AAC  >> Vol. 9 No. 2 (May 2019)

    应用超高效液相色谱串联三重四极杆飞行时间质谱对多种新型毒品的定量定性测定
    Qualitative and Quantitative Analysis of Various New Psychoactive Substancesby UPLC-QTOF-MS/MS

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作者:  

郑 天,周亚红,黄志伟,陈卓华:江苏警官学院刑事科学技术系,江苏 南京

关键词:
新型毒品超高效液相色谱-串联三重四极杆飞行时间质谱定性分析定量分析New Psychoactive Substances UPLC-QTOF-MS Qualitative Analysis Quantitative Analysis

摘要:

本文建立了高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(HPLC-QTOF-MS)同时检测多种新型毒品的定性定量方法,并对方法进行了验证。结果显示待测的二十四种毒品中,DL-MEH、4-MMH、4-MMC、4-MEC、MDPV、ETA、RCS-4、BK-MBDB、2C-C、2C-B、2C-E、AM2201在40 ng•mL−1~1000 ng•mL−1的范围内线性良好,MAM-2201、JWH-073、JWH-018、JWH-019、AM694、PB-22、JWH-250、JWH-203、JWH-307、UR-144、JWH-122在4 ng•mL−1~1000 ng•mL−1的范围内线性良好,JWH-210在1 ng•mL−1~1000ng•mL−1的范围内线性良好(相关系数均大于0.99),23种新型毒品的检出限在0.2 ng•mL−1~40 ng•mL−1之间,定量限在2 ng•mL−1~200 ng•mL−1之间,回收率在90%~110%之间,精密度均小于5%。此方法拥有操作简单、自动化程度高、准确度高、灵敏度高及检测成本低优点,适用于实际案件中对新型毒品进行定性定量的检测。

A high performance liquid chromatography series quadrupole time-of-flight mass spectrometry (HPLC-QTOF-MS) method was developed for the simultaneous determination of various new psy-choactive substances. The method was validated. The results showed that the twelve kinds of DL-MEH, 4-MMH, 4-MMC, 4-MEC, MDPV, ETA, RCS-4, BK-MBDB, 2C-C, 2C-B, 2C-E and AM2201 were in the range of 40 ng•mL−1 - 1 000ng•mL−1 with good linearity, MAM-2201, JWH-073, JWH-018, JWH-019, AM694, PB-22, JWH-250, JWH-203, JWH-307, UR-144 and JWH-122 were in the range of 4 ng•mL−1 - 1000 ng•mL−1 with good linearity, JWH-210 was in the range of 1 - 1000 ng•mL−1 with good linearity (the correlation coefficients were more than 0.99); the detection limit of 23 new drugs was 0.2 ng•mL−1 - 40 ng•mL−1; quantitative limit 2 ng•mL−1 - 200 ng•mL−1; recovery rate 90% - 110%; the precision is less than 5%. This method was simple, automation, high accuracy, sensitivity and low detection cost. It is suitable for the qualitative and quantitative analysis for the new drugs in practical cases.

1. 引言

近年来中国政府的严厉打击使海洛因、可卡因等传统毒品的泛滥得到了有效的遏制 [1] [2] [3] [4] 。然而在近几年,一类能够影响人的中枢神经系统、引起人情绪感官变化,导致思维分裂、人格扭曲的人工合成毒品逐渐充斥了毒品市场,如“红冰”、“麻古”、“神仙水”、“浴盐”等,这些新型毒品在各种公共娱乐场所出现了蔓延的趋势 [5] [6] [7] [8] [9] 。由于大多数新型毒品都是由传统毒品合成出来的,因此它们也有没有一个标准的命名,大多数只有一个字母代号。根据其组成基团特征可分为卡西酮类,合成大麻素类等。DL-MEH、4-MEC、4-MMH、4-MMC、MDPV属卡西酮类新型毒品,JWH-018、IWH-307、JWH-019、JWH-250、JWH-073、JWH-210、JWH-203、RCS-4、JWH-122、AM-2201等属合成大麻素类 [10] - [15] ,还有BK-MBDB、2C-C、2C-B、2C-E、AM694、PB-22、MAM2201、ETA等其他芬太尼类、苯乙胺类、哌嗪类新型毒品 [16] [17] [18] [19] 。

