王璐瑩,倪春芳,姜鳳麗,徐智儒,汪 蓉,張玉榮
(1.中國醫(yī)藥工業(yè)研究總院 上海醫(yī)藥工業(yè)研究院 創(chuàng)新藥物與制藥工藝國家重點實驗室,上海 201203;
2.上海市公安局物證鑒定中心 上海市現(xiàn)場物證重點實驗室,上海200083;3.上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院,上海200031)
海洛因(Heroin),是一種以嗎啡生物堿為合成起點的半合成毒品。從20世紀(jì)開始,海洛因濫用就已經(jīng)成為危害人類健康,影響社會穩(wěn)定的一個重要問題[1]。海洛因主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),產(chǎn)生先興奮后抑制的作用,具有很強的成癮性,吸食者一旦停止吸食,會出現(xiàn)強烈的戒斷癥狀,嚴(yán)重危害人體健康。
海洛因的代謝極為迅速(圖1),半衰期只有2~5min[2],在體內(nèi)迅速去乙?;蒓6-單乙酰嗎啡(6-MAM),進而水解轉(zhuǎn)變?yōu)閱岱龋∕OR),代謝產(chǎn)物嗎啡與β-D-葡萄糖醛酸發(fā)生結(jié)合反應(yīng),分別生成3-β-D-葡萄糖醛酸嗎啡(M3G)、6-β-D-葡萄糖醛酸嗎啡(M6G)[3]。
目前國內(nèi)外已有一些研究海洛因代謝物檢測時限的報道[4-7],但尚未同時系統(tǒng)地比較尿液、血液中4種海洛因代謝物的檢測時限。本研究通過測定海洛因給藥后大鼠尿液與血液中近兩周內(nèi)不同時間點的代謝物的含量,并且同時比較4種代謝物的檢測時限,篩選出尿液與血液中檢測時限最長的代謝物,為海洛因吸食者體內(nèi)代謝物檢測時限的研究提供參考。
Spark 1240液相系統(tǒng)(荷蘭Spark公司);API 4000 QTRAP質(zhì)譜儀(美國AB SCIEX公司)。
6-MAM和MOR(中國藥品生物制品檢定所),M3G、M6G,嗎啡-d3(MOR-d3)、3-β-D-葡萄糖醛酸嗎啡-d3(M3G-d3)和 6-β-D-葡萄糖醛酸嗎啡-d3(M6G-d3)(美國 Cerilliant公司)。 超純水由 ELGA純水儀制備,甲醇、乙腈和異丙醇(德國Merck公司)。其他試劑均為分析純。
混合工作液:取6-MAM、MOR、M3G和M6G標(biāo)準(zhǔn)儲備液,濃度分別為500、1 000、100、100 μg/mL,用超純水稀釋為混合濃度分別為10、5、20、20μg/mL的混合工作液和混合濃度分別為40、20、20、20μg/mL的混合工作液。
混合內(nèi)標(biāo)工作液:取MOR-d3、M3G-d3和M6G-d3標(biāo)準(zhǔn)儲備液,濃度都為100μg/mL,用超純水稀釋為混合濃度分別為2、4、4μg/mL的混合內(nèi)標(biāo)工作液。
上述溶液保存于4℃冰箱備用。
色譜條件:色譜柱為WatersXBridge?C18(3.0mm×150 mm,3.5 μm);保護柱為Waters XBridge?C18(3.0 mm×20 mm,3.5 μm);柱溫為 40℃;進樣量為100μL,流速為0.4mL/min;流動相為1%氨水(A相)和乙腈(B相),梯度洗脫程序見表1:
表1 梯度洗脫程序
圖1 海洛因的代謝過程
質(zhì)譜條件:電離模式為ESI+,掃描方式為MRM,離子噴霧電壓為5500V,離子噴霧溫度為600℃,氣簾氣(CurtainGas)為 30psi,碰撞氣(CAD)為 Medium,霧化氣(GS1)為 50psi,輔助氣(GS2)為 60psi。各分析物的MRM優(yōu)化參數(shù)及內(nèi)標(biāo)應(yīng)用見表2。
表2 各分析物的MRM優(yōu)化參數(shù)
1.4.1 實驗動物
種屬品系:SD大鼠(上海杰思捷實驗動物有限公司),生產(chǎn)許可證號:SCXK(滬)2013-0006;性別:雄性;體重:200~220 g;動物合格證號:NO.201000 2608556;飼養(yǎng)條件:SPF清潔級小動物屏障系統(tǒng),室溫23±1℃,濕度50%~70%,人工照明模擬晝夜變化,自由進食與飲水。動物使用許可證號:SYXK(滬)2014-0018。
1.4.2 藥液配制及給藥方法
藥液配制:稱量海洛因樣品適量,加生理鹽水溶解并稀釋至1mg/mL濃度的溶液。
給藥方法:SD大鼠,雄性16只,隨機分為兩組,每組8只,10mg/kg尾靜脈注射給藥。一組用于收集尿液,另一組取血液。
1.4.3 樣本采集
