固相萃取/氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定燃香煙氣中9種大麻素類新精神活性物質(zhì)

唐慶強(qiáng)，吳春燈，曹曉鋼，王 君，陳 迪，楊 方*

（1.福州海關(guān)技術(shù)中心，福建 福州 350001；2.拉薩海關(guān)技術(shù)中心，西藏 拉薩 850002）

大麻（Cannabis sativa Lam.）為一年生草本植物，其莖皮的纖維是紡織的優(yōu)良材料，其果實(shí)火麻仁是我國傳統(tǒng)的藥食同源產(chǎn)品［1］，可用于制作油漆、涂料等，油渣也可用于飼料［2］，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。天然大麻植物中含有一類具有C21骨架的含氧芳香化合物［3］，其中的四氫大麻酚（Tetrahydrocannabinol，THC）具有較強(qiáng)的致幻成癮作用［4］。另一類與THC化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，且比THC具有更強(qiáng)的生理和藥理作用的合成大麻素（Synthetic cannabinoids）被科學(xué)家以治療疼痛的目的發(fā)明以來，被濫用成為大麻替代品，現(xiàn)已成為使用量最大的新精神活性物質(zhì)種類［5］。

近年來，世界多國對(duì)大麻的管控政策有所松動(dòng)，如加拿大的《大麻法案》（Cannabis ACT）［6］及使用規(guī)則（Cannabis regulation）［7］使大麻及其產(chǎn)品的種植、生產(chǎn)和消費(fèi)合法化。美國《2018 年農(nóng)業(yè)法案》和世界衛(wèi)生組織［8］建議對(duì)大麻、大麻提取物和低THC 含量的大麻產(chǎn)品取消監(jiān)管。但THC 和合成大麻素在我國仍屬于嚴(yán)格監(jiān)管的對(duì)象，我國2013 年發(fā)布的《麻醉藥品品種目錄》和《精神藥品品種目錄》將4種大麻素類藥物列入管控目錄［9］；2015 年發(fā)布的《非藥用類麻醉藥品和精神藥品列管辦法》及隨后多次的增補(bǔ)公告又先后將40種大麻素類物質(zhì)列入《非藥用類麻醉藥品和精神藥品管制品種增補(bǔ)目錄》進(jìn)行嚴(yán)格管控［10］。由于國內(nèi)外對(duì)待大麻的政策差別，不法分子除將THC 或合成大麻系偽裝成食品或化妝品外，還將其添加到各類燃香制品或電子煙油中。公安部門在近年查獲的新精神活性物質(zhì)濫用案件中，已發(fā)現(xiàn)一種名為“小樹枝”的燃香類新型毒品出現(xiàn)了濫用［11］，不法分子在燃香中添加了多種香料掩蓋大麻的氣味，還利用燃香點(diǎn)燃使用的方式進(jìn)行吸食，使得通過燃香煙氣吸食大麻素類毒品具有極強(qiáng)的隱蔽性。

當(dāng)前檢測(cè)大麻素類毒品的方法包括薄層色譜法［12］、氣相色譜-質(zhì)譜法［13］、液相色譜［14］和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［15］，檢測(cè)的基體對(duì)象多為食品［16］、毛發(fā)［17］、血液［18］、尿液［19］和疑似毒品［20］，對(duì)燃香煙氣中大麻素的報(bào)道較少。當(dāng)前對(duì)燃香煙氣中各種成分的檢測(cè)多采用熱脫附法［21-25］，但該法不適用于對(duì)熱不穩(wěn)定的大麻素檢測(cè)［26］。因此，本文使用煙氣收集裝置對(duì)燃香煙氣進(jìn)行提取收集，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用進(jìn)行測(cè)定，可對(duì)燃香煙氣中大麻二酚（CBD）、Δ9-四氫大麻酚（Δ9-THC）、大麻酚（CBN）、順式-5-（1，1-二甲基庚基）-2-［（1R，3S）-3-羥基環(huán)己基］苯酚（CP-47497）、N-（1-氨甲?；?2，2-二甲基丙基）-1-戊基吲唑-3-甲酰胺（ADB-PINACA）、戊基-3-（4-甲氧基苯甲?；┻胚幔≧CS-4）、N-（1-氨甲?；?2-甲基丙基）-1-（環(huán)己基甲基）吲唑-3-甲酰胺（ABCHMINACA）、1-（5-氟戊基）-3-（1-萘甲?；?1H-吲哚（AM-2201）、戊基-3-（4-乙基-1-萘甲?；┻胚幔↗WH-210）等9 種大麻素進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，從而提供了檢測(cè)燃香煙氣中大麻素類毒品的解決方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器、材料與試劑