随着毒品环境的日益严峻,目前国内外对新型毒品检测的方法,已经不能满足当下形势的要求。近年来公安部物证鉴定中心张春水、翟晚枫等 [20] 应用高效液相色谱–三重四极杆质谱联用分析方法,对合成大麻素的质谱特征和离子破碎规律进行了研究,实现了对常见的十种新型合成大麻素的定性与定量分析;公安部禁毒情报技术中心钱振华、乔宏伟、花镇东运用气相色谱–质谱联用法同时测定8种合成大麻素,以20℃∙min−1速率升温至280℃,以10℃∙min−1速率升温至300℃的条件进行检测定性定量分析并分析出了JWH-203、JWH-250、RCS-4、JWH-018、JWH-019、JWH-122、AM-2201和JWH-210等8种合成大麻素类新型毒品的检测范围 [21] ;公安部物证鉴定中心常颖、高利生 [22] 采用三重串联四极杆液质联用仪对卡西酮、甲卡西酮、4-甲基甲卡西酮进行了定性定量分析。重庆市公安局毒品检测中心余林海、黄颉 [23] 采用气相色谱–质谱联用法对2种卡西酮类物质4-MEC、MDPV和3种合成大麻素JWH-018、JWH-250、AM-2201进行检测,实现了对合成大麻素和卡西酮类物质等新型毒品物质的快速定性定量分析。

本文采用超高效液相色谱串联三重四极杆飞行时间质谱法成功实现了对24种新型毒品进行了定性定量筛查研究,建立了多种新型毒品液质联用分析方法。利用高分辨质谱定性功能强大的特点,可以对样品进行快速筛查,并且可以同时定性定量检测多种新型毒品,并对该方法进行了验证,为公安部门的毒品检验鉴定工作提供了一种更为准确、快捷的方式。

2. 实验部分

2.1. 仪器

质谱仪:Triple QTOF 5600 (美国AB SCIEX公司);液相色谱仪:1290Infinity (美国Agilent公司)。

2.2. 试剂

色谱纯的甲醇和乙腈购自于默克股份两合公司(德国)、超纯水来自默克密理博公司的Milli-Q超纯水纯化仪(德国),色谱纯的甲酸和乙酸铵购自SIGMA-ALDRICH公司(美国)。

2.3. 实验方法

2.3.1. 样品制备

DL-MEH、4-MMH、4-MMC、4-MEC、MDPV、ETA、MAM2201、JWH-073、JWH-018、JWH-019、BK-MBDB、2C-C、2C-B、2C-E、AM694、AM2201、PB-22、JWH-250、JWH-203、JWH-307、UR-144、JWH-122、JWH-210、RCS-4 [24] [25] 均为1 mg∙mL−1乙腈溶液,由公安部二所提供,如表1所示。

Table 1. Names and structures of 24 drugs

表1. 24种毒品名称及其结构式

标准溶液配制:精密移取适量样品贮备液,配置成100 mg∙mL−1的母液。梯度稀释为1000 ng∙mL−1、200 ng∙mL−1、100 ng∙mL−1、40 ng∙mL−1、4 ng∙mL−1、1 ng∙mL−1、0.5 ng∙mL−1、0.2 ng∙mL−1、0.1 ng∙mL−1的梯度标准溶液,置于−20℃冰箱保存备用;平行配制80 ng∙mL−1、20 ng∙mL−1、10 ng∙mL−1、2 ng∙mL−1的标准溶液用于确定检出限和定量限。

2.3.2. 仪器条件

色谱条件:色谱柱Agilent ZORBAX ECLIPSE Plus C18 (2.1 × 50 mm ,1.8-Micron)色谱柱,柱温30℃,流速400 ml∙mL−1;进样量1 μL,A相为20 mmol乙酸铵溶液,甲酸调至pH 4.00,B相为乙腈。并采用梯度洗脱的方法对配制好的毒品标样进行检测,梯度洗脱程序见表2

Table 2. Elution procedure of mobile phase gradient

表2. 流动相梯度的洗脱程序

质谱条件:采用电喷雾离子源(ESI),正离子模式检测,对质荷比为100至1000范围内的物质进行扫描,离子源温度(TEM):500℃,毛细管温度350℃,雾化气(GS1):50 Pa,干燥器流速为10 L∙min−1,辅助加热气(GS2):50 Pa,气帘气(CUR) 35 Pa,电压(IS):5500 V,碰撞能量(CE) 35 ± 20 eV,去簇电压(DP):80 eV。通过Analyst TF 1.7 Software获得数据,使用MultiQuant 3.0进行数据处理 [26] 。

