气质联用在法医毒物分析领域中的应用

【关键词】  气质联用；法医毒物分析；毒品；农药

　　法医毒物分析是应用分析化学、医学、物等学科的理论、技术和实验方法对危害人类健康和生存的化学物质进行分析研究的一门应用学科。分析化学中的仪器分析技术与经典分析法相比，具有灵敏度高、分析速度快，检材用量少等特点，尤其是集各种分离和测定技术于一体的色谱分析技术，可以解决成份分离的问题，还解决了在短时间内毒物的定性定量问题，随着现代社会的快速，提高中毒突发事件中毒物的快速应急检测能力日益受到重视。由于气相色谱的试样呈气态，流动相也是气体，与质谱的进样要求相匹配，故最容易将这两种仪器联用，且这种技术适合于低分子化合物，尤其适合于挥发性成份如农药残留、麻醉药品和精神药品的分析。　　法医毒物分析有两大难点，难点之一是把要分析检验的毒物或毒品从生物性检材中提取出来，即在检验之前，被分析的生物检材要经过分离、提取和净化。难点之二就是部分被分析的毒物或毒品含量极微，或有的经过体内代谢变成了代谢物，母体毒物残留很少。通过气相色谱可以将微量的待测样品分离，进入质谱进行定性与定量检测，因此气质联用可以部分解决这些难点。

　　1 气质联用（GC?MC）在毒品分析测定中的应用　　

　　纯阿片类药物可以直接用GC?MS进行测定，但检测灵敏度和色谱特性一般都不理想。将样品衍生后，可以降低阿片类物质结构中羟基的极性色谱分离度，增加了检测的灵敏度。衍生化处理主要是转化为乙酰化、丙酰化、三甲硅烷基或五氟衍生物。衍生化后用GC?MS可定性定量地检测阿片类物质。GC?MS色谱部分通常配备12 m～15 m熔硅毛细管柱，填充极性固定相，如交联二甲基、酚基甲基硅烷或聚硅烷。一般以氘化的［2H3］吗啡和［2H3］可待因为内标检测物，多采用选择离子检测方式(SIM)，撞(Ⅱ)能量为70 eV。用特征质荷比(m/z)的离子定性各物质［1］。    

　　固相微萃取技术(SPME)是近年来发展起来的一种用很少量溶剂提取样品的一种新的提取方法。SPME的原理是分析成份在样品基质与提取剂之间的分配平衡过程。SPME实际上是一个注射器，任何会使用注射器的人都能完成SPME萃取过程，它可人工操作，也可与自动进样器配合使用，SPME已广泛用于天然水样［2,3］、白酒［4,5］、果汁［6］、黄瓜［7］和蜂蜜［8］的农药残留分析中。　　Stacy D? Brown［9］用GC?MC在用测定尿液中的γ?羟基丁酸和克他命及其兴奋剂时采用有效的固相微萃取的方法，这个固相微萃取的条件提取时间和温度及解吸附时间和温度可以优化到其每种药物的最大吸收峰的位置，使得这几种“俱乐部药物”及其代谢物得以很好的分离。分离的结果如图1所示。

　　Simone Valente?Campos［10］用GC?MS测定指甲中的可卡因及其代谢产物，在处理指甲样品时采用的是:指甲用甲醇在漩涡振荡器中洗涤10 s，加入25 ng含氘的内标，在40 ℃时存放16 h，在氮气的保护下，加热到50 ℃，使得甲醇蒸发，加入磷酸缓冲溶液溶解。用2 ml的甲醇和磷酸缓冲液冲洗柱子，加入处理的样品体系，先后用6 ml的去离子水、3 ml 0?1 M的HCl和9 ml的甲醇冲洗，methylene chloride?2?propanol–amoniumhydroxide洗涤，然后，在氮气的保护下蒸发除去洗脱液。加入50 μl的PFPA和35 μl的PFP，70 ℃干燥提取物30 min，然后50 ℃干燥，用乙酸乙酯溶解，进样。　　麦角酰二乙胺（LSD）是麦角酸衍生物，也是致幻剂的代表物，易溶于甲醇，属于国家管制的精神药品。陈文斌［11］利用GC?MS对这种具有代表性的致幻剂进行直接检验，样品处理非常简单，直接用甲醇溶解进样，色谱条件为：30 m×0?25 mm×0?25 μm毛细管色谱柱，初始柱温150 ℃，保持2 min，以10 ℃程序升温至290 ℃，保持6 min，进样口温度300 ℃，接口温度250 ℃，载气为高纯氦气，柱流速1?0 ml·min-1。质谱条件：EI电源，倍增电压1500 V，m/e＝45 amu～450 amu。这种方法给出的GC?MS分析条件能较好地解决毒品（如国家管制的麻醉药品和精神药品）的分离和检验。一般情况下，经EI源作的质谱图分子离子峰都较弱，丰度较低，而麦角酰二乙胺分子离子峰m/z323丰度比较高，通过检索NIST谱库得到的标准质谱图中m/z323丰度也高，与麦角酰二乙胺结构比较稳定有关，因此本方法在直接、快速检测麦角酰二乙胺致幻剂上有无法比拟的优越性。　　

