孫維來, 鄭曉雨, 趙彥彪, 曾令華, 高利生, 劉 耀?, 鄭 琿?
(1.成都市人民檢察院,四川成都 610041;2.公安部物證鑒定中心,北京 100038;3.四川省開江縣公安局,四川達(dá)州 636250)
大麻為一年生草本植物,雌雄異體,幾乎遍及全球。大麻作為一種古老的栽培植物,可用于生產(chǎn)食用種子油、油漆以及紡織纖維等,具有極大的經(jīng)濟利用價值[1-3]。大麻也是世界范圍內(nèi)濫用最為嚴(yán)重的毒品之一。常見大麻類毒品主要有大麻植物、大麻樹脂和大麻油。大麻樹脂是從大麻植物中分離出的黏稠狀物質(zhì)經(jīng)干燥而成;大麻油是用有機溶劑將大麻植物和大麻樹脂經(jīng)過提取得到的一種具有特殊氣味、黏性的油狀液體;而大麻植物比其他兩類大麻毒品成分更復(fù)雜,是在實際工作中更常見的一類檢材,對大麻植物的分離、檢測、分析,以及對大麻毒品的監(jiān)測和控制更有價值和意義。
大麻植物是非法加工制造所有大麻制品的基本原料,應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),從中可提煉和鑒別出400多種化合物。大麻酚類是其中特有的最重要的成分,也是大麻主要集中在雌花花序由植物毛狀體產(chǎn)生的樹脂分泌物中[1]。大麻中的四氫大麻酚 (Δ9-THC)、大麻酚 (CBN)、大麻二酚 (CBD) 及大麻萜酚 (CBG)是幾種主要的大麻酚類化合物,見表1。對中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用最強的精神活性物質(zhì)是Δ9-THC,其含有量也是衡量大麻植物及其制品優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)[2]。
表1 大麻酚類化合物基本信息
Δ9-THC是大麻中的主要活性物質(zhì),也是對人毒性最大的一種成分。一旦使用大麻,Δ9-THC刺激人體產(chǎn)生一系列的細(xì)胞反應(yīng),對大腦產(chǎn)生記憶力和學(xué)習(xí)障礙問題,使感覺不正常,思維和解決問題的能力發(fā)生困難,失去協(xié)調(diào)能力,出現(xiàn)心率增快,焦慮、恐懼等癥狀,同時具有止痛、消炎、促進(jìn)食欲與止吐的作用[4]。CBN是大麻酚類化合物的一種,是大麻中所含的四氫衍生物被空氣氧化而產(chǎn)生的,吸食后可產(chǎn)生精神愉悅感。大麻中其他含有量較少的大麻酚類具有多種生物學(xué)活性,如CBG具有殺菌、抗增殖和興奮骨骼的作用;CBN具有鎮(zhèn)靜、麻醉的功效;四氫次大麻酚 (THCV)具有減少食欲和抗癲癇的作用。因此,大麻制品比其他單一成分的化學(xué)合成毒品具有更強的生物刺激活性。研究大麻中精神活性成分及其他非精神活性成分對于大麻毒品原植物的判定及醫(yī)藥相關(guān)領(lǐng)域研究有重要意義。隨著科技進(jìn)步和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,對大麻組分的分離檢測也更加深入和成熟。
國內(nèi)外研究人員在大麻的前處理方法和儀器分析檢測方面進(jìn)行了很多研究,以進(jìn)一步提高分析效率和測定穩(wěn)定性。本研究就大麻的前處理過程和大麻酚類的檢測分析方法、大麻化學(xué)表型的區(qū)分以及大麻酚類的穩(wěn)定性研究進(jìn)行介紹,對其作一系統(tǒng)綜述。尋找簡便快捷的前處理方法、準(zhǔn)確可靠的檢測分析手段,以期更好地判別大麻化學(xué)表型并探究光照、溫度等條件對大麻酚類穩(wěn)定性的影響。對大麻植物中的精神活性物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確定性與定量分析,可為司法部門量刑提供可靠的依據(jù)。