3. 结果与讨论

3.1. 应用超高效液相色谱串联三重四极杆飞行时间质谱法同时检测24种新型毒品

利用建立的UPLC-QTOF-MS方法同时检测24种新型毒品时,分离效果较好。总离子流图如图1所示,各新型毒品的母离子及子离子如表3所示。

Figure 1. Total ion flow chart for simultaneous detection of 24 new drugs by triple quadrupole time of flight mass spectrometry

图1. 应用三重四极杆飞行时间质谱同时检测24种新型毒品的总离子流图

Table 3. Mother and daughter ions and retention time of 24 new drugs

表3. 24种新型毒品的母离子、子离子及保留时间

3.2. 方法学考察

3.2.1. 标准曲线的建立

采用外标法考察新型毒品的标准曲线 [27] 。即配置不同浓度的新型毒品混合标准溶液(1000 ng∙mL−1、200 ng∙mL−1、100 ng∙mL−1、40 ng∙mL−1、4 ng∙mL−1、1 ng∙mL−1、0.5 ng∙mL−1、0.2 ng∙mL−1、0.1 ng∙mL−1),以新型毒品溶液浓度为横坐标X,相应新型毒品平均峰面积为纵坐标Y绘制标准曲线,结果显示,所测定的24种新型毒品的标准曲线相关系数(r)均高于0.99,DL-MEH、4-MEC、4-MMH、4-MMC、MDPV、ETA、RCS-4、BK-MBDB、2C-C、2C-B、2C-E、AM2201新型毒品的峰面积与其浓度在40-1000ng•mL-1的范围内线性良好,MAM-2201、JWH-073、JWH-018、JWH-019、AM694、PB-22、JWH-250、JWH-203、JWH-307、UR-144、JWH-122新型毒品的峰面积与其浓度与在4 ng∙mL−1~1000 ng∙mL−1的范围内线性良好,JWH-210峰面积与其浓度在1 ng∙mL−1~1000 ng∙mL−1的范围内线性良好,每种新型毒品的标准曲线线性回归方程、相关系数及线性范围见表4

Table 4. Linear regression equation, correlation coefficient and linear range of 24 new drugs

表4. 24种新型毒品的线性回归方程、相关系数及线性范围

注:回收率括号数值为计算回收率的相对标准偏差。

3.2.2. 检出限与定量限

当待测物的信噪比为3:1时为该物质的检出限,当待测物的信噪比为10:1为该物质的定量限 [28] ,检出限与定量限见表5

3.2.3. 精密度的分析

平行制备24种新型毒品的100 ng∙mL−1溶液,每份进样6次后分别记录色谱图,根据各样品色谱峰面积计算RSD,以考察方法的重复性与仪器的精密度。

精密度通常使用相对标准偏差(RSD)来表示分析测试结果,相对标准偏差(RSD) = 标准偏差(SD) × 计算结果的算术平均值(X) × 100% [29] 。各新型毒品精密度计算结果见表4,可知RSD均小于5%,符合相应的国家标准,表明该方法的精密度良好。

Table 5. Precision, repeatability, recovery and RSD, detection limit and quantitative limit of 24 new drugs

表5. 24种新型毒品的精密度、重复性、回收率及其RSD、检出限、定量限

3.2.4. 重复性

将24种毒品各制备6份供试品溶液,按色谱条件测定,各种毒品峰平均面积、RSD值、重复性见表5

3.2.5. 加样回收率

在空白溶剂中添加标准样品配置的母液,配置为100 ng∙mL−1的加标样品溶液。重复进样三次,计算回收率 [30] 。各新型毒品回收率计算结果见表5

4. 结论

本文建立了一套公安实际工作中极易遇到的24种新型毒品的筛查和定量UPLC-QTOF•MS方法,覆盖的新型毒品种类广,样品前处理快速、简单,UPLC-QTOF•MS方法具有覆盖新型毒品种类多,分析时间短,通量高,检测灵敏度高等特点,可对公安实际中可能缴获的24种新型毒品同时进行筛查和准确定量分析。

NOTES

*通讯作者。

文章引用:
郑天, 周亚红, 黄志伟, 陈卓华. 应用超高效液相色谱串联三重四极杆飞行时间质谱对多种新型毒品的定量定性测定[J]. 分析化学进展, 2019, 9(2): 95-106. https://doi.org/10.12677/AAC.2019.92013

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