高效液相色譜-三重四極桿質譜法同時測定新型“香料”毒品中的10種合成大麻素

張春水，翟晚楓

(公安部物證鑒定中心，北京 100038)

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高效液相色譜-三重四極桿質譜法同時測定新型“香料”毒品中的10種合成大麻素

張春水，翟晚楓*

(公安部物證鑒定中心，北京 100038)

為測定新型“香料”毒品中常見的合成大麻素成分，研究開發(fā)了高效液相色譜-三重四極桿質譜聯用分析方法。采用安捷倫Poroshell 120 EC-C18(3.0 mm×50 mm，2.7 μm) 色譜柱，以高純水-甲醇作流動相進行梯度洗脫，柱溫30 ℃，流速0.3 mL/min。采用電噴霧電離-正離子(ESI+)、負離子(ESI-)分段檢測模式，并對合成大麻素的質譜特征和離子碎裂規(guī)律進行研究。結果表明，采用該方法可以實現對常見10種合成大麻素的定性和定量分析，正、負離子模式下檢測的目標物分別在1～100，10～1 000 ng/mL范圍內呈良好線性，日內相對標準偏差(RSD)均不大于3.2%，日間RSD均不大于6.3%。經加標回收率測定和實際樣本檢驗，該方法快速、準確、靈敏、可靠，適用于新型“香料”毒品中常見合成大麻素成分的定性定量檢測。

高效液相色譜-質譜聯用法；香料；毒品；合成大麻素

合成大麻素(Synthetic cannabinoids)和擬大麻素(Cannabimimetics)常被通稱為合成大麻素，前者是與大麻活性成分四氫大麻酚(Tetrahydrocannabinol,Δ9-THC)結構相似的化合物，后者在化學結構上與四氫大麻酚并不相似，但其在體內的生理藥理作用與之類似。這兩類物質均為與內源性大麻素系統(tǒng)相作用的大麻素受體激動劑，很多情況下，它們比大麻植物的主要精神活性成分Δ9-THC具有更強的生理和藥理作用[1]。合成大麻素大多數以治療為目的由科學家合成得到，后被地下制毒工廠迅速發(fā)展為新型毒品，作為大麻的替代品而濫用[2]。制毒者通常將合成大麻素溶液噴涂于植物基質上，晾干后分裝出售，這種新型毒品常被稱作“香料(Spice)”。

廣義的合成大麻素主要包含萘吲哚類、萘甲基吲哚類、萘吡咯類、萘甲基茚類、苯乙基吲哚類、環(huán)己基苯酚類和經典大麻素類7類結構[3]。1994年，美國化學家Huffman等[4]研制了以萘甲?；胚犷悶橹鞯南盗谢衔铮醋钤绲暮铣纱舐樗?，后被命名為JWH系列化合物，包括JWH-018、JWH-073和JWH-200等。此后，HU-210、CP47,497、CP47,497(C8)等不同種類的合成大麻素陸續(xù)被研制成功并迅速流行于國外。2010年我國大陸警方查獲、檢驗并公開報道了第一例“PeaceOut”[5]和“Spike 99”香料毒品案例[6]。

對于合成大麻素類物質，主要的檢驗方法有氣相色譜-質譜法[7-9]、液相色譜法[10]、液相色譜-質譜法[11-14]、核磁共振波譜法[15]等，而我國目前僅有氣相色譜-質譜法[5-6，16-18]和高效液相色譜法[19-22]的文獻報道。2014年，本課題組建立了高效液相色譜法同時定量測定新型“香料”毒品中10種合成大麻素的檢驗方法[22]，其后，考慮到LC-MS/MS方法具有靈敏度高、準確性好、能夠彌補液相色譜法定性功能不足以及縮短分析時間等特點，也為進一步填補我國采用LC-MS/MS方法檢驗合成大麻素類物質的研究空白，本文又開發(fā)了檢測常見10種合成大麻素的高效液相色譜-三重四極桿質譜(HPLC-MS/MS)定性、定量分析方法，并依據質譜特征推測了其碎裂途徑。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1290 高效液相色譜儀；Agilent 6460 QQQ三重四極桿質譜儀；瑞士Mettler十萬分之一電子天平；美國Millipore純水儀。

