小便尿液中常见的毒品联合检测分析方法
近年来,毒品犯罪十分猖獗,吗啡类、苯丙胺类、氯胺酮等毒品一直被滥用。目前,吸毒人员往往吸食或注射的不是单一毒品,因此全面研究吸毒人员生物检材中吗啡类、苯丙胺类、氯胺酮等毒品的筛选及确认的检验方法非常重要。
甲基苯丙胺( Methamphetamine) 代谢产物有苯丙胺、对羟基甲基苯丙胺和对羟基苯丙胺, 大部分以原形由尿中排出。氯胺酮(Ketamine) 在体内代谢的主要途径为经N- 去甲基化形成去甲氯胺酮,然后再经脱氢代谢为脱氢去甲氯胺酮。尿中氯胺酮主要以原体形态存在。海洛因(heroin) 一进入体内就迅速去乙酰基成O6-单乙酰吗啡,进而缓慢水解变为吗啡(morphine)。海洛因及吗啡进入人体后,约50%-60%以吗啡-葡萄糖醛酸结合物形式由尿排出,仅有10%左右的游离体吗啡从尿中排出,游离海洛因的含量则更低。
串联质谱技术,通过选择目标化合物的特征离子为母离子进行分析,不仅可以消除背景的干扰,提高信噪比,而且可以给出结构信息。时间编程技术即质谱的多反应监测方式(MRM),利用每个目标化合物在各自的时间段有自己特有的MS/MS条件。在每个片段将选定的母离子用AMD(自动方法开发)确定电离方式和CID( 碰撞诱导)电压,将最佳电离方式和CID电压用于各化合物进行时间编程,实现一次进样在同一张谱图上得到多个化合物的MS/MS 谱图。本文采用时间编程和串联质谱技术等方法联合分析吸毒人员尿样中的混合毒品,此方法简便、快速、准确, 报告如下。
仪器:Varian CP3800-Saturn2200GC/MS/MS;色谱柱:CP-5860弹性石英毛细管柱(30m*0.25mm* 0.25Lm);离子阱检测器。样品:甲基苯丙胺、氯胺酮、吗啡、海洛因( 均为盐酸盐,购于公安部物证鉴定中心) 。试剂:甲醇( 色谱纯);乙醚、10% 氢氧化钠溶液、浓盐酸(均为分析纯) 。
单一标准储备液精确称取盐酸甲基苯丙胺、盐酸氯胺酮、盐酸吗啡、盐酸海洛因标准样品各5.00mg, 用甲醇配制浓度1.00mg/mL的单一标准储备液。混合标准工作液 将上述储备液配成浓度均为0.25mg/mL的盐酸甲基苯丙胺、盐酸氯胺酮、盐
酸吗啡、盐酸海洛因混合标准工作液。pH9.5碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液分别配制0.02mol/mL的NA2CO3溶液、NAHCO3溶液,取2.0mLNA2CO3溶液,8.0mL NAHCO3溶液,即得pH9. 50 碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液。空白添加尿样的制备取健康人的空白尿样9.0mL于15mL具塞玻璃圆底试管中,添加混合标准工作液1.0mL,混匀,制得含盐酸甲基苯丙胺、盐酸氯胺酮、盐酸吗啡、盐酸海洛因各0.025mg/ mL的空白添加尿样。
提取净化方法取上述制备的空白添加尿样2mL于15mL具塞玻璃圆底试管中,加入0.3mL浓盐酸,混匀,于100e水浴水解30min,用10%NAOH调pH到9,加0.5mL pH9.5的碳酸钠-碳酸氢钠缓冲液, 加乙醚4mL2次,超声振荡10min,离心10min,吸出上层有机相于蒸发皿中,自然挥干,加100LL 醇定容,供GC/MS仪分析。
