人体内乙醇含量的检测及结果分析述评_王鹏

CHIN J FOＲENSICMED 2014292·述评·

人体内乙醇含量的检测及结果分析述评

王

12111鹏，梅宏成，朱颖涛，赵盟涛，宋三平

（1. 咸阳市公安司法鉴定中心，陕西咸阳712000；2. 公安部物证鉴定中心，北京100038）

【关键词】法医毒物分析；乙醇；检测方法；结果分析【中图分类号】DF795. 1

【文献标识码】B

【文章编号】1001-5728（2014）02-0178-03

doi ：10. 13618/j.issn. 1001-5728. 2014. 02. 039

过量饮酒已被列为世界公共卫生的主要问题之

一，近4%的死亡与酒精相关［1］

。酒精会刺激人的神经系统，影响人的正常行为。酒后驾车和酒后滋事已成为影响交通安全和社会和谐的一个重要因素。因此，人体内乙醇含量的检测在交通安全和法庭科学领域具有重要的意义。本文通过文献调研，对乙醇检测的样本采集与保存、检测方法及结果等进行了分析，希望能为从事乙醇检测鉴定的工作人员提供参考和帮助。

1乙醇检测的样本采集与保存

人体内乙醇含量一般是指人体血液中乙醇的含

量，

因此，血液是乙醇含量检测最常用的样本。抽取血液样本时，

不易用醇类药品对皮肤进行消毒，需采用特制的消毒棉球。血液采集通常选择静脉血。呼出气体、唾液或尿液等也是乙醇检测中经常采集的样本。乙醇在人体内达到动态平衡后，各组织中乙醇的含量比例趋于稳定。血液中乙醇浓度（BAC ）是呼气中乙醇浓度（BrAC ）的2100倍左右，是唾液中

的0. 93倍，是尿液中的0. 71～0. 83倍［2］。呼气检测

受体温、呼出气体温度和湿度、呼吸技巧等［3］

多种因

素的影响，目前只是用来作为是否酒后驾车的筛查方

法。唾液和尿液一般只作为酒精检测的辅助样本。

尸体中乙醇含量的检测也需要采集血液样本。尸体血样的采集部位首选不易受酒精扩散影响的股静脉血。当股静脉血的采集量不够时，完整心腔内的

血液可以作为补充样本［4］

。同时，还需要尽可能采集其他样本如尿液、玻璃体液等作为辅助分析证据。

实际工作中采集的样本经常会因为某种原因不能及时送检或需要复检，在这种情况下，采取合适的方式对样本进行保存是非常重要的。血液样本中乙醇浓度的变化与保存时间、温度、方式、有无防腐剂等