尿液樣本:給藥后分別收集0~8 h、8~11 h、11~24h、24~48h、48~72h、72~96h、96~120h、120~144h、144~168 h、168~180 h、180~192 h、192~216 h、216~264 h、264~312 h、312~336 h 的大鼠尿液樣品,編號,并于-40℃冰箱冷凍保存。
血液樣本:給藥后于 0.5、1、2、8、24、48、72、96、120、144、168、192、216、240、264、288、312 h,眼眶靜脈叢取全血約200 μL,編號,并于-40℃冰箱冷凍保存。
1.5.1 預(yù)處理方法
尿液:取100 μL尿液樣品,置于離心管中,加入10 μL混合內(nèi)標(biāo)工作液和100 μL磷酸鹽緩沖溶液(pH=4),渦旋混勻,18 407×g 離心 10 min,取上清液100μL進樣。
血液:取100 μL血液樣品,置于離心管中,加入10 μL混合內(nèi)標(biāo)工作液和200 μL磷酸鹽緩沖溶液(pH=4),渦旋混勻,18 407×g 離心 10 min,取上清液100μL進樣。
1.5.2 在線固相萃取方法
采用全自動的Spark online SPE-LC系統(tǒng)(荷蘭Spark公司),在線固相萃取小柱是OASIS?On-Line SPE,MCX (10mm,96/pkg)柱。以 1mL/min 的流速依次用5%氨水甲醇1mL、甲醇1mL和超純水1mL活化固相萃取柱;以1mL/min的流速用磷酸鹽緩沖液(pH=4)1mL平衡固相萃取柱;以0.8mL/min的流速用磷酸鹽緩沖液(pH=4)0.5 mL輔助上樣;再以1 mL/min的流速用0.1mol/L鹽酸溶液0.5mL、超純水0.5 mL和0.15 mol/L碳酸銨溶液0.5 mL淋洗雜質(zhì);最后用流動相(1%氨水和乙腈)洗脫供LC-MS/MS分析。
2.1.1 檢測限、定量限和線性范圍
取適量混合工作液逐級稀釋并加入空白基質(zhì)(尿液和血液)中,分別配制標(biāo)準(zhǔn)曲線尿液樣品(MOR濃度為 2.5~500 ng/mL,6-MAM 濃度為 5~1 000 ng/mL,M3G和M6G濃度都為10~2000ng/mL)和標(biāo)準(zhǔn)曲線血液樣品(MOR 濃度為 2.5~1 000 ng/mL,6-MAM濃度為10~2000ng/mL,M3G和M6G濃度都為2.5~1 000 ng/mL),進行預(yù)處理,再進樣分析,以分析物的濃度為橫坐標(biāo),分析物面積與對應(yīng)內(nèi)標(biāo)物面積的比值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示,尿液和血液中4種代謝物標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)r均大于0.99,線性關(guān)系良好。以信噪比(S/N)大于等于3確定檢測限(LOD),大于等于10確定定量限(LOQ)。尿液和血液中4種代謝物的檢測限、定量限、線性范圍及相關(guān)系數(shù)見表3。
2.1.2 精密度、準(zhǔn)確度和方法回收率
將低、中、高濃度的質(zhì)控樣品(尿液、血液的質(zhì)控樣品濃度分別見表4和表5)以及標(biāo)準(zhǔn)曲線樣品進行預(yù)處理,再進樣分析,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線分別計算質(zhì)控樣品的測定濃度。每個濃度5份樣品,并連續(xù)測定3 d,分別考察日內(nèi)精密度和準(zhǔn)確度及日間精密度和準(zhǔn)確度。精密度用RSD(%)來表示,準(zhǔn)確度=測定濃度/理論濃度×100%。尿液中各分析物日內(nèi)精密度、準(zhǔn)確度和日間精密度、準(zhǔn)確度見表4。尿液中4種代謝物的日內(nèi)精密度介于0.4%~6.7%之間,日內(nèi)準(zhǔn)確度介于92.9%~101.7%之間,日間精密度介于1.8%~7.3%之間,日間準(zhǔn)確度介于94.4%~101.5%之間。血液中各分析物日內(nèi)精密度、準(zhǔn)確度和日間精密度、準(zhǔn)確度見表5。血液中4種代謝物的日內(nèi)精密度介于1.0%~8.6%之間,日內(nèi)準(zhǔn)確度介于90.8%~103.7%之間,日間精密度介于2.4%~7.5%之間,日間準(zhǔn)確度介于94.3%~104.4%之間。
