应用污水流行病学方法调查四川省氟胺酮滥用量*

杨丽，白登文，杨淑颐，仇文璞，祁观，柴一麟，叶懿，徐布一**

（1.国家毒品实验室四川分中心，四川 成都 614000；2.四川大学华西基础医学与法医学院法医毒物分析教研室，四川 成都 614000）

氟胺酮（2-fluorodeschloroketamine，FDCK）是对常见毒品“氯胺酮”（俗称K 粉）进行化学结构修饰得到的类似物，与氯胺酮同属苯环己哌啶类物质，分子结构也与氯胺酮高度相似，其中的-Cl基团被-F 取代[1]。药理实验表明，氟胺酮具有与氯胺酮类似的麻醉活性，也具有相似的兴奋、致幻等效果[2]。从2021 年7 月1 日起，国家禁毒办将氟胺酮作为新型毒品正式列管。在对四川全省大范围的城市生活污水的持续监测中发现，氟胺酮的滥用规模已超过氯胺酮，成为继冰毒、海洛因之后的第三大滥用物质。为准确掌握全省氟胺酮滥用情况，确保新增列管氟胺酮的顺利实施，急需对作为氯胺酮替代品出现的氟胺酮进行全面监测。

近年来，基于污水流行病学（wastewater-based epidemiology，WBE）的方法已被广泛用于不同国家和地区常见毒品滥用量的估算[3-8]，其原理是人们吸食毒品并代谢后，毒品原体及代谢物以尿液或粪便的形式排入污水管道，通过检测城市生活污水处理厂进水口污水中毒品原体及代谢物的浓度，结合污水处理厂进水口流量、服务人口数量及代谢率等参数估算其滥用量。该法不仅具有准确、简便、客观和接近实时监测的特点，还具有较高灵敏度，对于区域内新精神活性物质滥用监测有着广泛的应用前景。而作为近期列管的新精神活性物质，关于污水中氟胺酮的检测分析报道较少[9]。基于此，本研究以四川省为调查对象，在全省具备采样条件的城市生活污水处理厂进行采样，分析污水样本中氟胺酮及去甲氟胺酮的浓度，并估算全省氟胺酮的滥用量，以期为四川省禁毒工作提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 对照品与试剂

氟胺酮、去甲氟胺酮、可替宁、氯胺酮-D4、去甲氯胺酮-D4、可替宁-D3均购自美国 Cerilliant及Supelco 公司；色谱纯氨水购自中国国药集团化学试剂有限公司；LC-MS 级甲酸、色谱纯乙腈、甲醇均购自美国Thermo 公司；分析纯甲醇、盐酸购自中国国药集团化学试剂有限公司；超纯水由美国 Millipore 公司的 Milli-Q 系统生产。

1.2 溶液配制

标准溶液：将氟胺酮及去甲氟胺酮（100 μg/ml甲醇溶液）用甲醇配制成1 μg/ml 的混合溶液，备用；将可替宁（1000 μg/ml 甲醇溶液）用甲醇配制成1 μg/ml 的标准溶液，备用。内标溶液：将氯胺酮-D4、去甲氯胺酮-D4（100 μg/ml 甲醇溶液）用甲醇配制成1μg/ml 的混合溶液，备用；将可替宁-D3（100 μg/ml 甲醇溶液）用甲醇配制成1 μg/ml的标准溶液，备用。5%氨水甲醇溶液：量取浓氨水50 ml，加甲醇稀释至1000 ml，混匀备用。0.1%甲酸水溶液：量取甲酸500 μl，加水稀释至500 ml，超声波清洗仪超声后备用。0.1%甲酸乙腈溶液：量取甲酸500 μl，加乙腈稀释至500 ml，超声波清洗仪超声后备用。

1.3 材料

玻璃纤维滤膜（1.2 μm）购自Whatman 公司；wwPTFE 微孔滤膜（0.22 μm）购自美国Pall 公司；固相萃取小柱（MCⅩ，60 mg，3 ml）购自美国Waters 公司；10 ml、50 ml 尖底带架离心管购自Corning 公司；2 ml 进样瓶、250 μl 内插管购自美国Agilent 公司；100 μl、1 ml 移液枪及枪头购自美国Eppendorf 公司。