作者简介】王鹏，男，工程师，学士，主要从事理化检验工作。E-mail ：WP002320@tom. com ·178·

多种因素有关［5］

。血液样本需用专门制备的容器盛放，并加入抗凝剂，低温下密封保存。若没有低温保

存条件，可在血样中加入1%防腐剂（氟化钠）。尿液样品则只需使用清洁干燥的容器，低温下密封保存即可。

值得注意的是，尸体在腐败过程中会分解产生乙醇［6］

。因此，

死后采集的样本应尽快送检。2乙醇的检测方法

乙醇的检测方法很多，主要包括化学方法、酶学

方法、气相色谱法、电化学法、红外光谱法、半导体传感器法等。2. 1

化学方法

化学方法是应用最早的乙醇检测方法，最初用于血液中乙醇的检测，现多用来设计呼气中乙醇含量检测的装置

［7］

。化学方法的主要原理为：呼气中的乙醇

被重铬酸钾氧化成乙酸，橙红色重铬酸离子

（Cr 2O 2－7）还原成绿色的铬离子（Cr 2+）：

2K 2Cr 2O 7+3C 2H 5OH +8H 2SO 4=2K 2SO 4+2Cr 2（SO 4）3+3CH 3COOH +11H 2O

这种颜色的变化和乙醇的浓度相关，乙醇浓度越高颜色变化越大。该方法简便快捷，但特异性不强，受操作方式的影响较大，一般只作为酒驾检测的初筛手段。2. 2

酶学方法

酶学方法可用于血液、唾液、尿液中乙醇浓度的

检测。根据使用酶的种类主要分为两大类，即乙醇脱氢酶法和乙醇氧化酶法。

2. 2. 1乙醇脱氢酶法

乙醇脱氢酶（ADH ）法的主要原理是在一定的缓冲体系下，乙醇脱氢酶（ADH ）催化乙醇生成乙醛，同

时将等量氧化型辅酶I （NAD +

）还原成还原型辅酶I （NADH ），在340nm 波长处检测吸光度的变化或在450nm 波长处检测荧光值的变化，利用标准曲线法确定待测样本中乙醇的浓度。

【

CHIN J FOＲENSICMED 2014292将乙醇脱氢酶和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD +）等涂覆在聚酯基材上可制备VITＲOS乙醇干片：将一滴样本滴在干片上，可通过测定NADH 的吸光度

值来确定乙醇的浓度［8］

。2. 2. 2

乙醇氧化酶法

乙醇氧化酶（ALOD ）法的主要原理是血清中乙

醇在ALOD 的催化作用下，生成乙醛和H 2O 2，后者经Trinder 反应生成红色醌亚胺，通过比色分析，对照标

准乙醇浓度可计算出乙醇含量［9］。

将ALOD 和其它酶进行偶联可建立偶联酶检测

方法。ALOD 催化乙醇氧化产生的H 2O 2在辣根过氧化物酶（HＲP）的催化作用下可将无色的四甲基联苯胺（TMB ）氧化成蓝色物质。利用这一原理，将ALOD 、四甲基联苯胺、HＲP、稳定蛋白和缓冲溶液成分涂渍在特定的试纸条上，可以构建酶促试纸条反应

片，用于唾液中乙醇浓度的检测［10］

。将乙醇氧化酶或乙醇还原酶固定化作为敏感元件，

与适当的能量转换器结合，敏感元件产生与乙醇含量相关的化学信号（原始信号），由能量转换器转换为

易于测量的电信号（次级信号），

则可构建酶电极法［11］

。比较而言，乙醇氧化酶法的试剂组成简单，但特

异性较差，易受醇类物质干扰；乙醇脱氢酶法特异好，受醇类干扰小，成本较低。2. 3

气相色谱法

气相色谱法是目前乙醇含量检测的标准分析方法，一般用来检测血液或尿液样本中乙醇的浓度。气相色谱法根据其样品的前处理方式可分为直接进样法、有机溶剂提取法、固相微萃取法和顶空气相色谱法。2. 3. 1直接进样气相色谱法

将待检血样通过直接离心或沉淀蛋白后离心，取上清液进样

［12］

。在色谱柱的分离作用下，利用氢离

子火焰检测器（FID ）或质谱检测器等可以准确测定

乙醇的含量。这种方法操作简单，

准确度好，但血样成分复杂，易引起进样口衬管堵塞，损害色谱柱。

2. 3. 2有机溶剂提取气相色谱法

在样品进入气相色谱仪之前，利用有机溶剂，如二甲亚砜等

［13］

对样品进行纯化处理，可以有效地去除血液中对色谱仪有损害的杂质。该方法可较好地保护色谱仪，但操作步骤相对复杂。2. 3. 3固相微萃取气相色谱法

固相微萃取技术（SPME ）是通过固相微萃取柱的

吸附作用，

从血液中直接吸附乙醇和内标物，然后用气相色谱仪进行定性定量分析。这种方法重现性好、

定量线性范围广、分析快速，具有和直接进样分析相同的准确性。但是，固相微萃取柱价格较贵，容易

折断。

2. 3. 4顶空气相色谱法

顶空气相色谱法是目前应用最广的乙醇定量检测方法。将待测样品在密闭系统中加热到一定温度，使乙醇在气相和液相中达到平衡，通过检测气相中的乙醇即可确定待测样品中乙醇的浓度。该方法操作简单、定量准确。2. 4

电化学法

电化学方法是通过将化学能转化为电能来实现乙醇含量检测的。燃料电池型呼气酒精检测仪就是基于这种方法设计的，其主要原理是呼出气体中的乙醇在涂有催化剂的电极表面发生氧化反应，产生自由电子，形成电信号，这种电信号与呼气中乙醇浓度在一定范围内呈线性关系。电化学方法稳定性好、精度高、操作简单，但是对醇类物质没有选择性。2. 5