前處理過程可以去除繳獲的大麻檢材中的雜質(zhì)干擾成分,并將目標(biāo)物成分最大程度的保留,進(jìn)行后續(xù)檢測分析。大麻毒品原植物需采用不同方法進(jìn)行提純凈化后,才能進(jìn)行定性、定量分析,不同的提取效率和凈化效果會影響后續(xù)的鑒定分析。直接提取法是對檢材進(jìn)行粉碎或研磨后直接用有機溶劑提取,本研究對先前文獻(xiàn)報道的前處理方法作一匯總介紹,見表2。從國外研究來看,對大麻植物檢材相關(guān)的提取都是采用有機溶劑直接提取或者輔以超聲等手段,然后進(jìn)行相關(guān)的儀器分析。近年來,國內(nèi)外學(xué)者嘗試采用不同的有機溶劑進(jìn)行提取并不斷改進(jìn)前處理技術(shù)。以不同有機溶劑直接提取時,應(yīng)考慮后續(xù)分析手段如液相色譜柱的極性等。此外,2014年Oier等[37]采用超臨界流體萃取 (SFE)技術(shù)對大麻中生物活性化合物進(jìn)行提取,與其他常用溶劑提取相比,SFE使用安全的CO2作為主溶劑以及乙醇作為共溶劑;同時,SFE可以確保熱依賴和光敏感化合物的穩(wěn)定性,并且可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域并具有較高的產(chǎn)率。選擇快捷高效的前處理方法,可節(jié)約實驗成本和時間,保證大麻酚類在后續(xù)檢測分析時的穩(wěn)定性,達(dá)到準(zhǔn)確可靠的實驗結(jié)果。
表2 前處理方法
續(xù)表2
對比不同的前處理方法,采用有機溶劑提取并輔以超聲、攪拌等操作,可以快速有效的提取大麻中的目標(biāo)成分并進(jìn)行后續(xù)分析,準(zhǔn)確測定大麻中各組分的含有量,避免耗時繁瑣的操作對大麻酚類產(chǎn)生降解,從而影響對其原始組分的鑒定。同時,還要考慮溶劑的環(huán)保性及是否會干擾后期儀器分析。
在快速高效提取大麻檢材中的大麻酚類后,采用不同的檢測分析方法對大麻作出準(zhǔn)確的定性分析和定量檢測。
2.1 化學(xué)分析法 化學(xué)分析法是對大麻酚類的初步篩選和定性方法,操作簡單、檢測快速。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道[38],大麻的鑒別方法包括快藍(lán)B鹽法,即將少量可疑樣品置于試管中,再加入少量固體快蘭B鹽試劑和1~2 mL氯仿,振搖5~10 min后, 加入 1~2 mL NaOH 溶液 (1 mol/L),振搖2~3 min,靜置。試管中底部氯仿層如顯紅色,表示可能含有大麻成分,大麻植物顯淡紅色,其他都顯紅色。快藍(lán)B鹽法的紙上試驗是取一張小濾紙,疊成漏斗狀,放入少量可疑物于其中,加2~3滴石油醚于可疑物上,使溶劑浸透濾紙底部,棄去樣品,濾紙揮干,加快藍(lán)B鹽—無水硫酸鈉固體試劑于該濾紙底部,滴加2~3滴NaHCO3水液,浸到濾紙上,觀察變化。濾紙上若有紅色出現(xiàn),表明可能有大麻成分。
香草醛—乙醛試劑法,即加少量可疑檢材于試管中,加入約2 mL香草醛—乙醛試劑,振搖1~2 min,加2 mL濃鹽酸搖勻 (數(shù)秒鐘)放置,2~3 min后再加2 mL氯仿,緩慢搖動試管,靜置分層后觀察,如含有大麻成分,氯仿層顯紫色,上層為藍(lán)色。本反應(yīng)靈敏度很高,如果取檢材量較多,特別是大麻油和樹脂,氯仿層變成黑紫色,很難觀察,故而檢材取量要求盡量少些。
糠醛實驗,即取少量樣品放入試管中,加幾滴乙醇溶液溶解,將乙醇溶液轉(zhuǎn)至一個小蒸發(fā)皿中,加1 mL糠醛試劑 (1%糠醛乙醇溶液)和3滴濃鹽酸,在水浴上加熱蒸干,再加幾滴酸試劑,若出現(xiàn)紫紅色,則將這一帶顏色的酸溶液轉(zhuǎn)移至另一試管中,加同樣體積的氯仿,振搖混勻,若在上層出現(xiàn)比較深的紫紅色,下層為比較淺的紫紅色,則結(jié)果為陽性。
