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坡政龙
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1 2015 年 3 月 Vol.33 No.3 March 2015 Chinese Journal of Chromatography 304 ~ 308 研究论文 DOI: / SP.J 超声辅助低密度溶剂分散液液微萃取气相色谱三重四极杆质谱法检测生物样品中的 8 种毒品孟梁 1, 朱彬玲 1, 郑可芳 1, 张文文 2 3, 孟品佳 (1. 福建警察学院刑事科学技术系, 福建福州 ; 2. 北京市公安局公安交通管理局, 北京 ; 3. 中国人民公安大学刑事科学技术学院, 北京 ) 摘要 : 建立了生物样品中 8 种毒品的超声辅助分散液液微萃取气相色谱三重四极杆串联质谱检测方法, 采用密度比水低的有机溶剂甲苯作为萃取溶剂, 萃取过程中不需要任何分散剂对影响萃取富集效率的因素进行优化 : 将 100 μl 甲苯萃取剂加入到 1 ml 样品溶液中, 超声波剧烈振荡使甲苯充分分散到样品溶液中进行萃取, 离心分层后, 抽取上层萃取剂供气相色谱三重四极杆串联质谱分析检测在优化条件下, 分析物在各自的线性范围内具有良好的线性关系, 线性相关系数在 ~ 之间 ; 检出限为 0 05 ~ 0 40 μg / L ( S / N = 3); 样品加标回收率在 79 3% ~ 100 3% 之间,RSD<5 7% 本方法具有操作简单灵敏度高和重现性好等优点, 可应用于生物样品中多种毒品的分析检测关键词 : 超声 ; 分散液液微萃取 ; 气相色谱三重四极杆质谱 ; 毒品 ; 生物样品中图分类号 :O658 文献标识码 :A 文章编号 : (2015) Ultrasound assisted low density solvent dispersive liquid liquid microextraction for the determination of eight drugs in biological samples by gas chromatography triple quadrupole mass spectrometry MENG Liang 1, ZHU Binling 1, ZHENG Kefang 1, ZHANG Wenwen 2, MENG Pinjia 3 (1. Department of Forensic Science, Fujian Police College, Fuzhou , China; 2. Traffic Management Bureau, Beijing Municipal Public Security Bureau, Beijing , China; 3. College of Forensic Science, People s Public Security University of China, Beijing , China) Abstract: A novel microextraction technique based on ultrasound assisted low density solvent dispersive liquid liquid microextraction ( UA LDS DLLME) has been developed for the determi nation of multiple drugs of abuse in biological samples by gas chromatography triple quadrupole mass spectrometry ( GC QQQ MS). A total of 100 μl of toluene as extraction solvent was dropped into the sample solution. Then the mixture was sonicated drastically in an ultrasonic bath for 3 min with occasional manual shaking to form a cloudy suspension. After centrifugation at r / min for 3 min, the upper layer of low density extractant was withdrawn and injected into the GC QQQ MS for analysis. The parameters affecting extraction efficiency have been investigated and optimized. Under the optimum conditions, good linearities were observed for all analytes with the correlation coefficients ranging from to The recoveries of 79 3% % with RSDs<5 7% were obtained. The LODs (S / N = 3) were in the range from 0 05 to 0 40 μg / L. UA LDS DLLME technique has the advantages of less extraction time, suit able for batches of sample pretreatment simultaneously, and higher extraction efficiency. It was successfully applied to the analysis of amphetamines in real human urine samples. Key words: ultrasonication; dispersive liquid liquid microextraction ( DLLME); gas chromatog 通讯联系人.Tel:(0591) ,E mail:mlatfy@ hotmail.com. 基金项目 : 福建省教育厅中青年教师教育科研项目 (JA14336). 收稿日期 :