色谱分析条件 柱温:初温80℃, 保持2min,10℃/ min 升至280℃, 保持10min;载气为氦气, 流速1.0ml/min;进样口温度:250℃;进样量1UL;分流比20:1。质谱分析条件GC/MS:离子阱温度:170摄℃;歧管温度:45℃;传输线温度:280℃;溶剂延迟4min;扫描范围40amU-450amU;EI电压70eV,CI化学源(甲醇) 。空白尿样及空白添加尿样分别用GC/MS 和GC/MS/MS进行分析。空白尿样的背景复杂,在目标物出峰的位置有干扰峰的出现,GC/MS应用于分析空白添加尿样,结合质谱图进行谱库检索,定性的目的虽然能够达到,但是灵敏度不高。GC/MS/MS对样品预扫描后,对其进行离子化,将非目标离子抛出阱外, 仅对目标离子进行碰撞,然后对碰撞后得到的子离子进行扫描,显著的提高了选择性。
GC/MS/MS分析及MRM 条件的优化
电离方式的选择在EI、CI电离方式下,按照上述色谱条件对提取的空白添加尿样分别进行GC/MS全扫描分析。结果表明,化学电离方式下样品中的分子离子和高质量数的碎片有较高的丰度。EI电离方式下, 样品中的碎片离子比较多,为了更好的确定分子量,选择CI电离方式。
母离子的确定以及时间编程的片段确定 母离子的选择是串联质谱最重要的参数,母离子要同时具有离子丰度和质荷比足够大、保留结构信息足够多、能够很好的产生二次电离、二级质谱稳定性强等优点。甲基苯丙胺、氯胺酮和海洛因各自的分子离子能够满足上述条件可以作为母离子,而吗啡则需要选择[M-OH]+作为符合条件的母离子。甲基苯丙胺、氯胺酮、吗啡、海洛因的GC-CI/MS的质谱图分别见图1-图4。
甲基苯丙胺分子因含电负性较强的N原子,碰撞产生的质子往往被分子离子捕获,产生M+1峰,CI 图中不仅出现M+1的分子离子(m/e150),而且出现(M+2)的分子离子(m/e151),氯胺酮因含CI原子, CI是/A+20同位素元素且同位素丰度35Cl/37Cl=3B1,所以谱图上具有明显的同位素簇离子特征,且M+1/M+3(238 B240)=3B1。
碰撞方式的选择 由于非共振方式能量较低,母离子较难击碎,子离子丰度不高。共振方式其子离子信息较为丰富,因此选择共振的碰撞方式。CID 电压的选择 为了提高二级质谱的特异性, 按照四种化合物选择的母离子,对每种物质的母离子按照划入的时间片段,分别采用AMD法,用共振碰撞方式,同时在0.1v-1.0v的范围以0.1v的间隔对各化合物诱导碰撞,观察各个化合物的母离子及子离子的质谱变化情况。选择合适的CID电压时除了考虑子离子峰强度外,两个子离子的强度比值也需要符合范围,才能准确定性。这样就可以建立二级质谱谱库,用于案件的比对和检索。根据上述实验条件,确定各化合物的MS/MS分析条件(见表1) 。空白尿样添加的二级质谱总离子流图以及各化合物的质谱图分别见图5-图9。
按照本文检验尿液样本中毒品的酸水解提取净化方法,此方法的平均回收率在70%以上,证明该方法科学有效。此方法也可用在血液检材中,在检验吗啡类案件中,如果直接提取法未能检出毒品成分,一定要经过水解的方法提取。甲基苯丙胺及氯胺酮是检原形,则不需要进行酸水解。
尿液中毒品的含量极低和样品中存在多种高浓度的酸、酯类干扰物掩盖目标化合物的相应信号, 而且所分析的甲基苯丙胺、氯胺酮、吗啡、海洛因均含有N 原子, 易与色谱柱固定液吸附, 造成拖尾现象, 导致GC/ MS 分析困难。MS/ MS 将基质和其它干扰物去除使得谱图非常干净, 具有很强的抗干扰能力, 给出二次确认的分析方法, 根据母离子和子离子的碎片信息, 特别适用于分析背景干扰严重、定性困难、被测化合物含量很低的样品, 是对各类复杂样中痕量化合物进行定性、定量分析最有效的方法。
参考资料:
公安部物证鉴定中心 第四届全国毒物分析学术交流会论文集 北京:海潮出版社,2008,18-23
刘文 中国刑事科学技术大全毒品和毒物检验 北京:中国人民公安大学出版社,2002,420-422