參照已報道文獻[8],將低、中、高的質(zhì)控樣品3份進行預(yù)處理,再進樣分析;取相應(yīng)濃度的質(zhì)控溶液,添加相同體積的超純水代替空白基質(zhì),其余步驟不變,從而進行方法回收率的驗證。方法回收率用各分析物在質(zhì)控樣品中的峰面積與其在超純水中的峰面積的比值來表示,綜合反映分析方法的基質(zhì)效應(yīng)和提取回收率。尿液結(jié)果見表4,4種代謝物的方法回收率介于33.9%~90.3%之間。血液結(jié)果見表5,4種代謝物的方法回收率介于19.3%~89.5%之間。
表3 尿液和血液中4種代謝物的檢測限、定量限和線性范圍
表4 尿液中4種代謝物在不同濃度下日內(nèi)和日間的精密度、準(zhǔn)確度及方法回收率
表5 血液中4種代謝物在不同濃度下日內(nèi)和日間的精密度、準(zhǔn)確度及方法回收率
海洛因在體內(nèi)的代謝極為迅速,吸食海洛因后很難檢測到原體,本文主要測定海洛因的4種代謝物(6-MAM、MOR、M3G和M6G)。 采用上述在線固相萃取結(jié)合LC-MS/MS分析方法,測定給藥后不同時間段的大鼠尿液中4種代謝物的含量。圖2是1~8號大鼠尿液中4種代謝物的含量隨時間變化的曲線圖,表6是1~8號大鼠尿液中4種代謝物的最長檢測時限。
圖2 大鼠尿液中4種海洛因代謝物濃度-時間曲線圖
表6 大鼠尿液中4種海洛因代謝物的最長檢測時限及對應(yīng)濃度
采用上述在線固相萃取結(jié)合LC-MS/MS分析方法,測定給藥后不同時間點的大鼠血液中4種代謝物的含量。圖3是A號-H號大鼠血液中4種代謝物的含量隨時間變化的曲線圖,表7是A號~H號大鼠血液中4種代謝物的最長檢測時限。
圖3 大鼠血液中4種海洛因代謝物濃度-時間曲線圖
表7 大鼠血液中4種海洛因代謝物的最長檢測時限及對應(yīng)濃度
海洛因在體內(nèi)先去乙?;?-MAM,再生成MOR,最后與葡萄糖醛酸形成兩個結(jié)合物排出體內(nèi)。研究表明[9],兩個葡萄糖醛酸結(jié)合物M3G和M6G在體內(nèi)的含量不同,M6G的含量為M3G含量的15%左右。從本研究中也可看出,無論是在尿液還是血液中,都是以M3G存在形式為主。
圖2顯示,8只大鼠尿液中6-MAM的起始含量不高,且在短時間內(nèi)快速降低直至檢測不到;MOR的起始含量也不高,但其呈緩慢下降的趨勢,檢測時限最長;M3G的起始含量遠遠高于其他3種代謝物,前48 h的含量水平較高;M6G的含量整體較低,且檢測時限非常短。由表6可見,大鼠尿液中檢測時限最長的海洛因代謝物是MOR,檢測時限可達到 180-192h (7.5~8d)。 已有文獻報道[10],人尿液中6-MAM含量很少且存在一般不會超過8h,最多也不會超過24h。在本實驗中,6-MAM在大鼠尿液中存在時間最長可到72~96 h,比文獻中報道的時間長,可能原因是動物實驗直接靜脈給藥,濃度較高,且大鼠的代謝與人體存在差異。
圖3顯示,8只大鼠血液中4種代謝物含量的變化與尿液中的變化有部分差別。大鼠血液中6-MAM的起始含量較高,在較短時間內(nèi)快速降低直至檢測不到;MOR在整個過程中緩慢下降,檢測時限較長;M3G在血液中的含量較低,在部分大鼠血液中的檢測時限較長;M6G在代謝過程中未檢測到。由表7可見,大鼠血液中檢測時限較長的是MOR,檢測時限可達到 288 h(12 d),A、B 和 C 號大鼠血液中M3G檢測時限達到312 h(13 d),與其他大鼠差別較大,考慮可能是大鼠之間代謝的差別。
本研究結(jié)果表明,大鼠尿液和血液樣品中存在穩(wěn)定且檢測時限較長的代謝物都是MOR,最長檢測時限超過1周,且在血液中的檢測時限明顯比尿液中的更久,最長檢測時限近2周。與陳躍等[7]關(guān)于家兔唾液與血液中海洛因代謝物的檢測時限研究相比,本研究同時比較了海洛因4種代謝物的檢測時限。通過本實驗,可以了解海洛因代謝物在大鼠尿液和血液中最長檢測時限的情況,為海洛因吸食者體內(nèi)代謝物檢測時限的研究提供參考,但由于種屬差異,以及實際案例中海洛因吸食量的變化,人體內(nèi)海洛因代謝物的檢測時限還有待進一步研究。
本研究采用在線固相萃取結(jié)合液質(zhì)聯(lián)用的方法,測定了海洛因給藥后大鼠尿液與血液中4種代謝物在不同時間的含量,同時比較了尿液與血液中4種代謝物的檢測時限,篩選出在大鼠體內(nèi)存在穩(wěn)定且檢測時限較長的代謝物,大鼠尿液中檢測時限最長的代謝物是MOR,檢測時限可達到180~192 h(7.5~8 d);大鼠血液中檢測時限較長的是MOR,檢測時限可達到288h(12d),此結(jié)果為海洛因吸食者體內(nèi)代謝物檢測時限的研究提供了參考。