苗翠英, 徐浩龍

(中國人民公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100038)

0 引言

羥亞胺(Hydroxyl imine)，分子式: C13H16ClNO,化學(xué)名稱：1-羥基環(huán)戊基-2-氯苯基-N-甲基亞胺基酮，分子量: 237。常見存在形式為鹽酸羥亞胺, 高純度鹽酸羥亞胺為乳白色或白色粉末, 熔點(diǎn)175～185 ℃。工業(yè)用非高純度鹽酸羥亞胺為咖啡色粉末。羥亞胺和氯胺酮是同分異構(gòu)體，羥亞胺經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)可得到氯胺酮[1]。作為生產(chǎn)氯胺酮的主要原料，羥亞胺已成為我國新的制毒原料。2008 年4月23 日, 國務(wù)院已批準(zhǔn)將鹽酸羥亞胺列入第一類易制毒化學(xué)品。2008年7月8日，公安部、商務(wù)部、衛(wèi)生部、海關(guān)總署等6部委聯(lián)合下發(fā)公告，對(duì)羥亞胺的生產(chǎn)、經(jīng)營、購買、運(yùn)輸及進(jìn)、出口管理進(jìn)行了規(guī)定，以加強(qiáng)對(duì)鹽酸羥亞胺的嚴(yán)格管制[2-3]，進(jìn)一步有效遏制我國氯胺酮的非法生產(chǎn)及濫用。

羥亞胺和氯胺酮為同分異構(gòu)體，實(shí)際辦案中兩種物質(zhì)經(jīng)常同時(shí)檢出[4-5]。國內(nèi)外關(guān)于羥亞胺檢測(cè)方法研究、報(bào)道較少。目前國內(nèi)檢驗(yàn)羥亞胺的主要方法為氣相色譜/質(zhì)譜分析方法，該方法可以對(duì)羥亞胺進(jìn)行定性分析[6-7]，但不能準(zhǔn)確地定量分析。羥亞胺是我國2008年列入管制的易制毒化學(xué)品，國際毒品案件中較少出現(xiàn)，目前標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫中沒有其質(zhì)譜圖，因此，氣相色譜/質(zhì)譜分析方法檢驗(yàn)羥亞胺需人工解析質(zhì)譜圖或通過核磁共振法進(jìn)行確證[8-9]，雖然方法較為準(zhǔn)確，但對(duì)檢驗(yàn)人員專業(yè)水平及儀器設(shè)備要求較高。為了在實(shí)際辦案中達(dá)到方便快捷的定量效果，關(guān)于羥亞胺的定量研究方向有待進(jìn)一步拓展。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

SHIMADZU GC2010 GC/FID(日本島津公司)；

0.01 mg 級(jí)天平(瑞典 梅特勒公司)；

震蕩器(日本 EYELA公司)；

移液槍：100 μL～1 000 μL (德國 Eppendorf公司)；

瓶口移液器：標(biāo)稱容量10 mL (德國 Brand公司)；

進(jìn)樣針：50 μL、100 μL、250 μL (瑞士 Hamilton公司)。

1.2 檢測(cè)樣品

稱取鹽酸羥亞胺對(duì)照品5.77 mg加入甲醇溶液溶解并準(zhǔn)確定容至5 mL，制成含鹽酸羥亞胺1.154 mg/mL的甲醇溶液。用移液管精密移取上述對(duì)照品溶液1 mL，加入甲醇溶液定容至10 mL，制成鹽酸羥亞胺濃度為0.115 4 mg/mL(羥亞胺堿濃度為0.1 mg/mL )的樣本溶液。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

毒品大部分極性較弱，弱極性色譜柱對(duì)于弱極性物質(zhì)具有廣譜適用范圍，適用于毒品檢測(cè)。因此色譜柱選擇：DB- 5石英玻璃毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，弱極性色譜柱；