红外光谱法

红外光谱法目前主要用于呼气中乙醇含量的测

定。乙醇具有特征的红外吸收波段，

当呼出气体通过测试装置时，其中的乙醇会对其特征谱线产生吸收，通过光学器件和电子器件对乙醇特征谱线吸收量进

行信号转换分析，可确定呼出气体中乙醇的浓度［14］

。基于红外光谱法设计的呼气酒精测试仪检验结果稳定、抗干扰能力强，在一些地方其检验结果已作为执法的依据。2. 6

半导体传感器法

半导体传感器法的原理是采用氧化锡半导体作为传感器，呼出气体中的乙醇在加热的金属线圈上释放电子，导致线圈电阻值发生变化，利用微处理器进

行处理，可得到乙醇浓度的相应信息［15］

。半导体型呼气酒精检测仪简单便宜，但检测结果误差较大，只作为一般的定性检测。

3

检测结果的评价分析

3. 1

检测结果的不确定度

检测结果的不确定度是定量说明检测结果质量

的一个参数。乙醇检测不确定度的影响因素主要来自于样品的检测误差、检测仪器的精密度、标准物质和内标物质的纯度、容量器皿的不确定度、标准曲线引入的不确定度等。研究表明，这些不确定度分量中，样品检测的误差和标准曲线引入的不确定度分量占主要因素

［16-17］

。为了提高检测结果的准确性，在进

行乙醇含量检测的过程中，要控制所用化学物质的纯度和检测仪器的精密度，定期对仪器进行校准，严格按照规程操作。在出具乙醇含量的检测报告中应该标出检验结果的不确定度。特别是当检测的乙醇浓

·179·

CHIN J FOＲENSICMED 2014292度在我国规定的酒驾和醉驾临界值（20mg /100mL和80mg /100mL）附近时，更应该出具具有不确定度的完整检测报告。3. 2

人体内乙醇含量的回推计算

一般情况下，从事故发生到进行乙醇检测具有一定的时间间隔，因此，实验室检测的乙醇含量值并不能反映事故发生时当事人体内的乙醇含量。一些国家根据实验室BAC 检测值和事故发生至血液采集的时间间隔来回推事故发生时当事人体内的乙醇浓度。德国以15mg /（100mL /h）为体内酒精消除率进行回推计算；加拿大将事故发生2h 之内的BAC 检测值作为有效值，超过2h 则按10mg /（100mL /h）回推计算。

卓先义等［18］

对327位汉族志愿受试者进行人体内血液酒精消除率的研究，结果表明他们的酒精消除率平均值为（13. 6±3. 7）mg /（100mL /h）。考虑到保守原则，酒精消除率按10mg /（100mL /h）来推算酒后驾车者的血液酒精含量更具有可操作性。推算公式为：

C =C 0+r ·（t 1－t 0）

其中，

C 为事故发生时被检人员BAC 值（mg/100mL ）；C 0为被检人员检测时BAC 值（mg /100mL）；r 为血液中酒精消除率的绝对值（10mg /（100mL /h））；t 0为事故发生时间；t 1为血液采集时间。

