阿托品是最早运用GC进行分析的生物碱之一, 随着GC相关技术的发展, 阿托品的分析也走过了从填充柱到毛细柱, 从直接分析到衍生化, 从GC到GC/MS联用技术的发展历程。至今, GC/MS仍然是阿托品检测的常规手段之一, 主要用于植物提取物和阿托品中毒的分析, 其研究主要为前处理方法的研究。同时, GC/MS联用对阿托品的定性和定量检测在实际案例中应用较多。

Balí ková ^[11]报道了在布拉格发生的一个因饮用草药泡茶而引起的集体中毒事件, 将血清用Bond Elut Certify固相萃取柱前处理, 直接进入GC/MS分析, 发现茶内主要含有阿托品、东莨菪碱和去氢骆驼蓬碱, 并初步研究了其代谢过程。Namera^[12]等用GC/MS对血样中的阿托品等莨菪烷类生物碱进行了研究, 生物检材经Extrelut^® 固相柱萃取、三甲基硅烷衍生化后进入GC/MS检测。其中阿托品和东莨菪碱的检出限(Limit of Detection, LOD)均为5ng/mL, 回收率(Recovery)在80%以上, 并成功应用于一起误服中毒的案例中。Schier^[13]等则采用五氟丙酸酐-五氟丙醇(2∶ 1)酰化后进行GC/MS分析的方法对5种硫酸盐阿托品注射液中阿托品的含量进行了研究, 说明阿托品的衍生化既可以使用硅烷化试剂也可使用酰基化试剂。荞麦等谷物中有时会由于混入颠茄类植物的种子而含有托烷类生物碱, 并会引发食物中毒, Caligiani^[14]等对荞麦等食物中的托烷类生物碱进行了检验, 将样品用己烷在索式提取器中提取后进行硅烷化处理, 后采用GC/MS分析, 阿托品的检出限为0.3μ g/kg, 可检出相当于一百万颗种子中的一粒颠茄类植物种子, 与LC-MS相比, 快捷、简单、成本低的特点使这个方法可应用于大批量谷物的筛选中。

HPLC从上世纪70年代开始用于托烷类生物碱的分析, 之后逐渐成为阿托品在药物制备、植物组织、医疗和法庭科学等方面的常规检测方法, 主要用于药物制剂的监控、植物提取物的检测等方面。阿托品较低的紫外吸收曾经是影响紫外检测器灵敏度的一个问题, 但是通过与质谱的联用、柱前衍生化等方法, 其灵敏度已大大提高^[15]。如HPLC与串联质谱(tandem MS)或四级杆串联飞行时间质谱(QTOF-MS)的联用, 可以给出更多分子碎片的信息, 在提高HPLC分辨率的同时, 并实现了对阿托品等托烷类药物的实时监控和筛选, 而超高效液相色谱(UPLC)的运用也大大提高了检测的速度。

Steenkamp^[16]等将曼陀罗种子提取液用Oasis HLB固相萃取柱进行前处理, 通过高效液相色谱直接串联电喷雾质谱检测器(HPLC-ZMD)对5种不同曼陀罗种子中的阿托品和东莨菪碱含量进行了检查, 并与阵列紫外检测器(HPLC-PDA)的结果进行了对比。比对结果说明不同植物中阿托品和东莨菪碱的比例并不一致, 同时ZMD的检测灵敏度远远高于PDA, 并用此方法检测了一例阿托品中毒导致的心脏病死亡案例。Chen^[17]等利用液相色谱-电喷雾-离子阱-串联质谱(LC-ESI-IT-MSⁿ)同时检测了鼠尿中的阿托品及其十一种代谢物。将鼠尿用碳18-固相萃取柱处理进样, 阿托品在3.21min时出峰, LOD低于5ng/mL, 并研究了阿托品的代谢途径。Mueller^[18]等建立了液相色谱-大气压化学电离源-串联质谱(HPLC-APCI-MSⁿ)对血中药物在线提取和筛选的方法, 可同时筛选453种药物, 并与尿中所得结果进行了对比。其中一个案例为阿托品、苯丙胺和硫喷妥的滥用, 在尿样中检出了阿托品, 但在血样中没有检出原型, 说明尿样一般有更高的药物浓度和更长的检测窗口, 血样则能更好的监测服用者当时的状况。在线提取减少了操作带来的误差并缩短了前处理的时间, 同时APCI接口相较于ESI接口离子化效率高, 基质效应也更小, 在小分子药物检测和筛选时有其独特的优势。除了血和尿之外, 头发也是一种重要的检材, 并拥有更长的检测窗口时间。Broecker^[19]等将头发中的药物提取之后未经净化直接进入LC-QTOF-MS分析, 对未知药物包括阿托品进行了扫描筛选, 大大简化了前处理的过程, 药物的LOD基本在0.003ng/mg~0.015ng/mg之间, 可满足对长期吸毒者的检验。报道的案例中有2个筛选检出阿托品的存在。Jakabová ^[20]等对不同季节的曼陀罗中的阿托品和东莨菪碱含量, 使用UPLC-ESI-MS进行了研究。其中阿托品的LOD 为50pg/mL, LOQ为167pg/mL, 东莨菪碱的LOD为100pg/mL, LOQ为333pg/mL, 且在5分min内就完成了分析, 大大提高了分析效率。

