朱思琪,徐柏楊,諸葛偉偉,何穎聲
(國家毒品實驗室浙江分中心(浙江省毒品技術(shù)中心)浙江省禁毒和毒情監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究重點實驗室,浙江 杭州 310053)
氯胺酮于1962年首次作為麻醉劑被合成,2003年我國公安部已將其列入毒品范疇。利用合法途徑限制性使用氯胺酮是世界人民的共同期望,但目前依然有大量氯胺酮作為毒品被濫用。氯胺酮易導(dǎo)致精神分裂和致幻作用,不僅使吸食者生命健康受到損害,甚至?xí)斐蓸O其惡劣的社會危害,故應(yīng)對其密切關(guān)注。去甲氯胺酮是氯胺酮在生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物,在吸食氯胺酮人群的毛發(fā)、尿液及生活污水中均能檢出。羥亞胺是氯胺酮的同分異構(gòu)體,也是合成氯胺酮的前體,通過簡單加熱即可重排得到氯胺酮,并且無論通過哪一種合成路徑,最終都是以羥亞胺作為氯胺酮合成的最終前體。2008年,羥亞胺作為一類易制毒化學(xué)品被嚴(yán)格管理。為了發(fā)現(xiàn)潛在的制毒工廠,排摸隱性吸毒人員,評價地區(qū)毒情形勢,監(jiān)測環(huán)境中的氯胺酮,有必要同時對氯胺酮、去甲氯胺酮及其前體羥亞胺進(jìn)行有效監(jiān)測。
污水流行病學(xué)(Wastewater-Based Epidemiology,WBE)基于對未經(jīng)處理的廢水中毒品及其代謝物含量的測定來統(tǒng)計區(qū)域毒品消費情況,成為毒品使用情況的有效監(jiān)測手段。針對城市生活污水中毒品及其代謝物的研究較多,但是對于相關(guān)易制毒化學(xué)品的監(jiān)測報道相對較少。羥亞胺的分析通常是基于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)、氣相色譜法(Gas Chromatography,GC)或液相色譜-紫外光譜法(Liquid Chromatography-Ultra Violet,LC-UV)等分析方法。由于氣相色譜儀進(jìn)樣口的溫度及襯管的惰性程度均會影響其穩(wěn)定性,難以避免一部分羥亞胺轉(zhuǎn)變?yōu)槁劝吠虼藷o法實現(xiàn)氯胺酮和羥亞胺的準(zhǔn)確測定。LC-UV可滿足氯胺酮和羥亞胺的同時準(zhǔn)確測定,但其檢出限僅為5 mg/L,難以滿足實際水體中檢測的需求。近年來,由于液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法(Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,LC-MS/MS)的測定靈敏度高,已廣泛應(yīng)用于污水中毒品及其代謝物的研究。周爽等首次建立了羥亞胺的LC-MS/MS分析方法,具有較好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度,可用于氯胺酮和羥亞胺的同時測定,檢出限可達(dá)1 μg/L。ZHANG等建立了離線固相萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法(Solid Phase Extraction-Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,SPE-LCMS/MS),實現(xiàn)了環(huán)境水樣中甲基苯丙胺、苯丙胺、氯胺酮、麻黃堿和羥亞胺的同時測定,并對其發(fā)生、分布以及可能存在的環(huán)境危害進(jìn)行了詳細(xì)研究。
由于水樣中氯胺酮及相關(guān)物質(zhì)含量較低,且基質(zhì)較為復(fù)雜,一般需要輔以樣品前處理技術(shù)進(jìn)行凈化和富集,采用離線固相萃取技術(shù)過程較為繁瑣,所需分析時間較長。為更好地對氯胺酮等相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行快速高靈敏的分析,本文擬建立在線固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(Solid Phase Extraction-Ultra High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,SPE-UPLC-MS/MS)快速分析污水中氯胺酮及相關(guān)代謝物和制毒前體的新方法,并將其應(yīng)用于浙江省大型污水處理廠和產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)污水樣品的測定。
Waters ACQUITY Xevo TQ-XS型在線固相萃取液質(zhì)聯(lián)用儀(美國Waters公司)。
實驗樣品A~A來源于浙江省六個地級市的大型污水處理廠污水;實驗樣品B~B來源于浙江省產(chǎn)業(yè)園區(qū)污水。使用全自動采樣器進(jìn)行24 h混合樣品采集,每個點位選擇一個工作日和一個休息日,取樣時間為2021年6—9月。
質(zhì)量濃度為1 mg/mL的氯胺酮、去甲氯胺酮、羥亞胺標(biāo)準(zhǔn)品溶液,質(zhì)量濃度為100 μg/mL的內(nèi)標(biāo)氯胺酮-D、去甲氯胺酮標(biāo)準(zhǔn)品溶液-D,(美國Cerilliant公司);甲醇、乙腈、甲酸均為色譜純及以上;去離子水由Milli-Q超純水系統(tǒng)制備。
1.2.1 儀器工作條件
在線固相萃取條件Waters Oasis HLB固相萃取柱(2.1 mm×30 mm,20 μm);進(jìn)樣量為500 μL;流動相A為水,流動相B為乙腈,四元泵用于在線固相萃取,具體條件見表1。
表1 四元泵工作條件
色譜條件Waters ACQUITY UPLC HSS T色譜柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm);柱溫40℃;流動相A為0.1 %(體積分?jǐn)?shù),下同)甲酸水溶液,流動相B為乙腈,二元泵梯度洗脫程序見表2。
