测量仪器：F-7000荧光分光光度计（日本HITICH公司）; 仪器参数：激发波长（λ _ex）范围为230~350 nm, 发射波长（λ _em）范围为250~550 nm, 激发和发射单色仪狭缝宽度均为5 nm; 光电倍增管电压设为700 V; 光谱的扫描速度设定为12 000 nm /min。

2C-H· HCl、MDMC· HCl、MDPV· HCl和氯胺酮· HCl标准品由公安部禁毒局毒品实验室提供。分别称取适量2C-H· HCl、MDMC· HCl和MDPV· HCl标准品, 用超纯水溶解, 配制100 mg/L的储备液; 量取适量2C-H储备液置于100 mL容量瓶, 用超纯水稀释, 配制0.5 mg/L的2C-H二级储备液。称取适量氯胺酮· HCl, 用超纯水溶解, 配制成500 mg/L的储备液。所有储备液置于4 ℃的冰箱中保存。

分别量取不同体积的上述4种新精神活性物质储备液或二级储备液置于25 mL容量瓶中, 用超纯水稀释, 配制6个不同浓度的工作液, 具体浓度如表1所示。尿液添加样的配制方法如下：取健康志愿者尿样, 以3800 r/min离心10 min, 取上层清液, 分别加入不同体积的新精神活性物质储备液, 定容至25 mL, 其浓度如表2所示。将配制好的工作液或尿液添加样加入到1 cm比色皿中, 设定仪器参数, 扫描其三维荧光光谱。同时测定超纯水和尿液空白样三维荧光光谱。每个样品获得的三维荧光光谱数据大小为61× 151（激发波长× 发射波长）。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 4种常见新精神活性物质的工作液浓度（mg/L） Table 1 Concentrations of four typical new psychoactive substances in standard solutions 物质名称 浓度1 浓度2 浓度3 浓度4 浓度5 浓度6 2C-H 0.01 0.02 0.03 0.04 0.07 0.10 MDMC 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 12.0 MDPV 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 12.0 氯胺酮 20.0 40.0 50.0 60.0 80.0 100.0

表1 4种常见新精神活性物质的工作液浓度（mg/L） Table 1 Concentrations of four typical new psychoactive substances in standard solutions

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 四种常见新精神活性物质的尿液添加样浓度（mg/L） Table 2 Concentrations of four typical new psychoactive substances in simulant spiked urine 物质名称 浓度1 浓度2 浓度3 2C-H 0.05 0.06 0.09 MDMC 3.0 5.0 8.0 MDPV 3.0 5.0 8.0 氯胺酮 30.0 50.0 70.0

表2 四种常见新精神活性物质的尿液添加样浓度（mg/L） Table 2 Concentrations of four typical new psychoactive substances in simulant spiked urine

图2（a0）为超纯水的三维荧光光谱图, 从图中可以看出, 除了瑞利散射和拉曼散射外, 超纯水中并未检测出4种新精神活性物质及其它干扰物的荧光信号, 可用作本实验的稀释剂。本文通过插值法^[13]消除瑞利散射和拉曼散射对荧光分析的影响。图2（a1~a4）给出了消除散射光后4种新精神活性物质的三维荧光光谱图。2C-H属于苯乙胺类新精神活性物质, 在所检测波长范围内有两个荧光峰, 荧光强度最大值位于λ _ex/λ _em=284/326 nm; MDMC和MDPV均属于合成卡西酮类, 两者的荧光光谱特征相似, 含有3个荧光峰, 分别位于λ _ex/λ _em=236/430 、282/430 、328/430 nm。氯胺酮在所检测波长范围内有两个荧光峰, 强度最大值处的荧光峰位置为270/392 nm。

图2

Fig.2

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	图2 四种新精神活性物质的三维荧光光谱图（a0：超纯水; b0：尿液空白样; a1~a4：2C-H、MDMC、MDPV及氯胺酮标准品的三维荧光光谱; b1~b4：2C-H、MDMC、MDPV及氯胺酮标准品在尿液中的三维荧光光谱）Fig.2 Three-dimensional fluorescent spectra of four typical new psychoactive substances (a0/b0: background spectra of deionized water/urine; a1~a4/b1~b4: spectra of pure/urine-contained 2C-H, MDMC, MDPV and ketamine)

