引用本文
张文竞, 赵蒙, 杨景卫, 王朝虹, 李虹, 徐曼曼. 超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱法快速筛查尿液中58种毒品及滥用药物[J].刑事技术, 2019,44(3):219-223
ZHANG Wenjing, ZHAO Meng, YANG Jingwei, WANG Zhaohong, LI Hong, XU Manman. Rapid Screening of 58 Abused Drugs in Urine by UPLC-Q-TOF/MSE[J]. Forensic Science and Technology,2019,44(3): 219-223  
Doi: 10.16467/j.1008-3650.2019.03.006
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超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱法快速筛查尿液中58种毒品及滥用药物
张文竞1, 赵蒙2, 杨景卫3, 王朝虹2, 李虹4,*, 徐曼曼1
1.昆明医科大学法医学院,昆明 650500
2. 最高人民检察院检察技术信息研究中心,北京 100040
3.西双版纳州公安局,云南 景洪 666100
4. 毒品分析及禁毒技术公安部重点实验室,昆明 650228

第一作者简介：张文竞,女,重庆潼南人,硕士研究生,研究方向为法医毒物分析。邮箱：842964453@qq.com

* 通讯作者简介：李虹,女,云南个旧人,学士,主任法医师,研究方向为毒物毒品分析。邮箱：yngalh@163.com
基金资助: 公安部科技强警基础工作专项项目（No. 2016GABJC50）
摘要

目的 建立超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MSE）快速筛查人体尿液中58种毒品及滥用药物的方法。方法 样品经甲醇蛋白沉淀法进行前处理。目标物经ACQUITY UPLC HSS C18色谱柱分离,以0.1%甲酸-乙腈溶液及5mmol/L甲酸铵-水溶液（pH=3）为流动相进行梯度洗脱,质谱采用电喷雾电离正离子全扫描模式（MSE）检测。利用UNIFI软件建立数据库,并对样品进行筛查分析。结果 人体尿液中58种毒品及滥用药物的检出限（LOD,3S/N）在0.2~25.0ng/mL之间,用UNIFI软件对尿液样品中添加的58种毒品及滥用药物进行快速筛查,通过数据库比对,目标化合物均被检出。结论 方法的准确性高,操作简单、快速,适用于尿液中毒品及滥用药物的快速筛查。

关键词: 法医毒物分析; 超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱; 毒品; 滥用药物; 尿液
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2019)03-0219-05
Rapid Screening of 58 Abused Drugs in Urine by UPLC-Q-TOF/MSE
ZHANG Wenjing1, ZHAO Meng2, YANG Jingwei3, WANG Zhaohong2, LI Hong4,*, XU Manman1
1. School of Forensic Medicine, Kunming Medical University, Kunming 650500, China
2. Procuratoral Technology and Information Research Center, Supreme People’s Procuratorate, Beijing 100144, China
3. Xishuangbanna Prefectural Public Security Bureau, Jinghong 666100, Yunnan, China
4. MPS(Ministry of Public Security)’ Key Laboratory of Narcotics Assay and Control Technology, Kunming 650228, China
Abstract

Objective To establish a method for rapid screening of 58 drugs in human urine by ultra-high performance liquid chromatography-tandem quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UPLC-Q-TOF/MSE).Methods The spiked samples were pretreated by protein precipitation with methanol, thereby having the target compounds separated from Acquity UPLC HSS C18 column that was flowed through gradient elution of 0.1% formic acid-acetonitrile and 5mmol/L ammonium formate-water (pH=3) mixture, the mobile phase. The electrospray ionization in positive ion was used for analysis in full scanning mode (MSE). UNIFI software was selected to set up the database and to process samples.Results The limit of detection (LOD, 3S/N) for 58 drugs in human urine was in the range of 0.2~25.0ng/ml. The target compounds were all detected by the established database from UNIFI software.Condusions The method is accurate, simple and rapid, suitable for rapid screening of abused drugs in urine.

