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质谱分析揭示了铊中毒冷病例

  1994年,中国大学生朱玲开始出现胃痛,脱发和部分瘫痪。当医生大约四个月后诊断出Ling患有铊中毒时,她处于昏迷状态。凌幸存下来,但她遭受了永久性的神经损伤。警方调查确定凌故意中毒,但案件仍未解决。

  中毒后二十年,凌家的一位同事要求马里兰大学地质系的副研究员理查德阿什(Richard Ash)分析1994年和1995年收集的几根Ling的毛发,以确定她中毒的时间表。尽管Ash专门研究地质样品,但他经常通过使用质谱分析样品中的微量元素来帮助各种研究人员,这种技术可以测量十亿分之几的元素。

  在2018年10月,Ash在法国国际法医学杂志上发表了这一结果,首次揭露受害者长期接触多剂量的铊。

  “据我所知,这是首次使用质谱法来重建长期故意重金属中毒病例的时间表,”Ash说。“分析显示,受害者中毒的剂量随着时间的推移频率和浓度增加。”

  质谱法可以轻松找到头发中低浓度的铊,但测量头发样本中的铊含量是一项挑战。其他实验室拒绝了Ling家族伙伴Min He和Ash的研究合着者,因为这种分析没有确定的方法。“质谱法并不擅长测量浓度,”Ash说。“要做到这一点,您需要一个既定的标准参考材料来比较您的样本。

  Ash使用由果园叶子制成的标准参考材料制定了自己的标准,该标准参考材料由国家标准与技术研究所(NIST)开发,用于测量生物样品中的某些元素。Ash在NIST材料中添加了已知量的铊,以创建一套新的标准,使他能够确定受害者头发中有多少铊。

  作为额外的质量控制水平,Ash根据基于NIST的标准测试了他对中国粉末头发标准的测量结果,发现他对受害者头发样本中元素的测量与粉末头发标准中的元素密切匹配。

  “说实话,我很惊讶新标准运作良好,”Ash说。“制定我自己的标准是在黑暗中拍摄的,但它得到了回报。”

  接下来,Ash利用了人类头发生长的事实 - 并以恒定的速率从身体中吸收化学物质。由于这种特性,测量某些金属沿着头发长度的分布是确定人接触金属的时间和剂量的既定方法。

  为了测量受害者头发中的铊,Ash用紫外激光扫描头发的长度。激光的能量将头发的最外层转化为微小的颗粒。Ash然后使用质谱仪分析颗粒中的铊。利用头发的生长速度和激光的扫描速度,Ash将他的测量结果转换成铊摄取的时间线。

  Ash使用这种技术来分析受害者的几根头发,这些头发是在1994年和1995年的不同时间收集的。当Ling无症状时开始生长的一根头发显示大约四个月零星暴露于铊,随着剂量和频率增加直至头发1994年12月左右,第二根头发在1995年3月左右掉下来,显示大约两周不断摄入大剂量的铊。

  Ash还发现第一根头发中铊浓度大幅上升,相当于Ling经历视力减退但没有胃肠道症状的短暂时期。正如该研究所指出的那样,这一发现表明受害者最初可能通过目光接触而中毒,但后来,她因口服摄入而中毒。

  通过发表他的方法和发现,Ash希望他的工作可以帮助将来进行重金属中毒调查 - 甚至可能是几十年前将他引入这个研究领域的案例。

  “我希望我们的工作提供的新信息可能有一天会导致犯罪者被绳之以法,而朱玲的家人也会因此而获得一些安慰,”阿什说。

TAG标签: 质谱分析
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