李 彭，賀劍鋒，劉克林，張春水，高利生，鄭 琿

（公安部物證鑒定中心 北京市現(xiàn)場物證檢驗工程技術(shù)研究中心，北京100038）

精神活性物質(zhì)檢測技術(shù)的研究進(jìn)展

李 彭，賀劍鋒，劉克林，張春水，高利生，鄭 琿*

（公安部物證鑒定中心 北京市現(xiàn)場物證檢驗工程技術(shù)研究中心，北京100038）

20世紀(jì)80年代以來，精神活性物質(zhì)在世界范圍內(nèi)日益蔓延，已成為各國公認(rèn)的世界公害之一。如何精準(zhǔn)地檢測痕量甚至是超痕量的新型精神活性物質(zhì)，如何檢測存在于復(fù)雜基質(zhì)中的新型精神活性物質(zhì)，都是極大的挑戰(zhàn)。本文對近年來的新型精神活性物質(zhì)檢測的文獻(xiàn)進(jìn)行了綜述。首先討論了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在新型精神活性物質(zhì)檢測中的應(yīng)用，介紹與這種定性定量技術(shù)搭配使用的諸如中空纖維-液相微萃取、電化學(xué)增強(qiáng)固相微萃取等方法。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)作為一種不可或缺的分析手段，具有高特異性、高速、高選擇性等特點，可提供大量待檢測精神活性物質(zhì)的化學(xué)信息。此外，本文還綜述了三重四級-飛行時間質(zhì)譜技術(shù)、石墨印刷電極技術(shù)、酶聯(lián)免疫法等新技術(shù)在精神活性物質(zhì)檢測中的應(yīng)用進(jìn)展，以供同行參考。最后提出，在今后一段時期，精神活性物質(zhì)檢測的工作重心應(yīng)該放在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備及檢測方法的開發(fā)上。

毒品分析；氣相色譜-質(zhì)譜；液相色譜-質(zhì)譜；精神活性物質(zhì)

精神活性物質(zhì)是一類化學(xué)物質(zhì)，依據(jù)精神活性物質(zhì)的藥理特性，分為麻醉性鎮(zhèn)痛劑、興奮劑、致幻劑、中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制劑等。從2009年開始，互聯(lián)網(wǎng)等媒體上出現(xiàn)大量關(guān)于新型精神活性物質(zhì)的信息［1］。從國際范圍看，歐洲毒品和毒癮檢測中心的預(yù)警系統(tǒng)平均每周都會收到一份關(guān)于新型毒品的報告，美國同樣有這種趨勢［2］。精神活性物質(zhì)濫用不但對濫用者個體、他人造成嚴(yán)重傷害，還導(dǎo)致多種疾病的流行蔓延等社會公共問題［3］，以及因此引發(fā)的家庭、社會治安等嚴(yán)重社會問題。以卡西酮（一種人工合成精神藥物的衍生物）為例，它通過結(jié)合去甲腎上腺素、多巴胺、血清素等單氨基載體，表現(xiàn)出精神活性效應(yīng)，隨著體內(nèi)卡西酮濃度的增加，自主神經(jīng)刺激和精神興奮愈加強(qiáng)烈［4］，吸食卡西酮引發(fā)的“啃臉”、“殺子”等惡性犯罪案件數(shù)量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。精神活性物質(zhì)種類數(shù)量由2009年底的166種增加到2013年底的348種，增加幅度超過100%，明顯超過了受國際管制的精神活性物質(zhì)的種類數(shù)量（234種）［5］。新型精神活性物質(zhì)的擴(kuò)散對其檢測構(gòu)成挑戰(zhàn)，因此，無論在醫(yī)療領(lǐng)域還是禁毒領(lǐng)域，對精神活性物質(zhì)，特別是新型精神活性物質(zhì)的檢測都是十分重要的。目前，精神活性物質(zhì)的檢測主要使用GC-MS，LC-MS和其它儀器聯(lián)用技術(shù)。以下對幾種重要的常見聯(lián)用技術(shù)及其相關(guān)的樣本處理方法進(jìn)行綜述。

1 精神活性物質(zhì)的GC-MS分析技術(shù)

GC-MS具有分離效能好、靈敏度高、定性準(zhǔn)確和分析速度快等優(yōu)點，適合熱穩(wěn)定性好，容易氣化物質(zhì)的檢測，對于極性強(qiáng)、揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)則需要衍生化后再進(jìn)行分析。衍生化不僅可以改善分析對象的揮發(fā)性、峰形、分離度，還同時提高檢測的靈敏度。

Eller等［6］采用中空纖維膜液相微萃?。╤ollow fiber-based liquid phase microextraction，HF-LPME）方法結(jié)合GC-MS技術(shù)，研究了尿樣中大麻最重要的代謝物△9-四氫大麻酸（THC-COOH），通過優(yōu)化水解及萃取條件，使得尿樣中THC-COOH的檢測限低至1.5 ng/mL，線性范圍2.0~170 ng/mL，r2＞0.99，該方法快速，廉價，僅需要1 mL尿樣及少量有機(jī)溶劑。Minoli等［7］采用GC-MS/MS定量檢測了頭發(fā)中的THC-COOH。將頭發(fā)在溫度為90℃，濃度為1 mol 的NaOH溶液中水解15 min，THC由正己烷：乙酸乙酯混合液（9:1）萃取，水相加濃乙酸調(diào)節(jié)pH至4。THC-COOH按照同樣的方法萃取。提取物烘干后，用五氟丙酸酐和六氟異丙醇衍生，然后用GC-MS分析。THC-COOH的檢測線性范圍為0.1~5 pg/mg，r2＞0.9993，檢出限（LOD）為0.01 pg/mg，定量限（LOQ）為0.04 pg/mg。Brabanter等［8］在THC-COOH的樣本制備過程中引入了微波輔助反應(yīng)，GC-MS/MS方法用時4 min，整個分析過程僅僅用時30 min，大大提高了分析效率。該方法的線性范圍為5~100 ng/mL。

