摘要 介绍了毛发中甲基苯丙胺(MAMP)及代谢产物苯丙胺(AMP)的GC/NPD、GC/MS的定性定量分析方法。毛发用0.1mol/LHCl水解,4-苯基丁胺(4-PBA)为内标,液-液提取,三氟乙酸酐(TFA)衍生化。毛发用量为10mg,检出限为GC/NPD0.5ng/mg,GC/MS0.1ng/mg,回收率大于78%。该方法成功应用于染毒豚鼠毛发中MAMP及其代谢产物AMP浓度变化过程的测定。
关键词 甲基苯丙胺 苯丙胺 毛发分析 GC/NPD GC/MS
体内滥用药物分析常用体液(主要包括尿液、血液)作为检材。近年来毛发分析愈来愈受到毒物分析工作者的重视。与体液相比,毛发具有易获取、稳定、易保存及不易作假等优点。体液中药物检出时限短(1~3d),适用于短期体内滥用药物的检测;毛发中药物检出时限长,分段检测可推断较长时间滥用药物的情况(视毛发长度而定)。两种检材的检测相结合,可以比较全面地评价被检者滥用药物的情况。
国外对毛发中滥用药物的分析已有很多文献报导[1-7],主要是检测可卡因、吗啡、苯丙胺类及大麻等。苯丙胺类药物为人工合成的中枢神经系统兴奋剂,极易引起滥用。国内此类药物滥用呈上升趋势,但有关研究报导尚少见。
本文建立了毛发中甲基苯丙胺(MAMP)及代谢产物苯丙胺(AMP)的GC/NPD、GC/MS的定性定量分析方法。考察了不同水解条件、衍生化条件对毛发中MAMP、AMP提取效率及稳定性的影响。测定了单次及多次给药豚鼠毛发中MAMP、AMP的浓度变化过程。该方法简便、快速、灵敏,可很好地满足实际检案需要。
1 实验方法
1.1 动物实验
实验动物:豚鼠(普通级,400~500g,雄性,上海申旺实验动物场提供),悬挂、分笼喂养。适应性喂养一周后,剃去背部中央的毛发(6cm×4cm)作为取样区,进行各项实验。
1.2 检测方法
1.2.1 仪器和试剂
仪器:HP 5988A GC/MS仪,HP5890GC(NPD)仪。
试剂:标准品MAMP、AMP、4-PBA(4-苯基丁胺,内标)购于Sigma公司及国家麻醉品实验室。
衍生化试剂TFA(三氟乙酸酐)、PFPA(五氟丙酸酐)、HFBA(七氟丁酸酐)购于Sigma公司,其它试剂均为国产分析纯。
1.2.2 色谱分析条件
GC/NPD:HP-1毛细管柱(12m×0.2mm),80℃(10℃/min)→280℃,进样口温度250℃,检测器温度250℃。
GC/MS:HP-1毛细管柱(12m×0.2mm),100℃(2min,25℃/min)→280℃;EI源;能量70ev;进样口温度230℃,接口温度280℃;离子源温度230℃;选择离子检测(SIM):m/z154、140(MAMP、AMP),m/z91(4-PBA)。
1.3 样品处理方法
毛发样品分别依次用0.1%十二烷基磺酸钠(SDS)、0.1%洗洁精、双蒸水和丙酮振荡洗涤一次,晾干后保存供检。
称取10mg洗净毛发,加1ml0.1mol/LHCl浸润,100℃水浴30min,冷却后加1μg4-PBA,用1mol/LNaOH调至pH11,3ml乙酸乙酯混旋提取,离心,有机层加一滴酸性甲醇(MeOH:HCl20:1),45℃水浴下用氮气吹干后,加乙酸乙酯和TFA各25μl,密封,至微波炉(500W)衍生化2min,氮气吹干后加20μl乙酸乙酯定容,供分析。
2 结果与讨论
2.1 提取溶剂的选择
苯丙胺类为碱性、低分子量化合物,国外报导较多用氯丁烷作为提取溶剂,乙酸乙酯也较多被使用。本研究以兼顾提取效率、简化操作步骤为原则,进行以下比较实验:称取空白毛发10mg/份,分别添加AMP和MAMP各5ng/mg、50ng/mg,加1ml0.1mol/LHCl浸润,45℃水浴过夜,冷却后加1μg4-PBA,用1mol/LNaOH调至pH11,分别用环己烷、乙酸乙酯、氯丁烷、乙醚3ml混旋提取,余操作同样品处理项1.3。
称取阳性毛发20mg/份,提取操作同上。
分析结果如图1、图2所示。
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图1 不同提取溶剂提取MAMP/4-PBA面积比
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图2 不同提取溶剂提取AMP/4-PBA面积比
A空白毛发添加5ng/mg
B空白毛发添加50ng/mg
C、D、E阳性毛发1、2、3
