丁珂然，倪春芳，何思陽(yáng)，王跨陡，鄧乾亞，梁晨

1.復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院，上海 201203；2.上海市公安局物證鑒定中心，上海 200083

色胺類新精神活性物質(zhì)是色氨酸修飾后產(chǎn)生的化合物，由帶有雙碳側(cè)鏈的吲哚環(huán)組成[1]。其中，賽洛西賓（psilocybin）和賽洛新（psilocin）是致幻蕈類植物的兩種主要致幻化合物[2-3]，其結(jié)構(gòu)與神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）相似（圖1A～B），在攝入后能夠引起知覺、思維和情緒的劇烈變化，因此在很多國(guó)家受到管制[4]。賽洛西賓的化學(xué)名稱為[3-[2-（dimethylamino）ethyl]-1H-indol-4-yl]dihydrogen phosphate，分子式為C12H17N2O4P，相對(duì)分子質(zhì)量為284，是一種前體毒品，口服后迅速經(jīng)堿性磷酸酶脫磷，從而產(chǎn)生實(shí)際具有精神活性的物質(zhì)——賽洛新[5-6]。賽洛新的化學(xué)名稱為3-[2-（dimethylamino）ethyl]-1Hindol-4-ol，分子式為C12H16N2O，相對(duì)分子質(zhì)量為204，主要作為非特異性5-HT 受體的激動(dòng)劑或部分激動(dòng)劑，可以結(jié)合5-HT1A、5-HT2A和5-HT2C受體產(chǎn)生毒理作用[5，7]。

賽洛西賓和賽洛新最初由HOFMANN 等[8]提取發(fā)現(xiàn)，之后不斷有合成的賽洛西賓衍生物和天然同系物的相關(guān)報(bào)道，例如aeruginascin、baeocystin、norbaeocystin、norpsilocin[9-13]等。我國(guó)衛(wèi)計(jì)委（原衛(wèi)生部）早在1996年頒布的《精神藥品品種目錄》中就已經(jīng)將賽洛新和賽洛西賓列為第一類精神藥品加以控制。然而，不法分子經(jīng)常對(duì)已知活性藥物（母藥）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，引入某些基團(tuán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，從而逃避法律的管制。

本研究對(duì)實(shí)際案件中的兩種可疑粉末進(jìn)行檢驗(yàn)，通過氣相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（gas chromatog?raphy-quadrupole time-of-flight mass spectrometry，GC-QTOF-MS）、超高效液相色譜-線性離子阱-四極桿-軌道阱質(zhì)譜（ultra-high performance liquid chro?matography-linear ion trap quadrupole-orbitrap mass spectrometry，UPLC-LTQ-Orbitrap MS）和核磁共振氫譜（1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy，1HNMR）等技術(shù)并結(jié)合NIST 數(shù)據(jù)庫(kù)共同確認(rèn)兩種可疑粉末分別為N-甲基-N-乙基-4-羥基色胺（4-OHMET）和N，N-二甲基-4-乙酰氧基色胺（4-AcODMT）。4-OH-MET的化學(xué)名稱為3-（2-（ethyl（methyl）amino）ethyl）-1H-indol-4-ol，CAS 號(hào)為77872-41-4，化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1C。4-AcO-DMT 的化學(xué)名稱為3-（2-（dimethylamino）ethyl）-1H-indol-4-yl acetate，CAS號(hào)為92292-84-7，化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1D。

圖1 賽洛西賓、賽洛新、4-OH-MET、4-AcO-DMT的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of psilocybin，psilocin，4-OH-MET and 4-AcO-DMT

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

7250 GC/Q-TOF 系統(tǒng)配備7693A 自動(dòng)進(jìn)樣器以及MassHunter Qualitative Analysis B.07.00 軟件（美國(guó)Agilent公司），Accela高效液相色譜儀和LTQ-Orbi?trap XL 組合式高分辨質(zhì)譜儀以及Xcalibur 2.0 軟件（美國(guó)Thermo Fisher 公司），JNM-ECZ600R 核磁共振譜儀（日本電子株式會(huì)社）配備Delta v5.0 軟件（艾默生過程控制有限公司）；PURELAB Option-R7 超純水系統(tǒng)（英國(guó)ELGA公司）。

