固相萃取-液相色谱-串联质谱法检测血液中海洛因及其代谢产物
2015-12-01曹峻华刘文文重庆市公安局交通管理局重庆400054重庆市公安局物证鉴定中心重庆4000
张 松,曹峻华,刘文文(.重庆市公安局交通管理局,重庆 400054;.重庆市公安局物证鉴定中心,重庆 4000)
固相萃取-液相色谱-串联质谱法检测血液中海洛因及其代谢产物
张 松1,曹峻华1,刘文文2
(1.重庆市公安局交通管理局,重庆 400054;2.重庆市公安局物证鉴定中心,重庆 400021)
建立了固相萃取-液相色谱-串联质谱(SPE-LC-MS/MS)法分析吸毒者血样中的O6-单乙酰吗啡、吗啡、3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡。以3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡-d3为内标,选取Oasis HLB为固相萃取柱,AtlantisTMdC18(150mm×3.9mm×5μm)色谱柱为分析柱,采用甲醇-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱;采用电喷雾正离子电离源,多反应监测(MRM)扫描方式,通过两对母离子/子离子和保留时间定性定量检测目标化合物。结果表明:血样中O6-单乙酰吗啡、吗啡、3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡的检测限为3~5μg/L,线性关系良好,相关系数均在0.997 5以上;添加50、500、1 000μg/L加标水平后,O6-单乙酰吗啡、吗啡、3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡的平均回收率为80.6%~98.9%,准确度为-7.3%~9.1%。该方法具有较高的灵敏度和选择性,可用于实际案件中海洛因及其代谢产物的检测。
液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS);固相萃取(SPE);O6-单乙酰吗啡;吗啡;3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡
海洛因又称双乙酰吗啡,是目前依赖潜力最强的毒品,成瘾者对其具有高度的心理及生理依赖性,难以戒除。因此,及时准确地检测海洛因及其代谢产物,对于防止毒品泛滥、禁毒及戒毒、保护人民身心健康具有重大意义。海洛因在体内的代谢较快,经体内的酯酶水解成单乙酰吗啡(主要是O6-单乙酰吗啡),继而代谢成吗啡,吗啡的3位酚羟基和6位醇羟基分别与葡萄糖醛酸结合,绝大部分生成3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡(M3G),少量转化为6-β-D-葡萄糖醛酸吗啡(M6G)[1-2]。因此,在人体内很难检测到海洛因原体,O6-单乙酰吗啡则作为特征代谢产物被用于判断是否摄入海洛因的依据。
海洛因及其主要代谢产物的常用检测方法有GC/MS法[3-5]、高效液相色谱法(HPLC)法[6-7]、LC/MS[8-9]法及LC-MS/MS法[10-12]等。其中,GC/MS法需要酸水解,整个过程的检材量大、操作复杂、不易控制、无法准确定量;HPLC法的检测器灵敏度较低,在检测药物含量较低时会导致无法检出;LC/MS法的抗干扰能力较差;而LC-MS/MS法将液相色谱的高效在线分离能力与串联质谱的高灵敏度、高选择性集于一体,能够满足实际检测的要求。
本研究拟采用固相萃取法(SPE)对检材进行前处理,LC-MS/MS法检测血液中海洛因及其主要代谢产物(O6-单乙酰吗啡、吗啡、3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡),旨为临床、法医毒物分析检测提供方法参考。
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
API2000LC-MS/MS联用仪:美国ABI公司产品;LC-20A型高效液相色谱仪,Caliper Rapid Trace固相萃取仪:日本岛津公司产品;AE240电子天平(十万分之一):瑞士Mettler公司产品;Beckman Allegra X-22RCentrifuge型冷冻离心机:美国Beckman公司产品;Millipore Direct-Q3型纯水机:美国Millipore公司产品。
海洛因、吗啡、3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、O6-单乙酰吗啡标准品及3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡-d3(M3G-d3)内标物:均由国药公司提供;甲醇为色谱纯;其他试剂均为分析纯。
实验数据采用Analyst1.4.1分析软件处理。
1.2 溶液的配制
分别准确量取1mg O6-单乙酰吗啡、吗啡、M3G标准品于10mL容量瓶中,用甲醇定容,配制成100mg/L混合标准样品储备液。分别准确量取0.1、0.2mL混合标准样品储备液于10mL容量瓶中,用甲醇定容,配制成1、2mg/L混合标准工作液。取0.05mL 100mg/L M3G-d3标准品于50mL容量瓶中,用甲醇定容,配制成100μg/L内标工作液。
