成施加顆粒的指紋的材料進(jìn)行質(zhì)譜分析，從而檢測(cè)是 否存在所述殘留物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括對(duì)材料的使用，例如，金屬、金 屬氧化物、金屬氮化物和碳，它們可^f皮用作為(1 )通過它們自身或與 媒介結(jié)合或嵌入在媒介中(例如，硅石媒介)而用于顯示指紋的試劑， 它們還可被用作為(2)利用基質(zhì)輔助的質(zhì)譜技術(shù)，用于檢測(cè)(分析) 紋路的基質(zhì)。質(zhì)譜技術(shù)被用于識(shí)別物質(zhì)存在與否，例如指紋中所包含 的 一個(gè)或多個(gè)內(nèi)生化合物或代謝物、外生化合物或代謝物和/或接觸殘 留物。在一個(gè)實(shí)施方案中，質(zhì)i普4支術(shù)是從(1) MALDI-TOF-MS、 (2) SALDI-TOF-MS和(3)它們二者的結(jié)合中選4奪的。應(yīng)用該方法的指紋可以是用提取帶從表面上提取的紋路。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)是疏氷性的，以利于應(yīng)用，并利于 將顆粒物質(zhì)與指紋接觸。應(yīng)該理解的是，術(shù)語"指紋"包括部分紋路和/或其他身體部分的 紋路，還應(yīng)理解，例如，指紋上施加了顆粒物質(zhì)的部分可受到質(zhì)譜的 作用。典型地，紋路是在應(yīng)用質(zhì)譜之前從其所處的表面上提取的，因 此術(shù)語"指紋"也包括提取的指紋。在實(shí)施方案中，指紋是在應(yīng)用顆 粒物質(zhì)之前提取的。本發(fā)明包括方法，其中步驟ii)包括使已從紋^各 獲取了分析物的顆粒物.質(zhì)受到質(zhì)譜的作用。本發(fā)明還包括方法，其中，步驟ii)包括使指紋材料和顆粒物質(zhì)受到質(zhì)語作用。應(yīng)該理解，本發(fā)明的上下文中的術(shù)語"樣品"和/或"分析物"可 用于表達(dá)紋路、從紋路中提取的采樣和/或紋路中或紋路上存在的殘留 物。在本發(fā)明的一些方法中，指紋是從一個(gè)表面提取的，并且在提取 之前或之后被顆粒物質(zhì)(處理劑)處理，然后將被提取的指紋(至少， 將紋路中所包含的材料)置于質(zhì)i普裝置中。在其他方法中，指紋直接 置于樣品支持物上，在向紋路施加了處理劑之后，樣品支持物被置于 質(zhì)譜裝置中。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法還包括使用上述的質(zhì)語技術(shù)(例如，MALDI-TOF-MS和/或SALDI-TOF-MS );改置和/或顯示指紋以及指紋 的4企測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種確定置于表面上的指紋中存 在殘留物的方法，所述方法包含以下步驟i) 向指紋施加處理劑，例如，包含從金屬、金屬氧化物、金 屬氮化物、碳顆粒及它們的組合中選出的材料的顆粒物質(zhì)；ii) 使指紋受到質(zhì)譜的作用，以檢測(cè)所述殘留物存在與否。 因此，如上所述，本發(fā)明涉及對(duì)指紋中殘留物的檢測(cè)，可選地，包括對(duì)其進(jìn)行量化。術(shù)語"殘留物"指的是希望檢測(cè)的任何材料，特 別是預(yù)先選擇的化合物。殘留物是(或者可以是)包含在指紋中的， 即，構(gòu)成指紋容納物的物質(zhì)，或者被懷疑包含或者可包含殘留物。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)是疏水的。在一類方法中，顆粒物 質(zhì)可用于和其他基質(zhì)劑和/或其他指紋檢測(cè)試劑結(jié)合使用。本發(fā)明提供了一種方法，使得能夠檢測(cè)(i)作為包含在指紋中的殘留物存在的內(nèi)生的物質(zhì)，例如，蛋白質(zhì)，油脂，DNA，縮氨酸和/ 或內(nèi)生的代謝物；(2)作為包含在指紋中的殘留物存在的外生的化合 物或代謝物；和/或(3)存在于指紋中或指紋上的接觸殘留物。殘留 物的類型的例子將在后面討論，其包括，例如，(l)畫烯和膽固醇； (2)可卡因及其代謝物，尼古丁及其代謝物，和(3)來自于例如，槍炮和/或爆炸物的彈道殘留物，處理濫用藥物(麻醉藥)的殘留物， 例如，可卡因。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法也能夠檢測(cè)與內(nèi)生得到的成分(即， 內(nèi)生代謝物和/或外生代謝物) 一起沉積在表面上的接觸殘留物。典型地，這里描述的方法在分析之前不需要現(xiàn)有技術(shù)所需的復(fù)雜 提取過程，而且進(jìn)一步提供了較低的檢測(cè)限制。一類方法力求確定預(yù)先確定的物質(zhì)的存在與否。在這種情況下， 檢查該質(zhì)譜，以用于與已知物質(zhì)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)峰的存在。另一類 方法是通過將質(zhì)譜中的峰與峰的數(shù)據(jù)庫或庫進(jìn)行比較，力求辨識(shí)紋路 中的一個(gè)或多個(gè)物質(zhì)。兩類方法可以組合起來進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括在應(yīng)用顆粒物質(zhì)之前，；險(xiǎn)測(cè)和/ 或識(shí)別直接沉積在MALDI-TOF-MS或SALDI-TOF-MS樣品支持物上 的指紋中所包含的殘留物。在一個(gè)可選擇的實(shí)施方案中，該方法包括 檢測(cè)使用提取裝置(例如提取帶)從一個(gè)表面上提取的指紋中的殘留 物存在與否。該表面可以是指紋沉積的地點(diǎn)，例如，犯罪現(xiàn)場(chǎng)。該方 法可包括在應(yīng)用顆粒物質(zhì)之前，使所提取的指紋與MALDI-TOF-MS 或SALDI-TOF-MS樣品支持物接觸?？蛇x擇地，該方法可包括在將提取裝置(例如，^是取帶)應(yīng)用于 指紋之前，使指紋與顆粒物質(zhì)接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，表面首先被 撒上粉末以定位潛在紋路。接著，用提取帶提取撒上粉末的紋路。然 后，位于提取帶上的紋;洛在MS分析之前^皮應(yīng)用于MALDI或SALDI 靶盤(樣品支持物)。典型地，MALDI-TOF-MS或SALDI-TOF-MS樣品支持物可以是 #皮_沒計(jì)為匹配MS系統(tǒng)的盤子，例如，不《秀鋼盤。該盤子可包括一個(gè) 阱(well)，或者多個(gè)阱，樣品(即，指紋，例如，被提取的指紋)添 加在阱上。在一個(gè)實(shí)施方案中，紋路是在提取帶的粘性表面上存在的 半固態(tài)的沉積物。該方法可用來定性地確定殘留物存在與否和/或定量地確定殘留 物的量。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法可#1用于指紋的顯現(xiàn)或成 像。這樣的顯現(xiàn)或成像是很重要的，這是因?yàn)樗軌蜃R(shí)別指紋的"主人"。為了幫助指紋的顯現(xiàn)，顆粒優(yōu)選地進(jìn)一步包含染料，例如，熒光 的或者有色的染料。本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道適當(dāng)?shù)娜玖?，例如，包括，若丹?rhodamine) 6G。在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了對(duì)于在基質(zhì)輔助的質(zhì)譜技術(shù)中檢測(cè) 指紋上的殘留物而言，使用包括金屬、金屬氧化物和/或碳的顆粒物質(zhì)。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了對(duì)包含在指紋中的殘留物的識(shí)別 使用基質(zhì)輔助的質(zhì)譜技術(shù)。特別地，提供了使用MALDI-TOF-MS和/ 或SALDI-TOF-MS技術(shù)來檢測(cè)指紋中的殘留物。該殘留物可以是內(nèi)生 殘留物(例如，內(nèi)生物質(zhì)或代謝物，例如，藍(lán)烯；或者外生代謝物， 例如，藥或者藥的代謝物)和/或"接觸"殘留物，例如，典型地，來 自于爆炸物或者槍炮的彈道殘留物。在 一 個(gè)實(shí)施方案中，MALDI-TOF-MS 4支術(shù)和/或SALDI-TOF-MS技術(shù)可與指紋成^象劑一起 使用，指紋成像劑可用于檢測(cè)(特別是顯現(xiàn))指紋。傳統(tǒng)的指紋劑的 例子包括鋁、Magneta Flake和商用白粉。在一個(gè)實(shí)施方案中，適當(dāng) 的基質(zhì)劑被用于MALDI-TOF-MS/SALDI-TOF-MS技術(shù)中以輔助解吸/ 電離過程。傳統(tǒng)的基質(zhì)劑的例子包括2,5-二羥基苯曱酸(DHB或 DHBA)和a-氰基-4-羥基肉桂酸(a-CHCA)。在可選擇的實(shí)施方案中，對(duì) MALDI-TOF-MS 和/或 SALDI-TOF-MS的使用包括使用包含從(1 )金屬、(2 )金屬氧化物、 (3)金屬氮化物、和(4)碳中選擇的材料作為基質(zhì)劑的顆粒物質(zhì)。 顆粒物質(zhì)可進(jìn)一步包含此處描述的附加特征。顆粒物質(zhì)典型地也可以 用作用于指紋檢測(cè)和/或成像的試劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，指紋中具有殘留物(即，包含在其中)。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)可與其他基 質(zhì)劑或者材料(有時(shí)也叫做基質(zhì)輔助劑和/或基質(zhì)增強(qiáng)劑)組合使用。 在 一 個(gè)實(shí)施方案中，使用可進(jìn) 一 步包括對(duì)殘留物的識(shí)別。