目標分析物為常見的10種合成大麻素。其中JWH-018(1-戊基-3-(1-萘甲?；?吲哚，1.0 mg/mL)、JWH-073(1-丁基-3-(1-萘甲?；?吲哚，1.0 mg/mL)、JWH-200([1-[2-(4-嗎啉基)乙基]-1H-吲哚-3-基]-1-萘基甲酮，1.0 mg/mL)、CP47,497(5-(1,1-二甲基庚基)-2-[(1R,3S)-3-羥基環(huán)己基]苯酚，1.0 mg/mL)、CP47,497(C8) (5-(1,1-二甲基辛基)-2-[(1R,3S)-3-羥基環(huán)己基]苯酚，1.0 mg/mL)、HU-210((1,1-二甲基庚基)-6a,7,10,10a-四氫-1-羥基-6,6-二甲基-6H-二苯并[b,d]吡喃-9-甲醇，1.0 mg/mL)標準品溶液購于美國Cerilliant公司；JWH-147((1-己基-5-苯基-1H-吡咯-3-基)(萘-1-基)甲酮，純度大于97%)、JWH-203(1-戊基-3-(2-氯苯乙?；?吲哚，純度大于98%)標準品購于加拿大TRC公司;JWH-250(2-(2-甲氧基苯基)-1-(1-戊基-1H-吲哚-3-基)乙酮，純度大于98%)、JWH-122(1-戊基-3-(4-甲基-1-萘甲酰基)吲哚，純度大于98%)為實驗室自合成對照品。甲醇(美國Thermo Fisher公司)。“香料”毒品樣本來源于案件中收繳或人工模擬。

1.2 色譜-質譜條件

安捷倫Poroshell 120 EC-C18(3.0 mm×50 mm，2.7 μm) 色譜柱；流動相：高純水(A)和甲醇(B)；梯度洗脫：0～12 min,70%～95%B；柱溫30 ℃；流速0.3 mL/min。

采用電噴霧電離-正離子模式(ESI+)和負離子模式(ESI-)，霧化氣溫度350 ℃，霧化氣壓力30 psi，干燥氣流量10 L/min，正離子模式下毛細管電壓4 000 V，負離子模式下毛細管電壓5 000 V，加速電壓3 V。

1.3 標準儲備液與混合標準溶液的配制

精密稱取各標準品粉末或量取各標準品溶液適量，用甲醇定容于10 mL容量瓶，得到濃度為1.0 μg/mL的混合標準儲備液。取各標準物質適量，用甲醇稀釋定容，配制成濃度分別為1.0～1 000.0 ng/mL的系列標準溶液備用。

1.4 樣品溶液的制備

定性分析時將收繳的“香料”毒品樣本充分研磨，精密稱取2.0 mg，加入50 mL甲醇，超聲5 min，經0.22 μm濾膜過濾，取1.5 mL進樣。

定量分析時需制備平行雙樣，每個樣品需經過兩次稀釋，如精密稱取各30.0 mg的兩份樣品，分別加入40 mL甲醇，超聲5 min，經0.22 μm濾膜過濾后取1 mL，再加入40 mL甲醇，振搖均勻后取1.5 mL進樣。

2 結果與討論

2.1 色譜-質譜條件的優(yōu)化

2.1.1 流動相的選擇 比較了流動相分別為水-甲醇、0.2%甲酸-甲醇、5 mmol/L甲酸銨-甲醇和(0.2%甲酸-5 mmol/L甲酸銨)-甲醇時的離子響應，發(fā)現添加甲酸后，10種大麻素的離子響應均被抑制；添加甲酸銨后，多數目標物的離子響應出現不同程度的降低。對于采用正離子檢測模式的物質，添加甲酸銨與同時添加酸和甲酸銨的離子響應差異不大。而對于采用負離子檢測模式的物質(CP47,497、CP47,497(C8)、HU-210)，同時添加酸和甲酸銨會降低離子響應?？梢娝?甲醇體系能夠獲得最佳的離子響應，但考慮到該體系無緩沖作用，又對4種體系的精密度進行了考察。結果表明，4種體系的日內和日間精密度無顯著差異。因此，選擇水-甲醇體系作為流動相。

