苗翠英， 余城圓， 錢尊磊

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

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測新型毒品芐基哌嗪

苗翠英， 余城圓， 錢尊磊

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

目的 建立新型毒品芐基哌嗪的氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)檢測方法。方法 通過考查進(jìn)樣口溫度、柱溫箱初始溫度、柱溫箱保持溫度、分流比、柱流速、全掃描質(zhì)譜范圍及升溫速率7個(gè)參數(shù)對(duì)分離度、信噪比、峰面積、峰高及保留時(shí)間的影響，建立芐基哌嗪的氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用分析方法，并對(duì)所建分析方法的線性范圍進(jìn)行考查。結(jié)果 在進(jìn)樣口溫度為280 ℃、柱溫箱初始溫度為140 ℃、柱溫箱保持溫度205 ℃、分流比20∶1、柱流速為1.2 mL/min、全掃描質(zhì)譜范圍是41～200 amu、柱溫箱升溫速率為17 ℃/min條件下，芐基哌嗪濃度為0.01 mg/mL到1.0 mg/mL之間時(shí)，樣品濃度與峰面積呈線性關(guān)系，檢出限為0.324 3 μg/mL，保留時(shí)間為3.515 min。結(jié)論 該方法測定芐基哌嗪快速、靈敏、準(zhǔn)確、可靠。

毒品分析； 優(yōu)化方法； 氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用法； 芐基哌嗪； 標(biāo)準(zhǔn)曲線

0 引言

根據(jù)2013年多機(jī)關(guān)聯(lián)合公布的《精神藥品品種目錄(2013年版)》[1]，芐基哌嗪被首次列入第一類精神藥品品種目錄。目前我國尚未出現(xiàn)芐基哌嗪被濫用的情況，但是已經(jīng)發(fā)生了個(gè)別服用案例。與安非他命相類似[2]，芐基哌嗪是一種擬交感神經(jīng)興奮劑，但是中樞興奮作用比較低[3]。該物質(zhì)通常被制成二鹽酸鹽[4]，以膠囊或者片狀形式進(jìn)行販賣[5]，其溶液為淺黃色粘性液體[6]。芐基哌嗪與其他精神藥物混合使用將會(huì)產(chǎn)生類似于“搖頭丸”的效果，因此將逐漸成為毒品“新寵”[7-8]。本文通過改變氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀器(GC-MS)的7個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，建立檢測芐基哌嗪的最優(yōu)方法，探索芐基哌嗪濃度對(duì)檢測結(jié)果的影響，以更好的應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的芐基哌嗪濫用情況。

1 實(shí)驗(yàn)材料及準(zhǔn)備

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和樣品

氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀(安捷倫5975c單四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀)，色譜柱為安捷倫HP-5MS(30 m×0.320 mm×0.25 μm)熔融石英毛細(xì)管柱；移液槍(100～1 000 μL和0～200 μL各一支)；氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀專用樣本瓶(5只)；塑料試管(2支)；數(shù)據(jù)處理軟件(GC-MSD)。

質(zhì)量濃度為0.01 mg/mL、0.05 mg/mL、0.1 mg/mL、0.5 mg/mL、 1.0 mg/mL芐基哌嗪標(biāo)準(zhǔn)品溶液以及無水乙醇溶液。配置好的溶液放入冰箱中4 ℃保存。

1.2 儀器初始參數(shù)

柱溫箱初始溫度為120 ℃，升溫速率15 ℃/min，柱溫箱保持溫度為225 ℃，運(yùn)行時(shí)間7 min；進(jìn)樣口溫度280 ℃；分流進(jìn)樣，分流比為20∶1；進(jìn)樣量1.0 μL；載氣為He，流速1.0 mL/min；全掃描質(zhì)譜范圍41～440 amu；EI電子源；離子源溫度230 ℃；MS四級(jí)桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果

優(yōu)化進(jìn)樣口溫度、柱溫箱初始溫度、柱溫箱保持溫度、分流比、柱流速、全掃描質(zhì)譜范圍及升溫速率等7個(gè)實(shí)驗(yàn)參考，考查保留時(shí)間、峰高、峰寬、峰面積、信噪比及線性范圍等指標(biāo)，建立新型毒品芐基哌嗪的氣- 質(zhì)聯(lián)用分析法，為偵破審理相關(guān)案件提供線索和科學(xué)依據(jù)。

