快速溶剂萃取-气相色谱/质谱法分析血液中的4种滥用药物

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李文海, 蔺大伟, 孙红雷, 木台力甫#cod#x000b7;麦麦提吐逊, 王磊. 快速溶剂萃取-气相色谱/质谱法分析血液中的4种滥用药物[J]. 刑事技术,2014,29(3): 9-11
LI Wen-hai, LIN Da-wei, SUN Hong-lei, MU TAI LI FU#cod#x000b7;MAI MAI TI TU XUN, WANG Lei. Determination of four drugs in blood by accelerated solvent extraction coupled with GC/MS[J]. Forensic Science and Technology,2014,29(3): 9-11 复制到剪切板

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《刑事技术》编辑部

快速溶剂萃取-气相色谱/质谱法分析血液中的4种滥用药物

李文海¹, 蔺大伟¹, 孙红雷¹, 木台力甫·麦麦提吐逊², 王磊²

1.山东省泰安市公安局刑警支队,271000

2.新疆喀什地区公安处刑侦支队,844000

作者简介:李文海(1974—),男,山东烟台人,高级工程师,学士,主要从事毒物毒品分析。Tel:(0538)8229455,18653836316; E-mail:liwenhai1217@163.com

摘要

目的建立生物检材血液中滥用药物的快速溶剂萃取(ASE)方法。方法通过优化快速溶剂萃取各参数,提取血液中的滥用药物进行GC/MS定性定量分析。结果血液中美沙酮、可卡因、蒂巴因、海洛因4种滥用药物的平均回收率在87.8%~97.5% 之间,滥用药物在0.4μg/mL~4.0μg/mL的浓度范围内线性良好。结论该方法具有操作简便快捷,回收率高、重现性好等特点,可广泛应用于生物检材血液中滥用药物的检验鉴定。

关键词: 毒物分析; 快速溶剂萃取; 气相色谱/质谱联用仪; 滥用药物

中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2014)03-0009-03

Determination of four drugs in blood by accelerated solvent extraction coupled with GC/MS

LI Wen-hai, LIN Da-wei, SUN Hong-lei, MU TAI LI FU·MAI MAI TI TU XUN, WANG Lei

Abstract

Objective To develop an analysis method for determining drugs from blood.Methods Methadone, cocaine, thebaine and heroin in blood were extracted by accelerated solvent extraction(ASE) and analyzed with GC/MS.Results The recoveries of four drugs were ranged from 87.8% to 97.5%. A good linear relationship was obtained at the concentration range of 0.4μg/mL ~4.0μg/mL.Conclusion The method has high recovery, good repeatability and easy to operation. It can be used to the casework.

Keyword: forensic toxicology; accelerated solvent extraction; GC/MS; drug abuse

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血、尿中滥用药物及其代谢物的筛选分析一般采用液液萃取、固相萃取、固相微萃取等方法。但这些方法操作程序较为复杂、自动化程度不高、仪器使用条件苛刻, 方法的重现性、精密度等完全依赖操作人员的水平, 对分析人员的要求较高, 具有一定的局限性^[1]。快速溶剂萃取ASE(Accelerated Solvent Extraction)是利用提高温度和增加压力来提高萃取的效率, 使用常规的溶剂对固体或半固体样品进行萃取, 加快了萃取的时间并明显降低了萃取溶剂的使用量, 具有操作简便快捷、自动化程度高等特点。快速溶剂萃取法具有有机溶剂用量少、快速、基体影响小、自动化程度高、萃取效率高、使用方便、安全性好等特点, 已被确认为美国EPA标准方法^{[2, 3, 4]}。本文在实验过程中充分考虑了萃取的影响因素, 对ASE萃取条件进行优化, 考察了萃取温度、萃取时间和萃取剂种类对回收率的影响, 利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)进行定性定量分析, 取得了较好的效果, 报道如下。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

PE Clarus500气相色谱-质谱联用仪; ASE 150快速溶剂萃取仪; 氮吹仪; 精密移液器。美沙酮、可卡因、蒂巴因、海洛因均购自公安部物证鉴定中心(含量均为99%); 乙醇、三氯甲烷、苯、乙酸乙酯均为分析纯; 空白血样来源于不含上述混合样的健康人血。

1mg/mL的混标储备液:分别称取上述4种滥用药物各0.1000g, 用乙醇定容至100mL容量瓶中, 保存于冰箱中待用。

50μ g/mL混标工作液:取1mg/mL的混标储备液1mL, 用乙醇定容至20mL容量瓶中, 保存于冰箱中待用。

1.2 GC-MS实验条件

1.2.1 色谱条件 DB-5MS毛细管气相色谱柱(30m× 0.25mm× 0.25μ m); 载气为氦气, 纯度99.999%, 流速1mL/min; 初始柱温为80℃, 保持1min, 然后以10℃/min升温至280℃, 保持10min, 进样器温度250℃, 不分流进样。