Trace1300/ISQ7000 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Thermo 公司）；自制燃香煙氣收集裝置（示意圖見圖1）；3-18K高速離心機(jī)（德國Sigma公司）。

圖1 燃香煙氣收集裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of burnable incense smoke collecting device

標(biāo)準(zhǔn)品：Δ9-THC、CBN、CBD、JWH-210、CP-47497、AM-2201、RCS-4、AB-CHMINACA、ADBPINACA和Δ9-THC-D3，均購自天津阿爾塔公司，質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL；甲醇（色譜純，美國Merck公司）；Oasis HLB 固相萃取小柱（60 mg/3 mL，美國Waters 公司）；實(shí)驗(yàn)室用水由Milli-Q 超純水系統(tǒng)（美國Millipore公司）制備。樣品：祭祀燃香、藏香、熏香和火麻葉均購自某網(wǎng)站。

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1 燃香煙氣的收集與處理將燃香稱重后插入燃香煙氣收集裝置托盤上的小孔中，點(diǎn)燃燃香，迅速關(guān)閉室門，打開真空泵，觀察抽氣情況并適當(dāng)調(diào)節(jié)真空泵流量，確保產(chǎn)生的煙氣全部上升進(jìn)入收集管中。在收集支管上連接裝有20 mL 甲醇的收集試管，收集試管置于水浴或冰浴中，防止煙氣引起的溫度影響。待燃香自然燃盡熄滅后再抽氣5 min，關(guān)閉真空泵，取下收集試管，打開燃燒室門，收集香灰等殘留物，稱重。

將收集試管中的甲醇于40 ℃下氮吹至約1 mL，用少量甲醇多次轉(zhuǎn)移至50 mL 離心管中，10 000 r/min 離心5 min，取上清液并補(bǔ)甲醇至5 mL，加入5 mL 水稀釋后，過已經(jīng)5 mL 甲醇和5 mL 水活化的HLB 固相萃取小柱，用5 mL 10%甲醇水溶液淋洗小柱，棄去全部淋洗液，過柱全程應(yīng)控制流速小于1 mL/min。用6 mL甲醇洗脫小柱，收集全部洗脫液于氮吹管中，40 ℃下氮吹至近干，加入1 mL甲醇渦旋混合1 min，經(jīng)有機(jī)系微孔濾膜后上機(jī)測(cè)定。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取適量9 種大麻素標(biāo)準(zhǔn)品（1 000 μg/mL），用甲醇稀釋至1.0 μg/mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，于-20 ℃避光保存。內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液：將Δ9-THC-D3內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品（1 000 μg/mL）用甲醇稀釋至1.0 μg/mL 的內(nèi)標(biāo)工作液，于-20 ℃避光保存。

空白基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液：取不含大麻素的燃香樣品，按“1.2.1”方法操作后，獲得空白基質(zhì)溶液，用其將標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0、2.0、4.0 μg/mL 的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液。

1.2.3 GC-MS 條件氣相色譜條件：色譜柱為Agilent HP-5MS 毛細(xì)管柱（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度290 ℃；進(jìn)樣量1.0 μL；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；載氣：氦氣；流速：恒定流量1.5 mL/min；升溫程序：初始70 ℃，保持2 min，以10 ℃/min 升至180 ℃，再以15 ℃/min 升至300 ℃，保持9 min。

