引用本文
李梦皎, 常颖, 杨瑞琴. 哌嗪类新精神活性物质的LC-MS/MS定性定量分析[J].刑事技术, 2017,42(3):195-198
LI Mengjiao, CHANG Ying, YANG Ruiqin. Qualitative and Quantitative Analysis of Piperazine-categorical New Psychoactive Substances by LC-MS/MS[J]. Forensic Science and Technology,2017,42(3): 195-198  
Permissions
Copyright©2017, 《刑事技术》编辑部
《刑事技术》编辑部
哌嗪类新精神活性物质的LC-MS/MS定性定量分析
李梦皎1,2, 常颖3, 杨瑞琴1,*
1.中国人民公安大学,北京 100038
2.青海省公安厅刑事警察总队,西宁 810000
3. 公安部物证鉴定中心,北京 100038
* 通讯作者：杨瑞琴（1971—）,女,内蒙古包头人,博士,教授,研究方向为刑事科学技术。E-mail:2604419477@qq.com

第一作者简介：李梦皎（1990—）,女,青海西宁人,硕士研究生,研究方向为刑事科学技术。E-mail:1106724685@qq.com

基金资助: 公安部技术研究计划项目（No.2015JSYJB04）
摘要

目的 建立了哌嗪类新精神活性物质定性定量分析方法。方法 采用安捷伦三重串联四极杆液质联用,Waters Acquity UPLC®BEH Phenyl C18色谱柱（2.1mm×150mm,1.7μm）,流动相为 0.1%甲酸꞉乙腈=95%꞉5%,梯度洗脱,流速为 0.5mL/min。质谱应用 ESI 源、正离子模式、多反应监测（MRM）模式。 结果 8种哌嗪类新精神活性物质在 1~5000 ng/mL质量浓度范围内线性关系良好,相关系数（ r2）均大于0.992,日内与日间保留时间和峰面积的相对标准偏差在0.56%~7.42%之间,检出限在0.10~0.30ng/mL(S/N≥3)。结论 本方法定性定量效果好,线性范围广,精密度高,操作简便,能够在同一实验条件下实现对8种哌嗪类新精神活性物质的有效检出。

关键词: 哌嗪类新精神活性物质; LC-MS/MS; 定性定量
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2017)03-0195-04 doi: 10.16467/j.1008-3650.2017.03.006
Qualitative and Quantitative Analysis of Piperazine-categorical New Psychoactive Substances by LC-MS/MS
LI Mengjiao1,2, CHANG Ying3, YANG Ruiqin1,*
1. People’s Public Security University of China, Beijing 100038, China
2. Criminal Police Corps of Qinghai Public Security Bureau, Xining 810000, China
3. Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China
Abstract

Objective A qualitative and quantitative analysis for piperazine-categorical new psychoactive substances was established by LC-MS/MS.Methods Agilent’s Triple Quadrupole LC/MS was used along with Waters’ Acquity UPLC® BEH Phenyl C18 column (2.1mm×150mm, 1.7μm), which was eluted by the mobile phase (0.1% formic acid: acetonitrile=95%: 5%) at flowing rate of 0.5mL/min with a gradient. Mass spectrometry was carried out with ESI source, plus positive ion mode and multiple reaction monitoring (MRM).Results This measurement was of good linearity with the real value among the range of 1~5000ng/mL. Correlation coefficients ( r2) of all calibration curves were greater than 0.992. Both intra- and inter-day precisions were expressed by relative standard deviations of both retention time and peak area, showing within 0.56%-7.42%. The detection limit spanned across 0.10-0.30ng/mL (S/N≥3).Conclusion The method is of good qualitative and quantitative effect, wide linear range, high precision and easy operation, capable of effectively detecting eight new compounds of piperazine under the same experimental conditions.