1.3 工作曲线的绘制
将100mg/L混合标准样品储备液分别配制成0.1、0.5、1、5、20mg/L 5个不同浓度的混合标准品溶液,取5份0.9mL空白全血,依次加入0.1mL各浓度的混合标准品溶液,混匀后,用含1.5mL 100μg/L M3G-d3的水溶液稀释,离心,经固相萃取柱(Oasis HLB)萃取后,用液相色谱-质谱联用仪检测,由Analyst1.4.1分析软件绘制标准曲线。
1.4 样品处理方法
向1mL血液样品中加入含1.5mL 100μg/L M3G-d3的水溶液稀释,离心,取上清液,待过柱;取Oasis HLB固相萃取柱,依次加入1mL甲醇、1mL去离子水活化,取上清液过柱,然后用1mL去离子水清洗,2mL甲醇洗脱,氮气吹干,0.5mL初始流动相溶解,待检测。
1.5 实验条件
1.5.1 液相色谱条件 色谱柱:AtlantisTMdC18柱(150mm×3.9mm×5μm);流速0.5mL/min;柱温35℃;进样量20μL;流动相:甲醇(A)和0.1%甲酸水溶液(B);梯度洗脱:0~3 min、 20%A~90%A,3~9min、90%A~20%A;总采样时间12min。
1.5.2 质谱条件 电喷雾(ESI)离子源,多反应监测(MRM)扫描方式,正离子扫描,电喷雾电压5 200V,雾化气压力35Pa,气帘气压力20Pa,离子源温度400℃,碰撞气为氩气。每个化合物设两对母离子/子离子(3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡和内标只有1对母离子/子离子响应较明显),各MRM参数列于表1。
表1 吗啡、3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、内标、O6-单乙酰吗啡、海洛因的MRM参数Table 1 MRM parameters of morphine,M3G,M3G-d3,O6-monoacetylmorphine and heroin
2 结果与讨论
2.1 色谱图
按1.5节条件测得的人空白全血色谱图中不存在3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、吗啡、O6-单乙酰吗啡、海洛因等药物的干扰,也无其他杂质,说明本方法的特异性良好。
3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡及内标、吗啡、O6-单乙酰吗啡、海洛因在1.5.1节条件下的保留时间分别为4.61、5.81、7.29、8.49min,色谱行为良好,其总离子流色谱图示于图1。
2.2 线性关系、检测限与定量下限
取经1.2和1.4节处理好的样品,用液相色谱-串联质谱仪分析,以峰面积与内标峰面积之比(y)对样品中化合物的浓度(x)作图,各化合物的线性关系良好;当信噪比S/N=3时,3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、吗啡、O6-单乙酰吗啡的定量下限均为10μg/L;各化合物的检测限、线性回归方程和相关系数列于表2。
2.3 回收率、精密度及准确度
向空白全血中添加低、中、高3个质量浓度的混合标准工作液,使添加标样的浓度分别为50、500、1 000μg/L,每个加标水平取5个平行样,测得各加标水平的平均回收率,同时计算各浓度血样测定结果的准确度,结果列于表3。重复测定低、中、高浓度的样品6次,得到日内精密度;连续测定4天,得到日间精密度,结果列于表4。
图1 3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡及内标(a)、吗啡(b)、O6-单乙酰吗啡(c)和海洛因(d)的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of M3Gand M3G-d3(a),morphine(b),O6-monoacetylmorphine(c)and heroin(d)
表2 3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、吗啡和O6-单乙酰吗啡的检测限、定量限和线性关系Table 2 The detection limits,quantification limits,linear equations and coefficients of M3G,morphine and O6-monoacetylmorphine
表3 3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、吗啡、O6-单乙酰吗啡的回收率和准确度Table 3 The recoveries and accuracies of M3G,morphine,O6-monoacetylmorphine