具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求中，詞語"包括"和"包含"和其 他的變形詞(例如"包含有"和"包括有")意味著"包括但不局限于"， 并不意味著排除其他部分，附加物，成份，整體或步驟。在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求中，除非上下文特別需要，否則單 數(shù)包含復(fù)數(shù)的含義。特別的，在使用不定冠詞時(shí)，應(yīng)將該描述理解為 單數(shù)或者復(fù)數(shù)，除非上下文特別需要。這里結(jié)合本發(fā)明的特定方面、實(shí)施方案或例子所描述的特征、整 體、特性、化合物、化學(xué)成分或族可理解為適用于其他任何所描述的 方面、實(shí)施方案或者例子，除非其不兼容。在本文中，本發(fā)明的各方面可在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)。應(yīng)該理解的是， 一定范圍的描述僅是為了方便和簡潔，而不是用來限制本發(fā)明的范圍。 因此，范圍的描述應(yīng)被認(rèn)為已經(jīng)明確地公開了該范圍內(nèi)所有可能的子范圍以及單獨(dú)的數(shù)值。例如，從1至6的范圍的描述應(yīng)被認(rèn)為已明確 地公開了子范圍，如，從1至3，從1至4,從1至5，從2至4,從 2至6， 乂人3至6等，以及在該范圍內(nèi)的獨(dú)立凄t字，例如，1， 2， 3, 4, 5和6。不管這個(gè)范圍有多大這都適用。還需要理解的是，大量范圍的 描述應(yīng)被認(rèn)為已明確地公開了端點(diǎn)的組合。 方法本發(fā)明涉及在指紋殘留分析中使用質(zhì)譜。特別的，本發(fā)明涉及在 指紋殘留分析中使用基質(zhì)輔助質(zhì)譜技術(shù)，例如MALDI-TOF-MS和/或 SALDI-TOF陽MS。如上所述，術(shù)語"殘留物"指的是期望檢測(cè)的任意物質(zhì)，特別是 檢測(cè)預(yù)選的化合物。殘留物(或者可以是)包括在指紋中，即，構(gòu)成 指紋的物質(zhì)包含、或者被懷疑包含、或者可包含殘留物。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了用于確定指紋上存在殘留物的方 法，該方法包括(i)向指紋施加顆粒物質(zhì)，該顆粒物質(zhì)具有下述特性 (1)適于用作為基質(zhì)輔助質(zhì)譜技術(shù)中的基質(zhì)劑，和(2)適于用作為 用于檢測(cè)指紋和/或使指紋成像的試劑；和(ii)使指紋受到質(zhì)譜作用 以斥企測(cè)所述殘留物存在與否。優(yōu)選地，顆粒物質(zhì)為疏水的。本發(fā)明還包括用于通過基質(zhì)輔助質(zhì) 譜技術(shù)分析疏水襯底的方法，其特征在于基質(zhì)為疏水的。在一個(gè)實(shí)施 方案中，該方法包括，例如，在步驟(ii)之前，準(zhǔn)備用于標(biāo)定質(zhì)譜技 術(shù)的至少一個(gè)標(biāo)定基準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括分析步驟(ii)的結(jié)果，從而，例如確定在指紋中是否存在特定的殘留物(例如，尼 古丁)。如上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，術(shù)語"指紋" 一詞包括參 照部分紋^各和/或其他身體部分的紋^各，還可理解，例如， 一部分施加 了顆粒物質(zhì)的指紋可受到質(zhì)譜作用。典型地，指紋是在應(yīng)用質(zhì)鐠之前 從表面上提取的，因此，術(shù)語"指紋" 一詞包括提取的指紋。在實(shí)施 方案中，指紋是在應(yīng)用顆粒物質(zhì)之前提取的。在本發(fā)明包括的方法中，步驟ii)包括使顆粒物質(zhì)受到質(zhì)譜作用。在本發(fā)明包括方法中，步驟(ii) 包含使指紋和顆粒物質(zhì)受質(zhì)譜作用。在一類方法中，步驟(i)包含將 其上沉積了 (或可能沉積了 )紋路的物品在被除去之前浸沒在包含顆 粒物質(zhì)的液體介質(zhì)中。浸沒的時(shí)長并不重要，可為大約15分鐘至約 12個(gè)小時(shí)或者更長。然后可用提取帶從該物品上提取紋路?？梢岳斫?，本發(fā)明的上下文中的術(shù)語"樣品"和/或"分析物，，可 用于表示指紋和/或指紋上或者指紋內(nèi)存在的殘留，無論是直接沉積的 或者是使用提取裝置(例如，提取帶)從表面上可選擇地提取的。在一個(gè)實(shí)施方案中，質(zhì)譜技術(shù)從MALDI-TOF-MS和/或 SALDI-TOF-MS中選擇。簡言之，MALDI-TOF-MS需要將樣品和基 質(zhì)分子混合，并需要將基質(zhì)物質(zhì)應(yīng)用到樣品等。MALDI-靶被引入到高 真空條件下的質(zhì)譜儀的離子源內(nèi)。 一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)被施加到樣品和提取板。 激光被發(fā)射到樣品上，從而導(dǎo)致由于基質(zhì)分子對(duì)激光能量的吸收而引 起的解吸事件。因此，本發(fā)明包括在MALDI-TOF-MS和/或SALDI-TOF-MS處理中使用適于作為基質(zhì)物質(zhì)的材料的方法。無需科學(xué)理論的束縛，可考 慮顆粒物質(zhì)包含物質(zhì)，該物質(zhì)可吸收激光的能量并將其傳輸至包含在 樣品中的分析物。在本發(fā)明中，分析物典型地是形成殘留物或者指紋 中的殘留物的物質(zhì)。能量傳輸至分析物導(dǎo)致分析物的電離，以及加速 通過質(zhì)量分析器。當(dāng)以這種方式^f吏用MALDI-TOF-MS時(shí)，即，將離 子傳輸至樣品(分析物)，叫做正離子檢測(cè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，電子的傳輸可從分析物到顆粒物質(zhì)。在該實(shí) 施方案中，MALDI-TOF-MS (或SALDI-TOF-MS ) 4皮考慮為在負(fù)電離模式下運(yùn)行。如果樣品(例如，殘留物或者指紋上或指紋內(nèi)的疑似殘留物)被認(rèn)為具有易于接受質(zhì)子(H+)的官能團(tuán)，則可使用正離子檢測(cè)。如果 樣品(例如，殘留物或者指紋上或指紋內(nèi)的疑似殘留物)被認(rèn)為具有 易于失去質(zhì)子的官能團(tuán)，則使用負(fù)離子檢測(cè)。該方法可用于確定(i)內(nèi)生殘留物，例如，內(nèi)生代謝物和外生代 謝物；以及(ii)包含在以待確定的指紋中的接觸殘留物。內(nèi)生代謝物 和"接觸"殘留物可在指紋中共同沉積。該方法還可識(shí)別殘留物。一類方法可用于4企測(cè)和/或識(shí)別內(nèi)生殘留物，例如，作為人體新陳 代謝物質(zhì)的結(jié)果而產(chǎn)生的殘留物。內(nèi)生殘留物可包括內(nèi)生代謝物(例 如，人體產(chǎn)生的分子代謝物)或者外生代謝物(例如，攝取或傳遞到 人體上、然后被人體代謝的分子代謝物)。其他可4皮該方法識(shí)別的內(nèi)生殘留物的例子包括，例如，可通過皮 膚毛孔分泌并和其他化學(xué)物質(zhì)一起沉積在指紋中的內(nèi)生物質(zhì)(例如， 望烯，膽固醇，蠟和酯，類固醇，例如，雌激素和睪丸激素，以及年 齡及健康的生物標(biāo)記)。該方法也可用于檢測(cè)上述代謝物和結(jié)合物。內(nèi) 生殘留物的例子也可包括外生代謝物，例如，藥品及其代謝物，包括 濫用藥品和它們的代謝物，處方藥品和代謝物，以及從同樣的飲食源 或分解產(chǎn)品得到的化合物。該方法也可以用于位于展開紋路中的細(xì)胞 (例如，脫皮細(xì)月包)或DNA的類蛋白分析或染色體組分析。該方法 也可用于檢測(cè)其他接觸殘留物，例如，非法藥品，例如，麻醉劑，爆 炸性物質(zhì)，例如，爆炸制作過程中使用的材料，以及使用槍械所帶來 的殘留物。本發(fā)明的另一方面，提供了使用MALDI-TOF-MS和/或 SALDI-TOF-MS技術(shù)，以用于檢測(cè)和/或識(shí)別指紋中包含的殘留物。殘 留物可以是內(nèi)生殘留物和/或"接觸"殘留物，例如，來自于例如爆炸 物或槍炮的彈道殘留物。在一個(gè)實(shí)施方案中，殘留物可以是"接觸" 殘留物，即，殘留物通過與物質(zhì)接觸而傳到人的手上，繼而傳遞到人 的指紋表面。對(duì)這種殘留物的檢測(cè)是執(zhí)法機(jī)構(gòu)特別感興趣的，可被用 作關(guān)鍵的法庭證據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，包含從金屬、金屬氧化物、碳及它們的結(jié)合物中選出的材料的顆粒物質(zhì)被用于接觸指紋并作為MALDI-TOF-MS裝置中的基質(zhì)。在可選擇的實(shí)施方案中，利用可用于檢測(cè)指紋的指紋顯影劑來接 觸指紋。傳統(tǒng)的指紋劑包括鋁，Magneta Flake和Commercial White。 該方法典型地使用MALDI-TOF-MS基質(zhì)劑，例如，DHBA(2，5-二羥基 苯曱酸)或a-氰基-4-羥基肉桂酸(a-CHCA)或其他基質(zhì)劑，例如可以是 這里描述的顆粒物質(zhì)。本發(fā)明的方法可用于分析在指紋上找到的各種殘留物。因此，在 一個(gè)實(shí)施方案中，該方法可被用于顯影和分析吸煙者的潛在指紋。已 確定，尼古丁在活體中被大量地代謝為可替寧(cotinine) [22]，有證 據(jù)表明尼古丁和可替寧都一起排出到汗里[8]。

圖11和12顯示，這里 所描述的顆粒物質(zhì)，特別是，包含有從金屬，金屬氮化物和碳中選擇 的物質(zhì)的疏水硅石粒子可用作為顯影劑，以使吸煙者的潛在指紋可4見 化，并且該紋路可由MALDI-TOF-MS直接在適當(dāng)?shù)谋砻嫔戏治龌蛘?從表面上提取之后進(jìn)行分析，以檢測(cè)尼古丁和/或其代謝物。在一個(gè)實(shí)施方案中，這里所描述的方法可用于檢測(cè)或確定是否一 個(gè)人處理或者吸收了濫用藥物，例如，可卡因。在另一個(gè)實(shí)施方案中， 這里所描述的方法可以用作人員篩選的一部分，以確定一個(gè)人是否為， 例如，吸煙者，或者使用了濫用藥物(例如，可卡因)。同時(shí)，這里所描述的方法可用于識(shí)別在一個(gè)人的指紋上或指紋中 是否存在著特定的殘留物，其結(jié)果不具有最高水平的精度，因此目前 還達(dá)不到例如刑事法院要求的標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，例如，如果該方 法是用于在法庭上使用的證據(jù)為目的而被執(zhí)行的，就還需要包含緊隨 其后的質(zhì)譜，即，進(jìn)一步進(jìn)行質(zhì)譜技術(shù)，典型地，以提供指紋殘留物 中存在的化合物的結(jié)構(gòu)信息。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括使指紋和/或顆粒物質(zhì)受到 MALDI-TOF隱MS和/或SALDI-TOF-MS畫MS的作用 。 MALDI-TOF-MS-MS/SALDI-TOF-MS-MS典型地將質(zhì)譜儀中的特定才羊 品離子弄碎，從而提供關(guān)于殘留物的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)信息。因此，在一 個(gè)實(shí)施方案中，該方法包含識(shí)別作為結(jié)果的石爭片離子(fragment ion )。該結(jié)構(gòu)信息在一定情況下是有用的，例如，作為上面提到的法庭上的 證據(jù)。這里提到的方法和用途還可以有不同形式的應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方 案中，這些方法和用途可用作人員篩選過程的一部分，例如篩選雇員， 以確定一個(gè)人是否是吸煙者或者是非法藥品濫用者。在一個(gè)實(shí)施方案 中，這些方法和用途可用作，例如，專業(yè)或業(yè)余運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的"藥4企" 過程的一部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，這里所描述的方法可用于檢測(cè)殘留物(包括 非法或違禁物質(zhì)和/或其代謝物的接觸殘留物或內(nèi)生殘留物)。