圖1 優(yōu)化條件下10種合成大麻素的HPLC-MS/MS的MRM色譜圖Fig.1 HPLC-MS/MS MRM chromatogram of 10 synthetic cannabinoids under optimized conditions

2.1.2 有機相初始濃度與梯度陡度的影響 單因素實驗結果表明，在梯度洗脫程序中，當流動相有機相梯度陡度增加或初始濃度增加時，離子響應增加，保留時間縮短，分離度降低。另一方面，10種目標物中，有7種物質采用正離子模式檢測，而另外3種采用負離子模式檢測，需要一定的分離度。綜合考慮以上因素，將梯度洗脫程序參數確定為：有機相(甲醇)初始濃度70%，梯度陡度1.6%/min，柱溫30 ℃，流速0.3 mL/min。2.1.3 質譜參數的確定 10種合成大麻素的子離子、Fragmentor 電壓和CE值優(yōu)化結果見表1。離子源參數部分，采用單因素實驗的方法對毛細管電壓(Capillary voltage)、干燥氣流量(Gas flow)、干燥氣溫度(Gas temperature)和霧化氣壓力(Nebulizer)進行優(yōu)化。積分后，將峰面積做歸一化處理并作圖。結果表明，正離子模式下檢測的7種物質的質譜響應先隨毛細管電壓的增大而增大，當毛細管電壓升至4 000 V左右時質譜響應開始下降；而負離子模式下檢測的3種物質的質譜響應則隨毛細管電壓的升高而不斷升高(3 000～5 000 V范圍內)。在干燥氣流量為10 L/min左右時，各目標物的質譜響應達到最大值(6～12 L/min范圍內)。此外，10種目標物的質譜響應隨干燥氣溫度的增加而增加(200～350 ℃范圍內)，隨霧化氣壓力的升高而降低(20～50 psi范圍內)。優(yōu)化條件下，10種合成大麻素的MRM色譜圖如圖1所示。

表1 10種合成大麻素的HPLC-MS/MS采集參數

Table 1 HPLC-MS/MS acquisition parameters for 10 synthetic cannabinoids

Analyte(CAS#)PrecursorionProductionFragmentor(V)CE(V)ESImodeJWH-018(209414-07-3)34221550?，1270，214013528，50，25PositiveJWH-073(208987-48-8)32821550?，1270，200013526，50，26PositiveJWH-122(619294-47-2)35621690?，141014530，50PositiveJWH-147(914458-20-1)38221550?，127012522，70PositiveJWH-200(103610-04-4)38521550?，114213025，30PositiveJWH-203(864445-54-5)34011250?，188013030，20PositiveJWH-250(864445-43-2)33621210?，200212518，26PositiveHU-210(112830-95-2)38533673?，301115030，40NegativeCP47，497(70434-82-1)31732993?，245315026，35NegativeCP47，497(C8)(70434-92-3)33133133?，259315026，35Negative

*quantitative ion

2.2 離子碎裂規(guī)律與質譜特征

10種合成大麻素中，JWH-018、JWH-073、JWH-200、JWH-122是萘甲?；胚犷惖暮铣纱舐樗兀琂WH-147的結構也與之相似，含有萘甲?；量┙Y構。通過質譜解析得出這一類萘甲?；惡铣纱舐樗仉x子碎裂的過程如下：首先化合物分子在溶劑和電場的作用下形成[M+1]+的準分子離子，進而帶正電荷的羰基誘導羰基和吲哚環(huán)(或吡咯環(huán))之間或羰基和萘環(huán)之間發(fā)生斷裂產生離子碎片。其中JWH-018、JWH-073、JWH-147能夠產生質量數為m/z155.0和127.0的碎片離子。在定性分析方面，除可通過子離子豐度比和保留時間增加這3種物質的區(qū)分度外，還可為JWH-018、JWH-073分別增加1對定性離子(m/z214.0和200.0)，均由羰基和萘環(huán)連接的化學鍵斷裂所產生，亦即分子離子斷裂為除萘環(huán)外的另一部分的質量數，也是比較穩(wěn)定且響應較強的碎片。