羥亞胺熱穩(wěn)定性好，因此選擇：高溫檢測(cè)溫度，300 ℃；進(jìn)樣溫度 ，280 ℃；柱終溫，280 ℃；

載氣 ：N2，純度>99.99% ；尾吹:30 mL/min；進(jìn)樣量：1 μL；燃燒氣：H2；燃燒氣流速：40 mL/min。

1.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

GC/FID的定量效果取決于其分離效果，分離效果的直觀表現(xiàn)是理論塔板數(shù)。理論塔板數(shù)受升溫速率、初始柱溫、柱流速、分流比的影響。因此本文從升溫速率、初始柱溫度、柱流速、分流比等4項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以羥亞胺響應(yīng)峰的理論塔板數(shù)、保留時(shí)間、峰面積、抗干擾情況以及工作曲線為參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)分析方法的參數(shù)進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)中，各組實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定一個(gè)為變量，其他恒定。

1.4.1 升溫速率實(shí)驗(yàn)

在載氣流速1 mL/min、分流比20∶1、初始柱溫100 ℃的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)升溫速率進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)升溫速率設(shè)定值從5 ℃/min升至20 ℃/min。

1.4.2 初始柱溫實(shí)驗(yàn)

在載氣流速1 mL/min、分流比20∶1、升溫速率16 ℃/min的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)初始柱溫進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)初始柱溫從50 ℃升至200 ℃。

1.4.3 載氣流速實(shí)驗(yàn)

在分流比20∶1、初始柱溫100 ℃、升溫速率16 ℃/min的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)載氣流速進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)載氣流速從0.5 mL/min升至2 mL/min。

1.4.4 分流實(shí)驗(yàn)

在流速1 mL/min、初始柱溫100 ℃、升溫速率16 ℃/min的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)分流比進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)分流比從5∶1升至50∶1。

1.4.5 抗干擾實(shí)驗(yàn)

在流速 1 mL/min、初始柱溫100 ℃、升溫速率16 ℃/min、分流比20∶1的實(shí)驗(yàn)條件下，將羥亞胺樣品加入案件中繳獲的搖頭丸檢材，對(duì)本實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行分析，并考察羥亞胺和搖頭丸中甲基苯丙胺、咖啡因和氯胺酮的分離度。

1.4.6 外標(biāo)法定量工作曲線實(shí)驗(yàn)

稱取羥亞胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣本50 mg，放入50 mL容量瓶中加入甲醇，配制成1 mg/mL的羥亞胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，并依次用甲醇稀釋至0.1 mg/mL、0.05 mg/mL、0.001 mg/mL、0.005 mg/mL、0.000 1 mg/mL濃度的羥亞胺溶液分別進(jìn)樣，每個(gè)濃度的樣品平行進(jìn)樣3次，在流速為 1 mL/min、初始柱溫100 ℃、升溫速率16 ℃/min、分流比 20∶1的色譜條件下進(jìn)行分析和檢測(cè)，用峰面積積分值(Y)對(duì)濃度(X)進(jìn)行線性回歸，采用0.1 mg/mL、0.05 mg/mL、0.01 mg/mL、0.005 mg/mL、0.001 mg/mL、0.000 5 mg/mL、0.000 1 mg/mL 7個(gè)濃度繪制成線性范圍為0.000 1 mg/mL～0.1 mg/mL的羥亞胺標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.4.7 精密度實(shí)驗(yàn)

在流速 1 mL/min、初始柱溫100 ℃、升溫速率16 ℃/min、分流比 20∶1實(shí)驗(yàn)條件下，連續(xù)7天每日連續(xù)檢測(cè)10次羥亞胺樣本，考察日間精密度和日內(nèi)精密度，計(jì)算出各自的SD和RSD值，考察本方法的精密度參數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 升溫速率

升溫速率與理論塔板數(shù)線性關(guān)系如圖1和圖2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，升溫速率相對(duì)于理論塔板數(shù)的變化率明顯低于初始溫度相對(duì)于理論塔板數(shù)的變化率，說明升溫速率對(duì)柱效變化的影響小于初始溫度。為維持較高柱效，初始溫度不宜變化太大，因此本方法宜優(yōu)先對(duì)升溫速率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖1 升溫速率- 理論塔板數(shù)變化曲線圖