2 第 3 期孟梁, 等 : 超声辅助低密度溶剂分散液液微萃取气相色谱三重四极杆质谱法检测生物样品中的 8 种毒品 305 raphy triple quadrupole mass spectrometry (GC QQQ MS); drugs of abuse; biological samples 几十年来在世界范围内的毒品滥用现象依然严重 [1], 滥用形式趋向于毒品的混合滥用, 例如近期在公安机关破获的贩毒案件中缴获的奶茶和神仙水等混合型毒品 [2] 因此, 为了有效遏制毒品犯罪, 针对收缴的非法药物和生物样品中的多种毒品及代谢物进行准确快速灵敏有效的同时检测是非常重要的气相色谱法 [3] 高效液相色谱法 [4] [5,6] 毛细管电泳法等是普遍应用的检测方法在公安执法实践中, 生物样品中毒品的检测越来越趋于常规, 但是生物样品组成复杂, 目标分析物含量通常较低, 因此, 在对生物样品中痕量分析物进行检测前采用一种有效的萃取净化技术至关重要近年来, 分散液相微萃取技术迅速发展, 其中超声辅助分散液液微萃取方法 ( ultrasound assisted dis persive liquid liquid microextraction, UA DLLME) 结合超声波萃取与分散液液微萃取二者的优势 [7,8], 将有机萃取剂在超声波振荡作用下迅速分散到样品溶液中, 该方法不使用分散剂, 避免了萃取剂的损失, 提高了萃取效率, 而采用低密度的有机萃取剂, 萃取结束离心分层后, 抽取上层萃取剂供仪器分析, 操作简单因此, 该方法特别适合生物样品中痕量毒品的分析本研究建立了尿液和血液样品中 8 种毒品 ( 甲基苯丙胺苯丙胺 3,4 ( 亚甲二氧基 ) 苯丙胺 3,4 ( 亚甲二氧基 ) 甲基苯丙胺甲卡西酮氯胺酮哌替啶和美沙酮 ) 的超声辅助分散液相微萃取方法, 并利用气相色谱三重四极杆串联质谱仪进行分析, 以多反应监测 ( MRM) 模式进行监测, 采用母离子 / 子离子的离子对形式以消除杂质的干扰, 提高灵敏度最后, 应用该方法成功地检测了吸毒人员尿液中的苯丙胺 1 实验部分 1.1 仪器与试剂 7890A 7000A 气相色谱三重四极杆串联质谱联用仪 ( 美国安捷伦公司 ); TDL 16C 高速离心机 ( 上海安亭科学仪器厂 ) 盐酸甲基苯丙胺 (methamphetamine, MA) 盐酸苯丙胺 ( amphetamine, AM) 盐酸 3,4 ( 亚甲二氧基 ) 甲基苯丙胺 ( 3, 4 methylenedioxymetham phetamine, MDMA) 盐酸 3,4 ( 亚甲二氧基 ) 苯丙胺 ( 3, 4 methylenedioxyamphetamine, MDA) 盐酸氯胺酮 ( ketamine, K) 盐酸甲卡西酮 ( meth cathinone, MACT) 盐酸哌替啶 (meperidine) 和盐酸美沙酮 (methadone) 购于中国药品生物制品检定所 ; 内标 1 ( 2 甲氧基苯基 ) 哌嗪 ( 1 ( 2 methoxy phenyl) piperazine, 2 MeOPP) 购于百灵威试剂公司 ; 氨水 (25% ~ 28%, w / w) 甲苯邻二甲苯环己酮正壬醇乙酸丁酯乙酸辛酯正辛醇和苯等试剂均为分析纯, 购于国药集团化学试剂有限公司 1.2 仪器条件 DB 5MS 石英毛细管柱 (30 m 0 25 mm, 0 25 μm)( 美国安捷伦公司 ); 柱升温程序 : 初始温度 100, 保持 2 min, 然后以 20 / min 的速率升温至 300, 保持 6 min; 进样口温度 260 ; 传输线温度 280 ; EI 离子源温度 230, 电子能量 70 ev; 载气为高纯 He, 流速 1 2 ml / min; 进样方式为不分流 ; 溶剂延迟 3 5 min; 进样量 1 μl; 扫描离子范围为 40 ~ 500, 优化后的 MRM 条件见表 1 表 1 目标物的 GC MS 定性定量离子 Table 1 Qualitative and quantitative ions of the analytes by GC MS Drug Abbreviation Ion pair (m / z) Collision energy / ev Amphetamine AM 44 / / / Methamphetamine MA 58 / / / ,4 Methylenedioxy MDMA 58 / 43 5 methamphetamine 77 / / ,4 Methylenedioxya 44 / mphetamine MDA 77 / / Methcathinone MACT 51 / / / Ketamine K 152 / / / Meperidine 71 / / / Methadone 57 / / / (2 Methoxyphenyl) 135 / piperazine 2 MeOPP 150 / UA DLLME 萃取过程 192 / 取尿液或血液 1 ml 置于 2 ml 的离心管中, 加入 25% 的氨水 0 2 ml, 调节 ph 值至 13, 然后加入

