中空纤维膜液相微萃取-气相色谱/三重四级杆质谱法检测尿液和血液样品中8种毒品

2016-10-16张文文朱彬玲郑可芳

分析科学学报 2016年3期

孟梁，张文文，朱彬玲，郑可芳

(1.福建警察学院刑事科学技术系，福建福州 350007；2.北京市公安局公安交通管理局，北京 100037)

目前，世界范围内的毒品滥用现象依然严重[1]，而我国毒品犯罪也呈逐年上升趋势，尤其是近期在非法毒品交易市场以及娱乐场所中出现“奶茶”、“开心粉”和“神仙水”等混合型毒品[2]。这类毒品多以奶茶、咖啡、茶叶包等包装掩饰，迷惑性很强，摄入人体后持续时间较长，社会危害性极大。因此，为了有效打击毒品犯罪，对此类混合毒品及代谢物的同时检测极其重要。但是生物样品基质组成复杂，目标分析物含量通常较低，检测前需采用有效地净化、富集技术。中空纤维膜液相微萃取(Hollow Fiber Liquid-phase Microextraction，HF-LPME)前处理方法克服了传统萃取技术的诸多不足，特别适合生物样品中分析物的萃取、净化和富集。

毒品的仪器分析方法有很多种[3 - 8]，而气相色谱/三重四级杆质谱的多反应监测(MRM)模式，可以消除杂质的干扰，提高检测灵敏度，适合生物样品中的痕量分析物检测。本研究采用正交试验优化影响萃取富集效率的因素，建立了人体尿液和血液样品中苯丙胺、甲基苯丙胺、3,4-(亚甲二氧基)甲基苯丙胺、3,4-(亚甲二氧基)苯丙胺、氯胺酮、甲卡西酮、哌替啶和美沙酮8种毒品的中空纤维膜液相微萃取方法，并利用气相色谱/三重四级杆质谱(GC-QQQ-MS)法进行分析。该方法已成功地用于吸毒人员血液中苯丙胺类毒品的检测。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

7890A-7000A气相色谱/三重四级杆质谱联用仪(美国，安捷伦公司)；TDL-16C高速离心机(上海安亭科学仪器厂)。

盐酸氯胺酮(Ketamine，K)、盐酸甲基苯丙胺(Methamphetamine，MA)、盐酸甲卡西酮(Methcathinone，MACT)、盐酸苯丙胺(Amphetamine，AM)、盐酸美沙酮(Methadone，MTD)、盐酸3,4-(亚甲二氧基)甲基苯丙胺(3,4-Methylenedioxymethamphetamine，MDMA)、盐酸哌替啶(Meperidine，MPD)和盐酸3,4-(亚甲二氧基)苯丙胺(3,4-Methylenedioxyamphetamine，MDA),均购于公安部物证鉴定中心(中国药品生物制品检定所生产)。内标物1-(2-甲氧基苯基)哌嗪(1-(2-Methoxyphenyl)piperazine，2-MeOPP)，购于百灵威试剂公司。甲苯、环己酮、邻二甲苯、乙酸丁酯、正壬醇、正辛醇、乙酸辛酯和苯等试剂均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司。有机溶剂使用前需要重蒸馏以除去杂质。

1.2 仪器条件

色谱柱为DB-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm，美国安捷伦公司)；柱升温程序：初始温度100 ℃，保持2 min，然后以20 ℃·min-1的速率升温至300 ℃，保持6 min；进样口温度260 ℃；传输线温度280 ℃；EI离子源温度230 ℃，电子能量70 eV；载气为高纯He，流速1.2 mL·min-1；进样方式为不分流；溶剂延迟3.5 min；扫描范围为m/z40～500，优化后的MRM条件见表1。

表1 GC/QQQ/MS定性、定量选择监测离子

1.3 HF-LPME步骤

取1 mL尿液或者血液样品于10 mL样品瓶中，加入8 mL 100 mmol·L-1氨水调节pH至13.0，并放入直径8 mm的磁转子。两个常规医用注射器针头(0.8 mm o.d.)穿过密封盖的硅胶垫片，末端分别插入到4 cm长的中空纤维膜的两端，深度约2 mm。将中空纤维膜浸到有机萃取溶剂甲苯中10 s，将甲苯完全浸润中空纤维膜的孔隙，再用25 μL的微量进样器将10 μL的甲苯通过注射器针头注入到中空纤维膜内腔里。然后迅速置于样品溶液中，密封样品瓶并放到恒温磁力搅拌水浴锅(500 r·min-1，30 ℃)里萃取10 min。萃取后，从中空纤维膜里抽出萃取溶剂置于微量进样瓶中进行GC-MS分析。每一根中空纤维膜使用一次后丢弃。