1.4 仪器及条件

1.4.1 仪器

液相色谱-三重四极杆液质联用仪（AB Sciex，Qtrap 6500+）；全自动固相萃取仪（Gilson，GⅩ-274ASPEC）；冷冻真空离心浓缩仪（吉艾姆，CV-400）；全自动污水采样器（北京万孚，WF-2020A）。

1.4.2 色谱条件

色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18（100 mm×2.1 mm，1.7 μm，美国Waters 公司）；柱温：35 ℃（可替宁柱温40 ℃）；进样量：3 μl；梯度洗脱，A 相为0.1%甲酸水溶液，B 相为0.1%甲酸乙腈溶液，目标物梯度洗脱条件见表1，可替宁梯度洗脱条件见表2。

表1 梯度洗脱条件1

时间（min） 流速（ml/min） A（%） B（%）0.0 0.3 95 5 2.0 0.3 60 40 2.1 0.3 5 95 3.0 0.3 5 95 3.1 0.3 95 5 5.0 0.3 95 5

1.4.3 质谱条件

条件1（适用于目标物检测）：电喷雾电离-正离子模式（ESI+），多反应监测模式（MRM），离子喷雾电压5000 V，喷雾气50 psi，辅助加热气50 psi，离子源温度450 ℃；条件2（适用于可替宁检测）：电喷雾电离-正离子模式（ESI+），多反应监测模式（MRM），离子喷雾电压5500 V，喷雾气60 psi，辅助加热气60 psi，离子源温度400 ℃。各化合物参数见表3，选用两对母离子/子离子对进行定性分析，其中第一对离子对用于定量分析。

表3 各检测物质的定性、定量离子对及碰撞能量条件

1.5 采样

采样时间为2021 年7 月—9 月（2021 年第三季度，171 个污水处理厂）、2021 年10 月—12 月（2021 年第四季度，171 个污水处理厂）、2022 年2 月—3 月（2022 年第一季度，179 个污水处理厂）。通过自动采样器采集24 h 混合样品，每2 h 采集1 次，每次50 ml，每天12 次样品保存于同一样品瓶中，共计600 ml。采集工作日和公休日样品，单独保存。采样期间，样品保存在0～4 ℃条件下，采集完毕后通过车载冰箱保存在0 ℃以下，运输至实验室后储存在-20 ℃以下。

1.6 样品分析

1.6.1 目标物的前处理

在室温下解冻样品，用1.2 μm 的玻璃纤维滤膜抽滤后取50 ml 水样，采用浓盐酸将水样pH 调节至小于2，加入100 μl 25 ng/ml 的目标物内标混合溶液，混合均匀后匀速通过固相萃取柱，过柱流速为4 ml/min，富集完成后用4 ml 甲醇淋洗，淋洗流速为2 ml/min，气推固相萃取柱至干燥，用5%氨水甲醇溶液洗脱，洗脱流速为1 ml/min，收集洗脱液后用冷冻真空离心浓缩仪浓缩至近干，加入0.1%甲酸水溶液250 μl 复溶，混匀后用0.22 μm 滤膜过滤，作为检材样品提取液，供仪器检测。目标物采用制备标准添加样品制作工作曲线，内标法进行定量，氟胺酮和去甲氟胺酮的定量限均为1.0 ng/L。

每个样品均做平行样，每批次样品均做空白实验、空白加标、空白样品加标，提取液上机时均做双针。空白实验均无干扰，空白加标采用超纯水中加入混合标样，加标浓度为100 ng/L，氟胺酮和去甲氟胺酮的回收率分别为100%、94.8%；空白样品加标采用不含目标物的实际样品中加入混合标样，加标浓度为50 ng/L 时，二者回收率分别为108%、97.2%；加标浓度为10 ng/L 时，二者回收率分别为102%、88.2%；加标浓度为2 ng/L 时，二者回收率分别为95.0%、83.1%。