Kuleya等［9］采用GC-MS技術(shù)，通過簡單的溶劑萃取，分離了哌嗪樣本中的19種常見毒品，并首次實現(xiàn)了1-（2-氟苯基）哌嗪和1-（3-氟苯基）哌嗪和1-（4-氟苯基）哌嗪，以及1-（2-三氟甲苯基）哌嗪、1-（3-三氟甲苯基）哌嗪和1-（4-三氟甲苯基）哌嗪的分離。Jennifer等［10］采用間接手性拆分技術(shù)，分離了24種精神活性物質(zhì)，使用手性衍生化試劑三氟乙酰丙酰氯將待測物衍生化后，在30 m的HP5-MS毛細(xì)管柱中完成分離，色譜柱初始溫度160℃，以2℃/min速率升至220℃，然后以25℃/min速率升至250℃，整個運行時間35.20 min。在上述最優(yōu)條件下，其中的13種化合物能夠手性拆分，分離度（Rs）值高達(dá)7.0。Tan等［11］采用電增強(qiáng)固相微萃?。╡lectrosorptionenhanced solid-phase microextraction，EE-SPME）方法結(jié)合GC-MS技術(shù)分析了尿液中的甲基苯丙胺，EE-SPME比傳統(tǒng)的固相微萃取更高效，其富集因子可以達(dá)到傳統(tǒng)固相微萃取富集因子的159倍，校準(zhǔn)曲線線性范圍為0.5~15 ng/mL，r=0.9948。LOD為0.25 ng/mL，RSD為6.12%（n=3）。

2 精神活性物質(zhì)的LC-MS分析技術(shù)

與GC-MS相比，LC-MS省去了衍生化步驟，避免了熱不穩(wěn)定物質(zhì)受熱分解給檢測帶來的影響。LC與串聯(lián)質(zhì)譜（tandem MS）或四級桿串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜（quadrupole time-of-flight mass spectrometry，QTOF-MS）的聯(lián)用，可以給出更多分子碎片的信息。

Patton等［12］首次報道了合成大麻素JWH-018和AM2201的Ω-1單羥基旋光對映體的代謝過程及毒性。利用手性液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（chiral LC-MS/MS）定量人體尿樣中JWH-018和AM2201的每一種旋光對映體及其它的非手性的代謝物。該方法的準(zhǔn)確度（%RE=18.6）和重現(xiàn)性（CV=15.8%）在較低濃度（LLQ=0.99 ng/mL）均令人滿意。Scheidweiler等［13］用LC-MS/MS技術(shù)同時定量尿樣中20種常見大麻素及其21種代謝物，半定量檢測12種烷基羥基代謝物。線性范圍的下限為0.1~1.0 μ g/L，上限為50~100 μ g/ L（r2＞0.994）。通過使用廣譜介質(zhì)液-液萃取的樣本制備技術(shù)和預(yù)設(shè)定多反應(yīng)監(jiān)測（multiple reaction monitoring，MRM）方法，可以免去樣本重新制備和儀器參數(shù)的重新設(shè)定過程，大大縮短實驗時間，提高實驗效率。Sundstr?m等［14］采用超高效液相色譜-高分辨飛行時間質(zhì)譜（ultra high performance liquid chromatography-high resolution-time of flight mass spectrometry，UHPLC-HR-TOFMS）技術(shù)，在單針進(jìn)樣的條件下，研究了尿液中75種精神活性物質(zhì)的濃度，合成大麻素的截止?jié)舛葹?.2~60 ng/mL，卡西酮類的截止?jié)舛葹?.7~15 ng/mL。文中的濫用藥物的篩查方法是高靈敏度與寬范圍的完美結(jié)合。Concheiro等［15］用液相色譜-高分辨質(zhì)譜（LC-high resolution-MS，LC-HRMS）同時定量尿樣中24種卡西酮類物質(zhì)及4種代謝物。將1 mL磷酸鹽緩沖溶液（pH=6）和0.25 mL尿樣均勻混合后，注入陽離子交換固相萃取柱，色譜分離過程在20 min內(nèi)完成。線性范圍為0.5~100 μ g/L，LOD為 0.25~1 μ g/L，LOQ為 0.5~1 μ g/L，方法具有良好的選擇性和特異性。Poklis等［16］采用HPLC-MS/MS方法，用2，5-二甲氧基-N-［（2-甲氧基苯基）甲基］-苯乙胺作內(nèi)標(biāo)物，定量檢測了4-溴-2，5-二甲氧基-N-［（2-甲氧基苯基）甲基］-苯乙胺，在血清及尿樣中的LOD分別為180 pg/mL和1900 pg/mL。此方法檢測靈敏度高、重復(fù)性好，適用于臨床毒品中毒的快速鑒定。

Kneisel等［17］采用液相色譜-電噴霧質(zhì)譜（LC-electrospray ionization-MS， LC/ESI-MS/MS）研究了干凈唾液中28種合成大麻素的含量。LOD范圍為0.02~0.40 ng/mL，LOQ范圍為0.2~4.0 ng/mL。合成大麻素從血液到唾液和從唾液到血液的轉(zhuǎn)移都非常少，如果在口腔中檢測出陽性結(jié)果，一定是在吸煙過程攝入了毒品。由于該類攝入毒品可以殘留2天以上，唾液將會成為檢測最近是否使用合成大麻素的有效途徑。Kneisel等［18］用Dr?ger DCD 5000毒品采樣套裝，結(jié)合LC/ESI-MS/MS，檢測了唾液中30種合成大麻素，該方法適用于其中28種成分的定量分析。線性范圍為0.015~0.9 ng/mL，LOQ在0.15~3.0 ng/mL之間，該方法所得結(jié)果與采用常規(guī)方法檢測264例樣本所得結(jié)論一致。Castro等［19］驗證了一種LC-MS/MS方法，檢測唾液中的8種精神活性物質(zhì)。將樣本通過Atlantis?T3 column （100 mm × 2.1 mm，3 μ m）色譜柱，使用0.1%的甲酸/乙腈溶液作為流動相，整個分析過程在10 min內(nèi)即可完成。LOD低至0.05~0.1 ng/mL， LOQ低至0.2 ng/mL，線性范圍0.2~200 ng/mL。