在无法获得事故发生时当事人体内乙醇含量准

确值的情况下，这种推算方法有助于合理推断当事人体内的乙醇含量。3. 3

饮酒量的推算

实际案件中常常会遇到酒后驾驶人员为逃避惩罚，被发现后马上喝酒或者声称自己是在被发现后喝

的酒，这种情况就需要通过饮酒量和血液中乙醇含量的关系来推断当事人所说的真伪。目前比较通用的

饮酒量和BAC 关系的理论公式为Widmark 公式［6］

：

C =A /（W ·r ）

其中，

C 为血液中乙醇含量（mg /mL）；A 为饮酒量（g ）；W 为体重值（kg ）；r 为Widmark 因子（对于同

一人来说，r 为恒定值）。在实际案例中，这种推算方法具有一定的参考价值。

4结语

酒驾入刑后，人们对于酒精检测的关注度越来越高。快速准确地检测出当事人在事发时体内的乙醇

含量对于维护司法公正具有重要的意义。随着科学技术的发展，必将会出现更多更加灵敏和便捷的检测方法和检测仪器，使得人体内乙醇含量的现场快速准确检测成为现实。

·180·

参考文献

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（收稿日期：2013-08-23）

CHIN J FOＲENSICMED 2014292·述评·

人体内乙醇含量的检测及结果分析述评

王

12111鹏，梅宏成，朱颖涛，赵盟涛，宋三平

（1. 咸阳市公安司法鉴定中心，陕西咸阳712000；2. 公安部物证鉴定中心，北京100038）

【关键词】法医毒物分析；乙醇；检测方法；结果分析【中图分类号】DF795. 1

【文献标识码】B

【文章编号】1001-5728（2014）02-0178-03

doi ：10. 13618/j.issn. 1001-5728. 2014. 02. 039

过量饮酒已被列为世界公共卫生的主要问题之

一，近4%的死亡与酒精相关［1］

。酒精会刺激人的神经系统，影响人的正常行为。酒后驾车和酒后滋事已成为影响交通安全和社会和谐的一个重要因素。因此，人体内乙醇含量的检测在交通安全和法庭科学领域具有重要的意义。本文通过文献调研，对乙醇检测的样本采集与保存、检测方法及结果等进行了分析，希望能为从事乙醇检测鉴定的工作人员提供参考和帮助。

1乙醇检测的样本采集与保存

人体内乙醇含量一般是指人体血液中乙醇的含

量，

因此，血液是乙醇含量检测最常用的样本。抽取血液样本时，

不易用醇类药品对皮肤进行消毒，需采用特制的消毒棉球。血液采集通常选择静脉血。呼出气体、唾液或尿液等也是乙醇检测中经常采集的样本。乙醇在人体内达到动态平衡后，各组织中乙醇的含量比例趋于稳定。血液中乙醇浓度（BAC ）是呼气中乙醇浓度（BrAC ）的2100倍左右，是唾液中

的0. 93倍，是尿液中的0. 71～0. 83倍［2］。呼气检测

受体温、呼出气体温度和湿度、呼吸技巧等［3］

多种因

素的影响，目前只是用来作为是否酒后驾车的筛查方

法。唾液和尿液一般只作为酒精检测的辅助样本。

尸体中乙醇含量的检测也需要采集血液样本。尸体血样的采集部位首选不易受酒精扩散影响的股静脉血。当股静脉血的采集量不够时，完整心腔内的

血液可以作为补充样本［4］

。同时，还需要尽可能采集其他样本如尿液、玻璃体液等作为辅助分析证据。

实际工作中采集的样本经常会因为某种原因不能及时送检或需要复检，在这种情况下，采取合适的方式对样本进行保存是非常重要的。血液样本中乙醇浓度的变化与保存时间、温度、方式、有无防腐剂等