306 色谱第 33 卷含有 2 MeOPP( 内标,5 mg / L) 的 100 μl 甲苯萃取剂, 在 30 超声条件下剧烈振荡, 萃取剂明显分散到样品溶液中, 形成雾状体系, 振荡 3 min 后, 在 10 000 r / min 的离心速度下离心 3 min, 甲苯萃取剂浮在上层, 用微量移液器或者微量进样针取上层萃取液直接进样, 用 GC QQQ MS 检测 2 结果与讨论 2.

2.2 UA DLLME 萃取条件优化 2.2.1 萃取溶剂的选择超声波振荡能使有机萃取剂在样品溶液中乳化, 使其分散到样品溶液中, 增大萃取表面积, 而此过程不需要任何分散剂, 大大降低了萃取剂的损失, 从而提高萃取效率另外, 对于生物样品, 尤其是血液样品, 分散液液微萃取时宜采用密度比水小的有机溶剂作为萃取溶剂, 萃取完全后, 在 10 000 r / min 的离心速度下离心 3

酯对于尿液中的其他物质提取率也较高, 杂质较多因此, 选取甲苯作为萃取溶剂 2.

3 306 色谱第 33 卷含有 2 MeOPP( 内标,5 mg / L) 的 100 μl 甲苯萃取剂, 在 30 超声条件下剧烈振荡, 萃取剂明显分散到样品溶液中, 形成雾状体系, 振荡 3 min 后, 在 r / min 的离心速度下离心 3 min, 甲苯萃取剂浮在上层, 用微量移液器或者微量进样针取上层萃取液直接进样, 用 GC QQQ MS 检测 2 结果与讨论 2.1 质谱条件优化首先在 m / z 40 ~ 500 范围内进行全扫描 (Scan), 以选择合适的母离子, 然后在 MS / MS 模式下选出母离子相应的子离子, 接着在 MRM 模式下考察以及 25 ev 的碰撞能量, 从而选出最佳碰撞能量 ( 见表 1), 最终以离子对及相应的最佳碰撞能量在 MRM 模式下进行检测, 消除了样品基质干扰, 提高了检测准确度和灵敏度 2.2 UA DLLME 萃取条件优化萃取溶剂的选择超声波振荡能使有机萃取剂在样品溶液中乳化, 使其分散到样品溶液中, 增大萃取表面积, 而此过程不需要任何分散剂, 大大降低了萃取剂的损失, 从而提高萃取效率另外, 对于生物样品, 尤其是血液样品, 分散液液微萃取时宜采用密度比水小的有机溶剂作为萃取溶剂, 萃取完全后, 在 r / min 的离心速度下离心 3 min, 密度比水小的有机溶剂浮在上层, 便于微量移液器或者微量进样针吸取考察了甲苯邻二甲苯环己酮乙酸乙酯乙酸辛酯正壬醇和正辛醇 7 种有机溶剂对目标物的萃取能力以目标物与内标物的相对峰面积进行比较, 实验结果表明, 甲苯邻二甲苯乙酸乙酯和乙酸辛酯的萃取效果较好 ( 见图 1), 但是, 经邻二甲苯萃取后,MDA 和 MDMA 的色谱峰出现分叉 ; 而乙酸乙酯对于尿液中的其他物质提取率也较高, 杂质较多因此, 选取甲苯作为萃取溶剂样品溶液 ph 值的选择调节样品的 ph 值使分析物分子化, 才能被有机萃取剂有效萃取考察样品溶液在不同 ph 值条件下的萃取率, 实验结果见图 2 当溶液 ph 值为 10 ~ 13 时, 目标物与内标物的相对峰面积随 ph 值的增加而增加 ;ph 值大于 13 时, 相对峰面积略有降低, 可能是由于尿液中的杂质与目标物形成竞争作用因此, 本实验选取的溶液 ph 值为萃取溶剂体积的选择考察了 μl 甲苯萃取剂的萃取效率, 实验结果见图 3, 当溶剂体积低于 100 μl 图 2 样品溶液 ph 值对萃取效率的影响 Fig. 2 Effect of ph value of sample solution on extraction efficiency Sample solution: 1 0 ml; extraction solvent: toluene, 100 μl; extraction time: 3 min. Mass concentration of each drug: 250 μg / L; internal standard: 2 MeOPP, 5 mg / L. 图 1 不同萃取溶剂对萃取效率的影响 Fig. 1 Effect of organic solvent on extraction efficiency Sample solution: 1 0 ml, ph 13 0; extraction solvent vol ume: 100 ml; extraction time: 3 min. Mass concentration of each drug: 250 μg / L; internal standard: 2 MeOPP, 5 mg / L. 