特別地， 該方法可用于檢測(cè)賽事中專業(yè)和/或業(yè)余運(yùn)動(dòng)員和/或隨機(jī)檢測(cè)人員指 紋殘留物中違禁物質(zhì)的存在與否。使用本發(fā)明所提出的方法較之現(xiàn)有 方法的優(yōu)點(diǎn)在于分析是直接在個(gè)人的指紋上進(jìn)行的，所以現(xiàn)有方法由 藥品分析顯示之后的尿樣和唾液樣品的置換是不可能發(fā)生的。使用MALDI-TOF-MS和/或SALDI-TOF-MS-MS檢測(cè)和/或識(shí)別指 紋上的殘留物前人未有考慮，因而使用這些技術(shù)來檢測(cè)和/或識(shí)別指紋 上的殘留物構(gòu)成了本發(fā)明的 一部分。這種使用可包含將這里所描述的 顆粒物質(zhì)與指紋接觸?？蛇x擇地，該使用可包含將傳統(tǒng)的指紋檢測(cè)劑 與指紋接觸。在該實(shí)施方案中，這種使用可進(jìn)一步包含使用常規(guī)質(zhì)譜 步驟中的基質(zhì)劑?？蛇x擇地，這里描述的顆粒物質(zhì)可用作為質(zhì)譜步驟 中的基質(zhì)劑。本發(fā)明的方法和使用也可在入境處使用，以才企測(cè)旅行者是否有殘 留物跡象，這可表明，例如，非法藥物的處理或使用，以及違禁物質(zhì) (例如，4&炮和彈道)的處理。如上所述，這些方法可用作為在法庭上(例如，刑事法庭)處理 例如藥品或者彈道的當(dāng)庭證據(jù)。 顆粒物質(zhì)本發(fā)明使用了顆粒物質(zhì)，其可與指紋接觸，進(jìn)而在質(zhì)譜技術(shù)中使 用，以確定指紋上是否有殘留物。該顆粒物質(zhì)優(yōu)選地包含從金屬、金屬氮化物、金屬氧化物、碳及 其化合物中選擇的材料。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)可包含疏水的硅石顆粒。一類疏水的硅石顆粒是由以下方法獲取的提供 一 種用于準(zhǔn)備疏水的硅石顆粒的方法(記為方法A)，包括在 一個(gè)步驟中使由(1)硅烷乙醚單體(例如，烷氧基硅烷)和(2)用 水解劑(例如，堿)有機(jī)地取代的硅烷乙醚單體，例如，苯基修飾的 硅酸鹽構(gòu)成的混合物產(chǎn)生反應(yīng)。因此，該方法典型地包括，使用烷氧基硅烷單體。該方法可包含 使用四烷氧基硅烷(這里縮寫為TAOS )。特別地，TAOS，s是從TEOS(四 乙氧基硅烷)或者TMOS(四甲氧基硅烷)中選出的。在一個(gè)實(shí)施方案中，該混合物還包括水溶性試劑，例如，乙醇和 水。該方法可在環(huán)境溫度下進(jìn)行。反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間并不重要。TAOS 單體和PTEOS單體之間的反應(yīng)可整晚進(jìn)行或者在一段相等的時(shí)間里 進(jìn)行，即，在約12個(gè)小時(shí)和約18個(gè)小時(shí)之間。反應(yīng)的時(shí)長對(duì)產(chǎn)生的 硅粒子的大小有影響?？梢哉J(rèn)為，反應(yīng)停止的越早，形成的粒子越小。 因此，反應(yīng)進(jìn)行時(shí)間可以是小于12小時(shí)，例如，6至12小時(shí)之間。 可選擇地，反應(yīng)也可進(jìn)行18小時(shí)以上。如果需要，可以提高(或降低) 溫度，減少(或增加)反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間。水解劑(典型為堿)作為反應(yīng)的催化劑。該催化劑優(yōu)選為氫氧化 物，例如，氫氧化銨。催化劑也可以是酸。例如，無機(jī)酸，如鹽酸。 在該方法中，反應(yīng)包括酸引起的水解。硅烷乙醚單體，例如，TAOS，和有機(jī)地取代的硅烷乙醚單體，例 如，PTEOS單體，可4安，例如，(PTEOS: TAOS) 乂人2: 1到1: 2， 例如4: 3到3: 4,特別是1.2: 1到1: 1.2的比例4吏用。在一類方法 中，該比率至少約為1: 1高至例如1: 5，例如，1: 2。在一類方法 中，PTEOS: TAOS的比率優(yōu)選為1: lv/v。應(yīng)該理解的是，無論是 TAOS和PTEOS的一個(gè)還是兩者都被可選4奪的試劑替代，也可以使用 同樣的比率。由上述方法生產(chǎn)的疏水的硅石顆粒主要傾向于成為納米顆粒，即， 其平均直徑約為200nm至約900nm,典型為約300nm至800nm,特別 是400nm至500nm。然后可對(duì)這些納米顆粒進(jìn)4亍處理，以形成孩史粒，可考慮使納米顆粒結(jié)合?？衫美绨韵虏襟E的方法產(chǎn)生這些-微粒i) 對(duì)顆粒的懸浮進(jìn)行離心過濾；ii) 將疏水硅石顆粒的懸浮轉(zhuǎn)換成水相；iii) 將該懸浮從水相提取到有機(jī)相；iv) 蒸發(fā)該有才幾相；以及v) 壓碎并篩選在步驟(iv)中得到的產(chǎn)品。 有才幾相優(yōu)選地包含非才及性或者低極性的有機(jī)溶劑。有機(jī)相可以是二氯曱烷或者其他有機(jī)溶劑，例如，烷烴，比如己烷、曱苯、乙酸乙 酯、氯仿和二乙醚?？蛇x擇地，可從包含疏水的硅石納米顆粒的反映產(chǎn)物中獲取疏水 的硅;微粒，^使用如下方法(a) 對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)4亍離心過濾；以及(b) 在流體中清洗反應(yīng)產(chǎn)物。該方法可包含步驟(a)和(b)的多次重復(fù)。流體優(yōu)選為水:溶劑的 混合物，典型為水有機(jī)溶劑混合物。典型地，有機(jī)溶劑為乙醇。優(yōu) 選地，初始流體包含水和有機(jī)溶劑以從大約60 (水)40 (溶劑)至 大約40: 60v/v的比率混合的混合物。在另一實(shí)施方案中，該溶劑可 為，例如，二曱基曱酰胺，n-丙醇，或者異丙醇。典型地，在初次清洗(即，懸浮)(b)和最終清洗(懸浮)之間， 混合物中的溶劑的比例增加。為了獲取結(jié)合了納米顆粒的微粒，對(duì)最 終的懸浮進(jìn)行干燥。隨后可對(duì)微粒進(jìn)行篩選。篩選后，微粒已備好， 以用于指紋顯影劑，例如，在本方法的步驟(i)中用于檢測(cè)指紋中的 殘留物?？蓪⑽⒘？紤]為更小的硅石納米顆粒的集合。在本實(shí)施方案中， 微粒具有足夠的大小，可用面罩有效捕4足，從而不會(huì)被吸入。因此， 在一個(gè)實(shí)施方案中，硅微粒的平均直徑至少為lOprn,典型為至少 20pm。典型的，微粒的平均直徑為約30-90^m。在一些實(shí)施方案中， 微粒的平均直徑為約45-65}im，或者約65-90|im。特別的，包含微粒 的顆粒物質(zhì)可為染色顆粒物質(zhì)。在一類方法中，顆粒物質(zhì)包括疏水的石圭石納米顆粒。疏水的石圭石納米顆粒可^f吏用如下方法進(jìn)行隔離，該方法包括對(duì)方法A的反應(yīng)產(chǎn)物 進(jìn)行離心過濾，并使其懸浮在水:溶劑的混合物中。水:溶劑的混合物是 第一水:溶劑的混合物，且優(yōu)選為50: 50的混合物。該方法還可包括 從第一水:溶劑的混合物中除去反應(yīng)產(chǎn)物，對(duì)其進(jìn)行離心過濾，并將其 懸浮在第二水:溶劑的混合物中。優(yōu)選地，第二水:溶劑的混合物的溶劑的比例比第一混合物小，而水的的構(gòu)成與第一混合物相同。形成水: 溶劑混合物的一部分的水溶液優(yōu)選為水。構(gòu)成水:溶劑混合物的溶劑部 分的溶劑為，例如，可與水混合的溶劑，例如，乙醇。可選擇地，也 可以使用二甲基曱酰胺、n-丙醇或者異丙醇。將反應(yīng)產(chǎn)物懸浮在水:溶劑的混合物中的步驟可重復(fù)多次。優(yōu)選 地，對(duì)水:溶劑的混合物的成分進(jìn)行改變，以在重復(fù)懸浮的過程中增加 水:溶劑混合物中溶劑的比例。優(yōu)選地，該方法在最后一步中包括，將 反應(yīng)產(chǎn)物懸浮在水:溶劑的"混合物"中，其中0%水100%溶劑。懸 浮的總次數(shù)典型為，從3到10次，例如，4， 5， 6， 7， 8或9。典型 地，除了最后一次懸浮，每一次懸浮后懸浮液都要進(jìn)行離心過濾。納 米顆?？纱鎯?chǔ)在最后的乙醇懸浮液中?？梢岳斫?，離心過濾是將納米 顆粒從水:溶劑混合物中隔離出來的一個(gè)示例性的方法，這里并不排除 其他的分離技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)包含疏水性的硅石納米顆粒。 一類 顆粒物質(zhì)是流體中的疏水性硅石納米顆粒的懸浮液。流體可以是乙醇 水懸浮液?？蛇x擇地，在懸浮液中，可使用其他有機(jī)溶劑取代乙醇， 例如，二曱基甲酰胺、n-丙醇或者異丙醇。包含在顆粒物質(zhì)中的顆粒的物性和大小可用SEM和TEM掃描來 確定。顆粒為在多種食品中通常用作為防結(jié)塊劑(anti-caking agent) 的無定形硅石的形式，也可以是用于各種藥品和維他命制劑的藥物中 的防結(jié)塊劑和賦形劑[12 ]。因此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，包含納米顆粒的顆粒物質(zhì)^皮施加 到指紋或者適當(dāng)?shù)囊后w介質(zhì)的表面。典型的，液體介質(zhì)是水:溶劑的混 合物。溶劑可以是可與水混合的溶劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，水溶劑的成分是水。溶劑可以是，例如，可與水混合的溶劑，即，100%與水混 合的。在一個(gè)實(shí)施方案中，溶劑是乙醇。水:溶劑的比率范圍從大約 99.9: 0.1 (水溶劑)到大約96: 4 (水溶劑)。優(yōu)選地，溶劑的水 平不大于約4%,這是因?yàn)楦叩娜軇┧綍?huì)導(dǎo)致指紋溶解或者清晰度 下降。優(yōu)選地，至少包括少量的溶劑，以確保納米顆粒為分離的顆粒 而不會(huì)結(jié)合成一個(gè)集合?？蛇x擇地，顆粒物質(zhì)可包含疏水性硅石顆粒，該硅石顆?？衫?如下文章中介紹的方法獲取例如，Tapec等人在NanoSci. Nanotech. 2002. Vol.2. No.3/4 pp405-409上發(fā)表的文章；E.R.Menzel， S.M Savoy, S丄Ulvick, K.H.Cheng， R.H.Murdock和M.R.Sudduth在Journal of Forensic Sciences"999)545-551 上發(fā)表的文章 Photoluminescent Semiconductor Nanocrystals for Fingerprint Detection (用于4旨纟丈岸企測(cè)的 光致發(fā)光半導(dǎo)體納米晶體)；以及E.R.Menzel , M.Takatsu ， R.H.Murdock ， K.Bouldin 和 K.H.Cheng ， 在 Journal of Forensic Sciences(2000)770畫773上發(fā)表的 Photoluminescent CdS/Dendrimer Nanocomposites for Fingerprint Detection (用于指纟丈才企測(cè)的光致發(fā)光 CdS/Dendrimer納米合成物)。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)包含疏水性>眭石顆粒，其中混有染 料。