甲基苯丙胺（Methamphetamine, MA）又称甲基安非他明、冰毒、去氧麻黄素、脱氧麻黄碱, 化学名称为1-苯基-2-甲氨基丙烷, 是一种中枢神经系统兴奋剂^[3] , 结构式见图1。甲基苯丙胺是我国滥用范围最广的毒品, 缴获量大、涉案样品多, 近年来还出现了各种复杂基质的甲基苯丙胺样品, 各级毒品检测实验室检测任务极重。因此, 甲基苯丙胺标准物质是各实验室不可或缺的关键试剂。

图1

Fig.1

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	图1 甲基苯丙胺的化学结构式Fig.1 Structure of methamphetamine

NIST向实验机构提供具有确定含量甲基苯丙胺的冻干尿液和毛发标准物质^[4]。NIST采用两种独立的方法对冻干尿液中甲基苯丙胺含量进行确认, 包括气相色谱-质谱法(GC-MS) ^[3]和液相色谱-质谱法(LC-MS)。在GC-MS分析前, 使用七氟丁酸酐进行衍生化处理。而LC-MS检测采用了固相萃取技术并以氘代甲基苯丙胺、氘代苯丙胺为内标, 实验中采用C18色谱柱进行等度洗脱, 流动相为甲醇:水（0.5 mol/L醋酸, 0.001 mol/L庚烷磺酸）=40:60, 热喷雾电离后在m/z 136、150、142和156处产生(M+H)⁺离子确认苯丙胺、甲基苯丙胺及它们的氘代物。经实验验证, 采用上述两种不同的方法分析, 检测结果一致。

Lee等^[5]研究了一种具有确定含量甲基苯丙胺和苯丙胺的吸毒人员毛发标准物质候选物。科研人员将200份甲基苯丙胺含量为0.5~50 ng/mg的毛发样本用二氯甲烷及蒸馏水洗后室温晾干装瓶。考虑到与吸食方式直接相关, 从不同滥用者处得到的头发样本中甲基苯丙胺及其代谢物苯丙胺的浓度差异极大, 为了保证均质性, 实验采用了两种不同的提取方法。一种是在38 ℃条件下, 将样本在含有1% HCl的甲醇溶液中搅拌提取; 另一种是在甲醇:5M HCl（20:1）的溶剂中超声提取^[6]。之后, Lee等^[7]对上述标准物质的均匀性、稳定性进行了测试。研究中既使用了同位素稀释联合GC-MS方法进行测试, 同时使用了微粉碎萃取联合高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）的方法。结果表明, 用同位素内标物在萃取溶剂中搅拌20 h, 然后用GC-MS进行分析, 不同批次样本之间没有观察到显著差异。统计结果还表明, 在室温和4 ℃下, 92 d内样品稳定性没有明显的变化。两种方法制备出的甲基苯丙胺和苯丙胺头发标准物质候选物均通过了均匀性测试、精密度测试, 并以扩展不确定度保证绝对量值的准确性。

Tai^[8]研制了一种冷冻人体血清中滥用药物标准物质SRM1959, 其中包含有7种化合物, 分别是：苯甲酰爱康宁、美沙酮、甲基苯丙胺、吗啡、去甲西泮、苯环素和11-nor-Δ ⁹-四氢大麻酚-9-羧酸。实验中使用同位素标记的化合物作为内标物, 并用固相萃取法从血清中分离出分析物, 采用同位素稀释分别联合GC-MS和LC-MS两种独立方法对药物成分进行赋值。GC-MS分析中不同批次样本间甲基苯丙胺标准偏差平均值为3.3 ng/g, 变异系数平均值0.3%, 测得甲基苯丙胺含量平均值为963.1 ng/g。LC-MS分析不同批次样本间甲基苯丙胺标准偏差平均值为2.1 ng/g, 变异系数平均值0.2%, 甲基苯丙胺含量平均值为1 014.7 ng/g。这种经过赋值的血清滥用药物标准物质可以用于开发分析方法, 评价实验室血液中滥用药物分析方法的准确性。

郑珲^[9]、Su等^{[10, 11]}合作研制开发了包括甲基苯丙胺在内的9种非法药物的纯度标准物质, 首先用LC-MS和傅里叶变换红外光谱法、核磁共振波谱法对标准物质候选物进行定性分析, 经过LC、GC和差示扫描量热法（DSC）对标准物质量值确认, 用热重分析仪进行水分含量测定, 使用电感耦合等离子体质谱仪对无机离子进行测定, 之后还开展了均匀性和稳定性测试。

实验结果表明, 该甲基苯丙胺标准物质均匀性良好, 稳定性超过1年。量值结果表明甲基苯丙胺纯度为99.8%, 扩展不确定度为0.2%（k=2）。上述甲基苯丙胺等标准物质能够保证分析测量的可追溯性及可靠性, 可正确评价实验中由标准物质引入的不确定度, 为物证鉴定提供准确可靠的结果。

海洛因（Heroin）是一种强效合成阿片类镇痛剂, 最初由吗啡经乙酰化合而成^[12], 因其成瘾性极强被联合国认定为一级管制毒品, 在医学上几乎没有用途。海洛因的化学成分一般分为两大类, 一种是药物原体, 称为海洛因碱, 化学式见图2左; 另一种是海洛因盐, 最常见的为海洛因盐酸盐, 结构式见图2右^[13]。目前, 在涉及海洛因的毒品案件中, 准确测定所缴获海洛因的纯度, 是司法机关对犯罪嫌疑人定罪量刑的重要依据, 也是我国现行法律法规的客观要求。法庭科学毒品实验室在海洛因相关案件鉴定过程中, 需要高纯度、含量准确标示且具有合理不确定度评定的海洛因标准物质。