图 3 萃取溶剂体积对萃取效率的影响 Fig. 3 Effect of extraction solvent volume on extraction efficiency Sample solution: 1 0 ml; extraction solvent: toluene; extraction time: 3 min. Mass concentration of each drug: 250 μg / L; internal standard: 2 MeOPP, 5 mg / L.

4 第 3 期孟梁, 等 : 超声辅助低密度溶剂分散液液微萃取气相色谱三重四极杆质谱法检测生物样品中的 8 种毒品 307 时, 目标物与内标物的相对峰面积随溶剂体积的增加而缓慢上升 ; 高于 100 μl 时, 相对峰面积降低当有机溶剂的量太少时, 有机溶剂可能会发生损失, 或者有机溶剂不能与待测物更加有效地接触, 导致萃取效率低 ; 当有机溶剂达到一定的体积后, 目标物萃取效率达到峰值, 而后再加大萃取溶剂的量, 目标分析物浓度反而降低因此, 选择萃取溶剂的量为 100 μl 超声波萃取时间的选择考察了超声时间分别为 min 时对萃取效率的影响实际上超声波振荡萃取时, 只要雾状体系形成, 萃取平衡就很容易达到萃取刚开始时, 乳化不完全, 而此时轻摇离心管就很容易形成完全乳化体系实验结果见图 4, 当振荡时间为 3 min 时, 目标物的提取率最高如果超声时间过短, 有机溶剂与尿液中的目标分析物接触不够充分 ; 时间过长产生热效应导致的有机溶剂以及目标物质自身的挥发, 会造成目标物的损失所以最后选择 3 min 为超声振荡萃取时间图 5 优化条件下加标尿样中 8 种毒品的色谱图 Fig. 5 Chromatograms of the eight drugs spiked in a urine sample under optimized conditions a. Scan; b. MRM. Sample solution: 1 0 ml, ph 13; extraction solvent: tolu ene, 100 μl; extraction time: 3 min; Mass concentration of each drug: 250 μg / L; IS ( internal standard ): 2 MeOPP, 5 mg / L. 图 4 萃取时间对萃取效率的影响 Fig. 4 Effect of extraction time on extraction efficiency Sample solution: 1 0 ml, ph 13; extraction solvent: tolu ene, 100 μl. Mass concentration of each drugs: 250 μg / L; in ternal standard: 2 MeOPP, 5 mg / L. 2.3 方法的线性范围检出限回收率和精密度在优化条件下, 采用加标尿液和血液样品考察了方法的线性范围检出限回收率和精密度, 结果见表 2, 加标色谱图见图 5 所分析毒品在 ~ 10 mg / L 范围内具有良好的线性关系, 线性相关系数 (r) 在 ~ 之间 ; 检出限为 0 05 ~ 0 40 μg / L ( S / N = 3 ); 加标回收率为 79 3% ~ 100 3%, RSD 为 2 4% ~ 5 7% 结果表明, 本方法具有很高的灵敏度和较好的重现性, 能应用于生物样品中多种毒品的分析检测 2.4 实际样品分析为了验证该萃取方法的实用性, 在优化条件下对实际滥用苯丙胺类毒品的尿液进行了萃取和检测结果尿液中检出甲基苯丙胺和苯丙胺成分, 色谱图见图 6, 含量分别为 148 μg / L 和 46 μg / L 图 6 实际尿样中毒品的 MRM 离子流色谱图 Fig. 6 MRM chromatogram of drugs in a real urine sample The conditions are the same as in Fig. 5.