圖2 初始溫度- 理論塔板數(shù)變化曲線圖

圖1曲線可見，當(dāng)升溫速率在5 ℃/min到20 ℃/min之間變化時(shí)，理論塔板數(shù)在降低；在16 ℃/min時(shí)，理論塔板數(shù)下降的斜率增大。為了達(dá)到一定的柱效，應(yīng)從升溫速率對(duì)柱效變化影響相對(duì)較小的穩(wěn)定區(qū)間內(nèi)選擇合適的升溫速率，見圖3。當(dāng)升溫速率小于或等于16 ℃/min 時(shí)，理論塔板數(shù)比保留時(shí)間的曲線呈上升趨勢(shì)；當(dāng)升溫速率大于16 ℃/min 時(shí)，理論塔板數(shù)比保留時(shí)間曲線呈下降趨勢(shì)。

圖3 升溫速率- 理論塔板數(shù)變化曲線圖

綜上所述，為減少分析時(shí)間、提高柱效和保護(hù)儀器，以 16 ℃/min為較優(yōu)升溫速率。

2.2 初始柱溫

初始柱溫與理論塔板數(shù)的關(guān)系如圖4所示。由圖 4曲線2可見，初始柱溫升高的同時(shí)理論塔板數(shù)呈線性下降。因進(jìn)樣口溫度和初始柱溫溫差越大，羥亞胺越容易冷凝在色譜柱頭，羥亞胺初始色譜帶沿柱軸方向展開越小同時(shí)分離能力越強(qiáng)。但在實(shí)際辦案中適用于批量檢材處理要求分析時(shí)間要適中，本實(shí)驗(yàn)擬將時(shí)間控制在15 min內(nèi)。如圖4曲線2所示，隨著初始溫度的增加理論塔板數(shù)變化曲線趨勢(shì)為直線下降，在100 ℃時(shí)理論塔板數(shù)和保留時(shí)間達(dá)到最優(yōu)值。

圖4 初始柱溫- 理論塔板數(shù)

綜上所述，綜合考慮儀器的柱效與待檢測(cè)組分的保留時(shí)間，選擇100 ℃作為羥亞胺GC分析方法的初始柱溫較為合適。

2.3 載氣流速

由圖5可見，當(dāng)柱載氣流速在0.5 mL/min～0.8 mL/min 時(shí)，理論塔板數(shù)較高且理論塔板數(shù)隨柱流速的升高而顯著升高；當(dāng)流速大于或等于1.1 mL/min 時(shí)，理論塔板數(shù)開始有較為明顯的降低。在0.9 mL/min～1.0 mL/min的范圍內(nèi)理論塔板數(shù)較為平穩(wěn)。

圖5 柱流速- 理論塔板數(shù)變化曲線圖

綜上所述，從提高柱效和縮短分析時(shí)間兩方面綜合考慮，選擇1 mL/min的柱載氣流速較優(yōu)。

2.4 分流比

分流比將會(huì)影響氣相色譜的分析結(jié)果。在本實(shí)驗(yàn)設(shè)定的條件下探究分流比與羥亞胺的氣相分析檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的關(guān)系，主要考察羥亞胺的色譜峰面積和理論塔板數(shù)。

圖6 分流比- 理論塔板數(shù)變化曲線圖

分流比對(duì)理論塔板數(shù)的影響如圖6所示，由圖可見分流比對(duì)理論塔板數(shù)的影響較小。分流比對(duì)羥亞胺峰面積的影響如圖7所示，其相關(guān)曲線拐點(diǎn)為分流比為20∶1，當(dāng)分流比大于或等于15∶1時(shí)，曲線線性程度較高且線性陡峭；當(dāng)分流比大于或等于20∶1 時(shí)，曲線呈一定線性，但線性趨緩且較為平穩(wěn)。在實(shí)際辦案中穩(wěn)定和重現(xiàn)性是重要因素之一，要選擇分流比- 峰面積變化曲線較平緩時(shí)的分流比，因?yàn)樵谶@種參數(shù)下分流比有微小的波動(dòng)不會(huì)對(duì)峰面積造成較大的影響，較為穩(wěn)定。同時(shí)，如果分流比過大，即實(shí)際的進(jìn)樣量會(huì)較小，在進(jìn)樣量較小的情況下，檢測(cè)靈敏度就會(huì)降低。

