HPLC-MS/MS法快速测定电子烟油中58种合成大麻素

焦台风，李亚庆，康 刚，陈深树，钟超群，程良红

（广东南天司法鉴定所，广东 深圳 518003）

近年来，新精神活性物质问题呈高速发展蔓延态势，新品种层出不穷，滥用形势日趋严峻。合成大麻素作为新精神活性物质中最大的家族，具有与四氢大麻酚类似的结构和激动大麻素受体的能力，并且能产生更为强烈的兴奋、致幻等效果，是当前世界上使用最广泛的毒品之一[1-3]。滥用人群在摄入合成大麻素后会影响中枢神经系统功能，出现幻视、焦虑、抑郁、情绪突变、妄想狂躁、意识不清等反应，长期吸食会导致免疫力低下，诱发精神错乱和自杀倾向[4]，全国范围内已引发数起毒驾、故意伤害、性侵[5]等危害公共安全事件。为了有效遏制合成大麻素类新精神活性物质的蔓延，我国已于2021年7月1日起正式将合成大麻素类新精神活性物质整类列管。

关于合成大麻素类新精神活性物质检测的报道，以毒品违法犯罪案件物证鉴定方法居多，主要集中于植物[6]、毛发[7]、血液[8]、尿液[9]等检材中，单一品种的合成大麻素的检测方法主要有红外光谱法[10]、气相色谱质谱法[11]、液相色谱质谱法[12]、高效液质联用 法[13]和高分辨液质联用法[14]等。电子烟油检材中该类毒品检测的分析方法报道较少，李园园等[15]建立了电子烟油中两种合成大麻素的气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析方法，钱振华等[16]利用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱和GC-MS定性检验了电子烟油中的一种合成大麻素。

在涉毒案件的毒品检测中，与毛发、尿液和血液等生物检材相比，电子烟油检材具有采样方式简单、易操作、检材稳定和结果可信性强等优点。液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术作为现代分析科学技术领域最为广泛使用的分离与检测手段，具有检测灵敏度高、专属性强、高通量和高效率等优势，已在生命科学、环境科学和法庭科学等领域广泛使用，尤其是LC-MS/MS技术，已经被应用于传统毒品、动植物毒素和精神麻醉类药物等分析，得到满意效果。

本文利用高效液相色谱-串联质谱（HPLCMS/MS）方法，对电子烟油中4F-MDMB- BUTICA等58种合成大麻素进行检测，结果表明，建立的HPLC-MS/MS定性、定量检测电子烟油中合成大麻素类的方法快速、灵敏、高通量，结果可靠，实用性强，适用于大批量电子烟油中合成大麻素的测定。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与材料

LCMS-8045三重四级杆高效液相色谱质谱联用仪（日本岛津公司），Millipore Milli-Q纯水系统（美国Millipore公司），AUW220D分析天平（日本岛津公司），KQ-250DE型超声波清洗器（昆山市超声仪器公司），Nylon-66 0.22 μm微孔滤膜（美国Millipore公司）。

4F-MDMB-BUTICA等58种合成大麻素标准品均购自刑事科学技术研究院；甲醇、乙腈均为色谱纯，购自德国Merck公司；实验用水为超纯水。

实际样品来源于深圳市办案机关提供的电子烟油。

1.2 标准溶液的配制

分别准确称取4F-MDMB-BUTICA等58种合成大麻素标准品10 mg（精确至0.1 mg），置于10 mL容量瓶，用甲醇定容，配制成1 mg/mL的单标储备液；分别移取1 mg/mL的4F-MDMB-BUTICA等58种合成大麻素单标储备液，用甲醇配制成100 ng/mL的混合标准储备液，密封，冷藏保存。

1.3 样品处理

称取电子烟油约10 mg，置于15 mL聚乙烯离心管中，加入10 mL甲醇，涡旋混匀15 s，超声萃取20 min，冷却至室温，高速离心后上清液通过0.22 μm滤膜，用甲醇稀释后，转移1 mL至样品瓶，供HPLC-MS/MS分析。

1.4 基质混标溶液配制

取空白电子烟油，按1.3所述方法制备空白基质溶液，上机前使用空白基质溶液稀释58种合成大麻素混合标准溶液，制成基质混合标准溶液。

1.5 HPLC-MS/MS条件

1.5.1 液相色谱条件

色谱柱：Restek-Ultra Ⅱ PFPP（100 mm × 2.1 mm × 5 μm）；柱温：40 ℃；流速：0.35 mL/min；进样体积：5 μL；流动相：A为20 mmol/L乙酸铵和0.1%（体积分数）甲酸缓冲水溶液，B为乙腈；梯度洗脱程序：0~4.5 min，40%~50% B；4.5~10 min，50%~100% B；10~11 min，100% B；11~14 min，40% B。

1.5.2 质谱条件

离子源：ESI，正离子模式；监测模式：d-MRM模式；雾化器流速：3 L/min；干燥器流速：10 L/min；加热气流速：10 L/min；接口电压：4 000 V；接口温度：300 ℃。对碰撞能量（CE）、Q1 Prerod偏差电压和Q3 Prerod偏差电压等质谱条件优化，4FMDMB- BUTICA 等58种合成大麻素的MRM参数见表1。

表1 58种合成大麻素的多反应模式监测参数Table 1 Optimized MRM parameters of 58 synthetic cannabinoids