CE技术具有模式多、分辨率高、检测速度快、分析成本低而且仪器简单的优点, 此外, 其使用的有机溶剂量很小, 对环境更为友好。同时, 由于阿托品可以形成季铵盐而带电荷, 因此在阿托品的检测上, CE技术很有优势, 另外, 阿托品是一种外消旋化合物, 在手性分离时, CE比起GC和LC更为方便。近年来, 如非水毛细管电泳(non aqueous capillary electrophoresis, NACE)、微乳电动色谱(micro-emulsion electrokinetic chromatography, MEEKC)等各种分离模式, CE与MS的联用也在阿托品的检测中开始广泛应用, 使得阿托品的检测方法越来越丰富。

Bo^[21]等使用毛细管区带电泳(capillary zone electrophoresis, CZE)研究了太空环境对曼陀罗植物中阿托品和东莨菪碱含量的影响, 阿托品和东莨菪碱在8min内分离, 其中含10%四氢呋喃的50mmol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=8)为缓冲体系, 阿托品的LOD为3.2μ g/mL, 东莨菪碱的LOD为3.5μ g/mL。Heine^[22]等在CZE模式下使用50mmol/L磷酸二氢钠缓冲溶液(pH=9)作为缓冲液, 加入1%含磺酸基-β -环糊精(sulfated-β -CD)的Beckman Kit水溶液作为添加剂对阿托品中的 (S)-莨菪碱和(R)-莨菪碱进行了手性拆分并对含有(R)-莨菪碱的(S)-莨菪碱进行了纯化, 可用于区分不同的阿托品样品。Wahby^[23]等利用CZE/ESI/MS对嫁接了大麻的茄科植物中的阿托品和胆碱进行了检测, 为了配合ESI/MS的使用, 选择了20mmol/L的乙酸铵缓冲溶液(pH=8.5)作为背景电解质, 阿托品的LOD为320ng/mL, 通过CE与MS的结合使得分析结果更为灵敏、可靠, 比仅使用CE能提供更多的信息。Yuan^[24]等利用NACE与电化学发光(ECL)和电化学(EC)双检测器对植物中的阿托品、山莨菪碱和东莨菪碱进行了检测, 非水缓冲体系选择了乙腈和2-丙醇的混合溶液, 其中还含有1mol/L乙酸、20mmol/L乙酸钠、2.5mmol/L四丁基溴化铵, 方法充分发挥了非水毛细管电泳与电化学发光、电化学检测联用的优点, 降低了背景吸收对检测的影响, 分离时间也得到缩短, 在4min内将3种物质分离, 双检测器还可以提供更多的信息帮助识别未知检测物。Bitar^[25]等将环糊精修饰的微乳电动色谱(CD-modified MEEKC)应用于阿托品、东莨菪碱、异丙托溴铵和后马托品的手性拆分上, 使用含0.8%辛烷、6.6%1-丁醇、2.0% SDS和90.6%10mmol/L四硼酸钠的缓冲溶液(pH=9.2), 并测试了添加多种环糊精时的效果, 发现使用sulfated-β -CD时几种待测生物碱均得到了手性拆分。

阿托品作为一种药物, 在医疗领域有着很大作用, 同时又因其具有毒性而导致中毒事件时有发生, 并且与其他毒品的同时滥用也在不断增加, 因此, 检测阿托品及其相关代谢产物、毒品掺杂物的意义十分重大。可以看到, 无论是GC、HPLC还是CE, 在阿托品检测方面都不断有新报道, 其他技术如超临界流体萃取与质谱联用^[26]、电化学方法^[27]在阿托品检测中也有所应用。基于其医疗、中毒和滥用的现状, 对阿托品的快速检验和药物筛选将是研究的一个热点方向。因此, 在对阿托品等生物碱的检测中, 不同样品的新前处理方法和快速、高效的检验技术如UPLC和CE-MS等会有更多的应用。