图2

Fig.2

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	图2 海洛因碱（左）及一水合海洛因盐酸盐（右）化学结构式Fig.2 Structures of heroin (its alkaline matter) (left) and heroin hydrochloride (right)

1993年, 张学成等^[14]经过浸取、过滤、有机溶剂多次萃取、浓缩、层析洗脱、重结晶等过程, 得到提纯海洛因。提纯后的海洛因经薄层层析法、分光光度法、旋光测定、质谱法、气相色谱法及核磁共振等手段, 定量分析纯度为87.3%。

冯超等^{[15, 16]}研制了二乙酰吗啡盐酸盐标准物质, 并对其均匀性、稳定性进行了测试, 给出了确定的量值及不确定度评定结果。缴获的海洛因样品经中压快速纯化制备系统分离得到二乙酰吗啡盐酸盐, 分别使用质谱法、红外光谱法、紫外吸收光谱法、熔点法、核磁共振法对制备出的二乙酰吗啡盐酸盐进行结构确认。使用HPLC归一化法以及热重分析法进行均匀性、稳定性分析, 实验结果表明, 制备分装后的标准物质瓶间均匀性良好且稳定性至少12个月。采用定量核磁共振法和质量平衡法进行二乙酰吗啡盐酸盐的定值, LC-MS用于有机杂质的定性分析, 电感耦合等离子质谱法、离子色谱法、顶空-气质联用法和卡尔费休滴定法测定无机阳离子、阴离子、挥发性有机残留和水分等杂质的含量。最终确定制备的二乙酰吗啡盐酸盐标准物质纯度值为95.6%, 扩展不确定度为1.2%(k=2)。

Karlsen等^[17]合成了[乙酰-¹³C₄]海洛因、[乙酰-¹³C₄-甲基-¹³C]海洛因等一系列¹³C标记的标准物质, 其中¹³C标记的阿片类及可卡因衍生物是由天然产物制成的。药物的分析过程通常会涉及到串联质谱方法, 制备标记过的衍生物作为标准物质, 可以校正样品制备过程中的误差, 同时纠正共同洗脱物质改变或抑制质谱信号的影响^[18], 而¹³C标记的内标物在生物样本中目标物的定量过程中比氘代衍生物具有更大的优势, 因为氘代内标物在萃取效率、保留时间等方面与原药更加接近, 并且引入一个以上的¹³C标记的原子可以增加分析精度。

郑珲^[19]、Su等^[10]同样开发了经过准确量值和不确定度评定、可用于法庭科学实验室分析使用的海洛因标准物质, 获得国家一级标准物质认证, 由公安部物证鉴定中心申请了《用于法庭科学毒品检测的吗啡碱、吗啡盐酸盐、海洛因盐酸盐标准物质的纯化制备方法与流程》专利。

李虹等^[20]对海洛因对照品在常用有机溶剂中的稳定性进行了研究。通过缴获的海洛因样品分离纯化出平均含量97.87%的海洛因对照品, 以2个来源的乙醇、三氯甲烷和乙腈为溶剂, 溶解海洛因获得对照品储备液, 30 d内未发生明显变化; 以丙酮为溶剂的储备液, 由于丙酮沸点低、易挥发, 在7~30 d范围内, 海洛因含量明显升高; 以甲醇作为溶剂的储备液, 海洛因发生了分解, 在0 ~30 d范围内, 含量呈明显下降趋势。上述研究为后续有关海洛因的研究中涉及溶剂的选择问题提供了可靠的参考。

钱振华等^[21]讨论了海洛因盐酸盐结晶水数目对海洛因标准物质的影响。在标准物质制备过程中会经过重结晶、干燥等过程, 使海洛因盐酸盐结合的水分子数目产生不确定性。甚至在不同环境条件下制备的海洛因标准物质, 其结晶水的多少也会有所不同。如果缺少对结晶水数目的确定分析, 会影响海洛因定量的准确性。因此建议使用标准物质时要采用合适的方法测定结晶水含量, 给出准确的分子式和相对分子质量, 只有这样才能保证定量分析的结果正确。

通过总结近年来国内外甲基苯丙胺及海洛因标准物质研究的相关文献发现, 国内尚没有甲基苯丙胺等苯丙胺类非法药物生物基质标准物质的相关研究文献, 且所有相关标准物质也只能依赖进口。生物基质标准物质的研究, 首先应关注样品稳定性要求, 采用不同的冷藏或冷冻技术, 保证标准物质在贮存期内稳定有效; 其次研究的重点在于采用有效的均质化手段, 保证生物基质标准物质的整体均匀性; 再次, 研究的难点则在于以现有的各种技术手段为依托, 完善生物基质中微量、痕量甲基苯丙胺等物质的量值方法, 确保生物基质标准物质的纯度鉴定的准确性, 以满足标准物质的评定标准。

此外, 海洛因化学形式多样, 在相关标准物质制备过程中, 应确保其以稳定的化学形式存在, 在盐酸海洛因、水合海洛因盐酸盐等标准物质的制备过程中, 应通过X-射线衍射、热重分析等不同的技术方法, 确定盐、结晶水等影响标准物质量值的参数。