合成大麻素检验方法研究进展
孙雪1, 徐恩宇2
1.辽宁警察学院刑事技术系,辽宁 大连 116036
2.中国医科大学法医学院,沈阳 110122

第一作者简介:孙雪,女,辽宁鞍山人,硕士,实验师,研究方向为微量物证与毒品毒物检验。E-mail: 632674288@qq.com

摘要

近年合成大麻素类物质(synthetic cannabinoids, SCs)的危害及滥用引起社会广泛关注,它们不仅具有类似天然大麻的致幻性,还有更强的副作用,包括潜在的神经精神毒性,严重影响人类身心健康。因此,国内外研究人员对合成大麻素及其代谢物的检验方法进行了相关研究。本文主要介绍了SCs的生理药理作用、主要分类等,对其检验方法研究进展进行了综述与展望,探讨了各检验方法的应用范围与选择依据,以期为SCs相关案件的检验鉴定提供参考。

关键词: 合成大麻素; 新精神活性物质; 检验方法
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2021)02-0187-04
Research Progress on Determination of Synthetic Cannabinoids
SUN Xue1, XU Enyu2
1. Liaoning Police College, Dalian 116036, Liaoning, China
2. China Medical University, Shenyang 110122, China
Abstract

Synthetic cannabinoids (SCs) have recently been increasingly emerging into presence, having imperiled human lives and public security with their abuse, thereby arousing wide social concern. SCs have hallucinogenic properties similar to those of natural cannabis, bringing forth even larger and stronger side effects including the potential neuropsychotoxicity that enables serious affections of human physical and mental health. Thus, researches home and abroad have been continuously being conducted on the eligible determination of SCs and their metabolites. In this paper, an introduction was made of SCs about their pharmacology, categories and research progress, with the expatiation being focused on SCs’ pretreatment and extraction from blood, urine, saliva and hair - those commonly-handled biological materials. At present, various methods have already been developed for analysis of SCs and their metabolites. Furthermore, recommendations were here provided for identification of SCs based on their characteristics and applicable methods, together with the prospect being illustrated on the research progress of determination approaches.

Key words: synthetic cannabinoids; new psychoactive substance; determination methods
1 合成大麻素类物质简介

合成大麻素类物质(synthetic cannabinoids, SCs)是指人工合成的内源性大麻素CB1和CB2受体的激动剂, 它与大麻素受体结合, 产生比天然大麻素更强的生理药理作用。例如Raphael Mechoulam 合成的 HU-210作用效果比四氢大麻酚要强100~800倍[1]。SCs通常与不同香料和药草混合, 制成不同口味品种, 逃避滥用药物管控。

SCs属于新精神活性物质, 其种类丰富, 包括苯甲酰基吲哚类、苯乙酰基吲哚类、萘甲酰基吲哚类、环己烷基苯酚类、萘甲酰吡咯类和金刚烷甲酰吲哚类等。在我国被滥用的SCs以传统大麻素HU-210、JWH-018、JWH-073和JWH-250为主, JWH系列化合物以美国化学家John W. Huffman名字命名, 目前有400多种。

近些年来SCs在全球多个国家和地区出现, 尤其在青年群体中受到极大的追捧。2008年底, CP-47, 497、CP-47, 497(C8)和JWH-018的结构首次被鉴定。2009年至2011年3月, 已有奥地利、德国、法国、卢森堡、波兰等国家将部分SCs列为非法或管制药品名录。我国在2014年起开始将SCs列入管制名录[2]。2020年联合国毒品和犯罪问题办公室报告显示, 在15~64岁人群中有5.3%使用SCs。

2 生物检材中SCs及其代谢物的检测方法
2.1 生物检材的前处理与提取

为判断可疑人员是否吸食SCs, 需对其进行合适的取样分析。通常, 生物检材以血液和尿液为主, 同时唾液、毛发也可作为重要的生物样品进行检验。表1列出了不同生物检材的前处理与提取。血液中的SCs可以被较快检验出来, 随着时间的延长, 目标物含量有所降低。同时在采集、检验过程中, 存在传染疾病、检验时限短、杂质影响仪器使用寿命等缺点, 此种检材不适合现场快速检验。尿液具有采样安全、前处理简单等优点, 但是检材易被污染、造假, 同时检验过程受代谢过程、代谢物的影响, 其结果只能反映吸毒者近几天的吸食情况。相比血液、尿液, 唾液具有采样安全、不侵犯个人隐私等优点, 但其中毒品含量较低, 并且受缓冲液、取样器的影响, 药物含量有所损失。毛发具有易获取、易保存等优点, 由于毛发具有一定的生长规律, 所以其中毒品及其代谢物含量低, 尤其染过的头发中药物含量也会降低[7]

表1 生物检材的前处理与提取 Table 1 Sample pretreatment and extraction of biological materials harboring SCs
2.2 SCs及其代谢物分析方法