化學(xué)檢驗法是通過一些較簡便的觀察和試驗,直接從檢材本身獲得一些信息,為進(jìn)一步檢驗提供線索。通過添加一些試劑使之與檢材在一定條件下反應(yīng),并通過觀察反應(yīng)產(chǎn)生的特殊的外觀現(xiàn)象,從而判斷檢材中是否含有大麻類毒品。試驗現(xiàn)象明顯,反應(yīng)靈敏并對大麻類具有相應(yīng)專屬性。但是化學(xué)試驗的方法仍具有一定的局限性,要作出確證性的定性結(jié)論尚有賴于靈活應(yīng)用化學(xué)試驗并借助儀器分析的手段。
2.2 薄層色譜法 薄層色譜法 (TLC)是將固定相涂布在載板上,使之形成均勻的薄層。將待分離的樣品溶液點加在薄層板上離下沿約為10 mm的位置,將下沿向下,放入盛有深度約為5 mm的展開劑的密閉缸中,進(jìn)行色譜展開,從而實現(xiàn)混合物的分離。對被展開的色譜譜帶 (斑點),可通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)行定性檢測和定量測定。
薄層色譜法用于定性分析時,對有色物質(zhì)可直接觀察比較樣品斑點和標(biāo)準(zhǔn)斑點的顏色及其比移值 (Rf)。對無色物質(zhì)可用合適的顯色劑顯色或在紫外燈下觀察熒光斑點,比較樣品和對照品的Rf值是否相同。薄層定量最簡單的方法是目視比較法,即將一系列已知濃度的對照樣品溶液點在同一薄層板上,展開并顯色后,以目視法直接比較樣品斑點與對照品斑點的顏色深度或面積大小,也可用測面儀直接測量斑點的面積。另外可用一定的溶劑將展開的斑點洗脫下來再用可見—紫外分光光度法或其他儀器分析進(jìn)行定量。在嚴(yán)格控制色譜條件的情況下,斑點的顏色深度或面積隨溶液濃度 (或點樣量)而變化。由此可測出樣品的近似含有量或含有量范圍,常用于半定量分析或限度檢查,常規(guī)分析的精密度可達(dá)到±10%。
197 6 年Maunder等采用甲苯或二甲苯為流動性溶劑,在非平衡罐中以聚酯基片上的色譜硅膠對大麻及大麻制品進(jìn)行分離。為了獲得精確確認(rèn)原產(chǎn)地所需的額外診斷點,加入2%二乙胺后采用二維薄層色譜法獲得可能與大麻酚類重疊的共萃取物的背景信息。此外,為了獲得最佳的視覺顯示,采用雙重二維薄層色譜法對樣品分析。以正常方式在1個下角應(yīng)用樣品,并將色譜圖僅顯示在第一溶劑中的片材的中心線。允許徹底干燥在對應(yīng)的相對底角應(yīng)用比較點,將紙張轉(zhuǎn)過180°,并將第2個斑點展開到同1個中心線。允許徹底干燥將色譜圖回到90°,并在其第2個維度上形成2個斑點[8]。利用TLC法檢驗體外大麻檢材中的大麻酚類毒品,其優(yōu)點是操作簡單,不需要衍生化,如果操作技巧上掌握的好,同樣可獲得滿意結(jié)果[4]。
2.3 氣相色譜法 GC法是以氣體為流動相的柱色譜分離技術(shù),根據(jù)吸附與解吸附把進(jìn)入體系的混合組分分離,再由檢測器進(jìn)行檢測,以達(dá)到分離分析的目的。GC法在大麻分析中的定性依據(jù)是樣品和對照品的保留時間一致;定量則是根據(jù)色譜峰的峰面積或峰高來定量,常用方法有內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法、歸一化法等。定量方法是把峰面積計算數(shù)據(jù)與各組分的響應(yīng)特性聯(lián)系起來通過計算求得組分的含有量。根據(jù)文獻(xiàn)報道,利用火焰離子化檢測器,以地西泮為內(nèi)參,通過對Δ9-THC含有量的測定可以實現(xiàn)對大麻檢材的分型[39-41]。
質(zhì)譜分析法是采用一定的離子化手段使樣品分子分離成各種不同質(zhì)荷比的離子碎片,在質(zhì)量分析器中按質(zhì)荷比大小不同被分離并依次被檢測。不同的樣品由于結(jié)構(gòu)性質(zhì)和成分的不同,在離子源中電離形成不同質(zhì)荷比和不同相對強度的離子碎片,可根據(jù)樣品質(zhì)譜中質(zhì)譜峰的位置進(jìn)行定性分析,根據(jù)質(zhì)譜峰的強度進(jìn)行定量分析,根據(jù)質(zhì)譜提供的信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。其主要優(yōu)點是靈敏度高,所需樣品量少 (可達(dá)pg級),可提供多維結(jié)構(gòu)信息,分析速度快,可與質(zhì)譜法聯(lián)用,在大麻酚類分析中得到廣泛應(yīng)用。