Gottardo等［20］采用液相色譜-四極桿-飛行時間質(zhì)譜（LC-QTOF-MS），分析了435例頭發(fā)樣本中50種常見的精神活性物質(zhì)，結(jié)果有8例樣本給出了1-戊基-3-（1-萘甲酰基）吲哚（JWH-018），1-丁基-3-（1-萘甲?；┻胚幔↗WH-073），1-戊基-3-（4-甲氧基萘甲?；┻胚幔↗WH-081），2-（2-甲氧基苯基）-1-（1-戊基-1H-吲哚-3-基）乙酮（JWH-250），（4-甲基-1-萘基）-（1-戊基-1H-吲哚-3-基）甲酮（JWH-122）的陽性結(jié)果，范圍在0.010~1.28 ng/mg。通過檢測頭發(fā)樣本，可以監(jiān)控在社區(qū)內(nèi)精神活性物質(zhì)的擴(kuò)散情況。Cirimele等［21］利用HPLC-MS/MS技術(shù)，分析了頭發(fā)中18種合成大麻素的含量。該方法線性范圍為LOQ-500 pg/mg，定量范圍為0.5~5 pg/mg。Nielsen等［22］用超高壓液相色譜-質(zhì)譜（UHPLC-MS/MS）技術(shù)研究了頭發(fā)中31種常見毒品，線性范圍0.025~25 ng/mg，同時指出，在頭發(fā)樣本的研究過程中，由于頭發(fā)樣本分析中的不確定性，需要采取措施以防止同一個體及不同個體的頭發(fā)差異影響結(jié)果。

Yamaguchi等［23］創(chuàng)建了一種THC-COOH衍生化的方法，通過氟甲酸乙酯與2-甲氧基乙胺的作用，使得酚羥基基團(tuán)轉(zhuǎn)化為碳酸乙酯基團(tuán)，羧基基團(tuán)轉(zhuǎn)化為甲氧基乙基酰胺基團(tuán)。通過峰面積可以計算出，衍生化后THC-COOH的分析靈敏度大約提高100倍。同時，THC的檢測靈敏度降低，這表明，在電噴射離子化作用下，胺基基團(tuán)的出現(xiàn)提高了THC-COOH的檢測靈敏度。利用該方法檢測人體血液及膽汁內(nèi)的THC-COOH，線性范圍分別是1~50 ng/mL（血液）和10~400 ng/mL（膽汁）。血液中，THC-COOH的 LOD為 0.25 ng/mL，LOQ為 1 ng/ mL。Poklis等［24］報道了用HPLC/MS/MS方法，分析一例19歲男子吸毒致死后的尸檢樣本2，5-二甲氧基-4-碘-N-2-甲氧基甲基苯乙胺（25I-NBOMe）的含量。最低檢測限為外周血405 pg/mL，心血410 pg/ mL，尿液2.86 ng/mL，玻璃體99 pg/mL，胃容物總量7.1 μ g， 膽汁10.9 ng/g，腦2.54 ng/g，肝7.2 ng/ g。Li等［25］報道了采用親水液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（ion exchange hydrophilic interaction chromatography-LC-MS， HILIC-LC/MS/MS）在賽馬血液中檢測11種卡西酮衍生物的含量。實驗對比了6個空白血漿和添加0.2 ng/mL分析物的數(shù)據(jù)，該方法的線性范圍為0.2~50 ng/mL。血漿中不同濃度（0.5、10、50 ng/ mL）的樣本回收率均大于70%。LOD、LOQ和LOC分別為0.02~0.05 ng/mL，0.2~1.0 ng/mL，0.2~10 ng/ mL。Usui等［26］采用LC-MS/MS檢測方法報道了一例3，4-二甲基甲卡西酮（3，4-DMMC）致死案例中的3，4-DMMC，該方法在前處理階段可以快捷、高效地提取出3，4-DMMC。3，4-DMMC在血樣和尿樣中的線性范圍為5~400 ng/mL，血樣和尿樣中3，4-DMMC的回收率分別為85.9%~89.4%和95.8%~101%，LOD分別為1.03 ng/mL和1.37 ng/mL；LOQ分別為5.00 ng/mL和5.38 ng/mL。Anizan等［27］使用LC-HRMS進(jìn)行定量，首次報道了一種檢測血漿中亞甲基二氧吡咯戊酮（MDPV）及其主要代謝物的方法，LOD低至0.1 μg/L，線性范圍0.25~1000 μ g/L，人-大鼠血漿雜交驗證試驗表明大鼠的血漿能夠精確定量人血的標(biāo)準(zhǔn)曲線。Ambach等［28］采用反相色譜分離-質(zhì)譜（reversed phase-LC-mass spectrometry， RP-LC-MS/ MS）技術(shù)，快速檢測干血斑中64種精神活性物質(zhì)，LOD在1~10 ng/mL范圍內(nèi)。并未觀察到來自基質(zhì)化合物的干擾。平均提取效率為84.6%。該方法制備的干血斑可以穩(wěn)定保存3天以上。將干血斑中精神活性物質(zhì)的含量與在全血中的結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果一致。Teng等［29］介紹了一種固相萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)（solid phase extraction-LC-time-of-flight mass spectrometry，SPE-LC-TOF-MS），分析人體全血中151種精神活性物質(zhì)。分析物通過全自動在線萃取裝置中被萃取和分離，LOD為1~100 ng/mL，回收率為6.3%~163.5%。整個色譜檢測過程運行26 min，包括前處理過程在內(nèi)，時間消耗也僅僅為45 min。根據(jù)保留時間與分子離子碎片的精確質(zhì)量，可以檢測大多數(shù)常見的精神活性物質(zhì)、殺蟲劑及除草劑。