表2 二元泵梯度洗脫程序
質(zhì)譜條件 電噴霧離子源(Electron Spray Ionization,ESI),正離子模式(ESI),多反應(yīng)監(jiān)測(Multiple Reaction Monitoring,MRM)模式;離子源溫度600℃;噴霧電壓0.5 kV;各目標(biāo)物的MRM優(yōu)化參數(shù)見表3。
表3 各目標(biāo)物的MRM優(yōu)化參數(shù)
1.2.2 樣品處理過程
取樣品經(jīng)0.45 μm濾膜過濾,取濾液50 mL轉(zhuǎn)移至離心管中,加入質(zhì)量濃度為25 ng/mL的氘代內(nèi)標(biāo)混合溶液100 μL,渦旋混勻,用0.22 μm濾膜過濾后待測。每份樣品平行操作兩次,空白溶液取超純水50 mL與樣品同法操作。
1.3.1 選擇性
取超純水,按已建立的方法分析考察空白水樣對目標(biāo)物及內(nèi)標(biāo)是否存在干擾。
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限與定量限
按照實驗方法對各質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定,考察方法線性。以目標(biāo)物和相應(yīng)內(nèi)標(biāo)物峰面積的比值作為橫坐標(biāo)(x),以目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)。根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC)規(guī)定,以3倍信噪比、10倍信噪比計算檢出限與定量限。
1.3.3 精密度與準(zhǔn)確度
取自來水,分別添加不同量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液,得到目標(biāo)物質(zhì)量濃度分別為2、50、150 ng/L的溶液,每個質(zhì)量濃度平行測定6次,計算回收率,并以測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差作為日內(nèi)精密度,連續(xù)測定3 d,計算日間精密度。
1.3.4 基質(zhì)效應(yīng)
分別對自來水、超純水加標(biāo)至質(zhì)量濃度為2、50、150 ng/L,采用公式(1)計算基質(zhì)效應(yīng)。
其中:A為目標(biāo)物在基質(zhì)中定量離子對的峰面積;A為基質(zhì)空白中定量離子對的峰面積;A為目標(biāo)物在超純水中定量離子對的峰面積。
1.3.5 穩(wěn)定性
取50 ng/L加標(biāo)樣品,分別放置0、24、48 h后進(jìn)樣測定,以考察樣品的穩(wěn)定性。
分別取質(zhì)量濃度均為50 ng/L的氯胺酮、去甲氯胺酮和羥亞胺單一標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液、質(zhì)量濃度均為50 ng/L的氯胺酮-D、去甲氯胺酮-D內(nèi)標(biāo)溶液和空白水樣進(jìn)樣。結(jié)果表明,3種目標(biāo)物的分離情況良好,保留時間分別為7.88、7.72、8.23 min,基質(zhì)對其他物質(zhì)的定性、定量均無干擾。目標(biāo)物的提取離子色譜圖如圖1所示。
圖1 目標(biāo)物的提取離子色譜圖
3種目標(biāo)物的線性參數(shù)、檢出限與定量限結(jié)果如表4所示。本方法對3種目標(biāo)物的檢測范圍均為0.2~200 ng/L,檢出限為0.02~0.05 ng/L,定量限為0.05~0.1 ng/L,相關(guān)系數(shù)均大于0.999,可滿足實際檢測的需求。
表4 線性參數(shù)、檢出限與定量限
本方法對氯胺酮、去甲氯胺酮和羥亞胺的平均加標(biāo)回收率分別為98.0%~101%、99.3%~100%、91.3%~102%,3種目標(biāo)物在不同加標(biāo)質(zhì)量濃度下的日內(nèi)精密度和日間精密度為0.6%~3.5%,具體結(jié)果見表5。
結(jié)果如表5所示,3種目標(biāo)物的基質(zhì)效應(yīng)為99.8%~114%,通過內(nèi)標(biāo)校正基本可消除基質(zhì)效應(yīng)的影響。
表5 精密度與回收率實驗結(jié)果
實驗對質(zhì)量濃度為50 ng/L加標(biāo)樣品的穩(wěn)定性進(jìn)行考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),氯胺酮和羥亞胺質(zhì)量濃度的變化僅有0.7%、0.8%,去甲氯胺酮的質(zhì)量濃度下降了9.0%,這表明樣品在48 h內(nèi)基本穩(wěn)定。
按照實驗方法對所有大型污水處理廠和產(chǎn)業(yè)園區(qū)污水樣品進(jìn)行測定。結(jié)果表明:僅有樣品A、A、A和B中檢出氯胺酮原體,質(zhì)量濃度分別為0.45、0.36、1.57、0.43 ng/L;所有樣品均未檢出去甲氯胺酮和制毒前體羥亞胺。
目前尚未有文獻(xiàn)報道同時分析水體中氯胺酮、去甲氯胺酮和羥亞胺的方法。將本文方法與已報道的文獻(xiàn)相比,結(jié)果見表6。由此可知,本方法具有較低的檢出限,無需離線活化固相萃取柱、真空干燥萃取柱、氮吹等步驟,顯著減少了前處理步驟及分析時間。
表6 不同分析方法的性能比較
本文基于在線SPE-UPLC-MS/MS技術(shù)建立了同時快速分析水體中氯胺酮、去甲氯胺酮和羥亞胺的新方法。該方法具有較低的檢出限和較寬的線性范圍,且前處理過程較為簡單,僅需要13min即可同時實現(xiàn)水體中痕量氯胺酮、去甲氯胺酮和羥亞胺的測定,可成功應(yīng)用于實際污水樣品的分析,為分析水體中氯胺酮及其代謝物和制毒前體提供新的監(jiān)測方法。