气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定液体检材中的γ-羟基丁酸
梁丽军, 薛锦锋, 田琳琳, 沈磊, 刘明明
浙江省嘉兴市公安局刑侦支队,浙江 嘉兴 314000

第一作者简介:梁丽军,女,浙江温岭人,硕士,工程师,研究方向为毒品、毒物、微量物证检验。E-mail: lianglj84@126.com

摘要

目的 建立液体检材中γ-羟基丁酸含量测定的气相色谱-三重四极杆串联质谱分析法(GC-MS/MS)。方法 液体检材以GHB-d6为内标,经乙酸乙酯提取、BSTFA衍生化后,在多反应监测模式下(MRM)进行测定。结果 尿液和血液中GHB的线性范围为0.1~5.0μg/mL( R2≥0.998),饮料中的GHB的线性范围为1.0~25.0μg/mL( R2≥0.999)。平均回收率为88.2%~102.1%,精密度均小于10%,方法检出限为0.005μg/mL(S/N≥3)。结论 所建立的分析方法灵敏度高、简便快速、专属性强、可靠性高,可为司法鉴定实践中涉及 GHB的案件提供技术支持和基础数据。

关键词: 法医毒物分析; γ-羟基丁酸; 气相色谱-三重四极杆串联质谱法; 液体检材
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2019)02-0136-04
Determination of γ-GHB in Liquid Sample by GC/MS-MS
LIANG Lijun, XUE Jinfeng, TIAN Linlin, SHEN Lei, LIU Mingming
Jiaxing Public Security Bureau, Jiaxing 314000, Zhejiang, China
Abstract

Objective To establish a method for determination of gamma-hydroxybutyric acid (γ-GHB) in liquid sample by gas chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry (GC-MS/MS).Methods With GHB-d6 as the internal standard, the liquid sample was extracted with ethyl acetate and then derived with BSTFA. The analyte was determined through multiple reaction monitoring mode (MRM).Results The calibration curve of GHB in urine and blood showed good linearity in the range of 0.1 - 5.0μg/mL ( R2≥0.998), while being among 1.0 - 25.0μg/mL ( R2≥0.999) in beverage. The relative recoveries were from 88.2% to 102.1%, with the precisions less than 10% and the limit of detection at 0.005μg/mL (S/N≥).Conclusion The method is high sensitive, simple, rapid, specific and reliability-high, capable of providing technical support and basic data for cases involving GHB.

Key words: forensic toxicology; γ-GHB; GC-MS/MS; liquid sample

γ -羟基丁酸(gamma-hydroxybutyric acid, GHB)是一种内源性的天然神经递质, 具有强烈的镇静和健忘作用 [1]。由于其无色无味, 极易于被不法分子当作迷奸药, 加入到饮料中实行强奸犯罪, 给社会带来了严重隐患[2, 3]。GHB在我国及美国、英国、瑞士、澳大利亚和新西兰等国家已被列为管制药品。

目前, GHB 的分析方法主要有化学显色法[4]、气相色谱-质谱法(GC-MS)[5, 6, 7]、液相色谱-质谱联用法(LC-MS、LC-MS/MS)等[7, 8, 9], 而关于气相色谱-三重四极杆串联质谱法(GC-MS/MS)检测GHB鲜有报道。因此本文在此基础上, 对前处理条件和仪器条件进行适当的优化, 建立一种快速、高效、准确的气相色谱-三重四极杆法。

1 实验部分
1.1 仪器与试剂

SCION TQ-456 GC三重四极杆串联质谱联用仪(美国Bruker公司); 高速冷冻离心机(德国Eppendorf公司); N-EVCAP系列氮吹仪(美国Organization公司); 移液枪(法国Gilson公司)。

GHB钠盐标准对照品1.0 mg/mL、内标物GHB-d6钠盐标准对照品100 μ g/mL(购自美国 Cerilliant公司); 衍生化试剂:N, O-双三甲基硅烷基三氟乙酰胺(BSTFA)+三甲基硅烷(TMCS)(99+1)(美国Supelco公司); 甲醇、乙酸乙酯、乙腈均为色谱级(德国Merck公司); 氯化铵、盐酸均为分析纯(上海安谱公司); 去离子水由 Milli-Q超纯水制备系统制得(美国Millipore公司)。

1.2 仪器测定条件

1.2.1 色谱条件

色谱柱为DB-5MS毛细管柱(30 m× 0.25 mm× 0.25 μ m); 程序升温:初始温度 80 ℃, 保持3 min, 以 20 ℃/min速率升温至300 ℃, 保持1 min; 进样口温度为250 ℃; 进样量为1.0 μ L; 分流比为10:1; 载气为高纯氦气(纯度99.999%), 流量为1.0 mL/min。

1.2.2 质谱条件

传输线温度为280 ℃; 离子源温度为230 ℃; 电离方式为EI; 电离能量为70 eV; 碰撞气:氩气; 碰撞气压力:266 mPa; 溶剂延迟时间:3 min; 扫描模式:多反应监测(MRM)模式。

1.3 样品前处理

取检材100 μ L于10 mL 塑料离心管中, 加入内标物工作液20 μ L(25 μ g/mL), 加入0.5 mL pH=3~4的氯化铵饱和溶液, 混匀, 加入3 mL乙酸乙酯, 涡旋混匀后, 2000 r/min离心10 min, 移取乙酸乙酯层至另一玻璃离心管中, 于35 ℃水浴下氮吹仪中吹干。残留物中加入 25 μ L 乙腈和 25 μ L BSTFA, 于70 ℃下反应 10 min。冷却至室温后, 加入乙酸乙酯100 μ L稀释, 待测定。