JWH-203是苯乙酰基吲哚類合成大麻素，二級碎片同樣來自于羰基兩側的α鍵斷裂；JWH-250結構和碎片略顯特殊，主要產生m/z121.0和200.2兩個碎片離子，其中m/z121.0可能是羰基碳與吲哚環(huán)斷裂后發(fā)生羰基脫氧而形成，m/z200.2則可能是羰基碳與苯環(huán)發(fā)生斷裂后再發(fā)生羰基脫氧而形成。

CP47,497和CP47,497(C8)屬于環(huán)己基苯酚類，碎片來源于失去環(huán)羥基或六元環(huán)的斷裂；HU-210屬于經典大麻素類，碎片來源于失去羥基或季碳與長鏈間的化學鍵斷裂。10種合成大麻素的質譜圖和推測碎裂途徑見圖2。

圖2 10種合成大麻素的子離子質譜圖和推測碎裂途徑

Fig.2 HPLC-MS/MS product ion spectra and proposed fragmentations of 10 synthetic cannabinoids

2.3 方法評價

2.3.1 線性關系及檢出限 將“1.3”方法制備的系列混合標準溶液，按優(yōu)化的色譜-質譜條件進行分析并計算線性回歸方程。正離子模式下檢測的7種物質的線性范圍為1～100 ng/mL，負離子模式下檢測的3種物質的線性范圍為10～1 000 ng/mL，相關系數(r)均大于0.999 0，結果見表2。結果表明，方法線性關系良好，具有較高靈敏度，檢出限LOD(S/N=3)為0.010～0.200 ng·mL-1。

表2 10種合成大麻素的線性回歸方程、相關系數及檢出限

Table 2 Regression equations,correlation coefficients(r) and detection limits ( LODs) of 10 synthetic cannabinoids

CompoundLinearrangeρ/(ng·mL-1)RegressionequationrLODρ/(ng·mL-1)JWH-2001～100Y=303185X+103071099920010JWH-2501～100Y=753217X+112332099950025JWH-0731～100Y=528561X+156068099910010JWH-2031～100Y=263218X+126895099930015JWH-0181～100Y=599121X+107833099920020JWH-1221～100Y=773663X+152845099970010

(續(xù)表2)

CompoundLinearrangeρ/(ng·mL-1)RegressionequationrLODρ/(ng·mL-1)CP47，49710～1000Y=27222X-15288099950100JWH-1471～100Y=752181X+139111099930010CP47，497(C8)10～1000Y=30255X-20926099920100HU-21010～1000Y=16996X-11987099930200

2.3.2 加標回收率與精密度 以JWH-122和JWH-250作為實驗對象，分別選擇高、低兩種含量的樣品，精密稱取每種已知含量的樣品3份，分別加入約為已知含量50%,100%,150%的標準品，采用本方法進行分析，每個濃度重復測定3次，計算回收率。結果測得加標回收率為97.9%～103.1%，相對標準偏差(RSD)為1.2%～2.6%(表3)，方法不存在系統(tǒng)性偏差。

表3 JWH-122和JWH-250的加標回收率與相對標準偏差

Table 3 Spiked recoveries and RSDs of JWH-122 and JWH-250

CompoundOriginal/mgAdded/mgDetected/mgAveragerecovery/%RSD/%JWH-122182101，182，279277，359，468979，986，101519，17，20506258，502，766755，1023，1267988，1015，99614，20，12JWH-250038020，040，060046，077，101793，987，103124，26，24112060，100，150176，209，2651023，986，101220，16，14

對于JWH-200等7種正離子模式下檢測的目標物，制備濃度分別為100.0，10.0，2.0 ng/mL的混合標準品溶液各6份，對CP47,497等3種負離子模式下檢測的目標物，制備濃度分別1 000.0，100.0，20.0 ng/mL的混合標準品溶液各6份。每日伴隨標準曲線檢測，計算含量，得到日內RSD；連續(xù)測量6 d，計算得到日間RSD(見表4)。結果顯示，10種合成大麻素的日內RSD均不大于3.2%，日間RSD均不大于6.3%，表明方法的精密度良好。