续表1

2 结果与讨论

2.1 色谱柱选择

本实验考察了填充料为十八烷基键合硅胶的Agilent Poroshell 120 EC-C18液相色谱柱和填充料为五氟苯基丙基键合物的Restek-Ultra Ⅱ PFPP液相色谱柱的分离效果，发现后者不论在分离效果和峰形上均优于前者。由于极性化合物或者疏水作用类似的物质的分离在C18柱上保留较弱，而PFPP柱分子中含有5个氟原子，具有较强的氢键作用力和阳离子交换作用力，因此本研究选用Restek-Ultra ⅡPFPP液相色谱柱。为提高各待测物的分离效果，保证检测灵敏度，按上述的梯度洗脱方法，得到的4F-MDMB-BUTICA 等58种合成大麻素的总离子流色谱见图1a。

图1 58种合成大麻素的总离子流图（a）和在空白烟油中的基质效应（b）Fig.1 Total ion chromatograms (a) of 58 synthetic cannabinoids and their matrix effects (b) in blank tobacco oil

2.2 质谱条件优化

质谱条件的优化主要是确定各化学物质的母离子、子离子以及选择合适碰撞能量等。本实验中，取100 ng/mL的合成大麻素混合标准溶液直接进样进行母离子扫描，获取各化学物质母离子，将母离子进行碰撞诱导解离分析得到二级全扫描质谱特征子离子，选取丰度最大的子离子做MRM参数优化以确定Q1 Prerod偏差电压、Q3 Prerod偏差电压和碰撞能量，结果见表1。

2.3 基质效应考察

基质效应是液相色谱-质谱法分析时存在的一个非常明显的现象，是由于样品基质、样品前处理过程、色谱分离效果、流动相和离子化等因素造成的离子增强或抑制效应，从而影响对目标物的定量检测。根据基质效应（ME）的公式表述，ME是空白基质匹配校准曲线的斜率与纯溶剂标准曲线的斜率之差，与纯溶剂标准曲线的斜率之比。当|ME|小于20%时为弱基质效应；当|ME|为20%～50%时为中等基质效应；当|ME|大于50%时为强基质效应。结果表明，78%的合成大麻素的ME值为正值，为基质增强效应，22%的合成大麻素为基质抑制效应，见图1b。86%的合成大麻素表现出较弱的基质效应，9%的合成大麻素表现出中等基质效应，仅5%的合成大麻素为强基质效应，因此采用空白基质匹配校准曲线法进行电子烟油中合成大麻素的定量检测。

2.4 线性方程、检出限、回收率和精密度

以空白烟油为基底，按1.4所述方法配制0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0 ng/mL的基质混合标准溶液，以各合成大麻素的色谱峰峰面积（y）对进样浓度（x, ng/mL）进行回归计算，建立基质匹配工作曲线，减少基质对定量结果的影响。考察方法的线性关系，线性回归方程及R2、检出限（LOD）和定量限（LOQ）结果见表2。

表2 58种合成大麻素的线性方程、R2、检出限及加标回收率（n=3）Table 2 Linear equations, correlation coefficients, limits of detection and spiked recoveries of 58 synthetic cannabinoids (n=3)

续表2

结果表明，4F-MDMB-BUTICA 等58种合成大麻素在相应浓度范围内与色谱峰峰面积呈良好的线性关系，R2均大于0.99；以3倍信噪比（S/N＝3）对应的含量作为方法的检出限，为0.5～1 μg/g，以10倍信噪比（S/N＝10）对应的含量作为方法的定量限，均为2.0 μg/g。

取18份空白电子烟油分为3组，按1.3描述进行前处理，每组分别以低、中 、高（2.0、10.0、50.0 μg/g）3个添加水平的加标浓度按照优化后的实验条件进行加标回收率实验，每个加标水平做6次平行实验，使用优化后的条件测定。

结果显示，4F-MDMB- BUTICA 等58种合成大麻素的平均加标回收率为89.9%～144.0%，相对标准偏差（RSD）均小于15%，能够满足电子烟油中合成大麻素的测定要求。

取加标浓度为1 μg/g的合成大麻素标准溶液，在同一实验条件下连续10次平行实验以评价方法稳定性，分别计算保留时间和出峰面积的相对标准偏差，4F-MDMB-BUTICA 等58种合成大麻素保留时间RSD为0.029%～0.252%，峰面积RSD为0.698%～ 1.953%，方法稳定性理想。

2.5 实际样品检测

按照上述方法，对深圳市办案机关提供的多份电子烟油进行测定。结果表明，主要检出的合成大麻素有6种，分别为5F-CUMYL-PINACA、5F-MDMBPICA、4F-MDMB-BICA、MDMB-4en-PINACA、4CN-CUMYL- BUTINACA和ADB-BUTINACA，其中MDMB-4en- PINACA检出的比例高达70%以上，其在电子烟油中的添加量为1.5~3.0 mg/g；其次为ADB-BUTINACA，添加量为0.5~2.1 mg/g。空白基质混合标准溶液（50.0 ng/mL）与实际电子烟油样品的MRM色谱图和质谱图见图2。可见，在电子烟行业，非法添加合成大麻素的情况仍存在，相关部门应加强监管和打击力度，严厉杜绝毒品危害。

图2 空白基质混合标准溶液（左）和阳性样品（右）的MRM色谱图和质谱图Fig.2 MRM chromatograms and mass spectrums of the specimen spiked (50ng/mL) (left) and the actual sample (Right) of certain synthetic cannabinoid

3 结论

本研究建立了HPLC-MS/MS快速筛选和测定电子烟油中58种合成大麻素的分析方法。该方法样品前处理简便，分析覆盖范围广、耗时少、准确度高，能满足对电子烟油中合成大麻素的测定要求。在实际样品的检测中，按照本方法检测深圳市办案机关提供的电子烟油，合成大麻素均被准确筛查和定量检测。本方法为电子烟油中多种合成大麻素的定性筛查和定量分析提供了高效、可靠的检测方法。