表4 3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、吗啡、O6-单乙酰吗啡的日内和日间精密度Table 4 The intra-day and inter-day precisions of M3G,morphine,O6-monoacetylmorphine
2.4 实际应用举例
案例1:2013年7月,李某驾驶小型轿车在重庆市某区人民法院前路段与6车发生连续相撞,造成1人重伤,7车受损的重大道路交通事故。事故发生后,民警发现李某有吸毒驾驶机动车嫌疑,后在李某血液中检出吗啡和3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡,其含量分别为126μg/L、83μg/L。
案例2:2014年2月,在重庆市南岸区发生了一起司机刘某死于自己车内的事件,其右手握有塑料针管,针头部分有血迹。后在死者所持针管中检出海洛因、单乙酰吗啡;在刘某血液中检出O6-单乙酰吗啡、吗啡和3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡,其含量分别为221μg/L、983μg/L(已达致死量)、392μg/L,其色谱图示于图2。
3 结论
本研究建立了固相萃取-液相色谱-串联质谱快速检测海洛因及其代谢产物的方法,可实现4种药物在10min内的快速检测。该方法的抗干扰能力强、检测速度快,具有保留时间和串联质谱特征离子对确证的优点;且定量准确、灵敏度高,能满足同时检测海洛因、3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、吗啡和O6-单乙酰吗啡4种药物的要求。
图2 案件2的总离子流色谱图Fig.2 Total ion chromatogram of case two
[1] 钟大放.药物代谢[M].北京:中国医药科技出版社,1995:8-13.
[2] 吕海茹.尿中吗啡常见检测方法[J].刑事技术,2008,(2):29-31.
LV Hairu.Detection of morphine in urine[J].Forensic Science and Technology,2008,(2):29-31(in Chinese).
[3] 姬晓新.血中吗啡的GC-MS检验[J].分析测试学报,2004,23(9):35-36.
JI Xiaoxin.GC-MS test morphine in blood[J].Journal of Instrumental Analysis,2004,23(9):35-36(in Chinese).
[4] 何国标,蒋硕勤,罗正坚.吗啡类毒品的固相萃取-气质联用法测定[J].分析测试学报,2008,27(增刊):11-12.
HE Guobiao,JIANG Shuoqin,LUO Zhengjian.Determination of morphine-type drugs in urine by SPE/GC-MS[J].Journal of Instrumental Analysis,2008,27(Suppl):11-12(in Chinese).
[5] 蔡锡兰,吴国萍.膜提取气相色谱/质谱大体积进样检测海洛因吸食者尿液中的代谢物[J].分析化学,2002,30(1):126.
CAI Xilan,WU Guoping.Determination of heroin metabolites in urine of addicts by using the solid phase membrane extractor and GC/MS largevolume injection method[J].Chinese Journal of Analytical Chemistry,2002,30(1):126(in Chinese).
[6] GHAZI-KHANSARI M,ZENDEHDEL R,PIRALIHAMEDANI M,et al.Determination of morphine in the plasma of addicts in using Zeolite Y extraction following high-performance liquid chromatography[J].Clinica Chimica Acta,2009,364(1/2):235-238.
[7] 张小婷.超高效液相色谱法(UPLC)同时筛选检测吗啡等7种常见毒品[J].刑事技术,2008,(6):11-12.
ZHANG Xiaoting.The analysis of common abuse drugs by UPLC simultaneously[J].Forensic Science and Technology,2008,(6):11-12(in Chinese).
[8] TAYLOR K,ELLIOTT S.A validated hybrid quadrupole linear ion-trap LC-MS method for the analysis of morphine and morphine glucuronides applied to opiate deaths[J].Forensic Science International,2009,187(1/2/3):34-41.