Key words: forensic toxicological analysis; UPLC-Q-TOF/MSE; drugs; abused drugs; urine

2018年, 全国公安机关全年破获毒品案件共10.96万起, 抓获犯罪嫌疑人共13.7万名, 缴获各类毒品共67.9吨[1]。由于在公共娱乐场所吸食新型毒品及滥用药物的吸毒人群手段隐蔽, 发现难度大, 多数没有登记, 因此, 实际吸毒人数要大于登记人数。毒品本身的强成瘾性及高复吸率使其具有稳定且日趋庞大的消费群体[2], 且药物滥用者年轻化趋势明显, 青少年多滥用可待因、美沙酮、曲马多等成瘾性药物[3]。近年来, 滥用药物与新型毒物的数目不断增长, 而我国禁毒工作部门和公安缉毒执法机关的科研技术水平还不能完全适应当前禁毒斗争的实际需要, 禁毒工作面临的形势仍然十分严峻。目前, 在国内相关生物样品中毒品及滥用药物检验成熟方法存在生物样品前处理步骤操作复杂、检验灵敏度低, 检验目标化合物少等缺点, 往往造成案件漏检。社会上的毒品种类逐步增加, 待检测案件数量也随着增大。对于毒品案件来说, 由于涉及的毒品种类繁多, 如果逐一对每一个毒品建立单独的定性检测方法, 则既浪费了检测消耗、影响检测时效, 同时还需要对案件检材进行一一排查, 在技术层面上也难以实现。据文献调研, 部分毒品检验实验室也有针对毒品及滥用药物检测的相关报道, 大多数为气相色谱质谱联用[4, 5, 6]、毛细管电泳[7, 8, 9]、液相色谱[10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]等检测方法, 其方法存在检测灵敏度低、生物样本用量大、 生物检材前处理复杂、在禁毒领域适用范围窄等不足之处, 容易造成漏检, 不足以满足相关案件检验鉴定需要。本研究针对这一问题, 利用高分辨飞行时间质谱快速、灵敏、高通量等一系列优势, 建立起生物样品中58种毒品、滥用药物以及代谢产物快速、准确的定性方法, 以满足新形势下禁毒工作的迫切需要。本文采用超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱结合UNIFI筛查软件对人体尿液中的58种毒品及滥用药物进行快速筛查。

1 实验部分
1.1 仪器与材料

1.1.1 仪器

ACQUITY UPLC超高效液相色谱仪, SYNRPT G2-Si串联四级杆飞行时间质谱仪; UPLC-TOF-MSE和MasslynxTM工作站, UNIFI筛查软件(美国Waters公司)。

1.1.2 试剂

乙腈：HPLC级（美国Thermo Fisher Scientific公司）; 甲酸：LC/MS级（美国Thermo Fisher Scientific公司）; 甲酸铵、三氯酸：HPLC级, 浓度≥ 99%（美国Sigma公司）; 超纯水：屈臣氏蒸馏水（400 mL, 广州）。

1.1.3 标准品

海洛因、蒂巴因、苯环己哌啶（PCP）、咖啡因、非那西汀、二氢埃托啡、丁丙诺啡、可卡因、苯甲酰爱康宁、美沙酮、2-亚乙基-1, 5-二甲基-3, 3-二苯基氮杂戊环（EDDP）、哌替啶、麦司卡林、麦角酸二乙基酰胺（LSD）、可待因、6-乙酰可待因、吗啡、O3-单乙酰吗啡、O6-单乙酰吗啡、苯丙胺、甲基苯丙胺（MA）、3, 4-亚甲二氧基苯丙胺（MDA）、3, 4-亚甲二氧基甲基苯丙胺（MDMA）、3, 4-亚甲二氧基乙基苯丙胺（MDEA）、副甲氧基甲基苯丙胺（PMMA）、麻黄碱、甲基麻黄碱、甲卡酮、甲卡西酮、氯胺酮、地西泮、硝西冸、溴西泮、氟西冸、氯硝西泮、劳拉西泮、奥沙西泮、普拉西泮、替马西泮、氯氮卓、三唑仑、阿普唑仑、咪达唑仑、艾司唑仑、芬氟拉明、安眠酮、福尔可定、氯氮平、吡唑坦、扎来普隆标准品（公安部物证鉴定中心, 浓度≥ 97%）; 氢可酮、氢吗啡酮、去甲氯胺酮、氟硝西泮、7-氨基氟硝西冸、α -羟基三唑仑、α -羟基阿普唑仑、α -羟基咪达唑仑标准品（美国Sigma公司, 浓度≥ 98%）。

