不久前,偶然读到一篇文章,发自一位自媒体大V的微信公众号,所聊的话题是关于中国禁毒的一项“黑科技”,也就是污水验毒

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所谓“污水验毒”,它的基本思路是:毒品吸食后经人体代谢会被排入生活污水,通过测定污水中毒品原药或其代谢物的浓度,再结合污水流量和污水处理厂服务区域的人口数量,可以反推污水厂服务区内毒品的滥用量并进行层层溯源。这里的溯源的源头,指的应该就是犯罪嫌疑人或是吸毒者了。

该文章推出不久,即收获了超过10万+的阅读。

给人留下最深印象的一句话是“全世界都有污水验毒技术,而且很早就有了。但中国发明的这项污水验毒技术相当的与众不同,因为灵敏度特别高,高到离谱,远远高于国际水平。”

在仪器和检测行业有一句经常被人挂在嘴边上的话,叫作“工欲善其事,必先利其器”。

看到中国开发出如此“令人目眩”的毒品检测方法,确实令人兴奋。同时,出于好奇,本小号也想更深入地一探究竟,看看这个创新方法的来龙去脉及其背后究竟使用的是何“器”。

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中国发明体现在哪?

如上,该文章也提及,污水验毒技术很早就有。

2001年,美国国家环境保护局环境科学家Christian G. Daughton首次提出基于市政污水分析的估计药物消费方法。

2005年,意大利科学家Ettore Zuccato等首次进行实践,他们对污水进行检测,并估算了意大利多个城市的可卡因用量。

中国大陆引入这项技术大概是在2012年前后,由北京大学城市与环境学院李喜青教授课题组率先开创了通过分析污水和地表水中毒品含量来监测毒情的方法。 而最早与其合作将这项“污水验毒”技术从实验室引入禁毒实务中的,则是广东省中山市公安机关,标志事件是2017年全国首个“校警合作”的毒品环境法医学(毒情监测)联合实验室在中山成立。

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李喜青教授利用污水监测技术协助中山警方开展缉毒工作相关报道,来源网络

据悉,目前世界上大部分国家只是把污水分析结果用于流行病学研究工作,并未应用到禁毒政策实施中。

但是在中国,这项验毒技术已经在全国诸多城市被广泛推广以用于监测非法吸毒行为。监测的毒品种类有海洛因、苯丙胺类毒品(譬如:冰毒)、氯胺酮(俗称K粉)、可卡因、大麻等。

在不久前刚刚结束的首届“全国公安禁毒部门毒品分析技能大比武”活动中,四大赛项之一就是“污水样品检验分析项目”。

中国这项毒品检测技术真的“够黑”吗?,202207121657636251147750.jpg,液质联用仪,自动化,污水验毒,谱育科技,聚光科技,赛默飞,安捷伦,沃特世,岛津,SCIEX,第3张全国公安禁毒部门毒品分析技能大比武,来源网络

所以,梳理相关发展脉络可以发现,对于中国而言,最大的创新亮点是将这项技术成功推广应用于禁毒实践。

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毒情判断也靠它

除了协助警方破获制毒、贩毒案件外,“污水验毒”其实还有另外一个重要用途,就是科学、客观地评价某一地方毒情的发展态势。

和其他刑事案件不大一样的是,涉毒案件很少有案件现场和报案人,大量的线索要靠民警去主动查找发现。因此对于警方而言,要客观准确地判断一个地方的真实毒情形势就比较困难了。

据了解,目前一个地方的毒情,主要以破案数、缴获毒品量、打击制毒窝点数和在册吸毒人员数等数据来评估。在这样的评估体系下,一个地方的毒情评价结果受人为主观因素的影响比较大。

具体说就是,缴毒越少、查人越少,显得毒品问题越轻;禁毒投入越大、缴毒越多、查人越多,毒品问题看上去又好像越严重。简单一句话,越懈怠的地方,反而毒情显得越轻。

而本文的主角——污水分析法,至少从理论上讲,是有希望解决这个问题的。 下面这一段是关于污水验毒方法的概括介绍,略枯燥,不感兴趣的读者可以直接跳过看后面。 污水分析法是基于毒品吸食后经过代谢,以原形或代谢物的形势通过尿液、粪便等经下水管道排泄进入污水系统,且在污水系统中具有较好的稳定性,通过分析污水系统排出污水中各种毒品代谢物的浓度,乘以污水处理厂每天的污水流量可以计算出每天毒品代谢物的量,考虑毒品代谢物从人体的排出率和相对分子量比值,乘以相应的校正因子可以计算出每天的毒品吸食总量,最后除以污水处理厂每天服务的人数得到可以比较的吸食量。