Key words: LC-MS/MS; piperazine-categorical new psychoactive substances; qualitative and quantitative

20 世纪 80 年代以来, 新精神活性物质在世界范围内日益蔓延, 已成为各国公认的世界公害之一。所谓新精神活性物质[1], 是指不法分子为规避现有毒品管制措施, 对已经纳入管制的毒品分子结构进行微小修饰或者改变后所合成的毒品类似物或者衍生物。到目前为止, 世界各国发现的新精神活性物质已经有500多种, 数量已达到国际社会列管的精神药物、麻醉药物的两倍以上。我国将新精神活性物质归纳为七类：卡西酮类、合成大麻素类、哌嗪类、致幻剂类、阿片类、解离性麻醉剂类、苯丙胺类兴奋剂。哌嗪类新精神活性物质由美国在1996年首次发表报道, 之后在世界各国滥用起来。我国哌嗪类新精神活性物质的滥用呈逐年增加的态势, 国内的一些非法企业和个人是合成哌嗪类毒品的主要源头。贩卖者主要在酒吧等娱乐场所推销哌嗪类新精神活性物质, 主要滥用方式是与酒、香烟烟丝混合滥用, 或与传统毒品海洛因、可卡因等混合滥用。哌嗪类新精神活性物质中较常见的共有8种哌嗪衍生物。通过查阅国内外大量文献, 已报道的哌嗪类分析方法包括气相色谱[2, 3, 4, 5]、气质联用[6, 7, 8]、高效液相色谱[2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]、液质联用[4, 13]等技术。但是, 已有分析方法多侧重于定性分析, 并且截止目前没有对哌嗪类系列化合物的研究报道。本文所提出的检测分析方法可以在同一实验条件下实现对8种哌嗪类新精神活性物质有效检出。

1 实验部分
1.1 仪器与试剂

三重串联四极杆液质联用仪(LC/QQQ) ：Agilent 6460型, 由 Agilent 1290系统和6460 三重四级杆质谱系统组成, 美国安捷伦公司; 乙腈：色谱纯, 美国 Fishier 试剂公司; 甲酸：色谱纯, 德国 Fluka 公司; 哌嗪类新精神活性物质标准品：1 mg/mL, 作为标准储备溶液, 美国Cerillent公司。

1.2 实验条件

1.2.1 色谱条件

色谱柱：Waters ACQUITY UPLCRBEH Phenyl Column(2.1 mm× 150 mm, 1.7μ m); 柱温箱的温度设定为30℃; 流动相A为纯水与0.1 %甲酸混合溶液; 流动相B：乙腈; 初始浓度为5 %, 在8 min内流动相B的浓度由5 %增加为40 %, 在8.01 min时流动相B的浓度回到初始浓度5 %; 流速为 0.5 mL/min, 进样量为5 μ L, 整个实验过程用时10 min。

1.2.2 质谱条件

使用ESI离子源, 正离子轰击模式; 雾化气压力：30 psi; 毛细管电压, 正极4000 V, 负极3500 V; 单元加速器电压：3 V。

1.3 定性定量方法

LC-MS/MS 定性准则参照国际兴奋剂检测标准WADA TD2003IDCR 文件制定：1)目标物与标准对照品保留时间误差在± 2 %之内或± 0.4 min之内; 2)目标物的两个母离子-子离子对峰面积比率与标准对照品的两个母离子-子离子对峰面积比率相对误差在± 15 %之内。定性认定前提是目标物与标准对照品的浓度相匹配, 如果浓度过高出现超载, 则应稀释后重新进样。LC-MS/MS定量采用外标标准曲线法, 采集模式选择多反应监测（MRM）模式。多反应监测可以进行两次离子选择, 即通过MS1选择一定质量的母离子, 与气体碰撞断裂后, 再经过MS2选择一定质量的子离子, 这样大大提高了分析的专一性和灵敏度。

2 结果与讨论
2.1 8种哌嗪类新精神活性物质的检测结果

8种新精神活性物质混合对照品的总离子流图(TIC) 见图1。从图1可以看出各种物质（1.BZP、2.MDBZP、3.MBZP、4.MeOPP、5.pFPP、6.2C-B-BZP、7.mCPP、8.TFMPP）, 在此条件下均能得到较好的分离, 结合单一对照品的保留时间和特征离子峰可对各物质进行准确定性。各物质的串联质谱参数见表1。