甲醇、乙腈（色譜純，德國(guó)Merck 公司），甲酸（色譜純，瑞士Fluka 公司），內(nèi)標(biāo)物普羅地芬、氘代甲醇（美國(guó)Sigma-Aldrich公司）。

1.2 樣品

由公安機(jī)關(guān)送檢的白色粉末（化合物1）和褐色粉末（化合物2）各約5 g。

1.3 樣品處理

1.3.1 高分辨質(zhì)譜分析樣品的處理

取兩種檢材各約1 mg，分別加入甲醇1 mL，渦旋混合1 min，離心取上清液1 μL 進(jìn)GC-QTOF-MS。取10 μL 上清液，加入10 mL 甲醇稀釋，取10 μL 稀釋液進(jìn)UPLC-LTQ-Orbitrap MS。

1.3.21H-NMR分析樣品的處理

取兩種檢材各約10 mg，分別置于核磁管中，加入氘代甲醇溶液0.6 mL，使樣品充分溶解。

1.4 儀器條件

1.4.1 GC-QTOF-MS條件

色譜條件：HP-5ms UI 石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm；美國(guó)Agilent 公司）；載氣為氦氣（純度≥99.999%），流速為1.085 mL/min；初溫100 ℃，保持1.5 min，以25 ℃/min程序升溫至280 ℃，保持15 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（electron impact，EI）離子源，能量為70 eV，進(jìn)樣口溫度為260 ℃，離子源溫度為280 ℃，傳輸線溫度為280 ℃，四極桿溫度為150 ℃。采用全掃描模式，質(zhì)量范圍m/z40～600，采集速度為5 spectra/s，溶劑延遲3 min。進(jìn)樣前，使用全氟三丁胺校正液（美國(guó)Agilent 公司）對(duì)質(zhì)譜儀的質(zhì)量軸進(jìn)行校正，使得質(zhì)量數(shù)相對(duì)偏差小于5×10-6。

1.4.2 UPLC-LTQ-Orbitrap MS 條件

色譜條件：Hypersil GOLDTMC18色譜柱（50 mm×2.1 mm，1.9 μm；美國(guó)Thermo Scientific公司）。流動(dòng)相A 為0.1%甲酸水溶液，流動(dòng)相B 為含有0.1%甲酸的乙腈溶液。流速為250 μL/min，進(jìn)樣體積為10 μL。流動(dòng)相梯度洗脫程序?yàn)椋?～2 min，5% B；2～26 min，5%～100% B；26～28 min，100% B；28～29 min，100%～5% B。

質(zhì)譜條件：采用電噴霧離子源正離子模式進(jìn)行檢測(cè)。離子源電壓3.5 kV；鞘氣、輔助加熱氣和碰撞氣均使用高純氮?dú)猓惠o助加熱溫度為300 ℃，毛細(xì)管溫度為350 ℃。質(zhì)譜檢測(cè)使用全掃描-信號(hào)觸發(fā)二級(jí)質(zhì)譜（full MS-ddMS2）模式，母離子Q1 全掃描的分辨率設(shè)為35 000（半峰寬），子離子Q3 的掃描分辨率為17 500。全掃描范圍為m/z50～500，碰撞能量為60 eV。每批次樣品進(jìn)樣分析前，采用美國(guó)Thermo Fish?er Scientific 公司提供的校正液對(duì)質(zhì)譜儀的質(zhì)量軸進(jìn)行校正，使得質(zhì)量數(shù)相對(duì)偏差小于5×10-6。