質(zhì)譜條件：離子源為EI 源；電離能量：70 eV；離子源溫度：310 ℃；傳輸線溫度：290 ℃；溶劑延遲時(shí)間：7.5 min；檢測(cè)方式：選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM），其余質(zhì)譜條件見表1。

表1 9種大麻素和內(nèi)標(biāo)的保留時(shí)間及監(jiān)測(cè)離子Table 1 Retention times and monitoring ions of 9 cannabinoids and Δ9-THC-D3

2 結(jié)果與討論

2.1 燃香煙氣收集方式的選擇

常用收集和測(cè)定燃香煙氣的方法包括吸附管收集后熱脫附［22］、頂空收集法［25］等，但熱脫附使用的溫度多在250～300 ℃，易造成大麻素的分解和轉(zhuǎn)換［24］。頂空法受頂空瓶體積的限制，收集的煙氣量有限，無法用于煙氣量大和含量不均勻的燃香樣品。本實(shí)驗(yàn)使用燃香煙氣收集裝置，并根據(jù)大麻素易溶于甲醇［25］的特點(diǎn)，選擇甲醇作為吸收液。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根據(jù)發(fā)煙量的不同，頂空收集法通常只能收集2 g以下燃香產(chǎn)生的煙氣，而燃香煙氣收集裝置能收集15 g 以上燃香產(chǎn)生的煙氣，滿足吸收一支普通燃香全部煙氣的要求，并適用于不同規(guī)格和種類的燃香，比頂空法具有更好的適用性。

2.2 色譜條件的優(yōu)化

根據(jù)文獻(xiàn)資料［25-27］，大麻素主要為非極性和弱極性化合物，本實(shí)驗(yàn)比較了中等極性的DB-17MS 色譜柱和非極性的HP-5MS 色譜柱測(cè)定9 種大麻素化合物的效果。結(jié)果表明，兩種色譜柱均可實(shí)現(xiàn)9 種大麻素的全部分離，但除JWH-210外，使用HP-5MS 色譜柱測(cè)定的峰面積均高于DB-17MS，平均峰面積為后者的1.8 倍。這可能是由于HP-5MS 色譜柱固定相對(duì)分離的目標(biāo)物選擇寬泛，對(duì)非極性和弱極性化合物的分離效果更佳。因此，本實(shí)驗(yàn)使用HP-5MS色譜柱進(jìn)行測(cè)定，選擇離子流色譜圖見圖2。

圖2 9種大麻素標(biāo)準(zhǔn)品的選擇離子流色譜圖Fig.2 SIM chromatogram of 9 cannabinoids CBD，Δ9-THC and CBN are 0.1 mg/L，the rest of the targets are 1 mg/L，peak numbers（1-9）were the same as those in Table 1

為避免部分大麻素在進(jìn)樣口發(fā)生脫羧反應(yīng)［24］，本實(shí)驗(yàn)考察了進(jìn)樣口溫度在250～310 ℃下9種大麻素化合物的峰面積情況（見圖3）。從圖中可以看出，隨著進(jìn)樣口溫度的升高，9種大麻素化合物的峰面積呈整體上升，且在290～300 ℃達(dá)到最高。為進(jìn)一步明確最佳的進(jìn)樣口溫度，在290 ℃和300 ℃的進(jìn)樣口溫度下分別連續(xù)進(jìn)樣6次，比較進(jìn)樣精密度的影響。結(jié)果顯示，290 ℃進(jìn)樣口溫度下峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.5%～5.8%，300 ℃進(jìn)樣口溫度下峰面積的RSD為1.8%～11%。為此，本實(shí)驗(yàn)選擇290 ℃的進(jìn)樣口溫度作為實(shí)驗(yàn)條件。

