气相色谱- 质谱法同时检验合成大麻素JWH-018和JWH-073

苗翠英, 卢程皓

(中国人民公安大学刑事科学技术学院， 北京 100038)

0 引言

合成大麻素是策划药的一种，其功能类似传统毒品大麻的活性成分四氢大麻酚(THC)。合成大麻素能够作用于人体内的大麻素受体CB1和CB2，使人产生与滥用大麻类似的生理症状。在过去的四十年来，合成大麻素最初开发作为治疗药物，通常用于治疗身体疼痛。近年来逐渐被当做大麻的替代品而滥用，在国际上被称为第三代毒品，其危害性与日俱增。

JWH-018与JWH-073是合成大麻素最常见的品种，2013年被录入我国《精神药品品种目录》，属于国内第一类管制精神药品。JWH-018中文名称1-戊基-3-( 1-萘甲酰基)吲哚，英文名称1-Pentyl-3-(1-naphthoyl)indole，分子式 C24H23NO，分子质量341.2。JWH-073中文名称1-丁基-3-( 1-萘甲酰基) 吲哚，英文名称1-Butyl-3 -( 1-naphthoyl ) indole，分子式C23H21NO，分子质量327.4。

本文以列管合成大麻素JWH-073和JWH-018为研究对象，通过考查进样口温度、柱温箱初始温度、分流比、柱流速、全扫描质谱范围及升温速率等参数，建立气相色谱-质谱联用法同时检验JWH-073和JWH-018的最优实验条件，为预防和打击合成大麻素类新型毒品犯罪活动提供技术支持和服务。

1 实验材料及准备

1.1实验仪器

安捷伦7890A/GC-5975C/MS联用仪器；色谱柱DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱。

1.2 仪器初始参数

进样口温度220 ℃；柱温箱初始柱温160 ℃，以15 ℃/min程序升温至280 ℃，保持10 min ；载气He，柱流速1.1 mL/min；分流进样，分流比10∶1；进样量1.0 μL；EI电子源；四极杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；传输线温度280 ℃；全扫描质谱范围100～450 amu。

1.3 实验样品

实验样品为公安部物证鉴定中心配制浓度0.36 mg/mL JWH-073与JWH-018混合标准品甲醇溶液。

2 实验内容及结果

实验将对进样口温度、柱温箱初始温度、分流比、柱流速、全扫描质谱范围、升温速率等6个参数进行考查，根据保留时间、峰高、峰宽、峰面积、信噪比及分离度进行优化，对优化前后进行实验对比，在优化条件下考查线性范围。

2.1 柱温箱参数(初始温度、升温速率)优化实验

对柱温箱初始温度、柱温箱升温速率两项参数进行优化实验，由于柱温箱初始温度和升温速率相互影响，故将两项数据综合后进行择优。

在其他初始条件不变的情况下，将柱温箱初始温度分别设置为150 ℃、160 ℃、170 ℃、180 ℃、190 ℃，柱温箱升温速率分别设为10 ℃/min、15 ℃/min、20 ℃/min、25 ℃/min、30 ℃/min进行30组实验。

实验结果表明，柱温箱参数(柱温箱初始温度、柱温箱升温速率)对保留时间、分离度、峰宽、峰面积、峰高、信噪比均有影响。其中，保留时间随柱温箱初始温度及柱温箱升温速率升高而减小。分离度随柱温箱初始温度及柱温箱升温速率升高而降低。峰高及峰面积随柱温箱初始温度及柱温箱升温速率升高而降低，峰宽随柱温箱初始温度及柱温箱升温速率升高而增大。信噪比受柱温箱参数影响趋势不明显。

综合考虑确定柱温箱最佳参数为：柱温箱初始温度150 ℃，柱温箱升温速率20 ℃/min。

2.2 进样口温度优化实验

在柱温箱初始温度150 ℃、柱温箱升温速率20 ℃/min，其他初始条件不变的情况下，将进样口温度分别设为250 ℃、260 ℃、270 ℃、280 ℃、290 ℃、300 ℃进行实验。

实验结果表明，进样口温度对保留时间、分离度及峰宽几乎没有影响，对峰面积、峰高、信噪比均有影响。保留时间随进样口温度升高，JWH-073维持在13.096～13.126 min之间，JWH-018维持在14.230～14.265 min，变化很小。峰面积和峰高随着进样口温度升高均呈折线变化，波动幅度较大，在进样口温度为280 ℃时，峰面积较大、峰高较高。随着进样口温度升高，信噪比呈无规律变化，在进样口温度为280 ℃时，信噪比最大。因此确定进样口最优温度为280 ℃。

2.3 柱流速优化实验

在柱温箱初始温度150 ℃、柱温箱升温速率20 ℃/min，进样口温度280 ℃，其他初始条件不变的情况下，将柱流速分别设置为0.5 mL/min、0.8 mL/min、1.1 mL/min、1.4 mL/min、1.7 mL/min、2.0 mL/min进行实验。