2.1 進(jìn)樣口溫度的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)初始其他條件不變的情況下，將進(jìn)樣口溫度分別設(shè)置為250 ℃、260 ℃、270 ℃、280 ℃、290 ℃、300 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

保留時(shí)間隨進(jìn)樣口溫度的升高而逐漸減少，但變化較小，溫度達(dá)到300 ℃時(shí)最短為4.930 min，250 ℃時(shí)最長為4.939 min。信噪比隨進(jìn)樣口溫度的升高由250 ℃時(shí)的978.9逐漸增加至280 ℃時(shí)的1 201.6，隨后降低至300 ℃時(shí)的1 038.5。峰高隨進(jìn)樣口溫度的升高先減小后增加，250 ℃到260 ℃之間快速減少，260 ℃之后逐漸上升，290 ℃到300 ℃之間穩(wěn)定在38 000上下。峰寬隨著進(jìn)樣口溫度的升高而降低，變化幅度較小，在290 ℃之后穩(wěn)定在0.019。峰面積在進(jìn)樣口溫度為250 ℃時(shí)數(shù)值最大為5 328 016，270 ℃時(shí)最小為4 606 590，之后緩慢上升至4 893 248。280 ℃時(shí)，保留時(shí)間較短，信噪比最高，峰高在280 ℃時(shí)呈上升趨勢，峰寬的變化相對(duì)穩(wěn)定且數(shù)值較低，同時(shí)峰面積數(shù)值比較高。因溫度過高則可能使樣品分解，因此選擇較為適中的溫度280 ℃為最優(yōu)進(jìn)樣口溫度。

2.2 柱溫箱初始溫度的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)樣口溫度為280 ℃，其他實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，將柱溫箱初始溫度分別設(shè)為100 ℃、110 ℃、120 ℃、130 ℃、140 ℃、150 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

保留時(shí)間隨柱溫箱初始溫度的升高由100 ℃時(shí)的6.133 min線性降低至150 ℃時(shí)的3.443 min。信噪比隨柱溫箱初始溫度的升高則呈現(xiàn)上升后略有下降的趨勢，在140 ℃時(shí)達(dá)到最高值2 451。峰高隨柱溫箱初始溫度的升高由100 ℃時(shí)的341 166增加至140 ℃時(shí)的634 062，150 ℃時(shí)降低至531 999。峰寬隨柱溫箱初始溫度的升高變化不大，在100 ℃的0.019到150 ℃的0.020之間。峰面積隨柱溫箱初始溫度的升高由100 ℃時(shí)的4 307 935增加至140 ℃的8 071 557，150 ℃時(shí)降低至7 228 661。綜合以上分析，在140 ℃時(shí)保留時(shí)間較短，峰寬達(dá)到最低值，峰高、峰面積和信噪比均達(dá)到最高值。因此，選擇140 ℃為柱溫箱初始溫度的最優(yōu)數(shù)值。

2.3 柱溫箱保持溫度的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)樣口溫度為280 ℃，柱溫箱初始溫度為140 ℃，其他實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，將柱溫箱保持溫度分別設(shè)為200 ℃、205 ℃、215 ℃、225 ℃、235 ℃、245 ℃、255 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

保留時(shí)間隨柱溫箱保持溫度的升高變化不大，穩(wěn)定在200 ℃的3.886 min和255 ℃的3.885 min之間，在205 ℃時(shí)保留時(shí)間最長，達(dá)到3.89 min。信噪比隨柱溫箱保持溫度的升高變化情況較為復(fù)雜，呈現(xiàn)“M”形變化趨勢，在215 ℃時(shí)達(dá)到最高值1 579.2。峰寬隨柱溫箱保持溫度的升高呈現(xiàn)“W”型變化，在215 ℃和235 ℃時(shí)達(dá)到最低值0.019。峰高隨柱溫箱保持溫度的升高先遞增后遞減，在205 ℃時(shí)達(dá)到最高值666 190。峰面積隨柱溫箱保持溫度的升高的變化曲線和峰高的變化曲線基本一致，在205 ℃時(shí)達(dá)到最大值8 661 715。綜合以上分析，在205 ℃時(shí)，峰寬接近最低值，峰高和峰面積都達(dá)到最高值，信噪比數(shù)值較大。因此，選擇205 ℃為柱溫箱保持溫度的最優(yōu)數(shù)值。