　　近年来氯胺酮的滥用越来越普遍，建立快速、准确的检测方法越来越重要：氯胺酮在生物体内的代谢物主要有去甲氯胺酮、脱氢去甲氯胺酮等［12］：目前，常用的生物检材有血液、尿液、毛发等。目前尿液中氯胺酮及其代谢物的检测方法主要采用色谱?质谱联用法。Chou等［13］在GC?MS分析尿液中氯胺酮及其代谢物时用了化学衍生法。通过实验，Chou发现五氟丙酰酐(PFBC)能同时衍生化氯胺酮和去甲氯胺酮，PFBC衍生化后的分析物有更高的挥发性和电子亲合性，可产生更多可检测离子。从总离子流色谱图(TIC)中可看出，PFBC衍生化物对仪器总的响应值比那些未衍生化的反应物高5～10倍。该方法尿液中氯胺酮和去甲氯胺酮的回收率分别是71?0%和97?8%，检出限分别为3 ng·ml－1和75 ng·ml－1。

　　2 GC?MC在农药和鼠药测定中的应用　　

　　由于气相色谱?质谱联用技术具有对测试样品当中不同种类的上百种农药的残留可以同时进行定性和定量的优势，因此使得它在农残检测中显的尤其重要，并已被很多国家研究者开发和应用，同时应用于法医毒物分析中［14，15］。　　敌敌畏(Dichlorvos, DDVP)属于剧毒有机磷类农药，上世纪被广泛应用于我国地区，由于其毒性较大，经常发生人为投毒或偶然中毒的事件，因此选择准确度高、简单快速的测定方法是十分必要的。张春水等［16］建立了GC?MS测定血液中敌敌畏浓度的方法，样品处理采用柱分离系统，仪器条件为进样口温度为280 ℃,温度程序:100 ℃(保持1 min)，-20 ℃/-300 ℃(保持5 min)，离子源温度(DET)250 ℃，载气为氦气，流量为1 ml·min-1，分流比为20∶1，质量分析范围为40～500 M/Z。此方法非常适合农药类毒物系统排查工作。   在实际工作中，鼠药及有机磷农药中毒事件常有发生。快速定性，定量检测鼠药及有机磷农药的需求日趋重要。朱宝平［17］等建立了用GC?MS在12 min内快速分离检测鼠药毒鼠强及甲胺磷、敌敌畏、氧化乐果、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷等7种有机磷农药。此种方法具有简便、快速、准确、灵敏等优点，可以应用于法医毒物分析的检测。   Pai?Shan Chen［18］等用液相微萃取（LPME）的技术对有机磷农药灭克磷、二嗪农、乙拌磷和倍硫磷进行了分离，并用GC?MS对这几种农药进行了测试，由于LPME的嵌入，使得该种方法的标准曲线的R2≥0?996。测定的谱图如图2所示。

　　3 GC?MC在法医毒物分析领域中的应用前景展望　　

　　法医毒物分析是研究分离、检验及鉴定毒物的一门科学，其主要任务是确定送试样品中是否含有毒物、含有何种毒物以及这些毒物在组织和体液中的含量，其结果对案件的侦破、审理工作具有非常重要的作用，法医毒物分析工作的特点是检验目的常常不能事先确定、检验材料特别、分析方法多变。近年来，天然的、合成的和生物技术生产的化合物日益增多，用于防治疾病的药物和有毒性的物质也愈来愈多，因此对法医毒物分析工作提出了新的要求。在此工作中，现代大型仪器的不断发展和联用将起到关键的作用［19］，如毒品的定量分析由化学分析法演变到薄层色谱、免疫检测、气相色谱、高效液相色谱以及气质联用和毛细管电泳等等方法，测定的方法越来越简单，结果越来越准确，适合的检材种类趋向多种化。　　