Reid等［30］用UHPLC-MS/MS技術(shù)，研究了污水中常見毒品的殘留物。安非他明類化合物的LOD 為1 ng/L，LOQ為3 ng/L；合成大麻素類代謝物的LOD為5 ng/L，LOQ為15 ng/L。Nuijs等［31］采用固相萃取及LC-MS/MS技術(shù)，檢測廢水中亞甲基雙氧吡咯戊酮（MDPV），甲氧麻黃酮（MEPH），氯胺酮（KET）及其代謝物去甲氯胺酮（NK）、去羥氯胺酮（DHNK），以及大麻素的主要代謝物THC-COOH。除DHNK外，其余均用氘代試劑作為內(nèi)標(biāo)物。KET、NK、DHNK、MDPV、MEPH的定量下限可以達(dá)到 5 ng/L，THC-COOH、KET的定量下限為20 ng/L。其中，MEPH和MDPV的分析是首次報道。該方法通過在大型廢水池中采集水樣，檢測上述精神活性物質(zhì)的含量，可以評估其濫用情況，防控風(fēng)險。

Swortwood等［32］采用液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜（LC-triple quadrupole time-of-flight mass spectrometer，LC-QQQ-MS/MS）技術(shù)，研究了苯乙胺、色胺、哌嗪等三大類精神活性物質(zhì)。該方法可以分析32種成分中的27種，LOQ在1~10 ng/mL之間，LOQ低至10 pg/mL。作者用此方法檢測了一例疑似吸食毒品死亡案例，結(jié)果表明，體內(nèi)七種濃度低至11 ng/mL的化合物可以進(jìn)行定量檢測。Chen等［33］采用液相色譜-電噴霧離子阱質(zhì)譜（LC-electrospray ionization iontrap mass spectrometry， LC-ESI-ITMS）方法定量檢測了甲卡西酮、2-甲基氨基- 1-（3，4-亞甲二氧苯基）-1-丙酮、MDPV以及1-甲基- 4-苯基- 4-哌啶丙酸酯四種物質(zhì)。結(jié)果表明，在0.010~5.00 ng/mL范圍內(nèi)，具有良好的線性關(guān)系，系數(shù)大于0.9988 。Wohlfarth等［34］使用Applied Biosystems LC-MS/MS API 365電噴霧離子源，檢測出35種精神活性物質(zhì)，用1 mmol的甲酸銨和0.1%的甲酸/甲醇溶液分別作為流動相的A相和B相，用陽離子電噴霧方法表征實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，LOD可以達(dá)到1.0~5.0 ng/mL。

3 精神活性物質(zhì)的新儀器分析技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，運用最新檢測原理的檢測器不斷被開發(fā)應(yīng)用，檢測精度不斷提高。下面介紹近期關(guān)于精神活性物質(zhì)檢測新技術(shù)的報道。

3.1 三重四級-飛行時間質(zhì)譜技術(shù)

Shanks［35］、Grabenauer［36］、Ibá?ez［37］通過研究超過65種化合物，表明三重四級-飛行時間質(zhì)譜技術(shù)（triple quadrupole time-of-flight mass spectrometer，QQQ-TOF-MS）適用于現(xiàn)代藥物化學(xué)或者法庭毒物學(xué)，可以在無需提取或者注射的情況下，對新化合物進(jìn)行分析。Fornal［38］利用QQQ-TOF-MS技術(shù)，研究了卡西酮類精神活性物質(zhì)在碰撞誘導(dǎo)時的解離規(guī)律，指出根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不飽和度以及氨基基團(tuán)的特性，可將常見的卡西酮分為9類，并且給出了可能的裂解方式，主要碎片離子和部分高級產(chǎn)物離子。Seku?a［39］采用該項技術(shù)記錄MS/MS模式下全掃描精確質(zhì)譜，指出這是精神活性物質(zhì)快速定性的最有價值的工具。

3.2 石墨印刷電極技術(shù)

Smith等［40］利用金屬修飾的絲網(wǎng)印刷電化學(xué)傳感器（graphite screen-printed electrode，SPES）研究了精神活性物質(zhì)、合成大麻素電化學(xué)信號，首次報道了一種利用石墨印刷電極技術(shù)（graphite screen-printed electrode，GSPE）快速準(zhǔn)確定量卡西酮衍生物類化合物的方法。利用卡西酮的電化學(xué)還原反應(yīng)進(jìn)行定量分析，甲基甲卡西酮（4-MCC）和2-（乙基氨基）-1-（4-甲基苯基）-1-丙酮（4-MEC）的檢測下限分別為11.80 μg/ml和11.60 μg/ml。GSPE低成本、單脈沖，但是有很高的重現(xiàn)性及可靠的信號平臺，今后有希望發(fā)展成為便攜式的藥物分析傳感器。Smith等［41］利用GSPE首次發(fā)現(xiàn)了甲卡西酮類物質(zhì)具有電化學(xué)活性，并且研究了（±）-甲卡西酮、4-MMC、4-MEC在不同pH條件下的分析響應(yīng)情況。當(dāng)pH＜6時，伏安特性由電化學(xué)可逆轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)可逆，由此可以進(jìn)行定量分析。（±）-甲卡西酮在pH=12的條件下，16~200 μg/mL濃度范圍內(nèi)電化學(xué)信號呈線性關(guān)系，LOD為44.5 μ g/mL。4-MMC、4-MEC在 pH=2的 條 件 下，16~350 μ g/mL濃度范圍內(nèi)電化學(xué)信號呈線性關(guān)系，LOD為39.8 μ g/mL和84.2 μg/mL。

