引用本文
王学虎, 胡浩男, 蒋国军, 张前上, 陈进. 利用高分辨液质联用仪检测新型合成大麻素[J]. 刑事技术, 2020, 45(2): 165-168。
WANG Xuehu, HU Haonan, JIANG Guojun, ZHANG Qianshang, CHEN Jin. Identification of AMB-FUBINACA with the Indicative Clue from GC-MS Database and Results of LC-Q-TOF-MS[J]. Forensic Science and Technology, 2020, 45(2): 165-168.  
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利用高分辨液质联用仪检测新型合成大麻素
王学虎1, 胡浩男2, 蒋国军2, 张前上1, 陈进1
1.江苏省公安厅物证鉴定中心,南京 210024
2.徐州市公安局刑事科学技术研究所,江苏 徐州 221000

第一作者简介：王学虎,男,江苏泗洪人,硕士,高级工程师,研究方向为毒物、毒品与微量物证检验鉴定。E-mail:wxh771229@aliyun.com

收稿日期:2018-04-04 网络出版日期:2020-04-15
摘要

目的 介绍一种鉴别非法合成大麻素（AMB-FUBINACA）结构的方法。方法 巧用GC-MS质谱谱库检索提示信息,利用高分辨液质联用仪的一级质谱碎片推导的分子式与GC-MS的质谱谱库检索物质的分子式进行比较,推测目标物的结构式。目标物的结构式符合液质联用仪（LC-MS/MS）的二级质谱碎片（误差4×10-7）和GC-MS的质谱碎片归属,并结合文献报道进行综合研判。结果 对一例网络售卖合成大麻素的案件进行了检验,准确判定缴获样品“小树枝”中含有的合成大麻素为AMB-FUBINACA。结论 该方法可为解析一些未知物的结构提供新途径。

关键词: 法医毒物学; 新精神活性物质; 气质联用仪; 高分辨液质联用仪; AB-FUBINACA; AMB-FUBINACA; 小树枝; 合成大麻素
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2020)02-0165-04
Identification of AMB-FUBINACA with the Indicative Clue from GC-MS Database and Results of LC-Q-TOF-MS
WANG Xuehu1, HU Haonan2, JIANG Guojun2, ZHANG Qianshang1, CHEN Jin1
1. Institute of Forensic Science, Jiangsu Provincial Public Security Bureau, Nanjing 210024, China
2. Institute of Forensic Science, Xuzhou Public Security Bureau, Xuzhou 221000, Jiangsu, China
Abstract

Objective To introduce a novel method on identifying the structure of one illegal synthetic cannabinoid.Methods One seized evidential material (from the so-called “twig” drug) was detected of undefined component. Through skillful use of the indicative clue from GC-MS database by the retrieval results in combination of the ones from LC-Q-TOF-MS plus the literature reports, the comparison was conducted into the molecular formulae that were deduced by both the resultant fragments of primary mass spectrums from high-resolution LC-Q-TOF-MS and GC-MS database, thereby the structure of targeted substance being derived to conform that of the fragment (error about 4×10-7) of second mass spectrum from LC-Q-TOF-MS and meanwhile belonging to the fragment from GC-MS. Finally, the undefined “twig” component was determined of AMB-FUBINACA (one kind of indazole amides, also a cannabinoid-class chemical with its official name of chemistry being methyl 2-({1-[(4-fluorophenyl)methyl]-1H-indazole-3-carbonyl}amino)-3-methylbutanoate).Results With the result of AMB-FUBINACA identified, the case of selling synthetic cannabinoids (“twig”) on the Internet was solved.Conclusion The approach adopted here can provide a new choice to resolve the structure of one unknown drug.

Keyword: forensic toxicology; new psychoactive substrance; GC-MS; LC-Q-TOF-MS; AB-FUBINACA; AMB-FUBINACA; twig; synthetic cannabinoid