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污水验毒取样,来源网络

就是说,首先通过仪器分析方法定期检测污水中的毒品(或其代谢物)浓度,再把检测数据输入一个类似“黑匣子”的东东,专业术语应该是叫作“反算模型”,从而计算出某一地区不同种类毒品的人均吸食量。

得到数据结果后,警方既可以从时间维度进行纵向比较,也可以从地域维度进行横向比较,进而可以形象地展现出某类毒品消费总量的变化、不同毒品种类之间的迁移、特殊活动(譬如音乐会)与毒品消费之间的关联等重要的禁毒情报。

几年前,欧洲毒品与毒瘾监测中心(EMCDDA)曾发起过一次大范围污水毒品监测活动,活动覆盖了欧洲的80个城市。通过对比监测数据发现,可卡因在欧洲西部和南部的消费量较为突出;安非他明的最高消费量出现在欧洲的北部和东部;甲基安非他明(冰毒)的消费高峰去已经从以往的捷克、斯洛伐克转移至塞浦路斯、德国北部以及北欧地区;MDMA(摇头丸)则较为常见于比利时、德国以及荷兰。

上面这个例子很好地演示了“污水验毒”方法在对一个区域的毒情形势进行客观评估方面所发挥的重要作用。

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“污水验毒”的关键

从这项方法本身而言,应当说有两个比较关键的地方。

一个是以毒品代谢目标分析物浓度反算毒品吸食量的过程中,校正因子对计算结果有重要的影响。

举个例子,不同人种之间,甚至不同民族之间,对于同一种毒品的代谢都可能存在显著差异,那么在反算模型里就需要根据具体情况给出相应的人体代谢校正因子来对数据进行修正。

而为了得出针对某区域的精准的校正因子,首先需要采集尽可能多的有代表性的当地样本。毫无疑问,针对某一区域的反算模型,当地的科学家在确定其各项校正因子及相关不确定度方面,肯定是有得天独厚的优势。

另外一个关键的地方则是前端的检测技术。

环境污水可以被理解成高度稀释的尿液,其中毒品代谢物的含量非常低,浓度大概在ppt级。而且污水中的化合物众多,要在如此成分复杂的城市污水中发掘超痕量毒品的踪迹,高精尖的仪器设备必不可少。

目前,污水中毒品检测尚缺乏统一的国家标准,多数检测方法属于是实验室的科学研究。不过据悉,有一些地方标准(譬如湖南)已在制定当中。

但通过粗略的文献检索,大致还是可以看出,当前常用的分析方法是:采用固相萃取方法(SPE)对样品中的毒品及其代谢物进行富集,采用液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)进行检测。

这么一细究,有些话可能就不能说得太满了。这项所谓“中国禁毒黑科技”里,有着难以绕开的外国“元素”。

相关业内人士大都了解,如果说用于样品富集的固相萃取设备尚可以寻找国产替代的话,LC-MS/MS,这种叫作三重四级杆质谱的产品,其市场主要是被赛默飞安捷伦沃特世岛津SCIEX等跨国公司所占据。

LC-MS/MS这几年在中国市场的发展非常快,有业内人士估计几年前其年销量就已经超过了单四极液质联用仪

一套LC-MS/MS的价格不菲,成交价大致也要在二、三百万元人民币。所以任何一个LC-MS/MS的细分行业市场,都被这些公司给予了高度的重视,公安系统也不会例外。据了解,这些公司基本都开发出了基于各自质谱产品的整套污水毒品实验室分析解决方案。

至于国产LC-MS/MS,目前能够形成一些规模的,可能也就谱育科技一家。

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谱育液相色谱-三重四极杆质谱联用仪,来源网络

谱育科技的母公司是聚光科技,后者在在线监测领域经营多年,而且谱育科技自己也一直在搞样品分析全流程自动化。如果说,谱育科技能够凭借自己及其母公司的技术特色,把“水中验毒”搞成在线、自动化监测,做到实时分析,那么,也许能够从这些跨国公司的嘴里抢出一块份额。

当然,前提是警方恰好也有这样的需求。

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结语

最后,回到文章开头提到的“爆款”爽文。爽文固然能给人带来精神上的愉悦,以及成百万上千万的流量。只不过,一旦涉及中国科学仪器的相关话题,经得起推敲的正面爽文还真是不太好写。

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科学仪器的爽文,至少在未来相当长的一段时间里,可能多数还是得走“悲情”路线。据说这个行业好像比芯片更悲情。

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总之,中国科学仪器的发展既需要有人为之摇旗呐喊,更需要有人埋头实干。美好的愿望无法掩盖客观的现实。让世人了解中国科学仪器的现状及希望,每一个正在滑动手机屏幕的您,都可以做点什么~