2 结果与讨论

2.1 质谱条件优化

在m/z40～500范围内进行全扫描，以选择合适的母离子，然后在MS/MS模式下选出与母离子相应的子离子，在MRM模式下考察5～25 eV的碰撞能量，选出最佳碰撞能量(表1)。采用MRM模式可以消除样品基质干扰，提高检测准确度和灵敏度。因此实验选择在MRM模式下进行检测。

2.2 HF-LPME萃取条件优化

2.2.1萃取溶剂的选择实验考察了甲苯、环己酮、邻二甲苯、乙酸乙酯、乙酸辛酯、正壬醇和正辛醇7种有机溶剂对目标物的萃取效果。结果表明，甲苯、乙酸乙酯、邻二甲苯和乙酸辛脂的萃取效果较好(图1)，但是邻二甲苯和乙酸辛脂萃取后的色谱峰形较差，而乙酸乙酯对于尿液中碱性物质的提取率也较高，萃取杂质含量较多。因此，选取甲苯为萃取溶剂。

2.2.2样品溶液pH值的选择由于目标分析物均属于碱性药物[9]，实验考察了样品溶液在碱性条件下的萃取效率，结果见图2。目标物的峰面积随pH值的增加而增加，pH=13.0时达到了峰值，随后峰面积略有降低，可能是由于生物样品中碱性杂质与目标物形成竞争作用。因此，本实验选取的溶液pH值为13.0。

图1 不同萃取溶剂对萃取效率的影响Fig.1 Effect of different solvent on extraction efficiency extraction conditions:sample solution:1.0 mL,pH=13.0;length of hollow fiber:5 cm;extraction time:15 min;extraction temperature:30 ℃;stirring speed:600 r·min-1.concentration of each drug:250 ng·mL-1;internal standard:2-MeOPP,5 μg·mL-1.

图2 样品溶液pH值对萃取效率的影响Fig.2 Effect of pH of sample solution on extraction efficiency extraction conditions:sample solution:1.0 mL of toluene;length of hollow fiber:5 cm;extraction solvent:toluene;extraction time:15 min;extraction temperature:30 ℃;stirring speed:600 r·min-1.Concentration of each drug:250 ng·mL-1;internal standard:2-MeOPP,5 μg·mL-1.

2.2.3正交试验设计除了上述两个影响萃取效率的关键因素，剩余的影响萃取效率四个因素即中空纤维膜长度(A)、萃取温度(B)、搅拌速率(C)和萃取时间(D)采用4因素3水平正交试验设计L9(34)进行优化。通过各因素及水平对各分析物相对峰面积的影响情况，以及极差分析可得到影响萃取效果的显著因素。各影响因素对萃取效率的影响程度为A>B>C>D，即中空纤维膜长度是主要影响因素，其次是萃取温度和搅拌速率，萃取时间影响最小。各因素最优水平组合为A2B2C3D1，即中空纤维膜长度为5 cm，萃取温度为30 ℃，搅拌速率为600 r·min-1和萃取时间为15 min。

2.3 方法的线性范围、检出限和重现性

在优化条件下，采用加标尿液和血液样品考察了方法的线性范围、检出限和重现性，结果见表2，加标色谱图见图3。所分析毒品在0.0003～10 μg·mL-1范围内具有良好的线性关系，线性相关系数(R)在0.9985～0.9995之间；检出限(S/N=3)为0.05～0.5 ng·mL-1；加标回收率为79.3%～98.6%，相对标准偏差(RSD)为1.2%～4.5%。不论是较为洁净的尿液样品还是组成复杂的血液样品，MRM离子流色谱图几乎没有杂质峰，两者也差别不大，表明中空纤维膜对生物样品中的杂质具有良好的阻隔作用。结果表明，本方法具有很高的灵敏度和较好的重现性，适合具有复杂组成的生物样品中多种毒品的分析检测。

表2 方法的线性范围、检出限和重现性

(续表2)

SampleAnalyteLinearity(μg·mL-1)RLOD(ng·mL-1)Added(ng)Recovery(%)RSD(%,n=5)MPD0.00075-100.99860.255085.33.320083.63.2MTD0.0006-100.99940.25079.53.020088.62.8MA0.0003-100.99910.15085.93.120079.74.2AM0.0006-100.99950.25082.12.920082.21.9MDMA0.0008-100.99880.45088.32.520082.21.8MDA0.0015-100.99890.55079.33.4Urine20080.23.2MACT0.0003-100.99880.15082.32.920081.42.9K0.00075-100.99930.255090.11.820098.63.1MPD0.0075-100.99920.255084.52.420079.42.3MTD0.0015-100.99870.055084.42.920083.52.6

图3 优化条件下加标样品中8种毒品的色谱图Fig.3 Chromatograms of drugs obtained by HF-LPME under optimized conditions.extraction conditions:ample solution:1.0 mL of toluene,pH=13.0;length of hollow fiber:5 cm;extraction solvent:toluene;extraction time:15 min;extraction temperature:30 ℃;stirring speed:600 r·min-1;internal standard:2-MeOPP,5 μg·mL-1.