在一個(gè)實(shí)施方案中，混入顆粒的染料可以是例如染色的或熒光的 染料。包含于本發(fā)明范疇內(nèi)的染料的例子有，但不局限于，熒光物衍 生物，例如，Oregon Green， Tokyo Green， SNAFL和羧基萘氧基焚光 素(carboxynapthofluorescein)，若丹明(例如，若丹明B和若丹明6G) 及其類似物，噻唑橙色(thiazole orange)，惡漆高氯酸鹽(oxazine perchlorate ),亞曱基藍(lán)(methylene blue )，本黃(basic yellow ) 40，本 紅(basic red) 28,以及結(jié)晶紫及其類似物。不受科學(xué)理論限制，可考 慮當(dāng)該方法中使用了 PTEOS,則最好混入正電荷性染料，例如，若丹 明，而不是包含陰離子或陽離子群的染料，如，羧基系的染料。在本 發(fā)明中可以使用的其他染料的例子包括擁有二維芳香子結(jié)構(gòu)和正電荷 官能團(tuán)(例如，嗅化乙錠和其他DNA插入劑)的染料。如果粒子為磁性或順磁性的就更好了。例如，使用磁棒或其他適當(dāng)?shù)墓ぞ呖梢匀菀椎貙⒖伞菲澔腲:粒撒在指紋上。因此，在本發(fā)明的 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，磁性或順磁性子顆粒被混入疏水的硅石顆粒中。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒是可石茲化的，如，石茲性的或順石茲性 的。磁性和/或順石茲性顆?？梢允侨魏?茲性或者順義茲性成分，例如，金 屬，金屬氮化物，金屬氧化物和碳。磁性金屬的例子包括鐵，金屬氧 化物的例子包括》茲鐵礦和赤鐵礦。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，碳是碳黑、碳納米顆粒、球殼 狀碳分子化合物或者石墨及其類似物。球殼狀碳分子化合物由至少60 個(gè)碳原子組成(例如C6。)。碳優(yōu)選為碳納米顆粒的形式。碳納米顆粒 可以是，例如，碳納米管(衍生或非衍生的)的形式。碳納米管可以 是多壁碳納米管和/或單壁碳納米管。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬氧化物是從鈦氧化物(Ti02)，磁鐵礦， 赤鐵礦及其組合中選擇出來的。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬是從鋁，鐵 及其組合中選擇的。然而，可以認(rèn)為，在可選擇的實(shí)施方案中，本領(lǐng) 域技術(shù)人員會(huì)考慮在本發(fā)明中可使用的MALDI-TOF-MS和/或 SALDI-TOF-MS的解吸/電離工序中可使用可選擇的金屬氧化物或者 金屬氮化物進(jìn)行輔助。類似的，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)考慮在電離工序中 作為輔助的其它金屬和/或其他形式的碳可用于顆粒物質(zhì)。金屬，金屬 氧化物，金屬氮化物或者碳可嵌入顆粒物質(zhì)的顆粒之中。顆粒物質(zhì)的 顆粒優(yōu)選具有<=100^111的平均直徑，例如直徑<=1(1111。在一個(gè)實(shí)施方 案中，顆粒具有從約10nm至約100nm的平均直徑。硅石顆粒的疏水性提高了顆粒與指紋的粘合。因此，在一個(gè)實(shí)施 方案中，金屬、金屬氧化物和碳被混入和/或嵌入到疏水性硅石顆粒中 去。在這些涉及指紋的方法中，顆粒物質(zhì)和指紋互相接觸。應(yīng)該理解 的是上下文的術(shù)語"指紋"指的是，例如沉積在一個(gè)表面上的指紋， 或者，可選擇地，使用常規(guī)提取裝置(例如，提取帶)從一個(gè)表面上 提取到的"非直接"指紋。顆粒物質(zhì)的施加可以通過》茲一奉，在本實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)是石茲 性的或順磁性的。由于減少了任何個(gè)人暴露于顆粒物質(zhì)(特別是通過吸入)，因而具有健康和安全的優(yōu)勢(shì)。可選擇地，沉積有紋路的物品可 浸沒在液體介質(zhì)中(即，納米顆粒的懸浮液)而被除去。浸沒的時(shí)長沒有特定限制，可以從大約15分鐘至大約12小時(shí)或更長。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)包含疏水性硅石顆粒，其包 含了上述的可磁化的顆粒。一類顆粒物質(zhì)包含疏水性石圭石顆粒。該顆粒可為納米顆?；蛘呶? 粒及其組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，硅石微粒的平均直徑是至少10pm, 典型的，至少為20pm。典型的，纟鼓粒的平均直徑為約30-90|im。在一 些實(shí)施方案中，微粒的平均直徑為大約45-65pm或者約65-90|um。 可以預(yù)想平均直徑在大約200nm至大約900nm的納米顆4立可在這然而，可以預(yù)想本發(fā)明中也可使用包含具有從大約200nm至大約 900nm(例如200, 250， 300, 350， 400, 450， 500， 550， 600， 650， 700, 750， 800， 850或900nm)的平均直徑的納米顆粒的顆粒物質(zhì)。術(shù)語"平均直徑"可用來表明典型地由本發(fā)明的方法形成的顆粒 的"平均直徑"。術(shù)語"平均(mean)"是統(tǒng)計(jì)學(xué)用語，其本質(zhì)上為所 有測(cè)得的直徑的總和除以測(cè)量中的顆粒的數(shù)目。納米顆粒的直徑可從 SEM圖片和圖片中所使用的刻度來估算，微粒的直徑可以由篩眼大 小、顆粒大小分布測(cè)量的結(jié)果和SEM圖片結(jié)果的組合而估計(jì)。 一種確 定平均直4圣的方'法是通過4吏用 Malvern Mastersizer(Malvern Instruments Ltd)。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)可以包含(1 )這里描述的疏水性硅 石顆粒和(2)石茲性或順石茲性顆粒(例如，鐵顆粒)的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒物質(zhì)包括疏水性硅石顆粒，其中疏水性 硅石顆粒還包含對(duì)指紋顯影和/或成像有所幫助的分子。在一個(gè)實(shí)施方 案中，疏水性硅石顆粒包括染料分子。染料的例子包括，例如，若丹 明，如，若丹明6G及其衍生物。在顯示指紋的步驟中可以使用文獻(xiàn) 中已知的各種不同的方法。例如，可使用光學(xué)方法，例如，uv #:照 燈，包括平板光學(xué)掃描儀的光學(xué)掃描儀，熒光掃描儀和UV可^L掃描 儀。實(shí)施例下面將參考附圖僅通過例子的方式描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中 圖1顯示了利用作為接觸劑(Xex543nm， Xex590nm)的若丹明6G(Rh.6G)，沉積在載波片上并從載波片上提取的指紋的熒光掃描； 圖la為沉積在顯微鏡載波片上的潛在指紋。上部和下部用有若丹明6G，中央的是空白對(duì)照；圖lb是將圖la的指紋用"桑德蘭白(Sunderland White)"指紋粉末(嵌入Ti02的疏水性硅石顆粒)顯影的結(jié)果；圖lc是在用商業(yè)指紋提取帶提取后的圖lb的紋路的殘留物；圖ld是在商用提取帶上的、從圖lb提取的指紋；圖2顯示了從乙醇(上)、和從提取的指紋(下)上沉積的若丹明6G的質(zhì)譜，兩者都在MALDI帶(下面)上進(jìn)行分析；圖3顯示了在可卡因氬氯化物存在和不存在的情況下，MALDI-TOF-MS系統(tǒng)對(duì)嵌入碳黑的硅石顆粒的響應(yīng)；圖4顯示了用于檢測(cè)直接施加到金屬M(fèi)ALDI-TOF-MS盤的摻入指紋上的可卡因的基質(zhì)物質(zhì)的比較。下部的曲線是使用10mg/ml的2，5 -二鞋基苯曱酸(DHB)而得到的，上部的曲線是使用磁性疏水性硅石顆粒得到的；圖4a為用于檢測(cè)直接施加到金屬M(fèi)ALDI-TOF-MS盤的摻入指紋 上的可卡因的基質(zhì)物質(zhì)的比較。下部的曲線是使用10mg/ml的DHB 而得到的，上部的曲線是使用磁性疏水性硅石顆粒得到的；圖4b顯示了留在金屬靶盤的m/z304.5時(shí)的光語強(qiáng)度，在有可卡 因和無可卡因的情況下撒了三種粉末；圖5顯示了提取的潛在指紋的質(zhì)譜，指紋上撒有嵌入Ti02的疏水 硅石顆粒，以檢測(cè)與可卡因的接觸；有接觸(上曲線)和無可卡因接 觸(下曲線)；圖6為位于質(zhì)譜爿f義內(nèi)的96-阱MALDI-靶盤的表面上的單個(gè)阱/單 元照片，示出了在通過MALDI-TOF-MS分析之前用嵌入Ti02的疏水 硅石顆粒預(yù)播撒的提取指紋的凸紋細(xì)節(jié)；圖7顯示了在m/z 433.55(用于鯊烯加鈉絡(luò)合物的分子離子)處撒有IO種配方的疏水性顆粒(1-10)和對(duì)照(11和12)的提取紋路的相對(duì) 強(qiáng)度。在m/z 386沒有觀察到由于膽固醇所產(chǎn)生的峰。圖8顯示了在m/z 433.55(豊烯，分子量410.72，加上鈉(22.99)絡(luò) 合物)處，8種配方的疏水性粉末(1-8)和2種對(duì)照(9, IO)存在時(shí) 的鯊烯標(biāo)準(zhǔn)下的相對(duì)強(qiáng)度；圖9顯示了在m/z 386.37 (膽固醇分子量386.65 )處，8種配方的 疏水性粉末(1-8)和2種對(duì)照(9, 10)存在時(shí)的膽固醇標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì) 強(qiáng)度；圖IO顯示了用于篁烯和膽固醇標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)譜。(a)用于鯊烯標(biāo)準(zhǔn)的 MALDI-TOF-MS。 (b)用于膽固醇標(biāo)準(zhǔn)的MALDI-TOF-MS;圖ll為非吸煙者(FR)的潛在指紋的MALDI-TOF-MS,指紋位 于不銹鋼盤上，并摻有包含尼古丁 (RMM163)和可替寧(RRM176) 的混合物(l|ug/ml)的溶液10^1。從下到上；a-形成峰的潛在指紋，其未撒有疏水性顆粒或未經(jīng)DHB處理b-形成峰的潛在指紋，其已經(jīng)DHB處理c-形成峰的潛在指紋，其預(yù)撒有疏水性顆粒d-未形成峰的潛在指紋，其預(yù)撒有疏水性顆粒圖12為原吸煙者(上一根煙的時(shí)間為24小時(shí))的潛在指紋的 MALDI-TOF-MS,該潛在指紋沉積在預(yù)4散有疏水性顆粒的不銹鋼上；a)m/z范圍155-180， b) m/z范圍180-205， c) m/z范圍205-450圖13為吸煙者的撒粉的紋路的潛在指紋的MALDI-TOF-MS,在 163， 148， 133， 119， 105， 91， 84和79的峰，是尼古丁的特征，這 是尼古丁存在的確鑿證據(jù)。圖14是吸煙者的撒粉的紋路的潛在指紋的MALDI-TOF-MS，在 177， 161， 147, 135, 119, 105, 97, 91，和79的峰，是可替寧的特 征，這是可替寧存在的確鑿證據(jù)。