SCs的种类丰富、结构多变, 为其检验带来了极大困难, 对不同的检验目标物质需要选用不同的检验技术。SCs及其代谢物有许多检验方法, 包括气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)、气相色谱-串联质谱法(GC-MS)、液相色谱-串联质谱法/四级杆-飞行时间质谱法(LC-MS/MS、LC-IT-TOF)等, 表2列出了SCs及其代谢物检验方法。SCs又可分为JWH、CP、HU及AM系列, JWH系列中各化合物分子结构均含有多个萘环, 导致其沸点较高, 相对分子质量较大, 极性较大, 由于LC-MS/MS适用于极性化合物、大分子化合物, 所以JWH系列化合物可以用LC-MS/MS进行确认[12]。CP系列以CP47, 497为例, 属于环己基苯酚类, 其沸点为421 ℃, 分子量为318.498, 由于LC适用于高沸点、分子量较大的化合物, 故有科研人员采用HPLC或者LC-IT-TOF对其进行检验。HU系列以HU-210为例, 其结构中含有羟基, 容易失去, 通过LC-IT-TOF可对其碎裂模式以及形成机制进行分析。AM系列以AM-2201为例, 其属于萘甲酰基化吲哚类物质, 该类物质具有相同的骨架和类似的分子结构, 同时结构中存在大的π 共轭体系, 结构稳定, 因此可以利用GC-MS/MS对结构相似、热稳定的此类混合物进行分析[13]

表2 SCs及其代谢物分析方法 Table 2 Methods on analysis of synthetic cannabinoids and their metabolites
3 SCs检验方法展望

在众多检验方法中, 有很多需要我们继续开发的领域和研究方向。如红外光谱具有检验方便、检测时间短、重复性好等特点, 但对大麻素类物质的检验研究较少。近几年, 通过将红外光谱与其他检验技术联合使用对新精神活性物质进行确认与鉴定的报道开始增多, 如曾静等[14]利用红外光谱等技术对新型合成大麻素 5F-MDMB-PICA 的波谱特征及结构确证的研究, 盛振海等[15]利用红外光谱等技术对新精神活性物质“ MAB-CHMINACA” 的鉴定研究, 徐仿敏等[16]利用红外光谱等技术对2′ -氯地西泮鉴定方法的研究, 因此, 红外光谱与其他多技术联合使用对合成大麻素类物质的检验研究非常有意义。再有免疫法由于需要找到每种大麻素的特定抗体, 选择性强, 所以可以将其与特性高、灵敏度好、应用广泛的GC-MS、LC-MS联合使用进行研究, 如王继芬等[17]对芬太尼类新精神活性物质及其检验方法进展的研究, Arntson等[18]利用免疫法对JWH系列化合物代谢物的检验, Guan 等[19]利用免疫法对尿液中硝西泮的检验。免疫法对合成大麻素类物质以及不同检材的检验等方面都有待研究。由于合成大麻素种类繁多、更新速度快, SCs的检验技术要不断更新, 这也将成为科研人员长久的科研工作方向。