3.3 酶聯(lián)免疫法

Arntson等［42］利用一種酶聯(lián)免疫吸附測定法（enzyme-linked immunospot assay，ELISA）克服了合成大麻素不與傳統(tǒng)大麻抗體交聯(lián)的缺點，使用兩種ELISA吸收劑，分別檢測114個尿樣中的JWH-018 和84個尿樣中的JWH-250，結(jié)果表明對于JWH-018 的5-OH代謝產(chǎn)物和JWH-250的4-OH代謝產(chǎn)物的檢測限低至5 ng/mL。Guan等［43］合成了硝西泮的單克隆抗體，該抗體對硝西泮的半抑制濃度為0.2 ng/mL?？贵w與干擾物質(zhì)的交聯(lián)度低于0.1%，而與硝西泮的交聯(lián)度為23%，表明酶聯(lián)反應(yīng)有很高的特異性?；厥章试?4%~95%之間，表明該方法可以應(yīng)用于尿樣中硝西泮的檢測。

3.4 膠束動電毛細(xì)管色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)

?vidrnoch等［44］利用膠束動電毛細(xì)管色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)（micellar electrokinetic chromatography-tandem mass spectrometry，MEKC-MS/MS），選擇性分離、檢測了12種合成大麻素。文章研究了不同濃度的全氟辛酸銨作為背景電解質(zhì)產(chǎn)生膠束效應(yīng)，對于合成卡西酮類物質(zhì)的選擇性的影響。結(jié)果表明，最佳的背景電解質(zhì)濃度為，100 mmol全氟辛酸加200 mmol羥胺，此時，該方法的線性范圍為10~5000 ng/mL，LOD為 10~78 ng/mL。Akamatsu等［45］使 用 MEKCMS/MS技術(shù)同時檢測12種合成大麻素。使用揮發(fā)性表面活性劑全氟辛酸銨作為膠束準(zhǔn)固定相的成分。最佳分離環(huán)境為50 mmol全氟辛酸銨的乙腈水溶液（體積分?jǐn)?shù)20%，pH 9.0）?；厥章蕿?9.5%~101.7%，LOD為6.5~76.5 ng/mL。MEKC-MS/MS方法尚未成為常規(guī)的毒品分析方法，但是其相對較短的分析時間以及可控的選擇性等特點將來會凸顯出來。

3.5 懸浮固化-分散液液微萃取技術(shù)

Ahmadi-Jouibaria等［46］基于懸浮固化-分散液液微萃取技術(shù)（dispersive liquid-liquid microextraction based on solidification of floating organic，DLLME-SFO），結(jié)合高效液相色譜-紫外聯(lián)用技術(shù)（high performance liquid chromatography-ultraviolet rays， HPLC-UV），檢測尿樣中苯丙胺和甲基苯丙胺。實驗的最優(yōu)化參數(shù)為：30.0 μ L正十一醇；分散劑，300 μL乙腈；緩沖鹽，質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為2%的K2CO3溶液；萃取時間，1 min。此時，工作曲線在10~3000 μ g/L范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，LOD在2~8 μ g/L范圍內(nèi)。相比于傳統(tǒng)的分散液液微萃?。―LLME）方法，DLLME-SFO方法使用了低毒性的萃取劑，并且在很短時間內(nèi)，給出了高的萃取回收率。

3.6 超聲輔助-分散液液微萃取技術(shù)

Fernández等［47］采用超聲輔助-分散液液微萃取技術(shù)（ultrasound-assisted dispersive liquid-liquid microextraction，UA-DLLME），檢測了人體血樣中7種苯二氮卓類化合物。在最優(yōu)化實驗條件下，在反相C18柱與Shield RP18柱中，線性范圍為0.01~5 μ g/mL，校正系數(shù)r＞0.996。C18和Shield RP18柱中的LOQ分別為4.3~13.2 ng/mL和4.0~14.8 ng/mL。所有樣本的回收率在71%~102%。

3.7 基質(zhì)輔助激光解吸電離-四極桿飛行時間質(zhì)譜技術(shù)

Minakata等［48］利用基質(zhì)輔助激光解吸電離-四極桿飛行時間質(zhì)譜技術(shù)（matrix-assisted laser desorption/ ionization-QTOF-MS，MALDI-QTOF-MS），定量檢測了6種吡咯卡西酮的衍生物。實驗采用1-苯基- 2-吡咯烷- 1-基-辛酮作為內(nèi)標(biāo)物，LOD低至1 ng/mL，血樣中的LOQ為2~100 ng/mL。該方法可以在缺少標(biāo)準(zhǔn)品的情況下檢測代謝物，目標(biāo)分子與計算出的PV9的三種代謝物的分子量差值僅為0.0007 Da。試驗中作者發(fā)現(xiàn)，僅在激光解吸電離技術(shù)中才會用到的延時取出電壓參數(shù)，卻是影響MALDI-MS檢測小分子靈敏度的重要因素。Gottardo等［49］利用MALDI-TOFMS技術(shù)，檢測了31種混合毒品。將0.15 mg樣品加2 μ L 3-苯基- 2-丙烯酸/十六烷基三甲基溴化銨（CHCA/CTAB） 揮 干 后， 再 加2 μL CHCA/CTAB，揮干后即可放入離子源內(nèi)進(jìn)行檢測。該方法非常適合于在精神藥物后的快速定性分析。Ostermann等［50］分析了74份毒品樣本，并將結(jié)果與HPLC、紫外-二極管陣列、Q-MS檢測方法所得數(shù)據(jù)比較，結(jié)論完全一致，數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)在0.95~0.99之間。