材料和方法本研究中的Tecan LS300掃描儀來自Tecan UK.,雷丁 ( Reading ), 伯克郡(Berkshire )。 Kratos Axima畫CFR MALDI-TOF-MS (ShimadzuBiotech, Manchester UK)系統(tǒng)和Shimadzu金屬革巴盤一起4吏用。所用的 商業(yè)基質(zhì)為2,5-二羥基苯曱酸(DHB)(10 mg/ml， 50:50的乙腈:去離子 水[dH20])。碳黑懸浮液是由Cabot Corp， Cheshire UK提供的。所有 其他化學(xué)藥品均來自Sigma-Aldrich， Dorset Uk.,包括銳4太礦形式的4太 氧化物。商業(yè)隔離劑、指紋刷、》茲棒和商業(yè)提取帶可從Crime Scene Investigation Equipment Ltd.(前身為K9 Scenes of Crime Ltd )得到。準(zhǔn)備了標(biāo)定溶液用于MALDI-TOF-MS系統(tǒng)中。準(zhǔn)備了罌粟;威氫 氯化物溶液(papaverine hydrochloride )(在dH20中為10mg/ml)和利 血平(reserpine) (二曱基曱酰胺中5mg/ml溶液，DMF)。 一定量的該 罌粟堿溶液(lOOpl)與一定量的利血平溶液(200pl)和dH2O(400pl) 和DMF(300ili1)混合。還預(yù)備了乙腈/水為50:50 (v/v)的2，5-二羥基苯 曱酸(DHB, 10mg/ml)。最終的標(biāo)定溶液是通過將10pl的DHB溶液和 10|ul的利血平與嬰粟堿的混合物混合得來的。該溶液的試樣量(1^1) 被用于每次實(shí)驗(yàn)，兩種標(biāo)準(zhǔn)的分子離子m/z被用于標(biāo)定系統(tǒng)。對(duì)嵌入的疏水性硅石顆粒的準(zhǔn)備該方法是基于納米顆粒的毛坯硅石的適應(yīng)過程。[12],和30ml乙 醇、5ml的dH20、 2.5ml的四乙氧基曱硅烷(tetraethoxysilane )和2.5ml 的苯基三乙氧基硅烷(phenyltriethoxysilane )在離心管中混合。這里 再力口上2ml的4妄氬氧4匕物溶液(ammonium hydroxide solution ) (28%),以激發(fā)納米顆粒的形成和溶液整夜旋轉(zhuǎn)。用二氯曱烷/水或者乙醇/水 (兩種情況都是50: 50)不斷地萃取所產(chǎn)生的顆粒懸浮液。懸浮液被離 心過濾(例如，5分鐘，3000rpm)。浮在上層的液體被除去，并加入 10ml的dH20和同樣多的二氯曱烷。在再次離心過濾之前再旋轉(zhuǎn)懸浮 液10分鐘。上層水溶液被除去，再加入試樣量的水和二氯曱烷。漂洗 及離心過濾重復(fù)4次，直到不能再加入水:二氯曱烷。而后，顆粒從二 氯甲烷中在40°C的培養(yǎng)器中被干燥。干燥后，在經(jīng)過篩選以產(chǎn)生合適的顆粒大小之前，將顆粒在研缽 中壓石,、研碎。疏水顆粒用手通過帶有青銅網(wǎng)眼的黃銅測(cè)試濾網(wǎng) (Endecot Ltd., London, UK)過濾。本研究中4吏用的顆粒大小低于約63|um。 使用了 Malvern Mastersizer(Malvern Instruments Ltd., Malvern, UK)來-瞼證顆粒大小的分布。對(duì)含有顆粒的二氧化鈥，在加入硅烷化的試劑(silanisation reagents)之前，在離心管中加入25mg的二氧化鈦。對(duì)于碳黑(CB ) 顆粒，向前體溶液中加入5ml的1:2至1:100倍稀釋的所提供的水中 的碳黑懸浮液，以替代Ti02。對(duì)于》茲性顆粒，根據(jù)已7〉開的方法[13, 14]準(zhǔn)備顆粒磁鐵礦。然后，將5ml的這種水中的懸浮液加入到前體溶 液中，以替代dH20。有效地從潛在指紋上提取接觸殘留物的證明將指尖置于若丹明6G ( Rh 6G; EtOH中的100|ng/ml)溶液中。在 將指紋放在干凈的載波片上之前，搖動(dòng)手指蒸發(fā)掉多余的EtOH。留下 3個(gè)紋路，2個(gè)帶有Rh 6G和空白對(duì)照。使用Tecan LS300掃描儀進(jìn) 行觀察(ex 543nm, em 590nm， gain 120 )。然后在三個(gè)紋路上撒上摻有 二氧化鈦的疏水性硅石微粒，然后在同樣的掃描條件下進(jìn)行顯示。使 用商用指紋提取帶(11.5 x 6.5cm)提取紋路、載波片上的殘留物和被 掃描的提取帶。驗(yàn)證被提取的接觸殘留物的MALDI-TOF-MS檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)(若丹明 6G)在該實(shí)^r中，在^f象以往一樣將指紋留在載波片上之前將一些Rh. 6G粉末直接加到指尖上，但是不加隔離劑。然后使用雙面導(dǎo)電帶提取 指紋，并留在金屬靶盤上。導(dǎo)電帶適用于MALDI-TOF，且由Shimadzu Biotech無償提供。然后將靶盤至于MALDI-TOF-MS系統(tǒng)內(nèi)，檢查指 紋是否有Rh.6G。將導(dǎo)致的MS (Rh.6G在近444處的可4企測(cè)的m/z) 與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。乙醇中的100pg/ml溶液等價(jià)于扁平帶上留下的 100ng染料。證明嵌有作為SALDI-TOF-MS中的增強(qiáng)劑的硅石顆粒的碳黑的功效 的實(shí)驗(yàn)研究了響應(yīng)于有可卡因和無可卡因留在金屬靶盤表面上的圓形單元/區(qū)域的具有CB嵌入的納米顆粒的單元的工具。所有的結(jié)果都是在進(jìn) 行了三次得到的。在2組阱中加入了可卡因氫氯化物(lpg分配到 lmg/ml乙醇溶液的lul)。陽性的那一組，向單元加入了 lpl的10mg/ml 的CB嵌入納米顆粒(基質(zhì))的懸浮液。另一組留下作為對(duì)照，以顯 示對(duì)無基質(zhì)的可卡因的響應(yīng)。在金屬靶的空白單元下研究了無可卡因 時(shí)的基質(zhì)對(duì)照。在分析之前對(duì)單元進(jìn)行了如前所述的染色。用MALDI-TOF-MS檢測(cè)可卡因接觸殘留物通過將指尖放入到藥品中在指尖上留下少量可卡因氫氯化物。然 后手指直接與干凈的金屬靶盤接觸，從而在其表面留下紋路，所產(chǎn)生 的紋路覆蓋了表面上的若干單元/阱。然后在潛在指紋上撒上嵌入有磁 鐵礦的疏水性硅石顆粒，或者商業(yè)隔離劑。這可以是有鋁粉，Magneta Flake 和含有二氧化鈦的白粉末。用商業(yè)磁棒來施加兩個(gè)磁功率，商 業(yè)用刷子用于非磁性粉。為證明指紋上的可卡因的存在，將商業(yè)DHB 基質(zhì)與10pl的10mg/ml可卡因氫氯化物溶液混合，并在MALDI靶盤 的阱上加入1^1這種混合物。然后，將金屬靶盤在加熱箱 (Shimadzu/Kratos Instruments )中進(jìn)行干燥，然后再置于MS系統(tǒng)中。證明用于檢測(cè)提取指紋上的可卡因殘留物的Ti02/PTEOS顆粒的效果 的實(shí)驗(yàn)如上所述，將空白指紋和摻有可卡因的指紋留在載波片上。使用 Zephyr指紋刷、用Ti02/PTEOS對(duì)其進(jìn)行顯影。然后^f吏用商業(yè)提取帶 提取紋路，并將其倒轉(zhuǎn)并粘貼在MALDI耙盤上的紋路側(cè)。然后用MS 檢查指紋是否存在可卡因。使用疏水性顆粒作為增強(qiáng)基質(zhì)，用MALDI-TOF-MS從指紋上檢測(cè)膽 固醇和鯊烯洗凈并干燥金屬靶盤。在金屬盤上留下12個(gè)右手食指指紋。然后 在37。C的培養(yǎng)器中干燥1. 5小時(shí)。每個(gè)指紋都撒有上述準(zhǔn)備好的、十種具有不同配方的疏水顆粒。每種情況下在括號(hào)中顯示顆粒中嵌入的試劑。另外，然后， 一些所產(chǎn)生的粉末(l， 5, 6， 8)也徹底地混合 了 DHB以產(chǎn)生P/。w/w的配方。這些用于確定是否該種基質(zhì)的存在提 高了在撥撒和MALDI-TOF-MS之后、在潛在指紋中的鯊烯的4企測(cè)。 使用了 4種黑粉末的配方。其與由初始合成所產(chǎn)生的物質(zhì)具有不同比 例的碳黑。括號(hào)中的數(shù)字指的是初始合成中的碳黑和dH20的比率。1. 白粉末A(二氧化鈥；1. 0% w/w DHB;粉末)2. 白粉末B(二氧化鈦)3. 紫粉末A(結(jié)晶紫)4. 黑粉末A ( 1: 10)5. 黑4分末B(1:10， 1.0%w/wDHB:粉末)6. 紫粉末B(結(jié)晶紫，1.0%w/wDHB:粉末)7. 紅瑩光粉末A (若丹明6G)8. 紅瑩光粉末B (若丹明6G;1.0。/。 w/w DHB:粉末)9. 黑粉末C(1:5)10. 黑^分末D(1:2)用相應(yīng)編號(hào)的粉末1-10分別在上述十個(gè)紋路的每一個(gè)上進(jìn)行撒 播，并用數(shù)碼相機(jī)對(duì)所產(chǎn)生的紋路進(jìn)行拍照(照片沒有示出)。然后， 分別在MALDI-TOF-MS中對(duì)它們進(jìn)4亍分析，包括沒有用隔離劑或基 質(zhì)處理的紋路以及僅用二羥基苯曱酸(紋路11 )播撒的紋路。利用作為增強(qiáng)基質(zhì)的疏水顆粒，通過使用MALDI-TOF-MS直接檢測(cè) 膽固醇和豊烯在100%乙醇中制備膽固醇和鯊烯溶液(均為2mg/ml)，并將每種 溶液的500|iil水溶液相互混合。將該溶液的24個(gè)點(diǎn)(每個(gè)為0.5nl) 分布到干凈的、干燥的金屬靶上，并風(fēng)干2小時(shí)。用8種疏水粉末的 每種配方分別播撒阱(每種配方3個(gè)點(diǎn))。配方與2.8:-中所描述的相同。1. 紅熒光粉末A2. 黑粉末A3. 黑粉末B4. 紫粉末A5. 紫粉末B6. 紅熒光粉末B7. 黑粉末C8. 黑粉末D如上所述，直接在金屬盤的表面上用每種粉末進(jìn)行播撒。還通過 將500|il的膽固醇/鯊烯溶液與500|al的10mg/ml DHB溶液(基質(zhì))進(jìn) 行混合制備隔離溶液。還將這種溶液的3個(gè)點(diǎn)(0.5pl)分布到金屬靶 盤上進(jìn)行風(fēng)干。金屬耙盤上的每個(gè)點(diǎn)都在MALDI-TOF-MS中進(jìn)行分 析，監(jiān)測(cè)膽固醇(m/z 386 )和鯊烯(m/z 410 )及其金屬絡(luò)合物(adduct) 的峰值。結(jié)果證明從潛在指紋有效地提取接觸殘留物研究了指紋提取過程的有效性和最終紋路的凸紋細(xì)節(jié)。由于其高 度焚光性，使用若丹明6G作為典型接觸劑。因此，在接觸后觀察高 度熒光性的紋路(圖la中的上下紋路)，其中，在所使用的掃描條件 下的常規(guī)指紋(圖la的中央)不熒光。在將疏水性硅石隔離劑應(yīng)用到3種紋路后，紋路變得很清楚(未 示出)，并且由于若丹明的熒光性和沉積在紋路上的硅石顆粒的光散 射，所有熒光掃描(圖lb)上的三個(gè)紋路都有良好的清晰性。用提取 帶提取紋路后，載波片表面上留下的一些熒光物(圖lc)顯示了提取 過程的有效性。對(duì)帶表面的掃描顯示了 "熒光"紋路，從而證明了在 這一過程中提取的紋路和隔離劑完好無缺(圖ld)。圖l所見的結(jié)果表明，使用商業(yè)提取帶導(dǎo)致了將潛在指紋上沉積 的物質(zhì)塊體從載波片上轉(zhuǎn)移到帶上。