2.4 分流比的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)樣口溫度為280 ℃，柱溫箱初始溫度為140 ℃，柱溫箱保持溫度205 ℃時(shí)，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，將分流比分別設(shè)置為5∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1、30∶1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

保留時(shí)間隨分流比的變化逐漸遞減，當(dāng)分流比為5∶1時(shí)，保留時(shí)間最長，為3.904 min，當(dāng)分流比為30∶1時(shí)，保留時(shí)間最短，為3.886 min。信噪比隨分流比的變化逐漸遞減，當(dāng)分流比為5∶1時(shí)，信噪比最大，為3 534.2，當(dāng)分流比為25∶1時(shí)，信噪比最小，為841.8。峰寬隨分流比的變化逐漸遞減，但是變化幅度很小，當(dāng)分流比為5∶1時(shí)，峰寬最寬，為0.029，當(dāng)分流比為25∶1時(shí)，峰寬最窄，為0.019。峰面積隨分流比的變化逐漸遞減，當(dāng)分流比為5∶1時(shí)，峰面積最大，為27 829 127，當(dāng)分流比為30∶1時(shí)，峰面積最小，為4 409 546。峰高隨分流比的變化逐漸遞減，當(dāng)分流比為5∶1時(shí)，峰高最大，為1 418 078，當(dāng)分流比為30∶1時(shí)，峰高最小，為4 409 546。因進(jìn)樣量過大時(shí)會(huì)導(dǎo)致樣品色譜峰寬太大，柱效下降，故不能選擇分流比比值過小的數(shù)值。當(dāng)分流比為20∶1時(shí)，保留時(shí)間、信噪比、峰寬、峰高、峰面積數(shù)值變化都趨于穩(wěn)定，峰寬較小，峰高和峰面積數(shù)值都較大。因此選擇分流比20∶1既保證了穩(wěn)定性，又保證了儀器分析的效率。

2.5 柱流速的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)樣口溫度為280 ℃，柱溫箱初始溫度為140 ℃，柱溫箱保持溫度205 ℃時(shí)，分流比20∶1時(shí)，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，將柱流速分別設(shè)置為0.8 mL/min、1.0 mL/min、1.2 mL/min、1.5 mL/min、1.7 mL/min、2.0 mL/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

保留時(shí)間隨柱流速的增加而減少，柱流速為0.8 mL/min時(shí)，保留時(shí)間最長，為4.162 min，柱流速為2.0 mL/min時(shí)，保留時(shí)間最短，為3.135 min。信噪比隨柱流速的變化分為3段討論，柱流速在0.8 mL/min到1.0 mL/min之間時(shí)，信噪比與柱流速的變化成反比，柱流速在1.0 mL/min到1.5 mL/min時(shí)，信噪比與柱流速的變化成正比，柱流速在1.5 mL/min及以上時(shí)，信噪比與柱流速的變化成反比，流速0.8 mL/min時(shí)最大值2 031.3，流速1.0 mL/min時(shí)最小值1 469.6。峰寬隨柱流速的增加而減少，由0.8 mL/min時(shí)的最大值0.021減小至2.0 mL/min時(shí)最小值0.018。峰高隨柱流速的變化出現(xiàn)先降低后上升再降低又上升的變化趨勢，其最小值為1.0 mL/min時(shí)的526 319，最大值為2.0 mL/min時(shí)的701 093。峰面積隨柱流速的變化呈“U”型形態(tài)，最大值為0.8 mL/min時(shí)的9 542 197，最小值為1.0 mL/min時(shí)的6 999 814。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在柱流速為1.2 mL/min時(shí)，峰寬小，峰高和峰面積數(shù)據(jù)都比較穩(wěn)定，信噪比呈上升趨勢，因此選擇1.2 mL/min為最優(yōu)柱流速。