图1 8种哌嗪类新精神活性物质的总离子流图（1. BZP; 2. MDBZP; 3. MBZP; 4. MeOPP; 5. pFPP; 6. 2C-B-BZP; 7. mCPP; 8. TFMPP）Fig.1 Integrated total ion current (TIC) of 8 piperazines (1. BZP; 2. MDBZP; 3. MBZP; 4. MeOPP; 5. pFPP; 6. 2C-B-BZP; 7. mCPP; 8. TFMPP)

表1 串联质谱参数 Table 1 Parameters for tandem mass spectrometry (quantifier ion in bold)
2.2 8种哌嗪类新精神活性物质方法学实验

对8种哌嗪类新精神活性物质进行方法学实验, 1 d内提取分析6次, 连续进行5 d, 测得日间、日内精密度。实验结果表明, 8种分析物的日间、日内精密度在0.56 %~7.42 %之间。

2.3 8个分析物的标准曲线的线性回归方程

通过用适当浓度的分析物掺加空白样品得到校准曲线。制备非空白标准品, 将分析物稀释为1、5、10、50、100、500、1000、5000 ng/mL浓度的系列标准液, 分别取不同浓度的标准液5 μ L进样, 选择响应最强的transition记录峰面积。每个浓度进样3次, 并对3次峰面积的平均值A及质量浓度c(mg/mL) 进行线性回归, 得到8个分析物的回归方程, 相关系数r2均大于0.99, 线性范围1~5000 ng/mL, 检出限均小于0.30 ng/mL(S/N≥ 3)。详见表2。

表2 8个分析物的标准曲线的线性回归方程 Table 2 The linearity and regressive coefficients of the standard curves of eight analytes
2.4 特异性实验

通过分析9个不同的样品来研究该方法的特异性, 以研究分析物的保留时间是否受到其它物质的干扰。这些标准品的浓度为1 μ g/mL。9个不同样品分别为海洛因, 安非他命, 可卡因, 卡西酮, 甲卡西酮, 麻黄素, 安眠酮, 苯乙哌啶, 芬太尼。实验得知, 分析物的保留时间在此方法下并未受到其它物质干扰。因此可以选择此实验方法对其进行定性分析。

2.5 雾化气压力的优化

由于柱流速是0.5 mL/min, 雾化气的参考压力为 138~207 kPa(20~30 psi), 因此雾化气压力选择 138、172、208 kPa (20、25、30 psi)分别优化, 考查峰面积的响应值, 最终选择的雾化气压力为 208 kPa（30 psi）。

2.6 干燥气流速的优化

干燥气的参考流速是8~10 L/min, 因此选择8、9、10 L/min 分别优化, 考察峰面积的响应值, 最终选择的干燥气流速为10 L/min。

2.7 干燥气温度的优化

干燥气的参考温度是 300~350℃, 因此选择300、310、320、330、340、350 ℃ 6个温度点进行优化, 考察峰面积的响应值, 最终选择的干燥气温度为350 ℃。

3 实际样品的应用

对缴获的两份白色片剂样品, 运用本文建立的方法进行定性定量分析。根据样品的保留时间和质谱图中的特征离子峰进行定性：样品1中含有BZP成分, 样品2中含有TFMPP成分。使用外标单点法进行定量, 检测结果显示BZP含量为2 %, TFMPP含量为1.5 %。图2和图3分别为样品1和样品2的检测图谱。

