两种微束分析技术在法医学溺死诊断中的应用研究

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在法医学领域,水中腐败尸体的溺死诊断是最大的难题之一。在众多溺死诊断的方法中,硅藻检验一直以来被公认为最佳方法。硅藻检验中,强酸消解法由于具有组织消解时间短、消解完全、程序简单、成本低等优点,在法医学实践中应用最为广泛。而对于脏器组织中硅藻的检测,光学显微镜法由于成本低、制样方便,一直是最主要的检测手段。然而传统的强酸消解—光学显微镜法存在硅藻检测灵敏度低、工作强度高、强酸消解对操作者和实验室具有化学危险性而且污染环境等缺点。 扫描电镜能谱分析(SEM/EDX)技术因为具备微观形貌观察和成份分析能力、分析速度快、无破坏性而成为法庭科学领域中的一种强大的工具。近年来出现了一种新型微区分析技术—微束X射线荧光光谱分析(Micro—XRF),其元素检测灵敏度是扫描电镜能谱分析100~1000倍,分析深度大而且样品制备简单,因而在法庭科学领域显示出广阔的应用前景。 本文采用SEM/EDX和Micro—XRF这两种现代微束分析技术对法医学溺死诊断问题进行深入研究,旨在建立安全、快速、灵敏度高、环境友好的溺死诊断方法,并为法医学溺死珍断积累基础数据。 建立了一种基于微波消解和真空抽滤前处理技术的自动化扫描电镜检测脏器内硅藻的新方法—MD—VF—Auto SEM法。研究表明:采用MD—VF—Auto SEM法从溺死实验兔各脏器组织中检出硅藻的比例和检测含量均高于基于传统硝酸乙醇法消解、离心处理、自动化扫描电镜检测法(传统处理法)(P<0.01),两种方法从肺及内部器官组织(肝或肾或股骨骨髓)中均检出硅藻的阳性比例分别为86.7%和66.7%,因此MD—VF—Auto SEM法具有更高的检测灵敏度,此外研究亦表明MD—VF—Auto SEM法能有效避免污染,具有简单、高效、环保、定性定量分析准确,该方法大大改善了法医学硅藻检验技术人员的工作环境、降低了劳动强度。研制了一种实用的多联真空抽滤装置,使MD—VF—Auto SEM法更具高效性。MD—VF—Auto SEM法在实际案件中的应用效果显示了其在法医学溺死诊断实践中具有良好的应用前景。首次提出自动化定性定量分析脏器组织内硅藻的设想和技术路线。所建立的MD—VF—Auto SEM法,在发展法医学自动化硅藻检验技术方面迈出了第一步。 动物实验结果显示,溺死实验兔肺脏中硅藻种类及每种硅藻的相对数量均与溺液一致,表明脏器内的硅藻分布与溺死地点水样密切相关。因此通过连续监测水中的硅藻变化建立硅藻的分布规律将对溺死诊断和溺死地点的推断有帮助。针对作者所在单位的工作实际,对珠江广州市区段水中的硅藻分布进行初步调查,建立了珠江广州市区段9月份、12月份的硅藻分布规律:珠江广州市区段属富营养型水体,两个月份的硅藻含量均在10000个/mL以上;其中直链藻和小环藻为水中的优势种(两个属的硅藻数量之和占所有硅藻总数的85%以上);大部分直链藻大小为40-200μ m,、小环藻直径为5-20μ m;由西往东,硅藻数量呈逐渐减少的趋势:同一地点,9月份的硅藻数量均高于12月份;9月直链藻数量多于小环藻,而12月直链藻数量少于小环藻。9月份和12月份,不同地点的这两种优势种比例分别在1.5~2.0和0.1~0.9之间波动。由于同一月份珠江广州市区段不同位置硅藻种类分布出现波动性变化,对于溺死于该范围的尸体,难以根据肺脏内硅藻检验结果对溺死地点进行准确的推断。 由于硅藻在一些实际溺死尸体肝、肾、骨髓等脏器组织中含量很低甚至为阴性,而且某些水体不含硅藻,这些因素影响了硅藻检验在溺死诊断中的应用。通过SEM/EDX分析实验动物和实际案例中的人体尸体脏器切面上的异物颗粒,对其作为一种溺死诊断指标的可行性进行了探讨。研究表明:溺死实验兔和实际溺死尸体肺脏切面大多能检出含镁、硅、铝、钙、铁、铬、锡、铜等元素成分的无机颗粒,部分还能检出硅藻和来源于动物本身的毛发,溺死组实验兔和人体尸体肺脏切面异物颗粒的检出率分别为75%和100%,非溺死组实验兔和人体尸体肺脏切面均未检出异物颗粒。因此肺脏切面的异物颗粒可作为一种溺死诊断的指标:研究中采用的切面直接分析法和导电胶粘取法不能适用于腐败尸体的法医学溺死诊断,而且检测灵敏度低,可能限制该法在肝、肾等其它脏器分析中的应用。 采用Micro—XRF对实验动物肺脏内的抗酸性硅质颗粒进行研究。研究表明:溺死组和死后入水组实验兔肺脏内抗酸性硅质异物颗粒面积含量有显著性差异(P<0.01),溺死组实验兔肺脏内抗酸性异物颗粒面积含量是死后入水组的10倍以上,因此肺脏内抗酸性硅质异物颗粒可作为一种溺死诊断的指标。基于微波消解—真空抽滤前处理技术的Micro—XRF法检测肺脏内的异物颗粒具有环境友好、分析速度快、灵敏度高的特点,在法医学溺死诊断中具有潜在的应用价值。
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