超高分辨液相色谱-质谱联用法测定尿液中毒品及其代谢物
崔军峰, 许俊杰, 刘瑶, 李晨涛*
宝鸡市公安局刑侦支队,陕西 宝鸡 721006
* 通讯作者:李晨涛,男,陕西宝鸡人,学士,助理工程师,研究方向为法医毒物毒品检验。E-mail:373651685@qq.com

第一作者简介:崔军峰,男,陕西岐山人,学士,高级工程师,研究方向为法医毒物毒品检验。E-mail:cjf8081@163.com

摘要

目的 建立一种简便的测定吸毒者尿液中毒品及代谢物的超高分辨液相色谱-质谱联用方法。方法 样品不用特殊前处理,过尼龙6直径25mm,孔径0.22µm滤膜稀释后直接进样。色谱柱为Thermo Hypersil GOLD Aq 100mm×2.1mm,流动相为0.1%的甲酸水-甲醇,梯度洗脱,流速为0.2mL/min,柱温25℃,采用HESI离子源,正离子方式监测。结果甲基苯丙胺、吗啡、海洛因、可待因、氯胺酮、苯丙胺和单乙酰吗啡在1.0~200µg/L浓度范围内线性良好( r>0.9941)。方法回收率在96.5%~104.1%。日内和日间RSD均小于6%。结论 本方法可靠简单、能快速检测尿液中毒品及其代谢物。

关键词: 毒品; 代谢物; 液-质联用; 尿液
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2019)02-0140-04
Determining Urine-contained Drugs and Metabolites by Exactive Orbitrap LC/MS
CUI Junfeng, XU Junjie, LIU Yao, LI Chentao*
Criminal Investigation Detachment of Baoji Public Security Bureau, Baoji 721006, Shaanxi, China
Abstract

Objective To establish a simple and convenient method for determining the urine-contained drugs and metabolites by ultra-high resolution liquid chromatography-mass spectrometry.Methods Without special pretreatment, the sample was passed through a nylon filter (diameter of 25mm, pore size of 0.22μm), leaving the filtrate to inject into the apparatus directly. Thermo Hypersil Aq (100mm×2.1mm), the chromatographic column insetting into the Exactive Orbitrap LC/MS, was flowed at 0.2mL/min with the gradient-eluting mobile phase of 0.1% formic acid/hydro-methanol. The column temperature was set at 25℃, and HESI selected as the ion source monitored in the positive ion mode.Results Good linearity was shown from methamphetamine, morphine, codeine, heroin, ketamine, amphetamine and monoacetylmorphine in the range of 1.0~200μg/L (r>0.9941). The recovery was 96.5%~104.1%. Intra- and inter-day RSDs were less than 5.66%.Conclusion The method is simple and reliable, capable of rapid detection of urine-contained drugs and metabolites.

Key words: narcotics; metabolite; liquid-mass spectrometry; urine

毒品属于神经性药剂, 进入人体后作用于人的神经系统, 毁坏人的神经中枢, 在体内参与循环和代谢, 部分经过尿液排出体外[1, 2]。吸食或者注射毒品对社会和家庭带来了巨大危害, 必须坚决根除。本文建立了一种简单、灵敏、快速的超高分辨液相色谱-质谱联用法(UHPLC/MS)检测尿液中毒品及其代谢物[3, 4, 5], 本方法不需对尿样做特殊前处理, 也不需要对目标物进行衍生化, 只需对尿液样品沉淀蛋白, 用尼龙6直径25 mm、孔径0.22 µ m滤膜过滤, 稀释后直接进样分析, 简单快速, 非常适用于毒物案件分析、吸毒强戒和毒驾检测[6, 7, 8]

1 材料与方法
1.1 主要仪器与试剂

Exactive Orbitrap plus UHPLC/MS (美国Thermo Fisher公司)超高分辨质谱; Ultimate 3000 UHPLC(美国Thermo Fisher公司)超高效液相色谱系统, 附带Turboflow自动进样系统, 配备Trace Finder 3.3数据处理软件; 海洛因, 单乙酰吗啡, 吗啡, 甲基苯丙胺, 氯胺酮, 可待因, 苯丙胺(纯度> 99%, 公安部物证鉴定中心); 甲酸(色谱纯, 德国Merck公司); 甲醇(色谱纯, 德国Merck公司); 尼龙6 直径25 mm、孔径0.22 µ m滤膜(津腾公司); 色谱柱:Thermo Hypersil GOLD Aq 100 mm× 2.1 mm(美国Thermo Fisher公司); 分析天平(北京多利斯公司)。