4 討 論

為了應(yīng)對精神活性物質(zhì)持續(xù)出現(xiàn)的挑戰(zhàn)，學(xué)界研究了多種新的分析技術(shù)［51］。然而，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的匱乏常常成為檢測的障礙。這些標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通常十分昂貴，也沒有相應(yīng)的氘代標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用于構(gòu)建最佳的定量方法。同時，毒理分析學(xué)家必須要面對不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點，例如同分異構(gòu)體等。由于精神活性物質(zhì)在生物樣品中以多種形式存在，有藥物原體（游離型），有與生物大分子形成的結(jié)合態(tài)（與蛋白結(jié)合型），有代謝物，有綴合物（與葡萄糖醛酸、硫酸形成的甙、酯等）；生物樣品的組分很復(fù)雜，有很多內(nèi)源性成分（蛋白質(zhì)、多肽、脂肪酸、色素、類脂等）和各種潛在的干擾物存在，還有一些共存藥物以及各種外源性物質(zhì)也會影響測定，所以樣品的前處理是生物體內(nèi)精神活性物質(zhì)分析中最為關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)，也是整個分析過程中最為繁瑣和困難的一部分。提取、凈化的質(zhì)量不僅關(guān)系到分析檢驗的速度和檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性、精密度和可靠性，而且會影響分析儀器的使用壽命。

由于地下實驗室對精神活性物質(zhì)的研發(fā)還沒有停止的趨勢，精神活性物質(zhì)的種類在未來肯定還會持續(xù)增加。由于LC-MS/MS等技術(shù)具備對簡單樣本快速分析、高靈敏度及高選擇性的特點，使得其在實驗代謝研究及常規(guī)尿液檢測中已經(jīng)起到了突出作用?；诟叻直尜|(zhì)譜的分析技術(shù)，能夠記錄低能和高能質(zhì)譜數(shù)據(jù)，在未來5~10年將會凸顯出其重要性。最近幾年，越來越多的實驗室開始使用商業(yè)化的體外檢測技術(shù)來獲得精神活性物質(zhì)的代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)。利用計算機(jī)模擬結(jié)果進(jìn)行預(yù)判，會被廣泛使用到預(yù)測新上市毒品的代謝產(chǎn)物。此外，將來一個重要的任務(wù)就是如何在新型毒品出現(xiàn)后，盡快合成出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。沒有這些標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，本文所提到的工作將無從談起。

［1］ DAvila F B, Pereira A G, Salazara F R, et al.Determination of cocaine/crack biomarkers in colostrum by LC-MS following protein precipitation ［J］.J Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2015,103:67-72.

［2］ Maxwell J C.Psychoactive substances-some new, some old: A scan of the situation in the US ［J］.Drug and Alcohol Dependence, 2014,134:71-77.

［3］ World Health Organization.Resources for the prevention and treatment of substance use disorders ［R］.2012.

［4］ Prosser J M, Nelson L S, The toxicology of bath salts: A review of synthetic cathinones ［J］.J Med Toxicol, 2012,8(1):33-42.

［5］ United Nations Offce on Drugs and Crime.World Drug Report ［R］.2014.

［6］ de Souza Eller S C W, Flaiban L G, Paranhos B A P B, et al, Analysis of 11-nor-9-carboxy-△9-tetrahydrocannabinol in urine samples by hollow fber-liquid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry in consideration of measurement uncertainty ［J］.Forensic Toxicol, 2014,32(2):282-291.

［7］ Minoli M， Angeli I， Ravelli A， et al.Detection and quantifcation of 11-nor-△9-tetrahydrocannabinol-9-carboxylicacid in hair by GC/MS/MS in negative chemical ionization mode (NCI) with a simple and rapid liquid/liquid extraction ［J］.Forensic Sci Int 2012,218(1-3):49-52.

［8］ Brabanter N De, Gansbeke W V, Hooghe F, et al.Fast quantification of 11-nor-△9-tetrahydrocannabinol-9-carboxylic acid (THCA) using microwave-accelerated derivatisation and gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry ［J］.Forensic Sci Int, 2013,224(1-3):90-95.

［9］ Kuleya C, Hall S, Gautam L, et al.An optimised gas chromatographic-mass spectrometric method for the chemical characterisation of benzylpiperazine and 1-arylpiperazine based drugs ［J］.Analytical Methods, 2014,6(1):156-163.

［10］ Jennifer A W, Stefan M, Martin G S.Indirect chiral separation of new recreational drugs by gas chromatography-mass spectrometry using trifuoroacetyl-L-prolyl chloride as chiral derivatization reagent ［J］.Chirality, 2015,73(15):211-215.

［11］ Tan T Y, Chanbasha B, Melgious J Y A, et al.Electro-enhanced solid-phase micro-extraction of methamphetamine with commercial fbers ［J］.J Chromatography A, 2014,1297:12-16.

［12］ Patton A L, Seely K A, Chimalakonda K C, et al.Targeted metabolomic approach for assessing human synthetic cannabinoid exposure and pharmacology ［J］.Analytical Chemistry, 2013,85(19):9390-9399.

［13］ Scheidweiler K B, Huestis M A.Simultaneous quantification of 20 synthetic cannabinoids and 21 metabolites, and semiquantifcation of 12 alkyl hydroxy metabolites in human urine by liquid chromatography-tandem mass spectrometry ［J］.J Chromatography A, 2014,1327:105-117.

［14］ Sundstr?m M, Pelander A, Angerer V, et al.A high-sensitivity ultra-high performance liquid chromatography/high-resolution time-of-flight mass spectrometry (UHPLC-HR-TOFMS) method for screening synthetic cannabinoids and other drugs of abuse in urine ［J］.Anal Bioanal Chem 2013,405(26):8463-8474.

［15］ Concheiro M, Anizan S, Ellefsen K, et al.Simultaneous quantifcation of 28 synthetic cathinones and metabolites in urine by liquid chromatography-high resolution mass spectrometry ［J］.Anal Bioanal Chem, 2013,405(29):9437-9448.

［16］ Poklis J L, Nanco C R, Troendle M M, et al.Determination of 4-bromo-2,5-dimethoxy-N-［(2-methoxyphenyl) methyl］-benzeneethanamine (25B-NBOMe) in serum and urine by high performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry in a case of severe intoxication ［J］.Drug Testing and Analysis, 2013,6(7-8):764-769.