1.4.31H-NMR條件

磁場(chǎng)強(qiáng)度9.389766[T]（400MHz），采集點(diǎn)數(shù)32768，掃描次數(shù)64，接收增益值（receiver gain，RG）38，脈沖角度45°，采集溫度20 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 化合物1的鑒定

2.1.1 GC-QTOF-MS分析結(jié)果

白色粉末經(jīng)處理后進(jìn)GC-QTOF-MS 檢測(cè)，其中，化合物1 的保留時(shí)間為10.18 min，特征碎片離子有m/z218.141 0、72.080 6（基峰）、160.075 2、146.059 7、44.049 5 等。質(zhì)譜圖經(jīng)NIST 17 質(zhì)譜庫(kù)檢索，匹配結(jié)果顯示，化合物1 與4-OH-MET（分子式為C13H18N2O）的質(zhì)譜圖一致，其中碎片離子m/z218.141 0為其分子離子峰。

通過精確質(zhì)量數(shù)信息可確定碎片離子對(duì)應(yīng)的分子式，并計(jì)算出理論質(zhì)量數(shù)和相對(duì)偏差，結(jié)果見表1。實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)與理論質(zhì)量數(shù)的相對(duì)偏差均小于5×10-6。

表1 GC-QTOF-MS中化合物1的主要特征離子Tab.1 Main characteristic ions of compound 1 obtained by GC-QTOF-MS

2.1.2 UPLC-LTQ-Orbitrap MS 分析結(jié)果

經(jīng)UPLC-LTQ-Orbitrap MS分析，化合物1的保留時(shí)間為6.16 min?；衔? 的一級(jí)質(zhì)譜圖見圖2A，正離子模式下測(cè)得其[M+H]+精確質(zhì)量數(shù)為219.149 4，推斷其質(zhì)子化分子式為C13H19N2O。4-OH-MET 質(zhì)子化分子離子峰[M+H]+理論質(zhì)量數(shù)為219.149 2，實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)與理論質(zhì)量數(shù)的相對(duì)偏差小于5×10-6。此外，化合物1的一級(jí)質(zhì)譜圖存在同位素簇離子峰m/z220.152 7、221.156 4，二級(jí)質(zhì)譜圖（圖2B）中主要碎片離子有m/z160.076 3、72.080 8，碎片分子式信息見表2。

表2 UPLC-LTQ-Orbitrap MS中化合物1的主要二級(jí)特征離子Tab.2 Main characteristic product ions of compound 1 obtained by UPLC-LTQ-Orbitrap MS

圖2 UPLC-LTQ-Orbitrap MS中化合物1的質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectra of compound 1 obtained by UPLC-LTQ-Orbitrap MS

2.1.31H-NMR分析結(jié)果

化合物1 的1H-NMR 譜圖見圖3。其中，化學(xué)位移1.14處和2.88處可見甲基和次甲基氫信號(hào)，分別為三重峰和四重峰，且相互耦合，歸屬于結(jié)構(gòu)中與氮原子相連的乙基。化學(xué)位移2.57 處的甲基氫信號(hào)為單峰，歸屬于與氮原子相連的甲基。吲哚環(huán)上的氫在譜圖中的低場(chǎng)區(qū)域（化學(xué)位移6.76～6.98），與吲哚環(huán)上氮原子相連的氫信號(hào)出現(xiàn)在化學(xué)位移10.73處。

圖3 化合物1的1H-NMR譜圖Fig.3 1H-NMR spectrum of compound 1

1H-NMR數(shù)據(jù)信息見表3。

表3 化合物1的1H-NMR數(shù)據(jù)信息Tab.3 1H-NMR data information of compound 1

2.2 化合物2的鑒定

2.2.1 GC-QTOF-MS分析結(jié)果

褐色粉末經(jīng)處理后進(jìn)GC-QTOF-MS 檢測(cè)，其中，化合物2 的保留時(shí)間為10.43 min，特征碎片離子有m/z246.135 7、58.065 1（基峰）、160.075 4、146.059 9、42.033 9等。質(zhì)譜圖經(jīng)NIST 17質(zhì)譜庫(kù)檢索，匹配結(jié)果顯示，化合物2 與4-AcO-DMT（分子式為C14H18N2O2）的質(zhì)譜圖一致，其中碎片離子m/z246.135 7為其分子離子峰。