質(zhì)譜法具有靈敏度高、定性能力強、可給出化合物分子結(jié)構(gòu)等特點,但要求試樣要純,且定量分析較復(fù)雜,不適于混合物的直接分析。而色譜法對混合物具有分離效率高、定量分析簡便等特點,但由于受檢測器的限制,對分離所得化合物的定性能力較差。GC-MS不僅可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點,還可彌補相互的不足,既利用了氣相/液相色譜法的分離特性,又發(fā)揮了質(zhì)譜或光譜的定性、定量功能。
一維的氣相色譜對于復(fù)雜的大麻酚類混合物分析不能提供足夠的解析,而二維聯(lián)用氣相色譜可以成功應(yīng)用于對不同大麻酚類化學(xué)定型[37]。然而,氣相色譜分析需要衍生化步驟以檢測不耐熱的酸性大麻酚類。由于當(dāng)前所采用的衍生化方法存在反應(yīng)條件較苛刻,反應(yīng)速度較慢等缺陷,應(yīng)尋找反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)速度快的衍生化方法。氣相色譜具有很高的分離效率,而質(zhì)譜儀靈敏度高、掃描速度快并能夠準(zhǔn)確測定出未知物的分子量,因此GC-MS是目前解決未知物定性問題的最有效的工具之一。
200 5 年 Pellegrini等[20]以 Δ8-四氫大麻酚為內(nèi)標(biāo), 采用GC-MS在21 min內(nèi)對大麻相關(guān)食品中THC、CBN和CBD進(jìn)行檢測,實現(xiàn)對食品中殘留大麻酚類的分析。2008年de Oliveira等[22]為定量檢測巴西2006至2007年繳獲的55個大麻樣品中的3種主要大麻酚類并對其化學(xué)表型進(jìn)行分析,建立了以地西泮為內(nèi)標(biāo)的氣相色譜-氫火焰離子檢測器(GC-FID)法,可在13 min內(nèi)運行完成并具有良好的線性、精確度。2010年Broséus等[24]以角鯊?fù)闉閮?nèi)標(biāo),采用GCMS在25 min內(nèi)對大麻植物中THC含有量進(jìn)行檢測,實現(xiàn)對纖維型和毒品型的大麻幼苗分型研究。2012年Hazekamp等[26]采用GC/FID-MS在 65 min內(nèi)對大麻植物中的 THC、CBN、CBG等進(jìn)行定量檢測,并以此對大麻的栽培品種和化學(xué)變種進(jìn)行區(qū)分。2012年Tipparat等[28]采用GC-FID對泰國北部栽培大麻植物中THC、CBN、CBD進(jìn)行測定,并對樣本中大麻酚類的相對組成特征進(jìn)行分析,研究大麻生長階段、培養(yǎng)時間、培養(yǎng)面積、氣候和生長代數(shù)對大麻酚類含有量的影響。
由于氣相色譜法要求供試品的沸點較低,較易氣化,化合物分子中的羥基、巰基、氨基、羧基和羰基等基團會使分子極性較大而揮發(fā)性較低,給氣相色譜法的應(yīng)用帶來困難,衍生化便成為一種有效的方法,不僅能提高檢測靈敏度,且有利于進(jìn)一步分離組分及除去某些雜質(zhì)。但由于不同物質(zhì)在相同的色譜條件下保留值近似或完全相同,該方法的應(yīng)用有很大局限性。如僅用GC法定性,應(yīng)選擇2種不同極性的色譜柱或檢測器。同時,由于大麻中Δ9-THCA在進(jìn)樣口處高溫下熱脫羧生成Δ9-THC,導(dǎo)致GC無法對大麻中原始組成成分進(jìn)行分析,檢測到的Δ9-THC含有量是脫羧和原始游離兩部分的加和,Δ9-THCA在GC進(jìn)樣口處的脫羧完全情況也是目前研究的熱點。