圖3 不同進(jìn)樣口溫度下的峰面積Fig.3 Peak areas at different inlet temperatures

2.3 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

比較了全掃描（SCAN）和選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM）模式下同時(shí)分析9 種大麻素的GC-MS 譜圖。先用單級(jí)質(zhì)譜的SCAN 方式獲得9 種目標(biāo)物的總離子流色譜圖，確定每種化合物的保留時(shí)間，再用SIM 方式建立5 組多通道時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段內(nèi)掃描1～3 個(gè)化合物，每種化合物選擇定量離子1 個(gè)，定性離子2～3個(gè)，得到9種大麻素化合物的離子信息（見表1）。

2.4 固相萃取法的優(yōu)化

參考文獻(xiàn)［12-19］，本實(shí)驗(yàn)分別考察了HLB、Carb/NH2和GCB/PSA 固相萃取小柱對(duì)提取煙氣后溶劑的凈化效果。在按“1.2.1”處理的空白燃香煙氣吸收液中添加9種大麻素標(biāo)準(zhǔn)溶液，使各目標(biāo)物的含量均為0.4 mg/L。將該溶液氮吹至近干后，用10 mL 50%甲醇和6 mL 甲醇-甲苯（3∶1，體積比）溶解，分別經(jīng)Carb/NH2、GCB/PSA 和HLB 固相萃取小柱凈化，采用回收率比較不同小柱的凈化效果，結(jié)果見圖4。從圖中可看出，3種固相萃取小柱的加標(biāo)回收率分別為39.4%～104%、12.5%～80.4%和86.7%～105%。結(jié)果表明HLB 小柱的回收率范圍最接近100%，符合凈化檢測(cè)的要求，因此本實(shí)驗(yàn)使用HLB小柱對(duì)提取后的煙氣溶液進(jìn)行凈化。

圖4 不同固相萃取小柱對(duì)9種大麻素的凈化回收率Fig.4 Extraction efficiencies of different solid phase extraction columns for 9 cannabinoids

2.5 基質(zhì)效應(yīng)情況

GC-MS 分析時(shí)，由于基質(zhì)效應(yīng)的影響，會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)化合物發(fā)生離子增強(qiáng)或抑制作用［28］，本實(shí)驗(yàn)使用甲醇配制的標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率（Slope A）和用空白基質(zhì)配制的相同濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率（SlopeB）進(jìn)行比較，按基質(zhì)效應(yīng)（ME）=（Slope B-Slope A）/Slope A × 100%計(jì)算基質(zhì)效應(yīng)情況。當(dāng)|ME| ＜20%時(shí)為弱基質(zhì)效應(yīng)，當(dāng)20% ＜|ME| ＜50%時(shí)為中等強(qiáng)度基質(zhì)效應(yīng)，|ME| ＞50%時(shí)為強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)［26］，結(jié)果見圖5。從圖中可看出，外標(biāo)法定量時(shí)，燃香煙氣對(duì)各目標(biāo)物均顯示出很強(qiáng)的基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，ME 為59.8%～170%，而使用內(nèi)標(biāo)法定量時(shí)，基質(zhì)效應(yīng)大幅下降，ME 為-16.7%～75.0%。除AB-CHMINACA仍屬于強(qiáng)基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)外，其余各種大麻素均屬于弱基質(zhì)效應(yīng)，甚至有的化合物還出現(xiàn)了基質(zhì)抑制。為了進(jìn)一步減小基質(zhì)效應(yīng)的影響，本實(shí)驗(yàn)根據(jù)校正基質(zhì)效應(yīng)的方法［26］使用基質(zhì)曲線進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明，使用內(nèi)標(biāo)法基質(zhì)曲線定量后，9 種大麻素的回收率（74.8%～114%）得到顯著改善，可滿足檢測(cè)要求。

圖5 燃香煙氣中對(duì)9種大麻素的基質(zhì)效應(yīng)Fig.5 Matrix effects of 9 cannabinoids in burnable incense smoke

