1.1.1 GC/MS仪器参数

450GC/300MS气相色谱质谱联用仪（原美国VARIAN公司）。

1）GC条件。色谱柱：VF-5毛细柱（30 m× 0.25 mm× 0.25 µ m）, 载气He, 流速1 mL/min; 程序升温：80 ℃(3 min)-20 ℃/min-280 ℃（17 min）。

2）MS条件。EI电离源, 电子能量70 eV, 离子源温度200 ℃, 传输线温度280 ℃。

1.1.2 LC/MS 仪器参数

TRIPLE TOF 5600+ 液相色谱高分辨飞行时间质谱联用仪（美国AB SCIEX公司）。

1）色谱柱。kinetexR 2.6 µ m, C18 100A 100× 2.1mm。

2）液相流动相。流动相A：5%甲酸; 流动相B：甲醇。

3）梯度洗脱。5%甲醇（2 min）-30%甲醇/ min-95%甲醇（10 min）, 柱温保持40 ℃, 流速0.3 mL/min, 进样量10 µ L。

4）质谱参数。ESI源正离子扫描模式, 离子源电压5 500 V, 氮气（N₂）压力55 psi; 干燥气温度550 ℃, 加热毛细管电压50 V; ESI-Q/TOF/MS/MS, 相对碰撞能量（35± 15）V, 碰撞气为氮气（N₂）。

1.1.3 溶剂

甲醇（色谱纯, DIKAM）, 去离子水。

1.2.1 样本处理

取可疑的小树枝1根, 剪出1 g左右, 放入2 mL塑料试管中, 加入1 mL甲醇, 用超声振荡5 min, 高速离心后, 取上清液, 再用甲醇稀释1:10后, 经0.22 µ m的有机滤膜过滤后, 分别进行GC/MS和LC-Q-TOF/MS分析。

1.2.2 质谱解析

通过化合物GC/MS质谱特征碎片离子、丰度比的比较及主要碎片离子的碎裂途径的解析, 并结合高分辨质谱得到的精确分子量推断出“ 小树枝” 中两种未知化合物的可能分子结构式。

经GC/MS分析, 这种“ 小树枝” 的总离子流色谱图（如图1）经逐峰进行NIST库检索, 除了在A、B两处出现可疑峰, 不能明确化合物信息外, 未检出其它有效成分。由于A、B这两处峰的质谱特征碎片离子中, 丰度比值占比较大的碎片之间的差值并不是丢失n（CH₂）等简单基团得到, 其差值也不构成单一数列, 而是呈现不规则的碎裂差值, 因此推断有可能是由多种基团之间的特异性碎裂形成, 应该存在与之对应的化合物; 而B处的峰, 相对峰面积最高, 应该为主要成分, 但通过质谱NIST 库检索, 均不能匹配, 说明这两处出现的化合物均不在现有的NIST谱库中。

图1

Fig.1

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	图1 “ 小树枝” 的总离子流色谱图Fig.1 The total ion chromatogram of the “ twig”

在已经出现的草本类毒品的香草香料“ K2” “ K3” 的研究报道中, 以JWH-018、JWH-073等人工合成大麻素居多, 而“ 小树枝” 样本也属于植物检材且其药性同样具有毒品效应, 因此怀疑其有效成分也很大可能为人工合成大麻素, 但据吸食者描述其反应更为强烈, 而对比以往常见的人工合成大麻素, 其质谱特征又不完全相同。由于人工合成大麻素种类繁多, 形成的主要基团也呈现多样化^[10], 因此本文从构成人工合成大麻素类化合物的主要基团分析, 对构成的不常见基团作为主要排查方向来分析样本的主要成分。

2.2.1 色谱峰A、B的纯化

将A、B两处色谱峰的扫描点逐一筛查, 发现每个扫描点对应的质谱特征碎片离子的组成、丰度比均呈图2~3分布, 未出现丰度比变化或新的碎片离子, 说明这两处色谱峰内的质谱碎裂情况稳定, 形成该色谱峰的相关物质成分均可以用该色谱峰内的任一扫描点得到的质谱信息表示（图2）; 将最大碎片离子363、384分别作为A、B两处峰的分子离子, 并作为SIM离子进行筛查（图3）, 同时将主要碎片离子进行SIM筛查, 发现在A、B两处峰均只出现单一重叠且峰形相同的色谱峰。经以上色谱峰纯化分析后说明A、B两处峰均为单一组分。

图2

Fig.2

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	图2 化合物的质谱图（a:A; b:B）Fig.2 Mass spectra of compound (a.A; b.B)

图3

Fig.3

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	图3 A、B峰SIM离子筛查的色谱图（a:A; b:B）Fig.3 The chromatogram of the peak by SIM (a.A; b.B)

2.2.2 质谱图特征碎片离子比较

经过相关文献查阅^{[10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]}, 将化合物A、B分别与两种合成大麻素：N-（1-甲氧基羰基-2-甲基丙基）-1-（5-氟戊基）吲唑-3-甲酰胺（简称5F-AMB）、N-（1-甲氧基羰基-2, 2-二甲基丙基）-1-（环己基甲基）吲哚-3-甲酰胺（简称：MDMB-CHMICA）的质谱图进行了比较（图2、图4）, 发现化合物A和5F-AMB中均含有363、304、233、145等主要特征碎片离子, 化合物B 和MDMB-CHMICA中均含有384、328、268、240、144等主要特征碎片离子, 且相应离子碎片丰度比均趋于一致, 同时两者的其它碎片离子也基本相同。

图4

Fig.4

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	图4 质谱图[17, 18]（a:5F-AMB; b:MDMB-CHMICA）Fig.4 Mass spectrum (a.5F-AMB; b.MDMB-CHMICA)

2.2.3 质谱碎裂途径解析

常见的人工合成大麻素主要包含萘吲哚类、萘甲基吲哚类、萘吡咯类、萘甲基茚类、苯乙基吲哚类、 环己基苯酚类和经典大麻素类7类结构^[19], 但5F-AMB、MDMB-CHMICA均不同于以往常见的合成大麻素结构, 据其主要基团分析应归类为吲哚甲酰胺类和吲唑甲酰胺类合成大麻素类结构。其主要质谱碎裂途径可能有以下几种：酰胺键间的α 断裂, 吲哚环或吲唑环上1号位N原子取代基的α 断裂及酰胺N取代基上的C-N键、C-C键的α 断裂^[20], 见图5。

图5

Fig.5

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	图5 两种合成大麻素的结构碎裂途径（a:5F-AMB; b:MDMB-CHMICA）Fig.5 The pathway of fragmentation（a.5F-AMB; b.MDMB-CHMICA）

2.2.4 精确分子量推断分子式

样品进行高分辨质谱检测后, 经分析得到化合物A、B对应的[M+H]的精确分子量分别为364.204 0、
385.248 9, 经软件拟合分析后, 相对应的匹配值最高的分子式分别为C₁₉H₂₆FN₃O₃、C₂₃H₃₂N₂O₃, 与5F-AMB、MDMB-CHMICA的分子式均一一对应; 得到的TOF/MS的二级质谱的主要碎片离子（如图6）与化合物A、B的GC/MS的主要质谱特征碎片离子基本一致, 因此通过GC/MS的结构碎裂途径（图5）可以对化合物A、B的TOF/MS的二级质谱的相关碎片离子做出合理的质谱解析, 进一步确证了这两种未知化合物的结构推断。

图6

Fig.6

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	图6 化合物的LC-TOF/MS二级质谱图（a:A; b:B）Fig.6 Mass spectrum of compound in product ion by LC-TOF/MS (a:.A; b.B)