表3列出了4种新精神活性物质的标准工作曲线和线性范围。在所配制的浓度范围内, 每种新精神活性物质的荧光强度与浓度之间有很好的相关性, 相关系数均高于0.99。一般情况下, 标准工作曲线的斜率即为方法的灵敏度, 从表中可知, 2C-H的灵敏度最高, 而氯胺酮的灵敏度最低, MDMC和MDPV均属于卡西酮类, 但MDPV的灵敏度约为MDMC的2倍。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 4种常见新精神活性物质的线性方程和回归系数 Table 3 Linear equations and correlation coefficients of four typical new psychoactive substances 新精神活性物质 荧光峰λ ex/λ em / (nm) 线性范围 /(mg/L) 线性 回归方程 相关 系数 2C-H 284/326 0.01~0.1 y=14611x-10.9 0.999 MDMC 282/430 1.0~12.0 y=115.9x+361.9 0.998 MDPV 282/430 1.0~12.0 y=264.5x+396 0.997 氯胺酮 270/392 20.0~100.0 y=12.8x+98.9 0.996

表3 4种常见新精神活性物质的线性方程和回归系数 Table 3 Linear equations and correlation coefficients of four typical new psychoactive substances

图2（b0）为尿样空白的三维荧光光谱图, 从图中可以看出尿样与4种新精神活性物质有不同的重叠, 因此, 需要通过化学计量学算法从尿液背景中将待分析物质的荧光信号提取出来。平行因子算法（PARAFAC）是目前处理多组分三维荧光光谱数据阵最常用的算法^[14], 本文利用PARAFAC算法结合测定的三维荧光光谱数据定量分析尿液添加样品中新精神活性物质的含量。

对于每一种新精神活性物质待测物, 首先将测定的3个尿液添加样本光谱数据与6个工作液样本光谱数据进行叠加, 构成一个大小为61× 151× 9（激发波长× 发射波长× 样品个数）的三维立方阵。然后通过PARAFAC算法对上述三维立方阵数据进行解析, 获得激发光谱矩阵和发射光谱矩阵, 如图3（a1~a4）和（b1~b4）所示。其中实线表示利用PARAFAC算法解析得到的光谱, 虚线表示4种新精神活性物质标准物质的实际光谱。

图3

Fig.3

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	图3 PARAFAC算法解析尿液中4种新精神活性物质光谱数据得到的激发光谱和发射光谱（a1-a4：2C-H、MDMC、MDPV和氯胺酮的激发光谱; b1-b4：2C-H、MDMC、MDPV和氯胺酮的发射光谱）Fig.3 Excitation (a) and emission (b) spectra resolved from PARAFAC algorithm into the actual spectra obtained from the individual compounds (1-4: 2C-H, MDMC, MDPV and ketamine)

从图中可以看出, 4种新精神活性物质通过PARAFAC算法解析得到的光谱与实际光谱较为一致, 由此可知, 本文所建立的荧光分析法可用于尿样中新精神活性物质的定性识别。

通过PARAFAC算法对解析获得的6个工作液样本得分浓度值与配制的真实浓度值进行线性回归, 得到2C-H、MDMC、MDPV和氯胺酮的相关系数分别为0.999、0.996、0.995和0.998。利用获得的线性回归方程对3个尿液添加样本的浓度进行预测, 其回收率如下：2C-H尿液添加样中2C-H回收率分别为109.1%、107.1%和104.7%; MDMC尿液添加样中MDMC的回收率分别91.3%、94.5%和111.2%; MDPV尿液添加样中MDPV的回收率分别为104.7%、103.9%和105.2%; 氯胺酮尿液添加样中氯胺酮的回收率分别为91.7%、92.1%和94.6%。由此可见, 三维荧光光谱结合PARAFAC算法适用于尿液中4种新精神活性物质的定量分析。