[9] SVENSSON J O,ANDERSSON M,GUSTAVSSON E,et al.Electrospray LC-MS method with solidphase extraction for accurate determination of morphine,codeine,and ethylmorphine-glucuronides and 6-acetylmorphine in urine[J].Anal Toxicol,2007,31(2):81-86.
[10]梁晨,叶海英,张玉荣,等.吸毒者尿样中3-β-D-葡萄糖醛酸吗啡、吗啡、O6-单乙酰吗啡、可待因的LC-MS/MS分析[J].质谱学报,2010,31 (2):224-227.
LIANG Chen,YE Haiying,ZHANG Yurong,et al.Determination of morphine-3-β-D-glucuroinde,morphine,O6-monoacetylmorphine and codeine in heroin addicts’urine by LC-MS/MS[J].Journal of Chinese Mass Spectrometry Society,2010,31(2):224-227(in Chinese).
[11]王俊伟,郭亚飞,王绘军,等.葡萄糖醛酸吗啡的LC-MS/MS检验方法研究[J].分析测试学报,2007,26(9):130-134.
WANG Junwei,GUO Yafei,WANG Huijun,et al.A study on the determination method of morphine glucuronide by HPLC-MS/MS[J].Journal of Instrumental Analysis,2007,26(9):130-134(in Chinese).
[12]梁晨,叶海英,张玉荣,等.柱切换LC-MS/MS分析吸毒者尿样中的吗啡、O6-单乙酰吗啡、可待因、乙酰可待因[J].质谱学报,2011,32(3):159-163.
LIANG Chen,YE Haiying,ZHANG Yurong,et al.Determination of morphine,O6-monoacetylmorphine,codeine and acetylcodeine in heroin addicts’urine by on-line solid-phase extraction liquid chromatography with tandem mass spectrometry[J].Journal of Chinese Mass Spectrometry Society,2011,32(3):159-163(in Chinese).
Determination of Heroin and Its Metabolites in Addicts’Blood by Solid Phase Extraction and LC-MS/MS
ZHANG Song1,CAO Jun-hua1,LIU Wen-wen2
(1.Chongqing Traffic Management Bureau,Chongqing400054,China;
2.Chongqing Institute of Forensic Science,Chongqing400021,China)
O6-Monoacetylmorphine,morphine,morphine-3-β-D-glucuronide in addicts’blood samples were analyzed by solid phase extraction(SPE)and liquid chromatography-tandem mass spectrometry(LC-MS/MS).The samples were extracted by extraction column(Oasis HLB),and then were flushed into the analytical column(AtlantisTMdC18(150mm×3.9mm×5μm))with methanol and water containing formic acid as mobile phase and morphine-3-β-D-glucuronide-d3as internal standard.The positive electric spray ionization,multiple reaction monitoring(MRM)mode were applied to analyze target compounds.Identification was based on the compound’s retention time and two pairs of precursor-to-product ion transitions.The results show that the limit of detections are 3-5μg/L for morphine,O6-monoacetylmorphine and morphine-3-β-D-glucuronide.The linear relationship is well,and the linear correlation coefficient is greater than 0.997 5.The average recoveries are 80.6%-98.9%with the spiked levels of 50,500,1 000μg/L,and the accuracies are-7.3%-9.1%.The method has high sensitivity and selectivity,which is suitable for analyzing the heroin and its metabolites in addicts’blood samples.
liquid chromatography-tandem mass spectrometry(LC-MS/MS);solid phase extraction(SPE);O6-monoacetylmorphine;morphine;morphine-3-β-D-glucuronide
O657.63
A
1004-2997(2015)04-0367-05
10.7538/zpxb.youxian.2015.0020
2014-08-22;
修回日期:2014-12-01
张 松(1978—),男(汉族),山东济宁人,工程师,从事理化检验工作。E-mail:zhangsong_2008@163.com
时间:2015-05-26;
网络出版地址:http:∥www.cnki.net/kcms/detail/11.2979.TH.20150526.0915.006.html