2.6 全掃描質(zhì)譜范圍的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)樣口溫度為280 ℃，柱溫箱初始溫度為140 ℃，柱溫箱保持溫度205 ℃時(shí)，分流比20∶1，柱流速為1.2 mL/min時(shí)，其他實(shí)驗(yàn)條件不變,將全掃描質(zhì)譜范圍分別設(shè)置為41～200 amu，41～250 amu，41～300 amu，41～350 amu，41～400 amu，41～450 amu進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

保留時(shí)間隨全掃描質(zhì)譜范圍的增加變化較小，在41～200 amu時(shí)為3.680 min，41～300 amu時(shí)為3.667 min。信噪比隨著全掃描質(zhì)譜范圍的變化出現(xiàn)先增加后減少最后上升的變化趨勢，其最大值為41～250 amu時(shí)2 833.4，最小值為41～300 amu時(shí)的1 702.4。峰寬隨著全掃描質(zhì)譜范圍的增加而上升，但變化幅度較小，由41～200 amu時(shí)的最小值0.018增加至到41～400 amu時(shí)的最大值0.020。峰高和峰面積隨全掃描質(zhì)譜范圍的增加逐漸下降，峰高由685 884減小至478 899，峰面積由8 157 907減小至6 474 425。綜合分析，全掃描質(zhì)譜范圍是41～200 amu時(shí)，信噪比較高，峰寬較小，峰高和峰面積數(shù)值較大，因此選擇41～200 amu為最優(yōu)數(shù)據(jù)。

2.7 柱溫箱升溫速率的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

在進(jìn)樣口溫度為280 ℃，柱溫箱初始溫度為140 ℃，柱溫箱保持溫度205 ℃時(shí)，分流比20∶1，柱流速為1.2 mL/min，全掃描質(zhì)譜范圍是41～200 amu時(shí)，其他實(shí)驗(yàn)條件不變,將柱溫箱升溫速率分別設(shè)置為5 ℃/min、8 ℃/min、10 ℃/min、12 ℃/min、15 ℃/min、17 ℃/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

保留時(shí)間隨著柱溫箱升溫速率的增加而下降，當(dāng)柱溫箱升溫速率為5 ℃/min時(shí)，保留時(shí)間最長，為5.238 min，當(dāng)柱溫箱升溫速率為17 ℃/min，保留時(shí)間最短，為3.513 min。信噪比隨柱溫箱升溫速率的增加而增加，由5 ℃/min時(shí)的899.9增加至到17 ℃/min時(shí)的最大值2 270.6。峰寬隨柱溫箱升溫速率的增加而減小，由8 ℃/min時(shí)的0.031減小至17 ℃/min時(shí)的最大值0.019。峰高隨柱溫箱升溫速率的升高逐漸上升，由柱溫箱升溫速率為5 ℃/min時(shí)的最低值244 860，增加至當(dāng)柱溫箱升溫速率為17 ℃/min時(shí)的最高值500 928。峰面積隨柱溫箱升溫速率的增加的呈“U”趨勢，當(dāng)柱溫箱升溫速率為8 ℃/min時(shí)，峰面積最小值為4 200 636，當(dāng)柱溫箱升溫速率為17 ℃/min時(shí)，峰面積最大為6 355 487。綜合分析，柱溫箱升溫速率是17 ℃/min時(shí)，信噪比最高，峰寬最小，峰高和峰面積數(shù)值最大，因此選擇17 ℃/min為最優(yōu)數(shù)據(jù)。

2.8 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比分析

在初始條件及優(yōu)化條件下分別實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化前后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 優(yōu)化條件實(shí)驗(yàn)前后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表

通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化后的保留時(shí)間相較于優(yōu)化前的保留時(shí)間提前了1.419 s；峰寬顯著變窄，優(yōu)化后的峰寬變?yōu)閮?yōu)化前的峰寬的81.8%；優(yōu)化后的峰高比優(yōu)化前的峰高增加了313 527，增加了96.7%；峰面積有明顯提高，優(yōu)化后的峰面積比優(yōu)化前的峰面積增加了2 833 714，增加了59.3%；信噪比顯著提高，優(yōu)化后的信噪比數(shù)值比優(yōu)化前的信噪比數(shù)值增加了2 251.5，增加了153.2%，儀器的柱效提高顯著。