這只是利用MALDI-TOF-MS檢 測(cè)潛在指紋上的任何物質(zhì)的第 一 步。提取的接觸殘留物的MALDI-TOF-MS檢測(cè)(若丹明6G)為使實(shí)驗(yàn)成功，假設(shè)從顯微鏡載波片的表面提取的若丹明可用 MALDI-TOF-MS進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果示于圖2。上面的曲線是提取指紋的， 其在m/z443具有對(duì)應(yīng)于Rh6G的峰。下面的光譜是來自于直接加到 MALDI靶的Rh6G標(biāo)準(zhǔn)的。峰形和圖案類似，顯示為同一種化合物。 上曲線的質(zhì)量減少，可能是由于在將提取帶置于靶盤上的過程中使用 的帶的輕微提升造成的，這會(huì)減小電離區(qū)域的飛行時(shí)間。所設(shè)計(jì)的導(dǎo)電帶被平粘到MALDI耙，且樣品被加入到上表面。 它還相當(dāng)脆，易于拉伸，這會(huì)使最初顯影的指紋扭曲。最好用它來從 顯微鏡載波片提取紋路并留在MALDI靶上。由于其脆性及粘性，所 以不可能鋪平。圖2所示的結(jié)果表明，使用MALDI-TOF-MS系統(tǒng)，可從表面提 取并可成功地檢測(cè)粉末形式的4妻觸殘留物。在用于可卡因的MALDI-TOF-MS系統(tǒng)中將嵌入碳黑的硅石顆粒作為 增強(qiáng)劑的功效為了證明該結(jié)果是在基質(zhì)和可卡因存在的情況下觀察到的，而不 是來自背景信號(hào)，使用已知量的可卡因和基質(zhì)進(jìn)行了進(jìn)一 步的分析。 在有可卡因和無可卡因情況下^t性硅石顆粒的響應(yīng)與空白靶和無任何 基質(zhì)的可卡因的響應(yīng)進(jìn)行了比較。有無可卡因的嵌入石友黑的硅石顆粒在m/z 304時(shí)的響應(yīng)與空白靶 和無任何DHB基質(zhì)的可卡因的響應(yīng)進(jìn)行了比較。由于可卡因造成的 MS峰的強(qiáng)度示于圖3。與無可卡因時(shí)的比較，硅石顆粒的存在導(dǎo)致峰 的強(qiáng)度呈10倍增加。在與56,552的DHB和112%的n=3的rsd下的 相應(yīng)的結(jié)果相比較，觀察到了良好的可復(fù)制性(平均強(qiáng)度90，275, 5.8% 的n=3的rsd )。研究了嵌入碳黑的顆粒的潛在SALDI用途與常規(guī)DHB基質(zhì)的比 較。可卡因氫氯化物被用作為靶分析物，這是因?yàn)閳?zhí)法機(jī)構(gòu)對(duì)于指紋 上的這一物質(zhì)的識(shí)別很感興趣，因?yàn)檫@可證明提供指紋的個(gè)人接觸了 可卡因。存在常規(guī)化學(xué)基質(zhì)(DHB)和新的隔離基質(zhì)的可卡因質(zhì)譜示于圖4，以用于直接沉積在金屬M(fèi)ALDI靶上的紋路。下部的鐠圖顯示 了有DHB時(shí)的可卡因，而上部的語圖示出了存在》茲性PTEOS納米顆 粒的可卡因(用磁棒留下的)。相應(yīng)于藥物，兩者顯示了類似的譜圖， 但是存在》茲性顆粒時(shí)的響應(yīng)明顯增加。這表明》茲性PTEOS顆粒以類似 于常規(guī)基質(zhì)的方式輔助了可卡因的解吸過程。在顯影的紋路中(未顯 示)觀察到，磁性PTEOS也顯示了作為指紋顯示粉末的潛力(由于良 好的凸紋細(xì)節(jié))。當(dāng)相對(duì)強(qiáng)度分別為1700, 10000,9000和10mV時(shí)，對(duì)于沉積在金 屬靶盤上并撒有包含二氧化鈦、碳黑(1: 10)或者由DHB處理或未 處理(未顯示細(xì)節(jié))的疏水性粉末的接觸紋路而言，對(duì)可卡因的峰在 304.5m/z也^L察到類似結(jié)果(圖4b )。用于檢測(cè)所提取指紋中的可卡因殘留物的嵌入TiO^顆粒的有效性已經(jīng)證明了提取過程(圖1， 2)和在MALDI靶上對(duì)來自于所摻 入的潛在紋路的可卡因進(jìn)行檢測(cè)的有效性(圖3-5)，假定可以直接從 商業(yè)提取帶上提取的指紋上檢測(cè)到可卡因。結(jié)果示于圖6。下曲線是 未接觸可卡因的提取紋路，而上曲線是來自于接觸了藥物的紋路。對(duì) 應(yīng)于可卡因，在上曲線中、在m/z 304時(shí)僅觀察到清晰的峰。兩種情 況下，原始紋路都撒有嵌入Ti02的疏水性硅石顆粒。圖7顯示了由摻 有可卡因的指紋的MALDI-TOF所分析的耙區(qū)域。對(duì)于陰性對(duì)照(未 示出)可得到類似圖像。阱的直徑是3.4mm,可觀察到指紋的清晰的 凸紋細(xì)節(jié)。通過激光掃描，在單元內(nèi)限定的區(qū)域上和平均信號(hào)以產(chǎn)生 譜圖而得到圖6中的譜圖。利用作為增強(qiáng)基質(zhì)的疏水性顆粒，用MALDI-TOF-MS從指紋檢測(cè)膽 固醇和篁烯在該實(shí)-驗(yàn)中，在不銹鋼MS靶盤上直接沉積12個(gè)紋路。在經(jīng)歷一 段時(shí)間后，在紋路上撒上十種不同配方的疏水性隔離劑之一。然后提 取紋路，并利用MALDI-TOF-MS系統(tǒng)進(jìn)行檢查。預(yù)計(jì)將檢測(cè)出膽固醇和鯊烯，而實(shí)際上僅觀察到鯊烯。這是在對(duì)應(yīng)于加有鈉絡(luò)合物的分子離子在433的m/z時(shí)觀察到的。如圖7所示， 無任何增強(qiáng)劑時(shí)所觀察到的強(qiáng)度大約是2000mV(紋路12)。由DHB可 增加到約14000。包含最高比例的碳黑粉末得到最好的響應(yīng)(紋路9 和10 ),碳比例越高，峰的強(qiáng)度越大，因此，具有最大強(qiáng)度(約22000mV ) 的樣品具有1:2的碳黑:稀釋物的比率。通常，粉末中DHB的存在輕孩O也增加了峰的強(qiáng)度(紋路1和2-二氧化鈦，4和5-碳黑比率1: 10)，但是對(duì)于包含干燥結(jié)晶紫(3和6) 和若丹明6G(7和8)的粉末未見此現(xiàn)象，其中產(chǎn)生了小于或等價(jià)于未 處理的紋路12的低信號(hào)。利用疏水性顆粒作為增強(qiáng)基質(zhì)，使用MALDI-TOF-MS，直接檢測(cè)膽 固醇和鯊烯由于在指紋的MS中未見膽固醇，因此決定確定在存在DHB和 新隔離劑的情況下是否能使用MALDI-TOF-MS系統(tǒng);險(xiǎn)測(cè)出該化合物。 因此，標(biāo)準(zhǔn)的鯊烯和膽固醇的混合物被沉積在金屬耙盤的表面， 一式 三份的八組點(diǎn)被撒上在3, 6中使用的8種配方的疏水性粉末，或者用 DHB進(jìn)行處理或不處理。在這種情況下，由于化合物的鈉絡(luò)合物，再次在433的m/z》見察 到由鯊烯所造成的峰，粉末l， 2， 7和8給出的信號(hào)比存在DHB時(shí)所 見的強(qiáng)度大(圖8)。觀察到的最大強(qiáng)度是紅瑩光粉末(若丹明6G， 粉末l， 49000mV),碳黑再次給出了良好的響應(yīng)(1: 10, 6000mV; 1: 5， 36000mV; 1: 2， 4000mV)。觀察到了在386的m/z處的峰， 但是所有情況下的強(qiáng)度值都比鯊烯的低很多。最高值產(chǎn)生在存在有包 含結(jié)晶紫染料的粉末的情況下(1800mv,粉末4),而包含碳黑的粉末也 產(chǎn)生了相對(duì)良好的峰(對(duì)于粉末3均為大約800mV, 1: 10力。DHB; 粉末7， 1: 5以及粉末8， 1: 2)(圖9 )。這兩種化合物的實(shí)際譜圖示于圖10a (鯊烯)和10b (膽固醇)。 這清楚地表明在所使用的條件下鯊烯的響應(yīng)更好。使用MALDI-TOF-MS從吸煙者的已播撒的潛在指紋內(nèi)直接檢測(cè)外生代謝物所使用的疏水性隔離劑為在碳黑:PTEOS為1: 2的初始比率下形 成的摻有碳黑的試劑，其合成見本說明書的下一節(jié)。將該試劑均勻地?fù)饺隵T細(xì)鐵顆粒(直徑< 60pM )和^J旨酸(1.0% w/w)的混合物內(nèi)，/人而佳_得疏水顆粒和4失顆凈立的比為2: 98w/w。用 商業(yè)石茲棒對(duì)潛在紋路進(jìn)行播撒，并且在不銹鋼盤表面(Shimadzu MALDI-TOF-MS靶盤)對(duì)紋路進(jìn)行原位分析，或使用商業(yè)提取帶提取 紋路。提取的紋路用商業(yè)粘合帶粘附在靶盤的紋路側(cè)上。 MALDI-TOF-MS 是 利 用 Kratos Axima CFR Plus MALDI-TOF-MS(Shimadzu Biotech, Manachester, UK)進(jìn)行的，在陽離 子反射模式下進(jìn)行操作。使用的商業(yè)基質(zhì)是2,5-二羥基苯曱酸(DHB) (10mg/ml， 50: 50的乙腈:去離子水[膽20])。在圖11中示出的結(jié)果證明了對(duì)于潛在紋路，在不存在基質(zhì)增強(qiáng)劑 的情況下，沒有觀察到由尼古丁( FW 162 )或可替寧(cotinine) (FM 176) 所產(chǎn)生的峰，其中，潛在紋路上摻有尼古丁和可替寧的混合物(每種 10ng， lla)。當(dāng)在粘有每種化合物的紋路中加入常規(guī)基質(zhì)輔助劑DHB 時(shí)，則觀察到163和177的峰(llc)。當(dāng)在已摻入物質(zhì)的潛在紋路中 加入疏水性隔離劑時(shí)，又能觀察到163和177處的峰，這表明這種試 劑也作為增強(qiáng)劑。可能是由于可替寧的鈉絡(luò)合物的原因，觀察到了在 199的m/z處的附加峰。在撒有疏水性隔離劑的、未摻入物質(zhì)的紋路 的譜圖中觀察到m/z 157的峰和163的m/z處的峰，兩者強(qiáng)度近似。 在該譜圖中未見177和199處的峰(lld)。應(yīng)該指出的是在圖lib中， 大概是由于尼古丁的存在，所以163處的峰的強(qiáng)度比157處的峰強(qiáng)度 大很多。圖11清晰地顯示了僅當(dāng)未加入基質(zhì)增強(qiáng)劑(例如DHB)時(shí)，由 TOF-MS未能檢測(cè)出潛在指紋中的尼古丁和可替寧(均為每個(gè)紋路 10ng)(lla與llc比較)。該圖也證明了用于對(duì)潛在紋路進(jìn)行顯影的疏 水性隔離劑也用作為增強(qiáng)劑，從而使這些化合物再次被檢測(cè)出來 (11b)。主峰出現(xiàn)在m/z值為163.3(尼古丁的分子量是162.23 )、177.3 (可替寧的分子量是176.22)和199.2處。最后一個(gè)峰可能是由于可替寧的鈉絡(luò)合物而產(chǎn)生的(d。H。N20Na，分子量199.21)。這些峰不存 在于未摻尼古丁和可替寧的、被預(yù)播撒的潛在指紋(lld)。已經(jīng)24小時(shí)沒有抽煙的前吸煙者的相應(yīng)語圖示于圖2。并不是由 于隔離基質(zhì)而出現(xiàn)的主峰出現(xiàn)在163.1的m/z (尼古丁)和199.1處(可替 寧鈉絡(luò)合物)，副峰出現(xiàn)在177.1(可替寧)。有趣的是，當(dāng)檢測(cè)更高質(zhì)量數(shù)的譜圖時(shí)，直接留在不銹鋼盤的紋 路的峰在307.4和433.4處被觀察到。這些可能分別是由于硬脂酸的鈉 絡(luò)合物(FW307.47)和篁烯的鈉絡(luò)合物(FW 433.71 )而產(chǎn)生的。這 些都是來自以隔離劑形式使用的硬脂酸和分泌為指紋的內(nèi)生成分的自 然鯊烯。