圖7 分流比- 峰面積(羥亞胺)變化曲線圖

綜上所述，20∶1的分流比應(yīng)用于日常分析檢驗(yàn)較為適合。

2.5 抗干擾結(jié)果分析

抗干擾分析結(jié)果如圖8所示，在流速1 mL/min、初始柱溫100 ℃、升溫速率16 ℃/min、分流比20∶1的實(shí)驗(yàn)條件下，羥亞胺和樣本搖頭丸中甲基苯丙胺、咖啡因和氯胺酮具有較好分離度。羥亞胺和各組分的分離度如下：甲基苯丙胺95.248、咖啡因3.572、氯胺酮14.17。其中咖啡因和羥亞胺的分離度最小，其分離度值為3. 3.572>2，符合實(shí)際辦案檢驗(yàn)要求。

圖8 羥亞胺和甲基苯丙胺、咖啡因、氯胺酮色譜峰圖

在實(shí)際辦案中常見的是對(duì)同一檢材中氯胺酮和羥亞胺的分別定性定量，在本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的羥亞胺GC/FID儀器分析參數(shù)下，氯胺酮和各組分的分離度良好，完全滿足實(shí)際辦案中對(duì)于羥亞胺的檢驗(yàn)要求。

2.6 工作曲線

在本實(shí)驗(yàn)所選擇的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)下，GC/FID工作曲線各項(xiàng)參數(shù)良好，R值已經(jīng)達(dá)到0.001數(shù)量級(jí)的要求。 0.000 1 mg/mL～0.1 mg/mL的羥亞胺標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖9所示。

圖9 羥亞胺標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

0.000 1 mg/mL～0.1 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)工作曲線相關(guān)技術(shù)參數(shù)：Y=81 872.7X+23.384 4；R2=0.999 835 1；R=0.999 917 6。

在濃度為0.000 5 mg/mL和0.000 1 mg/mL時(shí)羥亞胺的相應(yīng)理論峰面積應(yīng)為40和8，但在此時(shí)羥亞胺的濃度過小，對(duì)儀器要求較高，在此情況下峰面積的計(jì)分結(jié)果誤差較大，本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)明顯偏離理論值。因此在本工作曲線所考察的7個(gè)濃度點(diǎn)中0.000 5 mg/mL和0.000 1 mg/mL的數(shù)據(jù)需要排除不計(jì)。排除羥亞胺濃度0.000 5 mg/mL和0.000 1 mg/mL后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)所確定的羥亞胺檢驗(yàn)鑒定GC/FID儀器的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)在檢測(cè)濃度0.001 mg/mL～0.1 mg/mL范圍內(nèi)線性良好，線性回歸方程為：

Y=81 999.22X+13.677 89；R2=0.999 836 4；R=0.999 918 2。

在線性回歸方程中，本實(shí)驗(yàn)所確定的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)下工作曲線各項(xiàng)參數(shù)良好，R值已經(jīng)達(dá)到0.001數(shù)量級(jí)的要求，符合對(duì)毒品或易制毒化學(xué)品犯罪案件中檢驗(yàn)羥亞胺的定量的要求，定量范圍為0.001 mg/mL～0.1 mg/mL。本方法檢測(cè)限可以達(dá)到0.001 mg/mL。

2.7 精密度實(shí)驗(yàn)

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得的本實(shí)驗(yàn)定量精密度數(shù)據(jù)：

日內(nèi)精密度為:RSD=3.56(n=10)。日間精密度為:RSD=6.69(n=7)。

3 結(jié)論與展望

本文通過對(duì)羥亞胺GC/FID實(shí)驗(yàn)條件中升溫速率、初始柱溫、載氣流速和分流比4項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行考察，得到優(yōu)化 GC/MS分析條件如下：色譜柱：DB- 5石英玻璃毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；載氣： N2，純度>99.99%；進(jìn)樣溫度：280 ℃；流速：1 mL/min；分流比：20∶1；升溫程序：以 100 ℃為初始柱溫，以 16 ℃/min 升溫至 280 ℃；檢測(cè)溫度:300 ℃；尾吹:30 mL/min；燃燒氣：H2，40 mL/min；助燃?xì)猓嚎諝猓細(xì)饬魉伲?00 mL/min。

在此分析方法下，羥亞胺濃度為0.001 mg/mL～0.1 mg/mL濃度范圍內(nèi)準(zhǔn)確定性，羥亞胺保留時(shí)間9.68 min。

該方法能夠適用于日常辦案需求，定性定量準(zhǔn)確、分析速度快。

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