2 结果与讨论
2.1 色谱和质谱条件的优化

参考文献[5]的报道, 本实验对待测物的母离子、产物离子、碰撞能量等质谱参数进行了优化。首先将单标溶液进行全扫描, 获得待测物的保留时间和母离子(见图1), 然后从每种待测物的一级质谱图中选择有代表性的母离子碎片, 在不同碰撞能量下对母离子进行碰撞解离, 选择强度较大、灵敏度高的离子作为子离子, 组成监测离子对, 以多反应监测(Multiple Reaction Monitor, MRM) 模式对待测物进行定性和定量检测。优化后的MRM参数见表1。图2为在此优化条件下GHB和GHB-d6混合标样衍生物的MRM图。

图1 GHB(a)和GHB-d6(b)衍生物的质谱图Fig.1 Mass spectrum of GHB (a) and GHB-d6 (b) derivatives

表1 GHB和GHB-d6衍生物的MRM参数 Table 1 MRM parameters for GHB and GHB-d6 derivatives

图2 GHB和GHB-d6标准液(5.0μ g/mL)衍生物的MRM色谱图Fig.2 Chromatograms of GHB and GHB-d6 derivatives from their mixed standard solution (5.0μ g/mL) in MRM mode

2.2 样品前处理条件的优化

2.2.1 提取方法中pH值的选择

由于GHB是弱酸性化合物, 本实验分别配制氯化铵饱和液pH值为1、2、3、4、5、6, 以GHB衍生化产物峰面积进行比较。通过实验发现, 当提取 pH值为3或4时, 响应值相对最大, 其他pH值时偏低, 并且通过氯化铵饱和溶液的盐析作用来提高检材中GHB的提取回收率。因此, 本实验采用pH=3~4的氯化铵饱和液。

2.2.2 衍生化过程的选择

考虑到衍生化试剂用量过小, 会影响GHB衍生物产率; 如果用量过大, 过多的衍生化试剂会对色谱柱产生损害。因此, 本文考察了衍生化试剂量分别为10、15、20、25、30、35 μ L, 以GHB衍生化产物峰面积大小进行比较。通过实验发现衍生化试剂量为25 μ L, 浓度为50%时, 峰面积相对最大, 且对色谱柱损害较小。 同时, 王蔚昕等 [5] 实验发现GHB衍生物的挥发性很强, 挥干重溶会降低GHB衍生物回收率。因此, 本文在衍生化后再加100 μ L乙酸乙酯进行稀释。

2.3 线性关系与检出限

在空白液体样品中加入一定量的GHB, 配制成不同浓度的样品。尿液或血液的浓度分别为0.1、0.5、1.0、3.0、4.0、5.0 μ g/mL; 饮料的浓度分别为1.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 μ g/mL , 按照1.3项方法处理后进样。在所述条件下分析, 以GHB质量浓度(x, μ g/mL)和 GHB 与 GHB-d6 的衍生化产物峰面积比值(y)作基质匹配标准曲线。以S/N≥ 3时浓度为最低检出限。线性范围、线性方程、相关系数R2和检出限见表 2

表2 不同液体检材中GHB的线性范围、线性方程、相关系数和检出限 Table 2 Linear equations, linear ranges, correlation coefficients and LODs of GHB in different liquid samples
2.4 回收率与精密度

在空白检材中分别添加不同浓度的GHB, 配制成高、中、低3个不同浓度的质控样品, 每个浓度5份, 按样品处理方法处理后进样分析。计算目标物的平均回收率及相对标准偏差 (RSD), 以考察方法的准确度及精密度, 结果见表3

表3 不同液体检材中GHB的回收率和精密度 Table 3 The recoveries and precisions of GHB in different liquid samples
2.5 GC-MS/MS在实际样品检测中的优异性

三重四极杆串联质谱的主要优势在于将所选定的目标化合物所特有的母离子隔离出来, 在碰撞室中经碰撞诱导解离(collision-induced dissociation, CID), 生成特定的碎片离子, 有效地去除了其他碎片离子的干扰, 从而导致仪器信噪比的显著提升, 具有极强的抗背景干扰能力和选择性。

图3 GC-MS(a)和GC-MS/MS(b)检测茶水加标样品中GHB的色谱图Fig.3 GC-MS (a) and GC-MS/MS (b) chromatograms of the spiked GHB in tea water

通过实验对比了GC-MS/MS和GC-MS这两种仪器检测实际样品中GHB时的信噪比和选择性差异。从图3可以看出, GC-MS/MS分析茶水加标样品中的GHB时, 信噪比明显大于GC-MS, 其色谱背景干扰明显小于GC-MS, 可见GC-MS/MS灵敏度和选择性更优异。其中, 方法的最低检出限为0.005μ g/mL, 与参考文献[4, 5, 6, 7, 8, 9]报道的最低检出限(LODs=0.01~0.10 μ g/mL)相比, 本研究所建立的方法灵敏度更高。

采用上述建立的GC-MS/MS法, 对某一送检的可疑饮料进行定性定量分析, 测得GHB含量为417 μ g/mL(见图4)。

图4 GHB的MRM色谱图(a)阴性样品(b)加标样品(c)阳性样品Fig.4 Chromatograms of GHB from (a) negative/(b) spiked/(c) positive sample in MRM mode

3 结论

本文所建立的液体检材中GHB的气相色谱-三重四极杆串联质谱法, 具有分析速度快、灵敏度高、检出限低、实用性强等优点, 可为司法鉴定实践中涉及GHB的强奸犯罪案件提供相关技术支持。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献
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