1.2.2 质谱条件电子轰击电离模式, 电离能量为70eV, 离子源温度200℃, 传输线温度250℃, 电子倍增器电压500V, 采用全扫描模式, 扫描范围40~500 m/z, 溶剂延迟4min。

1.3 快速溶剂萃取条件

取50 μ g/mL混标工作液0.5mL加入1mL血样中, 混匀, 置于蒸发皿中, 加入1g硅藻土, 研磨均匀后加入5mL规格的萃取池中。ASE加热炉温度为100℃, 加热时间为5min, 静态萃取时间为5min, 用60﹪溶剂冲洗, 氮气吹扫时间为90s, 静态萃取次数为1次。收集洗脱液于试管中, 氮吹仪浓缩至干, 加0.5mL乙醇溶解, 待测定。

2 结果与分析

2.1 ASE条件的优化

试验对不同的萃取温度、萃取时间、萃取剂种类进行考察。比较了不同的萃取温度:100℃、110℃、120℃; 不同的萃取时间:3min、5min、8min; 不同的萃取剂:苯、乙酸乙酯、三氯甲烷。

2.1.1 萃取温度的选择取血样按照1.3方法进行样品处理, 按照1.2的仪器条件利用GC/MS定性定量分析, 温度为110℃时提取净化后各种滥用药物的总离子流图(TIC)见图1, 其添加回收率结果见表1。

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	图1 温度为110℃时提取净化后滥用药物的总离子流图(TIC)

表1 不同萃取温度对血液中滥用药物回收率的比较

表1显示, 提高温度使溶剂溶解待测物的容量增加, 加速了溶质分子的解析动力学过程, 减小解析过程所需的活化能, 降低溶剂的粘度, 因而减小溶剂进入样品基体的阻止, 增加了溶剂进入样品基体的扩散, 从而大大降低了溶剂的使用量。结果表明, 随着温度的升高, 滥用药物的萃取率增大, 在110℃和120℃时回收率较接近。综合分析回收率和杂质两个因素, 萃取温度选为110℃。

2.1.2 萃取时间的选择在萃取温度110℃条件下, 选取不同的萃取时间:3min、5min、8min, 按照1.2和1.3方法进行试验, 不同萃取时间对各种滥用药物的回收率结果见表2。

表2 不同萃取时间对血液中滥用药物回收率的比较

由表2可知, 萃取时间为3min时回收率最低, 随着萃取时间的增加, 回收率也增加, 到8min时有几种毒物的回收率已不再增加, 甚至减小, 说明时间再增加对回收率影响不大, 只是使萃取过程延长而已, 故选取5min为最佳萃取时间。

2.1.3 萃取剂的选择在萃取温度为110℃, 萃取时间为5min条件下, 选取最佳萃取剂。按照1.2和1.3方法进行试验, 不同萃取剂对血液中滥用药物的回收率结果见表3。

表3 不同萃取剂对血液中滥用药物回收率的比较

溶剂是影响萃取效果的一个关键因素, 考虑回收率和杂质因素, 综合分析苯的萃取效果较理想。

2.2 工作曲线和检出限

取空白血lmL各3等份, 分别添加4种滥用药物的混合标样, 浓度范围在0.4μ g/mL~4μ g/mL之间, 按本文建立的快速溶剂萃取方法, 利用GC/MS定性定量检测, 以峰面积为纵坐标, 进样浓度为横坐标绘制标准曲线, 并按信噪比(S/N=3)计算检出限, 4种滥用药物的标准曲线、相关系数和检出限见表4。实验结果表明, 4种滥用药物在0.4μ g/mL~4μ g/mL范围内线性良好。

表4 4种滥用药物的线性方程和相关系数

2.3 方法的准确度和精密度

以添加回收率来衡量方法的准确度, 以变异系数(CV)来表示方法的精密度。取血样按照1.2和1.3方法在110℃下萃取5min, 用三氯甲烷作为萃取剂做添加回收率试验, 结果见表5。

表5 4种滥用药物在血液中的添加回收率

3 讨论

本文应用样品的前处理新技术快速溶剂萃取(ASE)法结合GC/MS的定性定量分析, 建立了4种滥用药物的快速、准确、系统的分析方法。在萃取过程中考虑了萃取温度、萃取时间和萃取剂的影响因素, 对ASE萃取条件进行了优化, 实验表明在110℃下萃取5min, 用三氯甲烷作为萃取剂时其回收率较好。该方法具有操作简便快捷, 回收率高、重现性好等特点, 可广泛应用于生物检材血液中滥用药物的检验鉴定。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	沈敏, 向平, 沈保华. 体液中常见滥用药物的系统筛选分析[J]. 中国司法鉴定, 2000(1): 1-6. [本文引用:1]
[2]	徐洁蕾, 应剑波, 李晓飞. 快速溶剂萃取-凝胶色谱净化-GC/MS结合测定血中的滥用药物[J]. 质谱学报, 2010, 31(2): 125-128. [本文引用:1]
[3]	杜鸿雁, 董颖, 张雷萍, 等. 快速溶剂萃取法提取血中的有机磷类滥用药物[J]. 刑事技术, 2012(3): 20-21. [本文引用:1]
[4]	牟世芬. 加速溶剂萃取的原理及应用[J]. 环境化学, 2001, 20(3): 299-300. [本文引用:1]

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沈敏, 向平, 沈保华. 体液中常见滥用药物的系统筛选分析[J]. 中国司法鉴定, 2000(1): 1-6.