1.2 标准溶液配制

精确称取海洛因、单乙酰吗啡、吗啡、甲基苯丙胺、氯胺酮、可待因各10 mg分别置于10 mL棕色容量瓶, 加甲醇溶液溶解并稀释至刻度, 分别得到1.0 mg/mL的单乙酰吗啡、吗啡、甲基苯丙胺、氯胺酮、可待因的标准储备液。置于4 ℃冰箱保存备用。

1.3 尿液样品制备

取尿液样本1.0 mL于10 mL具塞试管中, 加入1.0 mL甲醇, 漩涡振荡2 min沉淀蛋白, 8000 r/min离心10 min, 取上清液经0.22 µ m膜过滤, 进样10 µ L检测。

1.4 液相色谱-质谱条件

色谱条件:色谱柱为Hypersil GOLD Aq 100 mm× 2.1 mm 1.9 µ m超高效色谱柱, 柱温25 ℃, 流速0.2 mL/min; 流动相:0.1 %甲酸水-甲醇; 梯度洗脱, 0~1 min, 0.1 %甲酸水100 %保持1 min, 2~6 min甲醇从0升高到98 %, 6~7.5 min保持在98 %, 8.5~10 min从98 %返回0, 平衡1.5 min, 总运行时间10 min, 进样体积10 µ L。

质谱条件:HESI(电喷雾离子源), 正离子模式检测, 喷雾电压:3.5 kV, 鞘气(N2)40 arb, 辅助气(N2)10 arb, 毛细管温度320 ℃, 离子源温度300 ℃, 分辨率:70 000, 扫描范围70~1050 m/z

2 结果与讨论
2.1 标准曲线与最低定量限

采取本单位内部没有接触过毒品的健康人员尿液, 经Exactive Orbitrap LC/MS检测为阴性后作为空白, 分别加入海洛因、单乙酰吗啡、吗啡、甲基苯丙胺、氯胺酮、可待因、苯丙胺储备液, 配制成浓度为1、5、10、20、40、80、100、200 µ g/L的标准混合液样品, 按步骤1.3进行样品处理, 进行线性回归建立标准曲线。海洛因、单乙酰吗啡、吗啡、甲基苯丙胺、氯胺酮、可待因、苯丙胺的回归方程、线性范围和在信噪比为10时最低定量限(LLOQ)见表1。结果表明各组份在线性范围内线性关系良好, 最低定量限为1.0 µ g/L。

表1 尿液中7种毒品线性方程与最低定量限 Table 1 The linear equations of 7-kind drugs in urine and their lowest limits of quantification
2.2 回收率与精密度实验

在空白尿液中加入混合标准液, 配制成浓度为低、中、高浓度毒品混合液样品各10份, 其中在低浓度中7种毒品浓度均为1.5 µ g/L, 中浓度中这7种毒品浓度均为90 µ g/L, 高浓度中这7种毒品浓度均为180.0 µ g/L, 按1.3步骤处理, 以测得的浓度与对应样品的浓度比较, 计算方法回收率。测定日内精密度和在25~30 ℃普通室温密闭封存条件下3 d之内的日间精密度(RSD)。方法回收率和精密度见表2。日内精密度和日间精密度RSD均小于6%, 方法回收率大于96 %, 完全满足实验要求, 方法科学有效。由表2数据可以看出, 随着浓度的增高, 无论日内日间其精密度RSD数值减小, 精密度增高, 说明尿液中的组份浓度变化不大, 相对比较稳定。

表2 尿液中7种毒品回收率与精密度 Table 2 Recoveries and precisions of 7-kind drugs in urine
2.3 稳定性考察

将配制成的低、中、高浓度的毒品混合标准液各10份, 在72 h内在25~30 ℃室温的条件下每天检测一次, 连续测3 d, 按步骤1.3处理, 考察在室温条件下放置72 h的稳定性, 结果各浓度的RSD均< 15%, 表明尿液中的毒品及代谢物在室温条件下存放72 h稳定性较好。说明尿液样品在室温密闭条件下各待测组份相对稳定, 3 d后检测依然能够获得理想的检测结果, 为实验室样品临检前保管提供依据和参考。