由于是出現(xiàn)在提取帶的表面，而提取帶本身附著于不銹鋼靶盤的 表面，因此這些峰可用于標(biāo)定由提取的紋路所獲得的峰。這提升了表 面，因此現(xiàn)在電離區(qū)域的飛行時(shí)間小于不銹鋼表面，而且峰的m/z的 值明顯變小。因此，對(duì)于提取帶上的由吸煙者的紋路所得到的譜圖而 言，鈉絡(luò)合物的峰出現(xiàn)在305.1和431.2，和174.6 (主要)和197.4。 峰的較低的量可用2.3個(gè)m/z單位來修正，從而給出的峰在176.9(可 替寧)和199.7(鈉可替寧絡(luò)合物)。在161、 167和168處的峰僅在吸煙者的MS中見到。已知，盡管 尼古丁的構(gòu)成是在煙葉中的大約95%的生物堿，但也存在各種其他生 物堿。其中，降煙堿(nornicotine ) (RMM 148)和安那他品(anatabine ) (RMM 160)是最豐富的[22]。 m/z 161處的峰可能是由于安那他品，這 是因?yàn)樵谠撟V圖中觀察到質(zhì)子化形式的尼古丁和可替寧，然而這還需 要進(jìn)一 步的工作來驗(yàn)證。摻入碳黑的試劑的制備用于制備空白納米顆粒的基本方法包括在離心管中混合30ml的 乙醇，5ml的dH20, 2.5ml的四乙氧基硅烷(TEOS)和2.5ml苯基三乙 氧基硅烷(PTEOS)。在該混合物中加入2ml的銨氫氧化物溶液，并整 夜旋轉(zhuǎn)該溶液。之后，離心分離該懸浮液(3000rpm， 3分鐘)。用10: 90 v/v的乙醇/水進(jìn)行一系列的分離和清洗之后，產(chǎn)物-波分離，然后保持為97: 3 v/v的水/乙醇的懸浮液。這些也受到顆粒大小 分布分4斤和SEM、 TEM的影響。對(duì)于碳黑顆粒，5ml的1: 100倍稀釋的碳黑水溶液被加入到前體 溶液。對(duì)于鍍TEOS:PTEOS的磁性顆粒，根據(jù)已公開的方法來制備顆 粒磁鐵，并且向前體溶液中加入5ml的水懸浮液。下面的段落構(gòu)成本文的 一部分1. 一種確定在位于表面的指紋中存在殘留物的方法，所述方法包 括以下步驟i) 向所述指紋施加包括金屬、金屬氧化物或碳顆粒的顆粒物質(zhì)；以及ii) 對(duì)所述指紋進(jìn)行質(zhì)語分析，從而檢測(cè)是否存在所述殘留物。2. 如段落1所述的方法，其中所述質(zhì)譜技術(shù)是MALDI-TOF-MS 或SALDI-TOF-MS。3. 如段落1或2所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括利用合成 物顯示潛在的指紋。4. 如段落1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述金屬氧化物是氧 化鈦或氧化鐵(磁鐵礦)，或者所述金屬為鋁或鐵。5. 如段落1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述碳是碳黑、球殼 狀碳分子化合物、石墨或者其類似物。6. 如段落1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒物質(zhì)包括其 內(nèi)嵌入有所述金屬、金屬氧化物或碳的顆粒。7. 如4更落6所述的方法，其中顆粒的直徑^100m。
8. 如段落7所述的方法，其中顆粒物的直徑Slm。
9. 如段落6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒為疏水性硅 石顆粒。
10. 如段落6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒進(jìn)一步包 括染料。
11. 如段落10所述的方法，其中所述染料是熒光的。
12. 如段落6至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒為磁性的 或順i茲性的。
13. 如段落12所述的方法，其中所述顆粒為磁性苯基三乙氧基硅 烷(PTEOS)納米顆粒。
14. 如段落1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述殘留物為內(nèi)生 代謝物。
15. 如段落14所述的方法，其中所述內(nèi)生代謝物為鯊烯。
16. 如段落1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述殘留物為接觸 殘留物。
17. 如l殳落16所述的方法，其中所述接觸殘留物為麻醉劑。
18. 如段落17所述的方法，其中所述麻醉劑為可卡因。
19. 如段落1至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中至少一種內(nèi)生殘留 物和至少 一種接觸殘留物被共同沉積在所述指紋中。20. 如段落1至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中在施加所述顆粒物 質(zhì)之前，在MALDI-TOF-MS/SALDI-TOF-MS樣品支撐物上直接沉積 所述指紋。21. 如IS:落1至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中在施加所述顆粒物 質(zhì)之前，利用提取帶從所述指紋沉積的地點(diǎn)提取所述指紋，并將所述 指紋與MALDI-TOF-MS/SALDI-TOF-MS樣品支持物4妄觸。22. 參照各實(shí)施例基本如本文所描述的方法。 參考文獻(xiàn)1. R. S. Ramotowski， in: H. C. Lee和R. E. Gaensslen (Eds.)的書 Advances in Fingerprint Technology (2nd Edn)(指紋技術(shù)的發(fā)展(第二 版))，CRC Press, Boca Raton, FL.， 2001, 632. K. G. Asano， C. K. Bayne， K. M. Horsman和M. V. Buchanan在J. Forensic Sci.， 47， (2002) 1-3上發(fā)表的文章3. Archer N. E.， Charles Y" Elliott J. A.和Jickells S.的書"Changes in the lipid concentration of latent fingerprint residue with time after deposition on a surface."(在表面沉積后潛在指紋殘留物的油脂濃度隨 時(shí)間的變4b ) Forensic Sci. Int. (Article in Press).4. J. S. Day, H. G M. Edwards, S. A. Dobrowski和A. M. Voice在 Spectrochimica Acta A, 60 (2004) 563發(fā)表的文章The detection of Drugs of Abuse in Fingerprints using Raman Spectroscopy I: Latent Fingerprints(利用拉曼光譜I對(duì)指紋中濫用藥品的檢測(cè)潛在指紋)5. J. S. Day, H. G. M. Edwards, S. A. Dobrowski和A. M. Voice在 Spectrochimica Acta A, 60 (2004) 1725發(fā)表的文章The detection of Drugs of Abuse in Fingerprints using Raman Spectroscopy I: Cyanoacrylate- Fumed Fingerprints.(利用拉曼光譜I對(duì)指紋中濫用藥品 的檢測(cè)氰基丙烯酸鹽粘合劑一蒸過的指紋)6. Nielson J. P.和Katz A. I"在J. Forensic Sci., 33 (1998) 1463-1472 發(fā)表的文章A Processing Protocol for Drug Residue and Latent Print Evidence.(用于藥品殘留物和潛在紋路證據(jù)的處理協(xié)議)7. M. A. Heustis， J. M. Oyler， E. J. Cone, A. T. Wstadik, D. Schoendorfer和R. E. Joseph在J. Chromatogr. B. 733 (1999) 247上發(fā)表 的文章Sweat Testing for Cocaine, Codeine and Metabolites by Gas Chromatoraphy-Mass Spectrometry (通過氣體色i普一質(zhì)i普，對(duì)可卡因、 可待因和代謝物的汗液檢測(cè))8. D. A. Kidwell， J. C. Holland和S. Athanaselis，在J. Chromatogr. B. 713 (1998) 111發(fā)表的文章Testing for Drugs of Abuse in Saliva and Sweat.(在唾液和汗液中對(duì)濫用藥物的4企測(cè))9. J. Sunner, E. Dratz和Y,C. Chen,在Anal. Chem. 67 (1995) 4335 上發(fā)表的文章 Graphite Surface-Assisted Laser Desorption/lonization Time-of-Flight Mass Spectrometry of Peptides and Proteins from Liquid Solutions (來自于液體溶液的肽和蛋白質(zhì)的石墨表面輔助激光解吸附/ 電離飛行時(shí)間質(zhì)譜)10. M. J. Dale, R. Knochenmuss和R. Zenobi，在Anal. Chem. 68 (1996) 3321上發(fā)表的文章Graphite/Liquid Mixed Matrices for Laser石墨/液體混合基質(zhì))11. A. Crecdius， M. R. Clench, D. S. Richards和V. Parr，在J. Chromatogr. A. 958 (2002) 249 上發(fā)表的文章 Thin-Layer Chromatography-Matrix-Assisted Laser Desorption lonisation-Time-of-Flight Mass Spectrometry Using Particle Suspension Matrices,(利用顆粒懸浮液基質(zhì)的薄層套色版基質(zhì)輔助的激光解吸附 電離飛行時(shí)間質(zhì)譜)12. J. Cao, Y. Wang, J. Yu, J. Xia， C. Zhang, D. Yin和U. O. Hafeli, 在J. Magnetism and Magnetic Materials (2003)上發(fā)表的文章13. J. J. Harb畫，R. R. Ritter， C. D. Spilling和K. M. Miller的第 US60397996號(hào)美國專利 Magnetically Responsive Particles andEmbolic Materials using Coated Magnetically Responsive Particles (2004) (石茲響應(yīng)顆粒和利用涂有》茲響應(yīng)顆粒的栓材料)14. L. A. Harris, J. D. Goff, A. Y. Carmichael和J. S. Riffle，在 Chemistry of Materials, 15 (2003) 1367上發(fā)表的文章Magnetite Nanoparticle Dispersions Stabilized by Triblock Copolymers,(由三段式 共聚物穩(wěn)定的磁鐵礦納米顆粒的離散)15. M. Schurenberg， K. Dreisewerd和F. Hillenkamp,在Anal. Chem. 71 (1999) 221-229上發(fā)表的文章Laser desorption/ionization mass spectrometry of peptides and proteins with particle suspension matrixes,(具有顆粒懸浮液基質(zhì)的肽和蛋白質(zhì)的激光解吸附/電離質(zhì)譜)16. T. Kinumi， T. Saisu， M. Takayama '和H. Niwa，在 J. Mass Spectrom. 