通過精確質(zhì)量數(shù)信息可確定碎片離子對(duì)應(yīng)的分子式，并計(jì)算出理論質(zhì)量數(shù)和相對(duì)偏差，結(jié)果見表4。實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)與理論質(zhì)量數(shù)的相對(duì)偏差均小于5×10-6。

表4 GC-QTOF-MS中化合物2的主要特征離子Tab.4 Main characteristic ions of compound 2 obtained by GC-QTOF-MS

2.2.2 UPLC-LTQ-Orbitrap MS 分析結(jié)果

經(jīng)UPLC-LTQ-Orbitrap MS 分析，化合物2 的保留時(shí)間為7.82 min?；衔? 的一級(jí)質(zhì)譜圖見圖4A，正離子模式下測(cè)得其[M+H]+精確質(zhì)量數(shù)為247.145 0，推斷其質(zhì)子化分子式為C14H19N2O2。4-AcO-DMT 質(zhì)子化分子離子峰[M+H]+理論質(zhì)量數(shù)為247.144 1，實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)與理論質(zhì)量數(shù)的相對(duì)偏差小于5×10-6。此外，化合物2 的一級(jí)質(zhì)譜圖存在同位素簇離子峰m/z248.148 5 和249.152 3，二級(jí)質(zhì)譜圖（圖4B）中主要碎片離子有m/z202.087 1、160.076 3、134.060 5，碎片分子式信息見表5。

表5 UPLC-LTQ-Orbitrap MS中化合物2的主要二級(jí)特征離子Tab.5 Main characteristic product ions of compound 2 obtained by UPLC-LTQ-Orbitrap MS

圖4 UPLC-LTQ-Orbitrap MS中化合物2的質(zhì)譜圖Fig.4 Mass spectra of compound 2 obtained by UPLC-LTQ-Orbitrap MS

2.2.31H-NMR分析結(jié)果

化合物2 的1H-NMR 譜圖見圖5。化合物2 與化合物1 的結(jié)構(gòu)具有相似性，不同之處在于：在化學(xué)位移2.62 處有兩個(gè)甲基氫信號(hào)，為單峰，歸屬為氮原子上的兩個(gè)甲基；化學(xué)位移2.38 處的甲基信號(hào)峰，歸屬為乙?；鶊F(tuán)中的甲基；其余氫信號(hào)與化合物1 具有相似性，均可得到合理歸屬。

圖5 化合物2的1H-NMR譜圖Fig.5 1H-NMR spectrum of compound 2

1H-NMR數(shù)據(jù)信息見表6。

表6 化合物2的1H-NMR數(shù)據(jù)信息Tab.6 1H-NMR data information of compound 2

3 結(jié)論

本研究運(yùn)用GC-QTOF-MS 和UPLC-LTQ-Orbi?trap MS 兩種高分辨質(zhì)譜技術(shù)對(duì)未知檢材進(jìn)行分析，結(jié)合核磁共振波譜技術(shù)對(duì)兩種繳獲粉末進(jìn)行鑒定，通過精確質(zhì)量數(shù)、同位素簇離子峰和元素組成等信息最終確定化合物為色胺類新精神活性物質(zhì)4-OH-MET和4-AcO-DMT。

高分辨質(zhì)譜技術(shù)能夠獲得目標(biāo)物的精確質(zhì)量數(shù)，是鑒定未知物的常用手段，核磁共振波譜技術(shù)能夠進(jìn)一步對(duì)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。這兩種方法的聯(lián)合應(yīng)用能夠得到更加準(zhǔn)確的分析結(jié)果，為法庭科學(xué)提供科學(xué)、準(zhǔn)確的新精神活性物質(zhì)鑒定手段。