1.6.2 人口标记物的前处理

在室温下解冻样品，用1.2 μm 玻璃纤维滤膜抽滤后取900 μl 水样加入100 μl 10 ng/ml 的可替宁-D3内标溶液，混匀后用0.22 μm 微孔滤膜过滤，作为检材样品提取液，供仪器检测。可替宁采用0.1%甲酸水溶液配制标准曲线，内标法进行定量。

1.7 氟胺酮滥用量计算

根据污水样本中可替宁的浓度，结合污水处理厂的进水流量计算该厂覆盖区域服务人口数量P（千人）。

其中，Ccot是污水中可替宁的浓度（ng/L）；F是污水处理厂的进水流量（万吨/d）；Z是四川地区人均香烟消费支数（3.99 支/人·d）；A是每支香烟代谢出可替宁的平均含量（0.14 mg/支）。

每个污水处理厂的氟胺酮滥用量可通过氟胺酮浓度乘以进水流量和校正因子，除以服务人口来计算。去甲氟胺酮作为氟胺酮的主要代谢产物，由于其代谢率及稳定性尚不明确，无法采用去甲氟胺酮来计算氟胺酮的滥用量。

其中，m是氟胺酮的滥用量（mg/千人·天）；C为氟胺酮在污水样本中的浓度（ng/L）；F是污水处理厂的进水流量（万吨/天）；f是氟胺酮的校正因子3.7[9]；P是污水处理厂的的服务人口数量（千人）。

利用加权平均的方法计算全省（或各地市）的氟胺酮滥用量，其中，每个污水处理厂的权重为：

其中，Wi为该污水处理厂所占的权重，Pi为对应污水处理厂的服务人口数量，n为污水处理厂的个数。

全省（或各地市）的氟胺酮滥用量为：

2 结果与讨论

2.1 污水中氟胺酮的浓度及滥用量

全省检出氟胺酮及去甲氟胺酮的结果如表4～表7 所示，三次监测中，工作日分别有26 个、18个、7 个，公休日分别有22 个、20 个、8 个污水处理厂检出氟胺酮，三个季度检出氟胺酮的最高浓度分别为31.90、14.90、8.90 ng/L，氟胺酮的最高滥用量分别为82.68、33.17、5.99 mg/千人·d，全省工作日氟胺酮滥用量分别为4.05、5.23、0.71 mg/千人·d，公休日的分别为13.05、5.57、0.71 mg/千人·d，均呈大幅下降趋势。主要原因是首次将氟胺酮纳入污水监测，及时将结果通报各地区后，相关地方禁毒部门高度重视，加大了对制贩吸氟胺酮的侦查打击，全省氟胺酮滥用形势大幅改善。另外，污水监测中还发现了大量的氯（氟）胺酮的结构类似物甲基胺酮，其危害性、成瘾性尚不明确，且暂未列入国家管制精麻药品名录。据调研，人吸食该物质后会产生幻觉，如同做梦一般，与氯胺酮吸食体验没有明显差异，已被不法分子掺杂在氯（氟）胺酮中，或直接将其当成氯（氟）胺酮来售卖，这也是氟胺酮滥用量大幅下降的另一个原因。

表4 四川省氟胺酮滥用量监测结果

表7 2022 年第一季度四川省氟胺酮滥用量监测结果

表5 2021 年第三季度四川省氟胺酮滥用量监测结果

续表

表6 2021 年第四季度四川省氟胺酮滥用量监测结果

目前为止，对于污水中氟胺酮的检测分析，仅有一篇相关文献报道[9]，其研究测定了2018—2020 年国内广州、常州、深圳、贵阳、泉州、南宁、成都等主要城市生活污水中氟胺酮的含量，仅在4个样本中检测到氟胺酮，分别是2018 年来自广州，2019 年来自深圳，2020 年来自泉州和南宁，表明氟胺酮在我国2018 年就开始使用；此外，通过定量结构-药代动力学关系模型预测氟胺酮的校正因子为3.7，进而估算这四个城市氟胺酮的滥用量为3.71～55 mg/千人·d。其中，2020 年监测了四川省成都市的三个污水处理厂，并未检出氟胺酮。但该文献采用的是固相萃取-气质联用仪方法检测，检出限为0.12 ng/ml，无法准确检测较低浓度的氟胺酮。