［17］ Kneisel S, Speck M, Moosmann B, et al.LC/ESI-MS/MS method for quantifcation of 28 synthetic cannabinoids in neat oral fuid and its application to preliminary studies on their detection windows ［J］.Anal Bioanal Chem, 2013,405(14):4691-4706.

［18］ Kneisel S, Auw?rter V, Kempf J.Analysis of 30 synthetic cannabinoids in oral fuid using liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry ［J］.Drug Testing and Analysis, 2012,5(8):657-669.

［19］ de Castro A, Lendoiro E, Fernández-Vega H, et al.Liquid chromatography tandem mass spectrometry determination of selected synthetic cathinones and two piperazines in oral fuid.Crossreactivity study with an on-site immunoassay device ［J］.J Chromatography A, 2014,1374:93-101.

［20］ Reid M J, Derry L, Thomas K V.Analysis of new classes of recreational drugs in sewage: Synthetic cannabinoids and amphetamine-like substances ［J］.Drug Testing and Analysis, 2013,6(1-2):72-79.

［21］ Cirimele V, Klinger N, Etter M, et al.Testing for 18 synthetic cannabinoids in hair using HPLC-MS/MS: Method development and validation, its application to authentic samples and preliminary results ［J］.Toxicologie Analytique & Clinique, 2014,26(2):S4-S14.

［22］ Nielsen M K K, Johansen S S, Linnet K.Pre-analytical and analytical variation of drug determination in segmented hair using ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry ［J］.Forensic Sci Int, 2014,234:16-21.

［23］ Yamaguchi K, Hayashida M, Ohno Y.Analysis of 11-nor-9-carbonyl-△9-tetrahydrocannabinol in human blood and bile by liquid chromatography-tandem mass spectrometry after derivatization with ethyl chloroformate and amines ［J］.Forensic Toxicology, 2013,32(1):51-58.

［24］ Poklis J L, Devers K G, Arbefeville E F, et al.Postmortem detection of 25I-NBOMe ［2-(4-iodo-2,5-dimethoxyphenyl)-N-［(2-methoxyphenyl)methyl］ethanamine］ in fuids and tissues determined by high performance liquid chromatography withtandem mass spectrometry from a traumatic death ［J］.Forensic Sci Int, 2013,234:e14-e20.

［25］ Li X Q, Uboh C E, Soma L R, et al.Sensitive hydrophilic interaction liquid chromatography/tandem mass spectrometry method for rapid detection， quantifcation and confrmation of cathinone-derived designer drugs for doping control in equine plasma ［J］.Rapid Commun Mass Spectrom, 2013,28(2):217-229.

［26］ Usui K, Aramaki T, Hashiyada M, et al.Quantitative analysis of 3,4-dimethylmethcathinone in blood and urine by liquid chromatography-tandem mass spectrometry in a fatal case ［J］.Legal Medicine, 2014,16(4):222-226.

［27］ Anizan S, Ellefsen K, Concheiro M, et al.3,4-Methylenedioxypyrovalerone （MDPV） and metabolites quantifcation in human and rat plasma by liquid chromatography-high resolution mass spectrometry ［J］.Analytica Chimica Acta, 2014,827:54-63.

［28］ Ambach L, Redondo A H, K?nig S, et al.Rapid and simple LCMS/MS screening of 64 novel psychoactive substances using dried blood spots ［J］.Drug Testing and Analysis, 2013,6(4):367-375.

［29］ Teng X M, Liang C, Wang R, et al.Screening of drugs of abuse and toxic compounds in human whole blood using online solidphase extraction and high-performance liquid chromatography with time-of-fight mass spectrometry ［J］.J Separation Science, 2015,38(1):50-59.

［30］ Gottardo R, Sorio D, Musile G, et al.Screening for synthetic cannabinoids in hair by using LC-QTOF MS: A new and powerful approach to study the penetration of these new psychoactive substances in the population ［J］.Medicine, Science and the Law, 2014,54(1):22-27.

［31］ Nuijs A L N, Gheorghe A, Jorens P G, et al.Optimization, validation, and the application of liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the analysis of new drugs of abuse in waste water ［J］.Drug Testing and Analysis, 2013,6(7-8): 861-867.

［32］ Swortwood M J, Boland D M, DeCaprio A P.Determination of 32 cathinone derivatives and other designer drugs in serum by comprehensive LC-QQQ-MS/MS analysis ［J］.Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2013,405(4):1383-1397.

［33］ Chen X G, Zhang T.Determination and quantitative analysis of designer drugs in human urine by liquid chromatographymass spectrometry ［J］.Analytical Methods, 2014,6(20):8291-8298.

［34］ Wohlfarth A, Weinmann W, Dresen S.LC-MS/MS screening method for designer amphetamines, tryptamines, and piperazines in serum ［J］.Anal Bioanal Chem, 2010,396(7):2403-2414.

［35］ Shanks K G， Dahn T， Behonick G， et al.Analysis of frst and second generation legal highs for synthetic cannabinoids and synthetic stimulants by ultra-performance liquid chromatography and time of fight mass spectrometry ［J］.J Analytical Toxicology Advance Access, 2012,36(6):360-371.

［36］ Grabenauer M, Krol W L, Wiley J L, et al.Analysis of synthetic cannabinoids using high-resolution mass spectrometry and mass defect filtering: Implications for nontargeted screening of designer drugs ［J］.Analytical Chemistry, 2012,84(13):5574-5581.

［37］ Ibá?ez M, Bijlsma L, Nuijs A L N, et al.Quadrupole-time-offight mass spectrometry screening for synthetic cannabinoids in herbal blends ［J］.J Mass Spectrom, 2013,48(6):685-694.

［38］ Fornal E.Study of collision-induced dissociation of electrospray-generated protonated cathinones ［J］.Drug Testing and Analysis, 2013,6(7-8):705-715.