本文建立了体液中常见滥用药物的筛选分析体系。尿液或血液经固相萃取(SPE)或液液提取(LLE)后,直接用GC/NPD分析或经TFA、BSTFA衍生化后用GC/MS分析。方法适用于同时分析甲基苯丙胺、MDMA、度冷丁、去甲度冷丁、曲马多、美沙酮、EDDP、可卡因、苯甲酰芽子碱、可待因、安定、氯丙嗪、吗啡、单乙酰吗啡等十四种常见滥用药物及代谢物。SPE法和LLE法回收率分别为66～102％和50～86％,最低检出限为2～5ng/ml尿。涉毒案件的鉴定应用表明该分析方法简便、快速、可靠。

... 但这些方法操作程序较为复杂、自动化程度不高、仪器使用条件苛刻,方法的重现性、精密度等完全依赖操作人员的水平,对分析人员的要求较高,具有一定的局限性^[1] ...

2010

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徐洁蕾, 应剑波, 李晓飞. 快速溶剂萃取-凝胶色谱净化-GC/MS结合测定血中的滥用药物[J]. 质谱学报, 2010, 31(2): 125-128.

A method for the determination of 10 mixed drugs of abuse in blood was developed by gas chromatography-mass spectrometry(GC/MS) coupled with accelerated solvent extraction(ASE). The target analytes were extraceted with V (ethyl acetate)∶ V (cyclohexane)=1:1 by accelerated solvent extraction，and cleaned by auto gel permeation chromatography(GPC). The qualitative and quantitative analysis were carried out by GC/MS. The total ion chromatogram and selected ion chromatogram were obtained. The calibration of mdma, phenacetinum, ketamine, ramadol, cocaine, thebaine, papaverine, narcotine have a good linear relationship in the range of 1.2—7.2 mg•L -1 , meperidine has a good linear relationship in the range of 2.4—7.2 mg•L -1 , and herion has a good linear relationship in the range of 1.2—6 mg•L -1 . The linearity correlation cofficients of 10 mixed drugs of abuse are between 0.993 and 0.997. The average recoveries are 91%—97% with relative standard deviations of 2%—9.5%.

建立了血中10种滥用药物的快速溶剂萃取与气相色谱-质谱联用的分析方法。取一定量的三氧化二铝放入萃取池中作为吸附剂，通过快速溶剂萃取仪萃取血中的10种滥用药物，经在线初步净化后，运用自动凝胶渗透色谱净化仪进一步净化，样品用气相色谱-质谱联用仪进行全扫描和选择离子模式分析。结果表明：3，4-亚甲基二氧基甲基苯丙胺、非那西汀、氯胺酮、曲马多、可卡因、蒂巴因、罂粟碱、那可汀在1.2~7.2 mg•L -1 范围内线性关系良好,杜冷丁在2.4~7.2 mg•L -1 范围内线性关系良好，海洛因在1.2~ 6 mg•L -1 范围内线性关系良好。10种滥用药物的回收率在91%~97%之间，相对标准偏差均小于10%。

... 快速溶剂萃取法具有有机溶剂用量少、快速、基体影响小、自动化程度高、萃取效率高、使用方便、安全性好等特点,已被确认为美国EPA标准方法^[2,3,4] ...

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2001

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牟世芬. 加速溶剂萃取的原理及应用[J]. 环境化学, 2001, 20(3): 299-300.

复杂样品的前处理,常常是现代分析方法的薄弱环节,在以往的数年中,人们做了多种尝试以期找到一种高效、快捷的方法以取代传统的萃取法,例如,自动索氏萃取、微波消解、超声萃取和超临界萃取等.值得注意的是,以上各法无论是自动索氏萃取,还是超临界流体萃取……等,都有一个共同点,即与温度有关.在萃取过程中,通过适当提高温度,可以获得较好的结果.例如,在自动索氏萃取中,由于萃取时是将样品浸入沸腾的溶剂之中,因此,其萃取速度和效率较常规索氏萃取法快且溶剂用量少.超临界流体萃取可通过提高萃取时的温度使其回收率得到改善.而微波萃取则是利用一种可以施加压力的容器,将溶剂加热到其沸点之上,来提高其萃取的效率.虽然以上各法与经典的索氏法相比已有了很大的进步,但有机溶剂的用量仍然偏多,萃取时间较长,萃取效率还不够高