作者简介】王鹏，男，工程师，学士，主要从事理化检验工作。E-mail ：WP002320@tom. com ·178·

多种因素有关［5］

。血液样本需用专门制备的容器盛放，并加入抗凝剂，低温下密封保存。若没有低温保

存条件，可在血样中加入1%防腐剂（氟化钠）。尿液样品则只需使用清洁干燥的容器，低温下密封保存即可。

值得注意的是，尸体在腐败过程中会分解产生乙醇［6］

。因此，

死后采集的样本应尽快送检。2乙醇的检测方法

乙醇的检测方法很多，主要包括化学方法、酶学

方法、气相色谱法、电化学法、红外光谱法、半导体传感器法等。2. 1

化学方法

化学方法是应用最早的乙醇检测方法，最初用于血液中乙醇的检测，现多用来设计呼气中乙醇含量检测的装置

［7］

。化学方法的主要原理为：呼气中的乙醇

被重铬酸钾氧化成乙酸，橙红色重铬酸离子

（Cr 2O 2－7）还原成绿色的铬离子（Cr 2+）：

2K 2Cr 2O 7+3C 2H 5OH +8H 2SO 4=2K 2SO 4+2Cr 2（SO 4）3+3CH 3COOH +11H 2O

这种颜色的变化和乙醇的浓度相关，乙醇浓度越高颜色变化越大。该方法简便快捷，但特异性不强，受操作方式的影响较大，一般只作为酒驾检测的初筛手段。2. 2

酶学方法

酶学方法可用于血液、唾液、尿液中乙醇浓度的

检测。根据使用酶的种类主要分为两大类，即乙醇脱氢酶法和乙醇氧化酶法。

2. 2. 1乙醇脱氢酶法

乙醇脱氢酶（ADH ）法的主要原理是在一定的缓冲体系下，乙醇脱氢酶（ADH ）催化乙醇生成乙醛，同

时将等量氧化型辅酶I （NAD +

）还原成还原型辅酶I （NADH ），在340nm 波长处检测吸光度的变化或在450nm 波长处检测荧光值的变化，利用标准曲线法确定待测样本中乙醇的浓度。

【

CHIN J FOＲENSICMED 2014292将乙醇脱氢酶和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD +）等涂覆在聚酯基材上可制备VITＲOS乙醇干片：将一滴样本滴在干片上，可通过测定NADH 的吸光度

值来确定乙醇的浓度［8］

。2. 2. 2

乙醇氧化酶法

乙醇氧化酶（ALOD ）法的主要原理是血清中乙

醇在ALOD 的催化作用下，生成乙醛和H 2O 2，后者经Trinder 反应生成红色醌亚胺，通过比色分析，对照标

准乙醇浓度可计算出乙醇含量［9］。

将ALOD 和其它酶进行偶联可建立偶联酶检测

方法。ALOD 催化乙醇氧化产生的H 2O 2在辣根过氧化物酶（HＲP）的催化作用下可将无色的四甲基联苯胺（TMB ）氧化成蓝色物质。利用这一原理，将ALOD 、四甲基联苯胺、HＲP、稳定蛋白和缓冲溶液成分涂渍在特定的试纸条上，可以构建酶促试纸条反应

片，用于唾液中乙醇浓度的检测［10］

。将乙醇氧化酶或乙醇还原酶固定化作为敏感元件，

与适当的能量转换器结合，敏感元件产生与乙醇含量相关的化学信号（原始信号），由能量转换器转换为

易于测量的电信号（次级信号），

则可构建酶电极法［11］

。比较而言，乙醇氧化酶法的试剂组成简单，但特

异性较差，易受醇类物质干扰；乙醇脱氢酶法特异好，受醇类干扰小，成本较低。2. 3

气相色谱法

气相色谱法是目前乙醇含量检测的标准分析方法，一般用来检测血液或尿液样本中乙醇的浓度。气相色谱法根据其样品的前处理方式可分为直接进样法、有机溶剂提取法、固相微萃取法和顶空气相色谱法。2. 3. 1直接进样气相色谱法

将待检血样通过直接离心或沉淀蛋白后离心，取上清液进样

［12］

。在色谱柱的分离作用下，利用氢离

子火焰检测器（FID ）或质谱检测器等可以准确测定

乙醇的含量。这种方法操作简单，

准确度好，但血样成分复杂，易引起进样口衬管堵塞，损害色谱柱。

2. 3. 2有机溶剂提取气相色谱法

在样品进入气相色谱仪之前，利用有机溶剂，如二甲亚砜等

［13］

对样品进行纯化处理，可以有效地去除血液中对色谱仪有损害的杂质。该方法可较好地保护色谱仪，但操作步骤相对复杂。2. 3. 3固相微萃取气相色谱法

固相微萃取技术（SPME ）是通过固相微萃取柱的

吸附作用，

从血液中直接吸附乙醇和内标物，然后用气相色谱仪进行定性定量分析。这种方法重现性好、

定量线性范围广、分析快速，具有和直接进样分析相同的准确性。但是，固相微萃取柱价格较贵，容易

折断。

2. 3. 4顶空气相色谱法

顶空气相色谱法是目前应用最广的乙醇定量检测方法。将待测样品在密闭系统中加热到一定温度，使乙醇在气相和液相中达到平衡，通过检测气相中的乙醇即可确定待测样品中乙醇的浓度。该方法操作简单、定量准确。2. 4

电化学法

电化学方法是通过将化学能转化为电能来实现乙醇含量检测的。燃料电池型呼气酒精检测仪就是基于这种方法设计的，其主要原理是呼出气体中的乙醇在涂有催化剂的电极表面发生氧化反应，产生自由电子，形成电信号，这种电信号与呼气中乙醇浓度在一定范围内呈线性关系。电化学方法稳定性好、精度高、操作简单，但是对醇类物质没有选择性。2. 5