5 308 色谱第 33 卷 Table 2 Analyte 表 2 分析物在加标尿样和血样中的线性范围相关系数检出限回收率及 RSD Linear ranges, correlation coefficients, LODs, recoveries and RSDs of analytes in spiked urine and blood samples Linear range / (mg / L) r Blood LOD / (μg / L) Added / ng Recovery / % RSD / % (n = 5) Linear range / (mg / L) r Urine LOD / (μg / L) Added / ng Recovery / % MA RSD / % (n = 5) AM MDMA MDA MACT K Meperidine Methadone 结论本研究采用超声辅助分散液液微萃取技术气相色谱三重四极杆质谱检测了尿液和血液中的 8 种毒品, 该方法使用密度比水小的有机溶剂作为萃取剂, 在超声波振荡作用下迅速分散到样品溶液中进行萃取, 不使用分散剂, 从而提高了萃取效率采用低密度的有机萃取剂特别适合生物样品的分散液液微萃取该方法已成功地应用于实际尿样中苯丙胺类毒品的分析参考文献 : [1] United Nations Office on Drugs and Crime. World Drug Report [ ]. http: // org / unodc / secured / wdr / wdr2013 / World_Drug_Report_2013.pdf [2] Zhu B, Meng L, Zheng K. Forensic Sci Int, 2014, 242: e44 [3] Wang J F, Sun H F, Ye N S, et al. Chinese Journal of Chro matography ( 王继芬, 孙洪峰, 叶能胜, 等. 色谱 ), 2008, 26 (2): 254 [4] Ambach L, Penitschka F, Broillet A, et al. Forensic Sci Int, 2014, 243: 107 [5] Meng L, Wang Y Y, Meng P J, et al. Chinese Journal of Analytical Chemistry ( 孟梁, 王燕燕, 孟品佳, 等. 分析化学 ), 2011, 39(7): 1077 [6] Meng P, Fang N, Wang M, et al. Electrophoresis, 2006, 27: 3210 [7] Leong M I, Fuh M R, Huang S D. J Chromatogr A, 2014, 1335: 2 [8] Cortada C, dos Reis L C, Vidal L, et al. Talanta, 2014, 120: 191

, GC/MS ph GC/MS I

S00017052 O O , GC/MS ph GC/MS I Abstract Drug abuse is a serious issue throughout the world. Amphetamine-type stimulants (ATS) are substances frequently used by drug abusers. There are significant needs