2.2 污水中去甲氟胺酮的浓度

研究表明[10-12]，氟胺酮的主要代谢产物为氟胺酮和去甲氟胺酮。三次监测中，部分检出氟胺酮的污水样本中检出去甲氟胺酮，工作日分别有8个、8 个、0 个，公休日分别有10 个、8 个、0 个。2021 年第三季度工作日去甲氟胺酮的浓度范围为1.06～5.60 ng/L，公休日的为1.03～4.10 ng/L，2021年第四季度工作日的为1.00～2.90 ng/L，公休日的为1.30～4.50 ng/L。由于氟胺酮和氯胺酮的分子结构极为相似，研究者推断氟胺酮在体内的代谢途径应与氯胺酮类似。氯胺酮的药代动力学研究表明[13]，约1.6%氯胺酮经过人体代谢为去甲氯胺酮通过尿液排出体外。因此，推断氟胺酮代谢为去甲氟胺酮的代谢率也较低，这也是去甲氟胺酮浓度较低的一个因素。

2.3 污水中氟胺酮与去甲氟胺酮浓度比值

因尚无合法的医疗用途，污水中的氟胺酮主要来源于氟胺酮毒品滥用，此外也可能存在毒品倾倒或制毒排污行为造成污水中氟胺酮浓度偏高。一般而言，可以根据毒品原体氟胺酮和代谢物去甲氟胺酮的比值来判断是否有该行为。但目前尚无关于氟胺酮药代动力学的相关报道，无法确定其相应代谢比例比值范围。三次监测的数据中，共有34 个污水处理厂同时检出氟胺酮和去甲氟胺酮，二者比值范围为1.61～18.76，采用格拉布斯法（Grubbs）剔除掉5 个异常值18.76、10.43、9.31、7.33、6.53（置信概率P=0.95），剩余29 个比值的平均值为3.47±0.88，比值大小在1.61～5.32 范围内波动，研究者认为当污水中二者比值在该范围内时表明为吸食毒品氟胺酮后正常代谢所产生，而5 个异常比值产生的原因可能是该厂覆盖区域存在毒品倾倒或制毒排污行为。

3 结论

应用污水流行病学方法调查了四川省氟胺酮的滥用量，通过三个季度的连续采样分析，监测了这期间全省的氟胺酮的滥用情况及时间变化趋势，结果表明全省工作日氟胺酮滥用量分别为4.05、5.23、0.71 mg/千人·d，公休日分别为13.05、5.57、0.71 mg/千人·d，均呈大幅下降趋势，氟胺酮滥用形势持续向好。其原因主要是首次将氟胺酮纳入污水监测，及时将结果通报各地区后，相关地方禁毒部门高度重视，加大了对制贩吸氟胺酮的侦查打击，同时不法分子为逃避打击而研发的氯（氟）胺酮的结构类似物甲基胺酮的出现也是氟胺酮滥用量大幅下降的另一个因素。通过分析氟胺酮和去甲氟胺酮浓度比值，得出当其比值大小在1.61～5.32 范围内时为吸食毒品氟胺酮后正常代谢产生，5 个异常比值产生的原因可能是该厂覆盖区域存在毒品倾倒或制毒排污行为。

目前为止，由于缺少氟胺酮药代动力学的相关数据，污水中氟胺酮的相关报道较少，缺乏大范围的横向比较，下一步应加大该方面的研究。鉴于氯（氟）胺酮衍生物出现较大范围滥用，亟须开展其特征代谢物的鉴别及确定其排泄率，同时建立基于污水流行病学方法的该类物质滥用量估算模型，并将其应用于各地区氯（氟）胺酮及衍生物滥用的动态监测。