　　随着我国社会主义法制建设的不断完善，证据的作用越来越受到重视，对证据的质证也越来越激烈，“疑罪从无”“沉默权”原则的建立等，均对证据的搜集、鉴定及使用提出了更高的要求，法医毒物分析结果作为证据的一种，也面临着严峻的挑战，微量毒物的检测、生物性检材的提取、分离，毒物进入机体后的代谢、检验结果的评价等都需要进一步的研究。GC?MC作为一种独特的先进的检测手段，对解决这类问题有着重要的作用，在法医毒物分析领域中领域有着广泛的应用前景。

【】
  　　［1］徐明琴，蒲刚，唐克慧?阿片类药物的分析方法［J］?国外医药抗生素分册，2006，27（2）：84

　　［2］Lambropoulou D A, Albanis T A? Headspace solid?phase microextraction in combination with gas chromatography?mass spectrometry for the rapidscreening of organophosphorus insecticide residues instrawberries and cherries［J］? J Chromatogr A，2003，993：197

　　［3］Magdic S, Boyd?Boland A, Jinno K,et al? Analysis of organophosphorus insecticides from environmental samples using solid?phase microextraction ［J］? J Chromatogr A，1996，736：219

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　　［6］Zambonin C G, Maurizio Q, Nicoletta D V,et al?Solid?phase microextraction?gas chromatography mass spectrometry: A fast and simple screeninmethod for the assessment of organophosphorus pesticides residues in wine and fruit juices［J］J Food Chemistry，2004，86：269

　　［7］Munoz J A, Gonzalez E F, Garcia?Ayuso L E,et al?A new approach to qualitative analysis of organophosphorus pesticide residues in cucumber using a double gas chromatographic system: GC?pulsed?flame photometry and retention time locking GC?mass spectrometry［J］?J Talanta，2003，60：433

　　［8］Fernandez M, Padron C, Marconi L,et al? Determination of organophosphorus pesticides in honeybees after solid?phase microextraction ［J］?J Chromatogr A，2001，922：257

　　［9］Stacy D Brown, Daniel J Rhodes, Boyd J? A validated SPME?GC–MS method for simultaneous quantification of club drugs in human urine［J］? Forensic Science International, FSI?5055;2006，5055:1?9

　　［10］Simone Valente?Campos，Mauricio Yonamine，Regina Lucia de Moraes Moreau， et al?Validation of a method to detect cocaine and itsmetabolites in nails by gas chromatography–massspectrometry［J］?Forensic Science International，2006，159：218

　　［11］陈文斌，匡荣凡，李常明?利用GC?MS检验致幻剂麦角酰二乙胺［J］?刑事技术，2003，3：104

　　［12］陈礼莉，廖林川，王周丽?生物检材中氯胺酮及其代谢物的检测［J］?法医学杂志，2005，21（2）：5

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　　［14］Mar　a Teres Contrerasa， Antonio F， Hernandez， Marisa Gonzalez et al?Application of pericardial fluid to the analysis of morphine (heroin) and cocaine in forensic toxicology［J］?Forensic Science International，2006，164：168

　　［15］Katrin Lachenmeier，Frank Musshoff，Burkhard Madea?Determination of opiates and cocaine in hair using automated enzyme immunoassay screening methodologies followed by gas chromatographic–mass spectrometric(GC–MS)confirmation［J］?Forensic Science International，2006，159：189

　［１6］张春水，刘克林，郑珲，等?气质联用法测定血液中敌敌畏的残留［J］?预防医学，2005，32（4）：109

　　［17］朱宝平，陈恺玲，骆和东?GC/MS在鼠药及有机磷农药中毒事件中的快速分离检定［J］?现代预防医学，2003，30（3）：356

　　［18］Pai?Shan Chen, Shang?Da Huang?Determination of ethoprop,diazinon,disulfoton and fenthion using dynamic hollow fiber?protected liquid?phase microextraction coupled with gas chromatography–mass spectrometry［J］? Talanta，2006，69：669

　　［19］Hiroe Tsutsumi，Munehiro Katagi，Akihiro Miki?Development of simultaneous gas chromatography–mass spectrometric and liquid chromatography–electrospray ionization mass spectrometric determination method for the new designer drugs,N?benzylpiperazine(BZP),1?(3?trifluoromethylphenyl) piperazine (TFMPP) and their main metabolites in urine［J］.Journal of Chromatography B，2005，819：315