实验结果表明，柱流速对保留时间、分离度、信噪比都有较大影响，对峰面积、峰高也有一定影响。其中，保留时间随柱流速变大而减小。分离度随柱流速变大呈先增大后减小的趋势，在柱流速为1.4 mL/min时分离度最大。峰面积随柱流速变大呈递减趋势，峰高随柱流速变大呈递增趋势，幅度较小，信噪比随柱流速变大呈无规律变化，在柱流速为1.4 mL/min时信噪比最大。

综合考虑确定最优柱流速为1.4 mL/min，此时分离度、信噪比最大，峰面积和峰高较大，保留时间较短。

2.4 分流比优化实验

在柱温箱初始温度150 ℃、柱温箱升温速率20 ℃/min、进样口温度280 ℃，柱流速1.4 mL/min，其他初始条件不变的情况下，将分流比分别设置为10∶1、15∶1、20∶1、25∶1、30∶1、35∶1进行实验。

实验结果表明，分流比对保留时间几乎无影响，对分离度影响较小，对峰面积、峰高、信噪比均有较大影响。其中，分离度随分流比的增大呈不规律变化，变化幅度较小。峰面积、峰宽和峰高随分流比的增大均呈逐渐减小趋势，信噪比随分流比的增大基本呈减小趋势。

综合考虑确定最优分流比为10∶1，此时峰面积和峰高最大，信噪比最大。

2.5 全扫描质谱范围优化实验

在柱温箱初始温度150 ℃、柱温箱升温速率20 ℃/min、柱流速1.4 mL/min、进样口温度280 ℃、分流比10∶1条件下,将扫描质谱范围按梯度分别设置为50～400 amu、100～400 amu、150～400 amu、50～450 amu、50～500 amu、50～550 amu进行实验。

实验结果表明，扫描范围对保留时间及峰宽几乎无影响，对分离度、峰面积、峰高、信噪比均有较大影响。其中，分离度随扫描范围的增大呈不规律变化，在扫描范围是50～500 amu和50～450 amu时，分离度较大。峰面积和峰高随扫描范围的增大均呈不规律变化，在扫描范围是50～450 amu时，峰面积和峰高最大。信噪比随扫描范围的增大呈不规律变化，在扫描范围是100～400 amu和50～450 amu时，信噪比较大。

综合考虑确定最优扫描范围是50～450 amu。

2.6 实验条件优化前后对比分析实验

分别在初始条件及优化条件下进行实验，优化前后实验数据对比如表1、表2所示(1代表JWH-073，2代表JWH-018)，优化前后色谱图如图1、图2 所示。

表1 实验条件优化前后的实验数据

实验结果表明，优化条件后的保留时间大大提前，分离度变大。优化前拖尾明显，优化后峰宽变窄，峰高升高，峰面积提高，信噪比也随之提高。

2.7 线性范围实验

将0.36 mg/mL的JWH-073与JWH-018的甲醇混合液，用甲醇逐级稀释，配制成浓度0.31 mg/mL、0.26 mg/mL、0.21 mg/mL、0.16 mg/mL、0.11 mg/mL的系列标准工作液，分别依次进样，在优化条件下进行分析，实验数据如表3所示。以质量浓度(mg/mL)为横坐标(X)，峰面积积分值为纵坐标(Y)建立线性回归方程如图3所示。JWH-073的峰面积线性回归方程为：y=900 000 000x-700 000 00，R2=0.998 47≥0.99；JWH-018的峰面积线性回归方程为：y=700 000 000x-600 000 00，R2=0.996 16≥0.99。样本浓度0.11～0.36 mg/mL线性关系良好，该方法同时检测JWH-073与JWH-018的稳定性较高。

表2 实验条件优化前后的实验数据

图1 实验条件优化前的气相色谱图

图2 实验条件优化后的气相色谱图

浓度(mg/mL)0.360.310.260.210.160.11峰面积12502600722051045411641068641103733467452503627000905峰面积2204081869157108086122482281874809595270152120946168

图3 峰面积随浓度变化的图表

3 结论

本文意在研究气相色谱- 质谱联用法同时检验合成大麻素JWH-073与JWH-018的最优实验条件，通过对柱温箱初始温度、柱温箱升温速率、进样口温度、柱流速、分流比、全扫描范围等6项色谱及质谱参数进行考查，根据保留时间、峰高、峰宽、峰面积、信噪比、分离度6个参数进行优化。最终确定的优化条件为：柱温箱初始温度150 ℃，柱温箱升温速率20 ℃/min，进样口温度280 ℃、柱流速1.4 mL/min、分流比10∶1、全扫描范围50～450 amu。在该优化条件下，JWH-073的保留时间为13.103 min，JWH-018的保留时间为14.434 min，在0.1～0.6 mg/mL范围内线性良好。

本研究对新型毒品合成大麻素的常见品种JWH-07和JWH-018的混合样本进行实验，研究过程较检测单一样本更为复杂，意在摸索非单一样本的研究方法。研究所得方法具有分离效果好、高效、灵敏、稳定等特点。实际工作中合成大麻素类毒品多为混合样本，本研究对公安实践中合成大麻素检验更具运用价值和参考意义。