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FT-Raman 光譜偵測與鑑別芬太尼及其他非法藥物
前言
非法製造的芬太尼（illicitly manufactured fentanyl, IMF）仍是藥物過量死亡的主要原因之一，並持續對公共衛生機關、執法單位、第一線應變人員及鑑識實驗室構成重大挑戰。芬太尼及相關合成類鴉片藥物的效力極強，使證物處理與分析期間因意外暴露所造成的健康風險升高。此外，非法製造的芬太尼常見於偽造處方藥錠、粉末，以及含有其他管制物質的混合物中，因而提高鑑識調查的複雜度。隨著芬太尼類似物、合成類鴉片藥物及其他新興精神活性物質不斷出現，非法藥物的樣態也持續演變。鑑識實驗室在鑑別未知物質與解析日益複雜的樣品時，愈來愈需要能兼顧快速、可靠篩檢與鑑別，並有助於減少樣品操作的分析技術。
為因應上述挑戰，現場與實驗室端必須搭配使用互補性的分析技術。以質譜為基礎的技術在確認分析中仍扮演重要角色，而拉曼光譜等光譜方法則能提供非破壞性篩檢與鑑別能力。氣相層析質譜法（GC/MS）、液相層析質譜法（LC/MS）、液相層析串聯質譜法（LC/MS/MS）、離子遷移率光譜法（IMS），以及熱脫附即時直接分析質譜法（TD-DART-MS），皆常用於協助偵測與解析合成類鴉片藥物及複雜藥物混合物。
拉曼光譜長期以來即用於偵測與鑑別非法藥物及摻雜物；在分析芬太尼及其類似物時，可作為鑑識工具組中的重要補充技術。FT-Raman 採用長波長 1064 nm 雷射，可大幅降低螢光干擾並產生高訊噪比光譜，因此特別適合許多容易產生螢光的毒品樣品。此技術亦可穿透玻璃小瓶、高分子泡殼包裝及塑膠證物袋進行量測，通常只需極少或完全不需前處理。由於量測具非破壞性，且可對樣品進行定性與定量評估，以確認其從查扣到歸入證物檔案期間的完整性，因此有助於維持證物保管鏈。
本應用說明展示以 FT-Raman 光譜分析芬太尼及其他非法藥物的結果，並討論 FT-Raman 在非法藥物偵測與鑑別上的優點。
材料與方法
本研究分析的所有樣品均由 Albuquerque Police Department 製備。樣品置於雙層袋、泡殼包裝或玻璃小瓶中進行分析，並依美國《管制物質法》Schedule I 第一級管制物質的處理程序操作。所有分析皆使用 Thermo Scientific™ Nicolet™ iS50 FT-IR 光譜儀，搭配氟化鈣分光鏡及使用 1064 nm 雷射的 FT-Raman 模組（圖 1）。每張光譜以 8 cm⁻¹ 解析度共加 64 次掃描，總擷取時間約 75 秒。雷射功率設定為 0.5 mW。光譜使用 OMNIC 的資料庫搜尋與 Specta 多成分搜尋功能，分別對 Thermo Scientific Law Enforcement and Security（LEnS）Raman 資料庫及 DEA Raman 資料庫進行比對。
圖 1 Thermo Scientific Nicolet iS50 FT-IR 光譜儀所搭載的 iS50 Raman 模組。
結果與討論
圖 2A 為置於雙層袋內的大量芬太尼之拉曼光譜，全程未對樣品進行任何操作，直接完成量測。由於雷射光點直徑約為 60 μm，因此僅需少量樣品（例如數顆微粒）即可輕鬆分析，圖 2B 即為一例。雖然圖 2B 的雜訊程度略高於圖 2A，但透過資料庫搜尋，兩個樣品仍皆可明確鑑別為檸檬酸芬太尼。
圖 2 拉曼光譜：（A）雙層袋內查扣的大量芬太尼；（B）雙層袋內的數顆芬太尼微粒；（C）DEA Raman 資料庫中的檸檬酸芬太尼。
拉曼光譜對化學性質與物理性質皆具有敏感性。其獨特的選擇定則可產生分子指紋，非常適合區分多種非法藥物化合物及其類似物。圖 3 顯示一顆藥錠的拉曼光譜，以及資料庫中的 3,4-亞甲二氧基安非他命（3,4-methylenedioxyamphetamine, MDA）與 3,4-亞甲二氧基甲基安非他命（3,4-methylenedioxymethamphetamine, MDMA）標準品光譜。儘管 MDA 與 MDMA 的結構差異極小（見圖 3 內嵌結構式），拉曼光譜仍可明確區分兩者。本案例中，該藥錠被鑑別為 MDA，其比對分數為 83；相較之下，MDMA 的比對分數僅為 66。
圖 3 拉曼光譜：（A）藥錠；（B）資料庫中的 3,4-亞甲二氧基安非他命（MDA）標準品；（C）資料庫中的 3,4-亞甲二氧基甲基安非他命（MDMA）標準品。
查扣的街頭毒品常以混合物形式存在。圖 4 顯示證物袋內一個灰白色粉末樣品的拉曼光譜。初步資料庫搜尋顯示，乳糖與古柯鹼的比對分數相近，表示樣品可能含有多種成分。接著使用 OMNIC Specta 多成分搜尋分析該光譜，結果將樣品鑑別為古柯鹼與 β-D-乳糖的混合物；β-D-乳糖是一種常見的稀釋摻雜劑。
圖 4A 查扣街頭毒品粉末樣品的拉曼光譜。
圖 4B 多成分搜尋結果：樣品含有古柯鹼與 β-D-乳糖。
結論
搭載 iS50 Raman 模組的 Nicolet iS50 FT-IR 光譜儀，可成為鑑識實驗室調查芬太尼、合成類鴉片藥物及其他非法藥物時的重要分析工具。拉曼分析只需極少或完全不需樣品前處理，並可直接穿透玻璃小瓶與證物袋進行量測，大幅降低實驗室人員意外暴露於芬太尼及其類似物等高效價藥物的風險。大量毒品樣品的量測快速且直接；此外，憑藉 60 μm 的雷射光點，即使樣品僅有數顆微粒，仍可取得高品質的拉曼光譜。OMNIC Specta 搭配 DEA 與 LEnS Raman 資料庫，可可靠鑑別多成分非法藥物。使用 iS50 Raman 模組進行拉曼光譜分析，是非法藥物篩檢、偵測與鑑別的一項安全、快速且具互補性的技術。