［39］ Seku?a K， Zuba D， Stanaszek R.Identifcation of naphthoylindoles acting on cannabinoid receptors based on their fragmentation patterns under ESIQTOFMS ［J］.J Mass Spectrometry, 2012,47(5):632-643.

［40］ Smith J P, Metters J P, Khreit O I G, et al.Forensic electrochemistry applied to the sensing of new psychoactive substances: Electroanalytical sensing of synthetic cathinones and analytical validation in the quantifcation of seized street samples ［J］.Analytical Chemistry, 2014,86(19):9985-9992.

［41］ Smith J P, Metters J P, Irving C, et al.Forensic electrochemistry: The electroanalytical sensing of synthetic cathinone-derivatives and their accompanying adulterants in “l(fā)egal high” products ［J］.Analyst, 2014,139(2):389-400.

［42］ Arntson A, Osfa B, Lancaster D, et al.Validation of a novel immunoassay for the detection of synthetic cannabinoids and metabolites in urine specimens ［J］.J Analytical Toxicology, 2013,37(5):284-290.

［43］ Guan D D, Guo L L, Liu L Q, et al.Development of an ELISA for nitrazepam based on a monoclonal antibody ［J］.Food and Agricultural Immunology, 2015,26(5):611-621.

［44］ ?vidrnoch M, Lnění?ková L, Válka I, et al.Utilization of micellar electrokinetic chromatography-tandem massspectrometry employed volatile micellar phase in the analysis of cathinone designer drugs ［J］.J Chromatography A, 2014,1356:258-265.

［45］ Akamatsu S, Mitsuhashi T.MEKC-MS/MS method using a volatile surfactant for the simultaneous determination of 12 synthetic cannabinoids ［J］.J Separation Science 2014,37(3):304-307.

［46］ Ahmadi-Jouibaria T, Fattahi N, Shamsipur M.Rapid extraction and determination of amphetamines in human urine samples using dispersive liquid-liquid microextraction and solidifcation of foating organic drop followed by high performance liquid chromatography ［J］.J Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2014,94:145-151.

［47］ Fernández P, González C, Pena M T, et al.A rapid ultrasoundassisted dispersive liquid-liquid microextraction followed by ultra-performance liquid chromatography for the simultaneous determination of seven benzodiazepines in human plasma samples ［J］.Analytica Chimica Acta, 2013,767:88-96.

［48］ Minakata K, Yamagishi I, Nozawa H, et al.Determination of new pyrrolidino cathinone derivatives, PVT, F-PVP, MPHP, PV8, PV9 and F-PV9, in human blood by MALDI-Q-TOF mass spectrometry ［J］.Forensic Toxicol, 2014,33(1):148-154.

［49］ Gottardo R, Chiarini A, Prà I D, et al.Direct screening of herbal blends for new synthetic cannabinoids by MALDI-TOF MS［J］.J Mass Spectrometry, 2011,47(1):141-146.

［50］ Ostermann K M, Luf A, Lutsch N M, et al.MALDI Orbitrap mass spectrometry for fast and simplified analysis of novel street and designer drugs ［J］.Clinica Chimica Acta, 2014,433:254-258.

［51］ Favretto D, Pascali J P, Tagliaro F.New challenges and innovation in forensic toxicology.Focus on the “new psychoactive substances” ［J］.J Chromatography A, 2013,1287:84-95.

引用本文格式：李彭， 賀劍鋒， 劉克林， 等.精神活性物質(zhì)檢測技術(shù)的研究進(jìn)展 ［J］.刑事技術(shù)， 2015，40（4）:305-311.

Psychoactive Substances Analysis: A Literature Review

LI Peng, HE Jianfeng, LIU Kelin, ZHANG Chunshui, GAO Lisheng, ZHENG Hui*
（Beijing Engineering Research Center of Crime Scene Evidence Examination, Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China)

In the past decades, an ever-increasing number of new psychoactive substances (NPSs) have appeared in the recreational drug market， and analytical toxicologists have to continuously adapt new screening methods to identify the latest NPSs.The daunting challenges are how to accurately monitor the state of NPSs and how to determine an enormous range of trace and ultra-trace analytes present in sample matrixes with complex or variable compositions.Here we present a critical overview of the analysis of some of the most commonly encountered and most dangerous substances.The rational method development, validation and transfer of robust gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and important factors impacting the incurred sample analysis are discussed.The mature technologies coupled with GC-MS used in most quantitative bioanalytical laboratories， such as hollow fber-based liquid phase microextraction （HF-LPME）， electrosorptionenhanced solid-phase microextraction (EE-SPME), are also covered.Liquid phase separation techniques coupled with mass spectrometry （LC-MS）， is also expounded in this paper.Due to its high specifcity， speed and selectivity， LC-MS has long been deployed in NPSs detection to assess not only these continuously changing molecules but also their metabolites, and will probably surpass GC-MS as the leader of the so-called hyphenated techniques in the near future.Further challenges presented are to make sure that new methodologies and equipment comply with the principles of sustainable development, so in the third part， some new techniques， triple quadrupole time-of-fight mass spectrometer （QQQ-TOF-MS）， graphite screen-printed electrode (GSPE) and among others, are discussed as well.Finally, one of the key issues, highlighted from future perspective, is to narrow the time gap between the frst appearance of an NPS and the availability of reference standards of parent drugs and metabolites.Otherwise， the identifcation of NPSs and/or their metabolites will remain preliminary.

drug analysis; GC-MS; LC-MS；psychoactive substances

DF795.1

A

1008-3650（2015）04-0305-07

10.16467/j.1008-3650.2015.04.013

國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項（No.2012YQ12004910）

李 彭（1986—），男，山東泰安人，碩士，研究方向為毒品檢驗技術(shù)。 E-mail: lipeng77727@163.com

鄭 琿，女，研究員，碩士，研究方向為毒品檢驗技術(shù)。 E-mail: huizheng99999@sina.com

2015-05-08