新精神活性物质[1], 是指不法分子为规避现有毒品管制措施, 对已经纳入管制的毒品分子结构进行微小修饰或者改变后, 所合成的毒品类似物或者衍生物, 具有与毒品相似的兴奋或者致幻效果, 长期滥用会损害吸食者健康, 诱发各类疾病甚至死亡。更为严重的是, 滥用新精神活性物质也会导致吸食者精神错乱, 进而自残或暴力攻击他人, 从而诱发恶性暴力案（事）件[2]。目前新精神活性物质约有600余种、七个类别[3], 分别是卡西酮类、合成大麻素类、哌嗪类、致幻剂类、阿片类、解离性麻醉剂类和苯丙胺类兴奋剂。其中合成大麻素类是新精神活性物质中最大的家族, 因其具有Δ 9-四氢大麻酚（Δ 9-THC）类似的结构和激动大麻素受体的能力[4], 其最初是以治疗疼痛为目的, 由化学家合成出来, 但后来发现该类物质具有作用时间长、易用性、易得性等诸多特点, 被当作天然大麻替代品而被广泛滥用, 品种也不断更新, 已由第一代萘甲酰吲哚类发展至第八代吲唑酰胺类, 有报道的物质已达200余种[5], 但我国仅仅管制其中45种 [6, 7], 一些非法地下化学工厂利用我国政府管制品种与国外已报道品种的目录差别, 仿制或者创新合成了诸多品种向国外进行销售。近年来国内也发现吸食滥用人群, 合成大麻素已有“ 出口” 转“ 内销” 的趋势, 包装也不断翻新, 甚至制作成巧克力、饼干等各类食物形状在一些场所或者互联网平台进行销售。根据前期预警, 淘宝等互联网平台销售的“ 小树枝” 状包装的物质中就含有第八代合成大麻素吲唑酰胺管制物MDMB-CHMICA[7, 8, 9, 10]。本实验室受理了一例网售“ 小树枝” 案件的缴获检材, 通过气质联用仪检验排除了含有MDMB-CHMICA成分, 但检材中却另有其他未知毒品成分。本文巧用气质质谱库检索提示信息并结合高分辨液质质谱碎片归属解析以及文献报道, 准确判定出了网售“ 小树枝” 中含有合成大麻素类中的吲唑酰胺类物质AMB-FUBINACA[10]。

1 实验部分
1.1 仪器与试剂

安捷伦7890-5975（EI源）气质联用仪（美国Agilent科技公司）; LC-Q-TOF 4600高分辨液相色谱质谱仪, 电喷雾离子源（ESI）（美国AB公司）; 缴获样品, 褐色“ 小树枝” 一根; 甲醇、甲酸（色谱纯, 德国Merck Chemicals公司）; 水为去离子水。

1.2 缴获样品配制

称取缴获样品约5 mg, 研磨成粉末后置于10 mL容量瓶中, 加入甲醇溶解并定容, 得到浓度约0.5 mg/mL的溶液进行气质联用分析, 进行液质联用仪分析时稀释至1μ g/mL。

1.3 GC-MS分析条件

色谱柱：HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m× 0.25 mm× 0.25 µ m); 进样口温度280 ℃; 传输线温度280 ℃; 载气：He; 流量：恒流1 mL/min, 分流进样, 分流比201, 进样量1 µ l; 柱温程序：柱起始温度为80 ℃, 保持2 min, 以20 ℃/min的速率升至280 ℃, 保持20 min; 离子源：EI; 质量扫描范围29~500 amu; 扫描方式：scan; 溶剂延迟：3 min。

1.4 LC-Q-TOF-MS分析条件

色谱柱为ZORBAX sb-aq, 150 mm× 2.1 mm× 3.5μ m（带预柱）; 流动相A为0.1%甲酸水溶液, B为0.1%甲酸甲醇液, 初始流动相比例为AB=9010; 梯度洗脱条件为10%甲酸甲醇液, 4 min后开始增加, 到14 min时甲酸甲醇液为98%, 保持10 min, 24.1 min恢复至10%甲酸甲醇液, 保持6 min; 流速为0.4 mL/min; 柱温40 ℃; 进样量10 μ L。

电喷雾离子化电离源（ESI）, 雾化气Gas1：50 psi, 辅助气Gas2：50 psi, 气帘气：30 psi, 温度 550 ℃, IS电压5 500V/-4 500V, 全扫描并IDA模式采集数据, 碰撞能量：35± 15 eV, 扫描范围为50~1 000 aum, 正模式检测。

2 检验结果
2.1 GC-MS分析结果

取缴获样品按上述条件通过GC-MS分析得到总离子流和质谱图（图1）, 质谱数据在NIST、WIELEY等谱库进行检索, 均未检索出匹配度超过60%的化合物, 使用CaymanSpectralLibrary谱库进行检索, 在保留时间15.0 min出现匹配度95%的AB-FUBINACA[8, 9]检索结果（AB-FUBINACA的分子式为C20H21FN4O2, 分子量368）。仔细比对仪器的质谱碎片与谱库中的检索物质的质谱碎片（图2）, 质谱碎片m/z 109、253、324等比例丰度相差都不大, 但检材“ 小树枝” 的质谱碎片中明显含有m/z 383, 如果该质谱碎片不是共流出物质或者仪器残留背景的干扰, 那就超过了检索物质AB-FUBINACA的分子量, 因此尽管匹配度较高, 还是需要进一步明确该物质的分子量, 才能认定是否是AB-FUBINACA。