红外光谱法

红外光谱法目前主要用于呼气中乙醇含量的测

定。乙醇具有特征的红外吸收波段，

当呼出气体通过测试装置时，其中的乙醇会对其特征谱线产生吸收，通过光学器件和电子器件对乙醇特征谱线吸收量进

行信号转换分析，可确定呼出气体中乙醇的浓度［14］

。基于红外光谱法设计的呼气酒精测试仪检验结果稳定、抗干扰能力强，在一些地方其检验结果已作为执法的依据。2. 6

半导体传感器法

半导体传感器法的原理是采用氧化锡半导体作为传感器，呼出气体中的乙醇在加热的金属线圈上释放电子，导致线圈电阻值发生变化，利用微处理器进

行处理，可得到乙醇浓度的相应信息［15］

。半导体型呼气酒精检测仪简单便宜，但检测结果误差较大，只作为一般的定性检测。

3

检测结果的评价分析

3. 1

检测结果的不确定度

检测结果的不确定度是定量说明检测结果质量

的一个参数。乙醇检测不确定度的影响因素主要来自于样品的检测误差、检测仪器的精密度、标准物质和内标物质的纯度、容量器皿的不确定度、标准曲线引入的不确定度等。研究表明，这些不确定度分量中，样品检测的误差和标准曲线引入的不确定度分量占主要因素

［16-17］

。为了提高检测结果的准确性，在进

行乙醇含量检测的过程中，要控制所用化学物质的纯度和检测仪器的精密度，定期对仪器进行校准，严格按照规程操作。在出具乙醇含量的检测报告中应该标出检验结果的不确定度。特别是当检测的乙醇浓

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CHIN J FOＲENSICMED 2014292度在我国规定的酒驾和醉驾临界值（20mg /100mL和80mg /100mL）附近时，更应该出具具有不确定度的完整检测报告。3. 2

人体内乙醇含量的回推计算

一般情况下，从事故发生到进行乙醇检测具有一定的时间间隔，因此，实验室检测的乙醇含量值并不能反映事故发生时当事人体内的乙醇含量。一些国家根据实验室BAC 检测值和事故发生至血液采集的时间间隔来回推事故发生时当事人体内的乙醇浓度。德国以15mg /（100mL /h）为体内酒精消除率进行回推计算；加拿大将事故发生2h 之内的BAC 检测值作为有效值，超过2h 则按10mg /（100mL /h）回推计算。

卓先义等［18］

对327位汉族志愿受试者进行人体内血液酒精消除率的研究，结果表明他们的酒精消除率平均值为（13. 6±3. 7）mg /（100mL /h）。考虑到保守原则，酒精消除率按10mg /（100mL /h）来推算酒后驾车者的血液酒精含量更具有可操作性。推算公式为：

C =C 0+r ·（t 1－t 0）

其中，

C 为事故发生时被检人员BAC 值（mg/100mL ）；C 0为被检人员检测时BAC 值（mg /100mL）；r 为血液中酒精消除率的绝对值（10mg /（100mL /h））；t 0为事故发生时间；t 1为血液采集时间。

在无法获得事故发生时当事人体内乙醇含量准

确值的情况下，这种推算方法有助于合理推断当事人体内的乙醇含量。3. 3

饮酒量的推算

实际案件中常常会遇到酒后驾驶人员为逃避惩罚，被发现后马上喝酒或者声称自己是在被发现后喝

的酒，这种情况就需要通过饮酒量和血液中乙醇含量的关系来推断当事人所说的真伪。目前比较通用的

饮酒量和BAC 关系的理论公式为Widmark 公式［6］

：

C =A /（W ·r ）

其中，

C 为血液中乙醇含量（mg /mL）；A 为饮酒量（g ）；W 为体重值（kg ）；r 为Widmark 因子（对于同

一人来说，r 为恒定值）。在实际案例中，这种推算方法具有一定的参考价值。

4结语

酒驾入刑后，人们对于酒精检测的关注度越来越高。快速准确地检测出当事人在事发时体内的乙醇

含量对于维护司法公正具有重要的意义。随着科学技术的发展，必将会出现更多更加灵敏和便捷的检测方法和检测仪器，使得人体内乙醇含量的现场快速准确检测成为现实。

·180·

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（收稿日期：2013-08-23）