根據(jù)數(shù)據(jù)處理軟件(GC-MSD)顯示，優(yōu)化前的色譜圖如圖1所示，優(yōu)化后的色譜圖如圖2所示。

圖1 優(yōu)化前芐基哌嗪的色譜圖

圖2 優(yōu)化后芐基哌嗪的色譜圖

2.9 線性范圍實(shí)驗(yàn)

線性實(shí)驗(yàn)所用檢材為質(zhì)量濃度為0.01 mg/mL、0.05 mg/mL、0.1 mg/mL、0.5 mg/mL、1.0 mg/mL的芐基哌嗪溶液。將該5種濃度的樣品在條件優(yōu)化后的參數(shù)條件下進(jìn)行儀器分析。根據(jù)峰面積與濃度的關(guān)系，得到芐基哌嗪的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示。

圖3 芐基哌嗪的標(biāo)準(zhǔn)曲線

當(dāng)芐基哌嗪濃度為0.01 mg/mL到1.0 mg/mL之間時(shí)，樣品濃度與峰面積呈線性關(guān)系[9]。根據(jù)3倍信噪比，得到檢出限為0.324 3 μg/mL,儀器靈敏度好。

3 結(jié)論

本文對(duì)進(jìn)樣口溫度、柱溫箱初始溫度、柱溫箱保持溫度、分流比、柱流速、全掃描質(zhì)譜范圍、升溫速率等7個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，通過保留時(shí)間、峰高、峰寬、峰面積、信噪比及線性范圍等考量最優(yōu)參數(shù)值。最終確定的優(yōu)化條件為：進(jìn)樣口溫度280 ℃，柱溫箱初始溫度140 ℃，柱溫箱保持溫度205 ℃時(shí)，分流比20∶1，柱流速1.2 mL/min，全掃描質(zhì)譜范圍41～200 amu，柱溫箱升溫速率17 ℃/min。在此優(yōu)化條件下芐基哌嗪濃度為0.01 mg/mL到1.0 mg/mL之間時(shí)，樣品濃度與峰面積呈線性關(guān)系。檢出限為0.324 3 μg/mL，保留時(shí)間3.515 min。該方法快速、靈敏、準(zhǔn)確、可靠，可用于毒品案件中測定芐基哌嗪，為偵破審理相關(guān)案件提供線索和科學(xué)依據(jù)。

[1] 王銳園.對(duì)公安機(jī)關(guān)管理精麻藥品的思考[J].云南警官學(xué)院學(xué)報(bào),2015(3):61-64.

[2] WIKSTROM M，HOLMGREN P，AHLNER J．A2 (N-Benzylpiperazine) a New Drug of Abuse in Sweden[J]．Journal of Analytical Toxicology，2004，28(1)：67-70．

[3] HILL S L，THOMAS S H．Clinical toxicology of newer recreational drugs[J]．Clinical Toxicology，2011，49(8)：705-719．

[4] ABDEL-HAY K M，CLARK C R，DERUITER J．Differentiation of trifluoromethylbenzylpiperazines (TFMBZPs) and trifluoromethylbenzoylpiperazines (TFMBOPs) by GC-MS[J]．Forensic science international，2013，233(1)：113-120．

[5] BUTLER R A，SHERIDAN J L．Highs and lows: patterns of use, positive and negative effects of benzylpiperazine-containing party pills (BZP-party pills) amongst young people in New Zealand[J]．Harm Reduction Journal，2007，4(1)：18．

[6] KERR J R，DAVIS L S．Benzylpiperazine in New Zealand: brief history and current implications[J]．Journal of the Royal Society of New Zealand，2011，41(1)：155-164．

[7] SCHEP L J，SLAUGHTER R J，VALE J A，et al．The clinical toxicologyof the designer “party pills” benzylpiperazine and trifluoromethylphenylpiperazine[J]．Clinical Toxicology，2011，49(49)：131-141．

[8] 劉建宏.全球化視角下的毒品問題[M]∥劉建宏.新禁毒全書:第1卷.北京：人民出版社,2014:117-118.

D918.93

苗翠英(1962—)， 女， 四川人， 教授。 研究方向?yàn)閮x器分析、毒品檢驗(yàn)。

(責(zé)任編輯于瑞華)