实验表明:氯丁烷提取能力最强,但杂质干扰多,需增加净化操作步骤;乙醚提取杂质干扰少,但效率低;环己烷和乙酸乙酯提取杂质干扰相当,环己烷提取效率稍高,考虑到环己烷对可能存在的极性代谢产物(如对羟基代谢产物)提取能力有限,故采用乙酸乙酯作为毛发的提取溶剂。
2.2 水解条件的选择
毛发水解主要有三种方法:酸水解、碱水解和酶水解。Nakahara等[1]比较了酸水解(用MeOH:5mol/LHCl20:1超声水解后直接提取)与碱水解(2.5mol/LNaOH45℃过夜,乙醚提取)两种方法的回收率,发现差异不大,酸水解本底较低,操作也相对简便。但Kintz等[2]认为从调节pH值的角度来说,碱水解因可直接达到最适pH值而优于酸水解。为进一步优化水解提取条件,本研究进行以下实验:
称取阳性毛发20mg/份,分别按以下条件水解后提取或直接提取:
(1)加1ml0.1mol/LHCl浸润,45℃水浴过夜,冷却后余操作同样品处理项1.3;
(2)加1ml0.1mol/LHCl浸润,100℃水浴30min,冷却后余操作同样品处理项1.3;
(3)加1ml1mol/LHCl浸润,100℃水浴10min,冷却后余操作同样品处理项1.3;
(4)加1ml酸性甲醇(MeOH:5mol/LHCl20:1)超声水解、浸提30min,余操作同样品处理项1.3;
(5)加1ml1mol/LNaOH浸润,45℃水浴过夜,冷却后余操作同样品处理项1.3;
分析结果如图3、图4所示。
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图3 不同水解条件MAMP/4-PBA面积比
A阳性毛发1B阳性毛发2C阳性毛发3
[[image4]]
图4 不同水解条件AMP/4-PBA面积比
A阳性毛发1B阳性毛发2C阳性毛发3
实验表明:酸性甲醇(MeOH:5mol/LHCl20:1)超声水解、浸提,杂质干扰极多,需增加净化操作步骤;1mol/LNaOH水解杂质干扰也较多;0.1mol/LHCl45℃水解条件温和,但耗时较长;比较而言,0.1mol/L HCl 100℃水解30min,提取效率及杂质干扰情况均与0.1mol/LHCl45℃水解相当,且方便迅速。
称取空白毛发10mg/份,分别添加AMP或MAMP20ng/mg、50ng/mg,加1ml0.1mol/LHCl浸润,100℃水浴30min,冷却后余操作同样品处理项。另取AMP或MAMP200ng、500ng不经提取直接加酸吹干衍生化。GC/NPD、GC/MS分析结果表明,经上述条件水解后,MAMP、AMP均不发生分解,回收率稳定。因此0.1mol/LHCl浸润,100℃水浴30min为方便可行的水解条件。
2.3 衍生化条件的选择
苯丙胺类为含氮的低分子量化合物,用GC/NPD或GC/MS法检测时,经衍生化处理可改善色谱行为,提高方法灵敏度。常用的衍生化试剂包括醋酸酐、三氟乙酸酐、五氟丙酸酐、七氟丁酸酐等,也有实验室自行合成其他衍生化试剂。本研究用MAMP、AMP标准品(GC/NPD检测)比较了醋酸酐、三氟乙酸酐、五氟丙酸酐、七氟丁酸酐的衍生化效果,未见明显差异。衍生化常在加热(65℃左右)一定时间条件下完成。近年来微波衍生化技术越来越多地被采用。本研究用MAMP、AMP标准品(GC/NPD检测)比较了微波照射(500W,2min)与烘箱加热(65℃,30min)的衍生化效果,未见明显差异。
2.4 回收率
称取空白毛发10mg/份,分别添加5ng/mg、20ng/mgAMP和MAMP,按样品处理项操作,测得回收率见表1。回收率大于78%,能够满足实际检案需要。
表1 毛发中AMP、MAMP回收率的测定(n=6)
添加量(ng/mg) |
绝对回收率 |
CV(%) |
相对回收率 |
CV(%) | |
AMP |
5 |
96.39 |
4.11 |
106.48 |
8.93 |
20 |
78.44 |
16.23 |
88.32 |
15.77 | |
MAMP |
5 |
95.33 |
6.34 |
104.92 |
5.74 |
20 |
79.16 |
16.27 |
89.04 |
14.33 | |
4-PBA |
1μg |
88.80 |
7.76 |
2.5 线性关系与最低检出限
准确取不同量的AMP、MAMP标准品,分别加至10mg空白毛发中,加入内标,配成系列标准样品,然后按样品处理项操作,分别用GC/NPD和GC/MS分析,毛发中AMP、MAMP的浓度与AMP、MAMP与内标的峰面积比成线性关系,其线性范围及最低检出限见表2。