35 (2000) 417-422上發(fā)表的文章 Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry using an inorganic particle matrix for small molecule analysis,(利用用于小分子分牙斤的無才幾 顆?；|(zhì)的基質(zhì)輔助激光解吸附/電離飛行時(shí)間質(zhì)語)17. L. Mickalak， K, J. Fisher, D. S. Alderdice， D. R. Jardine和G. D. Willett,在Org. Mass Spectrom. 29 (1994) 512-515上發(fā)表的文章C60-Assisted Laser desorption隱ionization mass-spectrometry (碳60 4#助6勺；敫 光解吸附-電離質(zhì)譜)18. J,P. Huang, C-H. Yuan, J. Shiea和Y.-C. Chen，在J. Anal.Toxicol. 23 (1999) 337-342上發(fā)表的文章Rapid screening for diuretic doping agents in urine by C-60-assisted laser-desorption-ionization-time誦of-flight mass spectrometry, ( iC過碳60 輔助的激光解吸附-電離飛行時(shí)間質(zhì)譜用于尿液中摻有利尿劑的試劑 的快速成像)19. Y,C. Chen, J. Shiea和J. Sunner,在J. Chromatogr. A. 826 (1998) 77-86上發(fā)表的文章Thin-layer chromatography mass spectrometry using activated carbon, surface-assisted laser desorption/ionization,(利用活斗生 炭和表面輔助的激光解吸附/電離的薄層套色版質(zhì)譜)20. Y.-C. Chen,在Rapid Commun. Mass Spectrom. 13 (1999)821-825上發(fā)表的文章In situ determination of organic reaction products by combining thin layer chromatography with surface-assisted laser desorption ionization time-of- flight mass spectrometry,(通過4吏薄層套色 版與表面輔助的激光解吸附電離飛行時(shí)間質(zhì)語相結(jié)合的有機(jī)反應(yīng)產(chǎn)物 的原位確定)
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權(quán)利要求
1.一種用于確定在指紋中存在殘留物的方法，其特征在于使用了由基質(zhì)輔助的質(zhì)譜技術(shù)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，包括i) 向所述指紋施加顆粒物質(zhì)，所述顆粒物質(zhì)(1 )能夠作為基質(zhì) 輔助的質(zhì)語技術(shù)中的基質(zhì)；并且(2)能夠幫助指紋的檢測(cè)和/或成像， 以形成施加顆粒的指紋；以及ii) 對(duì)形成施加顆粒的指紋的物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)譜分析，從而檢測(cè)是否 存在所述殘留物。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述顆粒物質(zhì)是疏水性的。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中所述顆粒物質(zhì)包含疏水性 石圭石顆粒。
5. 如權(quán)利要求2至4中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒物質(zhì) 包括金屬、金屬氮化物、金屬氧化物或碳。
6. 如權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述金屬氧化 物是從氧化鈦、氧化鐵(磁鐵礦)、赤鐵礦及其組合中選出的。
7. 如權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述碳是從碳 黑、球殼狀碳分子化合物、納米管、石墨及其類似物以及它們的組合 中選出的。
8. 如權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述金屬是從 鋁、鐵及其組合中選出的。
9. 如權(quán)利要求2至8中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒物質(zhì) 包括疏水性硅石顆粒，并且所述金屬、金屬氮化物、金屬氧化物或碳 顆粒嵌入有疏水性硅石顆粒。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中顆粒的平均直徑《100(im，并 且平均直徑可選擇為約10pm至約90|iim,還可選擇為約45pm至約 65jim，還可選擇為約65ium至約90|um。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中顆粒的平均直徑^lnm，并且 可選擇為約200 nm至約900nm,還可選擇為約300 nm至約600nm， 還可選擇為約400 nm至約500nm。
12. 如權(quán)利要求2至11中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒物 質(zhì)還包括染料分子。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述染料分子是熒光的或者 有色的。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述染料分子和/或有 色的分子被嵌入到疏水性硅石顆粒之中。
15. 如權(quán)利要求2至14中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述顆粒物 質(zhì)是》茲性的或者順f茲性的。
16. 如權(quán)利要求2至15中任何一項(xiàng)所述的方法，其中在向所述指 紋施加顆粒物質(zhì)之后，利用提取帶從所述指紋沉積的地點(diǎn)提取所述指 紋，并將所述指紋與質(zhì)譜樣品支持物接觸。
17. 如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述基質(zhì)輔助的 質(zhì)譜技術(shù)是MALDI-TOF-MS或SALDI-TOF-MS。
18. 如權(quán)利要求1至16中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述基質(zhì)輔 助的技術(shù)是/人MALDI-TOF-MS, SALDI-TOF-MS及其組合中選出的。
19. 如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)所述指 紋的進(jìn)行顯示和/或成像。
20. 如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述殘留物是內(nèi) 生殘留物，例如，內(nèi)生代謝物和/或外生代謝物。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述內(nèi)生代謝物是莖烯。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述外生代謝物是尼古丁的 代謝物，例如，可替寧。
23. 如權(quán)利要求1至19中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述殘留物 是接觸殘留物。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述接觸殘留物是麻醉劑。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述麻醉劑是可卡因。
26. 如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中至少一種內(nèi)生殘 留物和至少 一種接觸殘留物被共同沉積在所述指紋中。
27. —種指紋提取帶和顆粒物質(zhì)的組合，包括物質(zhì)，所述物質(zhì)(l) 能夠作為基質(zhì)輔助的質(zhì)譜技術(shù)中的基質(zhì)劑；并且(2)幫助指紋的檢測(cè) 和/或成像，以形成施加顆粒的指紋。
28. 如權(quán)利要求27所述的組合，其中所述顆粒物質(zhì)是疏水性的。
29.使用基質(zhì)輔助的質(zhì)譜技術(shù)確定指紋中的殘留物。
30.如權(quán)利要求29所述的使用，其中所述基質(zhì)輔助的質(zhì)語技術(shù)是 從MALDI-TOF-MS 、 SALDI-TOF-MS及其組合中選出的。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及一種利用質(zhì)譜技術(shù)確定指紋上或指紋中存在殘留物的方法。所述質(zhì)譜技術(shù)可以在MALDI-TOF-MS和SALDI-TOF-MS中選擇。作為基質(zhì)輔助激光解吸中的基質(zhì)、且?guī)椭讣y顯像的粒子懸浮液被應(yīng)用于指紋。適合的基質(zhì)的例子有疏水性的硅石、二氧化鈦、炭黑、球殼狀碳分子、碳納米管等?？蛇x擇地，指紋可以用提取帶進(jìn)行提取。
文檔編號(hào)G01N33/483GK101242783SQ200680029570
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者布倫丹·約翰·西克, 弗萊德里克·約翰·羅厄爾 申請(qǐng)人:桑德蘭大學(xué)