2.4 讨论

综上所述, 根据以上数据说明, 该实验方法比较简单, 检样不需要进行特别的前处理, 也不需要对代谢物进行衍生化, 只需对样品进行蛋白沉淀后过滤稀释即可进样分析, 10 min内完成整个分析过程, 减少了组份损失环节, 避免了实验室繁琐的前处理过程, 回收率高, 灵敏度高, 同时还可以对尿液中其它非目标物进行筛选和精确质量确认, 为实验和办案提供依据和线索。由图谱可知, 组份的离子提取图峰型尖锐、对称, 同位素模式、二级质谱碎片直观相互佐证。多种定性方式验证了定性结果的准确性, 较宽的线性范围及线性关系说明了定量结果的准确性。通过在高、中、低浓度下连续3 d的日内和日间精密度和方法回收率的考察, 其精密度RSD均小于6%, 方法回收率大于96%, 验证了方法的有效性, 在25~30 ℃普通室温条件下密闭封存3 d, 尿液中待测组份相对稳定, 为实验室检验前样品保存保管提供了理论依据和参考。因此本方法非常适用于办案单位对吸食、注射毒品后的尿液毒品检测, 刑事案件中相关体液的毒品的测定, 也对交通安全管理中有关“ 毒驾” 的检验非常有效, 省时省力, 速度快, 准确度高, 可以扩展到血液等其它有关体液中有害物质的测定, 具有一定的实用性和社会价值, 为基层办案提供技术保障。

3 案例应用

2016年6月9日, 受公安刑警大队委托, 对送检的刘某尿液进行毒品及代谢物检测。利用本方法对刘某的尿样从处理到分析, 样品稀释50倍, 在15 min内快速完成了所有测定, 从刘某尿样中检出吗啡和可待因成份, 含量分别为171.072 µ g/L和180.153 µ g/L。吗啡、可待因混合标准对照超高分辨液质联用色谱离子提取、模拟同位素模式及二级质谱碎片见图1、图2, 送检尿样的离子提取、模拟同位素模式及二级质谱碎片见图3。

图1 混合标样中吗啡离子提取、模拟同位素、二级质谱碎片图Fig.1 Mass spectra of the extracted ions from mixed morphine-and-codeine standard, the simulating isotope and quadratic MS fragments

图2 混合标样中可待因离子提取、模拟同位素、二级质谱碎片图Fig.2 Mass spectra of the extracted ions from mixed morphine-and-codeine standard, the simulating isotope and quadratic MS fragments

图3 送检尿液离子提取、模拟同位素及二级质谱碎片图Fig.3 Mass spectra of the extracted ions from the sampling urine, the simulated isotope and quadratic MS fragments

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
[1] 皮明山, 吴钰祥. 常见毒品对大脑神经元损伤的研究进展[J]. 神经损伤与功能重建, 2014, 9(1): 63-65. [本文引用:1]
[2] 曾晓锋, 路钢. 甲基苯丙胺致多巴胺能神经元毒性机制的研究进展[J]. 中国法医学杂志, 2010, 25(1): 33-35. [本文引用:1]
[3] 罗敬锋, 郭东东. HPLC-MS/MS方法检验血中可待因[J]. 中国法医学杂志, 2012, 27(4): 303-307. [本文引用:1]
[4] 常颖, 高利生. 卡西酮、甲卡西酮和4-甲基甲卡西酮的LC-MS/MS分析方法的研究[J]. 刑事技术, 2014, 31(1): 29-30. [本文引用:1]
[5] 王毅, 刘子秋. 毛细管固相微萃取/UPLC-MS/MS测定血浆中毒品成分[J]. 中国法医学杂志, 2015, 29(4): 319-321. [本文引用:1]
[6] 翟晚枫, 张春水. 液相色谱-质谱联用同时检测17种常见毒品的定性分析[J]. 刑事技术, 2014, 39(3): 24-25. [本文引用:1]
[7] 王朝虹, 李虹. 超高效液相色谱-MS/MS法测定血中11种苯丙胺类物质[J]. 中国法医学杂志, 2015, 30(3): 260-264. [本文引用:1]
[8] 王学虎, 袁敏. 41种抗生素LC/MS联合测定的谱库建立[J]. 刑事技术, 2010, 35(5): 35-37. [本文引用:1]