表2 毛发中AMP、MAMP的线性关系及最低检测限
仪器方法 |
样品 |
回归方程 |
线性范围(ng/mg) |
最低检出限(ng/mg) |
GC/NPD |
AMP |
y=0.0051x+0.0228r=0.9967 |
1~50 |
0.5 |
MAMP |
y=0.0113x+0.0297r=0.9969 |
1~50 |
0.5 | |
GC/MS |
AMP |
y=0.0041x+0.0003r=0.9978 |
0.1~15 |
0.1 |
MAMP |
y=0.0075x+0.0017r=0.9990 |
0.1~15 |
0.1 |
2.6 染毒豚鼠毛发中MAMP及其代谢产物AMP浓度变化过程的测定
2.6.1 单次注射MAMP豚鼠毛发中MAMP及AMP浓度变化过程
给豚鼠腹腔单次注射MAMP(30mg/kg,n=6,背部黑色毛发,给药前剃光),每天剃毛,连续10天,所得毛发按样品处理项操作,测定MAMP及其代谢产物AMP的含量,结果如图5所示。在给药后第二天MAMP及其代谢产物AMP的含量达到峰值,第五天后测不出MAMP,第七天以后测不出AMP。整个时间过程中,代谢产物AMP的含量均大于原体MAMP。
[[image5]]
图5 单次注射MAMP豚鼠毛发中MAMP及AMP浓度变化过程
2.6.2 多次注射MAMP豚鼠毛发中MAMP及AMP浓度变化过程
给豚鼠腹腔注射MAMP(20mg/kg,隔天一次,连续7次,n=6,背部黑色毛发,给药前剃光),隔天剃毛,连续10次,所得毛发按样品处理项操作,测定MAMP及其代谢产物AMP的含量,结果如图6所示。图中可见,首次给药后第十四天MAMP及其代谢产物AMP的含量达到峰值,第二十天以后测不出MAMP和AMP。整个时间过程中,代谢产物AMP的含量也均大于原体MAMP。
[[image6]]
图6 多次注射MAMP豚鼠毛发中MAMP及AMP浓度变化过程
参考文献:
[1] Nakahara Y. Detection and diagnostic interpretation of amphetamines in hair[J].Forensic Sci Int,1995, 70(1- 3):135- 153.
[2] Kintz P,Cirimele V,Tracqui A,et al.Simultaneous determination of amphetamine, methamphetamine, 3,4- methylenedioxyamphetamine and 3,4- me- thylenedioxymethamphetamine in human hair by gas chromatography- mass spectrometry[J].J Chromatogr B,1995,670(1):162- 166.
[3] Nakahara Y, Takahashi K,Shimamine M,et al. Hair analysis for drug abuse:I.Determination of methamphetamine and amphetamines in hair by headspace solid- phase microextraction and gas chromatography with nitrogen phosphorus detection[J].J Forensic Sci,1990:70- 78.
[4] Nakahara Y, Kikura R, Yasuhara M, et al. Hair analysis for drug abuse:XIV.Identification of substances causing acute poisoning using hair root. I.Methamphetamine[J].Forensic Sci Int,1997,84:157- 164.
[5] R hrich J,Kauert G.Determination of amphetamine and methylenedioxy- amphetamine- derivatives in hair [J].Forensic Sci Int,1997,84:179- 188.
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