参考文献
[1] 徐鹏, 刘克林, 高利生. 新型香料类毒品的研究进展[J]. 中国药物依赖性杂志, 2012, 21(6): 406-410.
(XU Peng, LIU Kelin, GAO Lisheng. Research progress of new aromatic drugs[J]. Chinese Journal of Drug Dependence, 2012, 21(6): 406-410. ) [本文引用:1]
[2] 余林海, 黄颉. GC/MS法同时测定6种新精神活性物质[J]. 警察技术, 2016(1): 63-65.
(YU Linhai, Huang Jie. Simultaneous determination of six new psychoactive substances by GC/MS[J]. Police Technology, 2016 (1): 63-65. ) [本文引用:1]
[3] 张琼, 邵雷, 张润生, . 生物样品中毒品代谢标志物检测的研究进展[J]. 中国医药工业杂志, 2014, 45(9): 883-890.
(ZHANG Qiong, SHAO Lei, ZHANG Runsheng, et al. Research progress in detection of metabolic markers in toxic biological samples[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Industry, 2014, 45(9): 883-890. ) [本文引用:1]
[4] 董晓茹, 姜宴, 叶永红, . 大麻类物质体内代谢毒理及检测研究进展[J]. 药物分析杂志, 2016, 36(6): 939-949.
(DONG Xiaoru, JIANG Yan, YE Yonghong, et al. Progress in the metabolism toxicology and detection of cannabis substances[J]. Journal of Drug Analysis, 2016, 36(6): 939-949. ) [本文引用:1]
[5] 徐秀明. 高效液相色谱-三重四极杆质谱联用法检测血清中合成大麻素JWH-203[J]. 中国刑警学院学报, 2017(5): 79-82.
(XU Xiuming. Determination of the synthetic cannabine JWH-203 in serum by high performance liquid chromatography triple quadrupole mass spectrometry[J]. Journal of the Chinese Academy of Criminal Police, 2017(5): 79-82. ) [本文引用:1]
[6] 李超, 徐多麒, 王继芬, . 高效液相色谱-串联质谱法检验毛发中两种合成大麻素[J]. 科学技术与工程, 2019, 19(28): 30-34.
(LI Chao, XU Duoqi, WANG Jifen, et al. Determination of two synthetic cannabinoids in hair by high performance liquid chromatography tand em mass spectrometry[J]. Science and Technology and Engineering, 2019, 19(28): 30-34. ) [本文引用:1]
[7] KINTZ P. Testing for cannabis and synthetic cannabinoids in human specimens[J]. Bulletin de l’Academie Nationale de Medecine, 2020, 204(6): 577-582. [本文引用:1]
[8] 周莹, 陈念念, 韩丽, . 国内外工业大麻食品法律法规及大麻素检测方法研究进展[J]. 食品安全质量检测学报, 2019, 10(23): 7959-7966.
(ZHOU Ying, CHEN Niannian, HAN Li, et al. Research progress of industrial hemp food laws and regulations and cannabinoid detection methods at home and abroad[J]. Journal of Food Safety and Quality Inspection, 2019, 10(23): 7959-7966. ) [本文引用:1]
[9] 李彭, 贺剑锋, 刘克林, . 精神活性物质检测技术的研究进展[J]. 刑事技术, 2015, 40(4): 305-311.
(LI Peng, HE Jianfeng, LIU Kelin, et al. Research progress of detection technology of psychoactive substances[J]. Forensic Science and Technology, 2015, 40(4): 305-311. ) [本文引用:1]
[10] 张文竞. UPLC-Q-TOF/MS快速筛查尿液中58种毒品、滥用药物及其代谢物[D]. 昆明: 昆明医科大学, 2019.
(ZHANG Wenjing. Rapid screening of 58 drugs, abused drugs and their metabolites in urine by UPLC-Q-TOF/MS[D]. Kunming: Kunming Medical University, 2019. ) [本文引用:1]
[11] 李彭, 赵阳, 赵彦彪, . 核磁共振技术及定量核磁共振技术在毒品分析中的应用(英文)[J]. 刑事技术, 2017, 42(4): 312-323.
(LI Peng, ZHAO Yang, ZHAO Yanbiao, et al. NMR and qNMR for Drug Analysis[J]. Forensic Science and Technology, 2017, 42(4): 312-323. ) [本文引用:1]
[12] 徐恩宇, 张云峰, 宋歌, . 全血中4种新型合成大麻素的快速检测[J]. 法医学杂志, 2019, 35(6): 677-681.
(XU Enyu, ZHANG Yunfeng, SONG Ge, et al. Rapid detection of four novel synthetic cannabinoids in whole blood[J]. Journal of Forensic Medicine, 2019, 35(6): 677-681. ) [本文引用:1]
[13] 花镇东, 贾薇, 李康. 萘甲酰吲哚类合成大麻素质谱特征的研究[J]. 警察技术, 2013(4): 15-18.
(HUA Zhendong, JIA Wei, LI Kang. Study on mass spectrum characteristics of cannabinoids synthesized from naphthalenylindoles[J]. Police Technology, 2013(4): 15-18. ) [本文引用:1]
[14] 曾静, 蔡玉刚, 杨沁之, . 新型合成大麻素5F-MDMB-PICA的波谱特征及结构确证[J]. 分析试验室, 2020, 39(7): 854-859.
(ZENG Jing, CAI Yugang, YANG Qinzhi, et al. Spectral characteristics and structural confirmation of a novel synthetic cannabinoid 5F-MDMB-PICA[J]. Analytical Laboratory, 2020, 39(7): 854-859. ) [本文引用:1]
[15] 盛振海, 张玉荣, 袁晓亮, . 新精神活性物质“MAB-CHMINACA”的鉴定研究[J]. 中国司法鉴定, 2019(2): 20-25.
(SHENG Zhenhai, ZHANG Yurong, YUAN Xiaoliang, et al. Identification of a new psychoactive substance MAB-CHMINACA[J]. Chinese Journal of Forensic Sciences, 2019(2): 20-25. ) [本文引用:1]
[16] 徐仿敏, 姜兆林, 刘凌云, . 2’-氯地西泮鉴定方法研究[J]. 中国刑警学院学报, 2018(4): 114-118.
(XU Fangmin, JIANG Zhaolin, LIU Lingyun, et al. Identification of 2’-chlordiazepam[J]. Journal of China College of Crimi-nal Investigation Police, 2018(4): 114-118. ) [本文引用:1]
[17] 王继芬, 吕昱帆, 范琳媛, . 芬太尼类新精神活性物质及其检验方法进展[J]. 科学技术与工程, 2020, 20(6): 2105-2114.
(WANG Jifen, Yufan, FAN Linyuan, et al. Research progress of fentanyl-kind new psychoactive substances and their detection methods[J]. Science Technology and Engineering, 2020, 20(6): 2105-2114. ) [本文引用:1]
[18] ARNTSON A, OSFA B, LANCASTER D, et al. Validation of a novel immunoassay for the detection of synthetic cannabinoids and metabolites in urine specimens[J]. Journal of Analytical Toxicology, 2013, 37(5): 284-290. [本文引用:1]
[19] GUAN D D, GUO L L, LIU L Q, et al. Development of an ELISA for nitrazepam based on a monoclonal antibody[J]. Food and Agricultural Immunology, 2015, 26(5): 611-621. [本文引用:1]