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限與定量下限

準(zhǔn)確吸取適量9 種大麻素混合標(biāo)準(zhǔn)工作液和內(nèi)標(biāo)工作溶液，用甲醇稀釋成質(zhì)量濃度分別為0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0、2.0、4.0 mg/L 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中內(nèi)標(biāo)Δ9-THC-D3的質(zhì)量濃度均為100.0 μg/L。按質(zhì)量濃度由低到高的順序進(jìn)樣，以9 種大麻素與Δ9-THC-D3內(nèi)標(biāo)的濃度比值（x）為橫坐標(biāo)，以9 種大麻素與Δ9-THC-D3內(nèi)標(biāo)的峰面積比值（y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而獲得線性方程（見表2）。結(jié)果表明，9種大麻素在0.01～4.0 mg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性系數(shù)（r2）均不小于0.999 5。以定量離子信噪比（S/N）為3和10時(shí)的響應(yīng)定義方法的檢出限（LOD）和定量下限（LOQ），各化合物的檢出限和定量下限分別為0.003～0.06 mg/L 和0.01～0.2 mg/L，表明此方法可以滿足燃香煙氣基質(zhì)中痕量物質(zhì)的檢測(cè)要求。

表2 9種大麻素的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量下限Table 2 Regression equations，correlation coefficients（r2），limits of detection（LODs）and limits of quantitation（LOQs）of 9 cannabinoids

2.7 回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

在不含待測(cè)物的空白燃香煙氣提取液中添加相當(dāng)于1、2、10倍定量下限濃度的9種大麻素標(biāo)準(zhǔn)品，分別代表低、中、高3 種加標(biāo)濃度水平，每個(gè)水平測(cè)定6 次，計(jì)算方法的回收率及RSD（見表3）。3 個(gè)加標(biāo)水平的平均回收率為74.8%～114%，RSD為1.6%～9.1%，表明此方法定量準(zhǔn)確，重復(fù)性好，能滿足同時(shí)測(cè)定燃香煙氣中9種大麻素化合物的定量分析要求。

表3 9種大麻素在低、中、高3個(gè)水平下的加標(biāo)回收率及RSD（n=6）Table 3 Spiked recoveries and relative standard deviations（RSDs）of 9 cannabinoids at three levels（n=6）

2.8 實(shí)際樣品分析

在本實(shí)驗(yàn)設(shè)定的檢測(cè)步驟和儀器條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)室日常檢測(cè)和市售5種品牌祭祀用燃香、3種藏香和2種熏香樣品進(jìn)行檢測(cè)，均未檢出疑似大麻素化合物，典型藏香煙氣樣品的選擇離子流圖見圖6A。

圖6 空白藏香煙氣（A）、加標(biāo)燃香煙氣（B）及火麻葉煙氣（C）的選擇離子流色譜圖Fig.6 SIM chromatograms of blank Xizang’s joss stick somke（A），burnable incense smoke of add standard（B），and hemp leaf smoke（C）peak No.1-9 were the same as those in Table 1

為進(jìn)一步驗(yàn)證方法的實(shí)驗(yàn)效果，在2 g 空白燃香粉末中添加10 μL 1 000 μg/mL的9種大麻素標(biāo)準(zhǔn)品，自然晾干后按上述方法進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，9 種大麻素在加標(biāo)后的燃香煙氣中均有檢出，從燃香中轉(zhuǎn)移到煙氣中的平均遷移率為1.3% ～4.1%。稱取2 g 干燥火麻葉樣品，在酒精燈助力下燃燒后收集煙氣，檢出CBD、CBN 和Δ9-THC 3 種大麻素，結(jié)果見表4，圖6B、C 分別為加標(biāo)燃香煙氣及火麻葉煙氣的選擇離子流色譜圖。

表4 加標(biāo)燃香和火麻葉煙氣的測(cè)試結(jié)果Table 4 Test results of burnable incense and hemp leaf smokes

3 結(jié) 論

本文建立了固相萃取/GC-MS測(cè)定燃香煙氣中9種大麻素類化合物的分析方法。結(jié)果表明，該方法的準(zhǔn)確度和精密度良好，能滿足檢測(cè)要求，可同時(shí)開展燃香煙氣中9種大麻素的快速定量和定性分析，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，從而填補(bǔ)燃香產(chǎn)品中非法添加檢測(cè)的空白。