图2 样品1的总离子流图和质谱图Fig.2 Total ion current and mass spectra for sample 1

图3 样品2的总离子流图和质谱图Fig.3 Total ion current and mass spectra for sample 2

4 结论

本文建立了一种针对哌嗪类新精神活性物质的液-质联用定性定量分析方法, 结合化合物的保留时间和特征离子峰可对未知样品中的哌嗪类新精神活性物质进行快速定性。本方法定性定量效果好, 线性范围广, 精密度高, 操作简便, 能够实现在同一实验条件下对8种哌嗪类新精神活性物质有效检出。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] United Nations Official on Drugs and Crime. The challenge of new psychoactive substances[M]. 2013: 1-2. [本文引用:1]
[2] BOER D D, BOSMAN I J, HIDVEGI E, et al. Piperazine-like compounds: a new group of designer drugs-of-abuse on the European market[J]. Forensic Science International, 2001, 121(1-2): 47-56. [本文引用:2]
[3] ARBO M D, BASTOS M L, CARMO H F. Piperazine compounds as drugs of abuse[J]. Drug & Alcohol Dependence, 2012, 122(3): 174-185. [本文引用:2]
[4] 李彭, 贺剑锋, 刘克林, 等. 精神活性物质检测技术的研究进展[J]. 刑事技术, 2015(4): 305-311. [本文引用:3]
[5] MAHER H M, AWAD T, CLARK C R. Differentiation of the regioisomeric 2-, 3-, and 4-trifluoromethylphenylpiperazines (TFMPP) by GC-IRD and GC-MS[J]. Forensic Science International, 2009, 188(1-3): 31. [本文引用:1]
[6] TSUTSUMI H, KATAGI M A, SHIMA N, et al. Development of simultaneous gas chromatography-mass spectrometric and liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometric determination method for the new designer drugs, N -benzylpiperazine (BZP), 1-(3-trifluoromethylphenyl)piperazine (TFMPP) and their main metabolites in urine[J]. Journal of Chromatography B, 2005, 819(2): 315-322. [本文引用:2]
[7] BOUMRAH Y, ROSSET M, LECOMPTE Y, et al. Development of a targeted GC/MS screening method and validation of an HPLC/DAD quantification method for piperazines-amphetamines mixtures in seized material[J]. Egyptian Journal of Forensic Sciences, 2014, 4(3): 90-99. [本文引用:2]
[8] TAKAHASHI M, NAGASHIMA M, SUZUKI J, et al. Creation and application of psychoactive designer drugs data library using liquid chromatography with photodiode array spectrophotometry detector and gas chromatography-mass spectrometry[J]. Talanta, 2009, 77(4): 1245-1272. [本文引用:2]
[9] CONCHEIRO M, CASTANETO M, KRONSTRAND R, et al. Simultaneous determination of 40 novel psychoactive stimulants in urine by liquid chromatography-high resolution mass spectrometry and library matching[J]. Journal of Chromatography A, 2015, 1397(9): 32-42. [本文引用:1]
[10] MORENO IED, DA FONSECA B M, BARROSO M, et al. Determination of piperazine-type stimulants in human urine by means of microextraction in packed sorbent and high performance liquid chromatography-diode array detection[J]. Journal of Pharmaceutical & Biomedical Analysis, 2012, 61(5): 93-99. [本文引用:1]
[11] RASANEN I, KYBER M, SZILVAY I, et al. Straightforward single-calibrant quantification of seized designer drugs by liquid chromatography-chemiluminescence nitrogen detection[J]. Forensic Science International, 2014, 237C(3): 119-125. [本文引用:1]
[12] ANTIA U, TINGLE M D, RUSSELL B R. Validation of an LC-MS Method for the Detection and Quantification of BZP and TFMPP and their Hydroxylated Metabolites in Human Plasma and its Application to the Pharmacokinetic Study of TFMPP in Humans[J]. Journal of Forensic Sciences, 2010, 55(5): 1311-1318. [本文引用:1]
[13] BISHOP S C, MCCORD B R, GRATZ S R, et al. Simultaneous separation of different types of amphetamine and piperazine designer drugs by capillary electrophoresis with a chiral selector[J]. Journal of Forensic Sciences, 2005, 50(2): 326-335. [本文引用:1]