1.1.4 尿液样品

空白尿液采自健康志愿者, 装入洁净容器内、密封, 注明标记, 于-20 ℃冷冻存放。

1.2 标准溶液的配制

分别准确称取各标准品分别配制成1.0 mg/mL储备溶液, 在温度低于-20 ℃冰箱中保存。

1.3 样品的前处理

精密吸取50 μ L尿样置于离心管中, 分别加入450 μ L甲醇, 涡旋振荡30 s, 于10 ℃、13 500 r/min转速下离心10 min, 取上清液转移至样品瓶中, 分析前置于-20 ℃冰箱保存。

1.4 仪器工作条件

1.4.1 液相色谱条件

ACQUITY UPLC HSS C18色谱柱(150 mm× 2.1 mm, 1.7 μ m); 流动相A为0.1%甲酸乙腈, 流动相B为5 mmol甲酸铵pH为3.0缓冲液。

梯度洗脱条件见表1; 柱温：40 ℃; 样品室温度：10 ℃; 流速：0.4 mL/min; 进样体积：5 μ L; 运行时间15 min。

表1 梯度洗脱程序 Table 1 Elution set-up for mobile phase

58种化合物的总离子流图见图1, 序号对应化合物见表2。

图1 58种化合物的总离子流图Fig.1 Total ion chromatography of 58 compounds

表2 质谱参数 Table 2 MS parameters

1.4.2 质谱条件

电喷雾离子源（ESI）; 全扫描模式, 正离子扫描; 毛细管电压0.5 kV, 锥孔电压40 V; 去溶剂气（氮气）流量700 L/h, 去溶剂气温度500 ℃, 锥孔气（氮气）流量100 L/h; 离子源温度80 ℃; 碰撞气（氩气）流量0.16 mL/min; 低能量碰撞电压6 eV, 高能量碰撞电压10~30 eV。其余质谱参数见表2。

1.4.3 筛查条件

应用超高效液相色谱仪进行色谱分离, Q- TOF 进行质谱信息采集, 设3 个通道, Function1 和Function 2 分别为低碰撞能量和高碰撞能量通道。Function 3 为校正通道, 以亮氨酸脑啡肽实时进样以校正外界环境对质量数的偏移。收集58种毒品及滥用药物的保留时间和质谱信息, 建成文本数据质谱库, 采用UNIFI 软件进行高通量未知物的快速筛查, 通过对比实际样品检测结果和数据库中数据的分子质量、保留时间、碎片等信息进行化合物确证, 若保留时间偏差在± 0.2 min内且母离子与碎片离子质量数相对偏差≤ 5 mDa时, 则为阳性结果。

2 结果与讨论
2.1 检出限

添加不同浓度的混合标准溶液于空白尿液中, 化合物在尿液中的质量浓度分别为100.0、50.0、25.0、10.0、5.0、2.0、1.0、0.5、0.2 ng/mL, 按照上述方法处理后供分析。以3倍信噪比（S/N）计算各化合物的检出限, 58种化合物的检出限（LOD）范围为0.2~25.0 ng/ml。

2.2 数据库的建立与筛查

收集58 种毒品及滥用药物的保留时间和质谱信息, 建成文本数据质谱库, 采用UNIFI 软件进行高通量未知物快速筛查, 通过对比实际样品检测结果和数据库中数据的分子质量、保留时间、碎片等信息进行化合物确证。利用建立的数据库对尿液样品添加标准品进行筛查检验, 参照1.4.3节的筛查条件, 添加的化合物均为阳性, 保留时间及分子质量数偏差如表3。

表3 筛查结果 Table 3 Results of screening
3 结论

本文所建立的方法主要用于案件中尿液样本中毒品的定性分析, 首先筛查出具体的毒物再应用特定的方法进行定量检验, 由于58种化合物的性质差异较大, 用同一种提取分析方法和试验条件很难保证所有化合物都达到最优条件, 但该方法具有准确可靠、操作简单、快速、分析通量大等优点, 可满足实际案件中快速筛查尿液中多种毒品及滥用药物的需要。本文只针对尿液开发了常见毒品及药物的筛查方法, 研究组计划进一步扩充数据库, 并开发其他基质中多目标物的检测手段, 以实现案件中更多毒品及滥用药物的快速筛查。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。The authors have declared that no competing interests exist.

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