表4 10種合成大麻素的日內、日間相對標準偏差

Table 4 Intra- and inter-RSDs of 10 synthetic cannabinoids

CompoundAdded(ng/mL)RSD(%)Intra?dayInter?dayJWH-20020，100，100028，23，2248，52，49JWH-25020，100，100024，23，1450，42，46JWH-07320，100，100018，22，2237，46，46JWH-20320，100，100016，14，1241，37，38JWH-01820，100，100024，22，2248，47，39JWH-12220，100，100012，09，1032，38，33JWH-14720，100，100021，24，1746，48，38CP47，497200，1000，1000030，31，2350，53，45CP47，497(C8)200，1000，1000027，28，2659，52，42HU-210200，1000，1000032，27，2963，58，52

圖3 某“香料”毒品樣本的提取離子流色譜圖Fig.3 HPLC-MS/MS MRM chromatogram of the “spice” sample

2.4 實際樣品分析

采用“1.4”樣品處理方法及“1.2”色譜-質譜條件對“香料”毒品樣品進行分析，結果均顯示色譜和質譜行為良好，方法穩(wěn)定、可靠。以其中某一草葉狀樣品為例，經篩查，確定樣品中含有JWH-073、JWH-203和HU-210 3種合成大麻素(樣品與標準品的色譜峰保留時間和相對離子豐度比均一致)。定量計算，得到3種目標物含量分別為0.33%,0.17%,4.36%，各目標物的分離效果好、抗干擾性強，該樣品的MRM色譜圖如圖3所示。

3 結 論

本文建立了高效液相色譜-質譜聯用法同時測定新型“香料”毒品中常見10種合成大麻素的定性、定量方法，并優(yōu)化了液相色譜-質譜參數。該法已經過方法學驗證和實際案例樣本的檢驗，顯示出很好的應用前景。通過質譜解析對10種合成大麻素離子的裂解過程進行了研究，推測出可能的離子碎裂途徑，可為未知“香料”毒品樣本的檢驗和新毒品的發(fā)現提供借鑒。

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Simultaneous Determination of 10 Synthetic Cannabinoids in Novel “Spice” Drugs by HPLC-MS/MS

ZHANG Chun-shui,ZHAI Wan-feng*

(Institute of Forensic Science Ministry of Public Security,Beijing 100038,China)

Taking into account the high number of synthetic cannabinoids found in seized novel “spice” drugs in recent years,this study aimed at the simultaneous determination of common synthetic cannabinoids.An HPLC-MS/MS method was developed for the determination of ten synthetic cannabinoids in novel “spice” drugs.Samples were dissolved with methanol,and then ultrasound-assistedly extracted and filtered through a 0.22 μm membrane filter.The extract was separated on an Agilent Poroshell 120 EC-C18(3.0 mm×50 mm，2.7 μm) column at 30 ℃,using methanol-water as mobile phase.The flow rate was set at 0.3 mL/min.ESI+and ESI-mode were used at different times,and the MS spectra characteristics and proposed fragmentation of 10 synthetic cannabinoids were studied.Under the optimized conditions,good linear relationships were obtained in the ranges of 1-100 ng/mL for 7 synthetic cannabinoids under ESI+mode,and 10-1 000 ng/mL for 3 synthetic cannabinoids under ESI-mode.The intra-day relative standard deviations(RSDs) were not more than 3.2% and the inter-day RSDs were not more than 6.3%.This method was applied in real cases,and was proved to be fast,accurate,sensitive and precise for the determination of those 10 common synthetic cannabinoids in novel “spice” drugs.

high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry(HPLC-MS/MS); spice; drugs；synthetic cannabinoids

2015-07-30；

2015-09-01

國家科技專項項目(2012YQ12004909)

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.03.002

O657.63; TQ251.34

A

1004-4957(2016)03-0264-07

*通訊作者：翟晚楓，研究實習員，研究方向：毒物毒品分析檢驗，Tel: 010-63434750，E-mail: 765838505@qq.com