图1 GC-MS总离子流图（上）和质谱图(下)Fig.1 TIC and MS spectrums by GC-MS at RT (15.0min)

图2 检材“ 小树枝” 气质质谱检索结果图Fig.2 Retrieval results from GC-MS database of “ twig”

2.2 LC-Q-TOF-MS分析结果

缴获样品按上述条件通过LC-Q-TOF-MS分析得到总离子流（图3）, 采用非靶向未知物筛查（None-Targeted Unknown Screening）处理方法, 发现出峰强度最大的位置是保留时间15.1 min, 点击分别获得一级质谱图和二级质谱图（图4~5）。经过仪器自带的商业谱库检索, 未明确目标物成分, 但可以明确目标物分子量为383 amu, 利用仪器软件Formula Finder, 对检材“ 小树枝” 所含目标物的高分辨液质联用一级质谱碎片进行推导, 得出分子式为C21H22FN3O3, 验证了GC/MS测试的保留时间15.0 min出峰的物质的质谱碎片中的m/z 383.3就是该化合物的分子离子峰, 确认了气质联用仪的质谱谱库（CaymanSpectralLibrary）检索出的AB-FUBINACA是错误的。

图3 检材的LC-Q-TOF-MS总离子流图Fig.3 TIC by LC-Q-TOF-MS of the “ twig”

图4 检材(15.0min)的LC-Q-TOF-MS一级质谱图Fig.4 Primary mass spectrum by LC-Q-TOF-MS of the “ twig”

图5 检材(15.0 min)的LC-Q-TOF-MS二级质谱图Fig.5 Second mass spectrum of the “ twig” by LC-Q-TOF-MS/MS at RT (15.0min)

3 讨论

检材通过气质联用仪检验和谱库检索, 未检出预警物质MDMB-CHMICA, 而匹配度超过95%的检索物质AB-FUBINACA经过液质联用仪证明也是不对的, 虽然通过液质联用仪的一级质谱碎片可以推导该物质的分子式, 但因同分异构体很多也是无法明确该物质的分子结构, 离准确识别该物质还是相差甚远。仔细分析CaymanSpectralLibrary谱库中AB-FUBINACA的质谱碎片, 结合其分子结构解析质谱碎片归属, 结果见图6。

图6 AB-FUBINACA结构式的气质质谱碎片归属Fig.6 Attribution of GC-MS-deriving fragment of AB-FUBINACA

根据AB-FUBINACA分子结构的质谱碎片归属, 推测网售检材“ 小树枝” 所含的目标化合物应该与AB-FUBINACA具有相同的骨架和类似的分子结构[5], 区别仅仅在1-氨甲酰基的基团部分, 根据分子结构中“ 氮律” 特点, AB-FUBINACA分子量368, 含有偶数个N原子, 而“ 小树枝” 目标物分子量为383, 应该含有奇数个N原子, 1-氨甲酰基的基团中氮原子应该被别的原子所取代, 才能满足骨架质谱碎片显示。LC-Q-TOF-MS推导出的分子式为C21H22FN3O3, 与AB-FUBINACA的分子式C20H21FN4O2进行比较, 多了一个C、H、O原子, 但少一个N原子, 推测应该1-氨甲酰基的基团变成了1-甲氧基羰基的基团, 即末端氨基基团被甲氧基基团代替, 就可以满足气质联用采集的质谱碎片归属（图7）。同时高分辨液质联用的二级质谱碎片归属也是符合目标化合物分子结构的断裂方式（图7）, 并且误差均在4× 10-7之内。

图7 AMB-FUBINACA气质质谱碎片归属和高分辨二级质谱碎片归属Fig.7 Attribution of GC-MS- and/or LC-Q-TOF-MS/MS-deriving fragment of AMB-FUBINACA

根据文献报道[10], 发现该分子结构的化合物名称为AMB-FUBINACA, 中文化学名为：N-(1-甲氧基羰基-2-甲基丙基)-1-(4-氟苄基)吲唑-3-甲酰胺, 气质联用和液质联用的质谱数据也与文献报道一致, 该物质也是属于新精神活性物质范畴中的合成大麻素。

基层公安机关普遍使用气质联用仪, 常规NIST等谱库没有检索到的未知物质分析确认是一个难点, 尤其遇到样品数量有限或者样品纯度低、杂质较多难纯化的情况, 导致样品不具备核磁共振和红外光谱分析条件, 对于其进行分析确认就更加困难, 但可以巧用气质质谱谱库检索、高分辨液质质谱碎片解析并结合文献查询等手段, 有时就可以确认目标物质的分子结构。

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