2.4 HPLC法 HPLC是以液體為流動相的色譜分析方法,具有分離效能高,分析速度快及儀器化等特點。高效液相色譜法對樣品的適用性廣,不受樣品揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的限制。HPLC不需要樣品的衍生化處理,可以對大麻樣品中酸性和中性的大麻酚類作完整的化學(xué)定型[22]。
依據(jù)同一物質(zhì)在同一色譜柱上,相同的色譜操作條件下,具有相同的保留值來定性。采用某物質(zhì)與另一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相對保留值來定性,可以消除某些條件的影響,需要嚴(yán)格控制操作條件,重復(fù)性較差。不同組分可能在同一色譜柱上具有相同的保留值,利用雙柱或多柱進(jìn)行保留值比較定性,使原來具有相同保留值的不同組分分開,增加定性的可靠性。
此外,利用光電二極管陣列檢測器定性、定量,可以同時獲得樣品的色譜圖及光譜圖,前者定量,后者定性。以作內(nèi)標(biāo)物 4-雄烯-3,17-二酮進(jìn)行內(nèi)標(biāo)法定量,進(jìn)樣10 μL,柱溫保持 28℃,利用 UV檢測器,記錄 210~400 nm紫外光譜圖,CBGA、CBD、CBN、Δ8-THC、Δ9-THC、Δ9-THCA-A的保留時間分別為8.68、9.41、13.38、15.84、16.34、19.69 min;Δ9-THC的檢出限、定量限為2.3、 6.9 μg/mL[42]。 HPLC/DAD 技術(shù) 可 以 在 單 一 運 行25 min后對8種主要的大麻酚類進(jìn)行良好的分離定性[22]。
1995年Lehmann等[9]采用具有光電二極管陣列檢測(DAD)的高效液相色譜法,用于定性和定量測定大麻中的中性和酸性大麻酚類,并以此研究大麻化學(xué)表型的分類、精神活性的監(jiān)測和不同產(chǎn)地的比較。2002年Gambaro等[14]分別采用HRGC/FID和 HPLC/UV對大麻樹脂中的 THC、CBN和CBD進(jìn)行檢測分析并對2種方法的可靠性、重現(xiàn)性和靈敏度進(jìn)行比較。 2004年Stolker等[15]用含10 mmol/L乙酸銨和0.2%甲酸的甲醇和含10 mmol/L乙酸銨和0.2%甲酸的水為流動相進(jìn)行35 min梯度洗脫,在APCI(+)電離模式下進(jìn)行MS監(jiān)測分析,分析質(zhì)量濃度0.03~200 g/kg范圍內(nèi)CBD、CBDA、CBN、THC和THCA,達(dá)到荷蘭毒品實驗室關(guān)于大麻產(chǎn)品質(zhì)量控制的檢測要求。2012年De Backer等[27]以50 mmol/L 甲酸銨 (調(diào)節(jié)至 pH 5.19) 的甲醇/水為流動相作梯度洗脫36 min進(jìn)行HPLC-DAD分析,測定大麻植物生長周期內(nèi)主要大麻酚類含有量水平的變化并判斷其化學(xué)表型。2014年Ambach等[33]通過HPLC-DAD法以36%的三乙胺-磷酸緩沖液 (TEAP)和64%乙腈溶液作等度洗脫對大麻中的THC、CBN、CBD和THCA-A在210 nm波長處進(jìn)行分離分析。2015年 Gul等[33]通過 HPLC法以水(0.1%甲酸)乙腈 (0.1%甲酸)為流動相作梯度洗脫對大麻植物檢材中11種主要大麻酚類于220 nm處在22.2 min內(nèi)進(jìn)行鑒定分析。
與HPLC相比,UPLC可減小固定相的粒度以增加色譜柱效能,分離效果更好、分離時間更短。使用UPLC與QTof-MS或trap-tof-MS等質(zhì)譜檢測器連接,可促進(jìn)天然產(chǎn)物分析研究的發(fā)展
另外,核磁共振波譜及質(zhì)譜由于能夠提供一些結(jié)構(gòu)信息,常與氣相色譜法或液相色譜聯(lián)用,提高了分析的效率和準(zhǔn)確性。低溫核磁共振技術(shù)可以確認(rèn)HPLC的結(jié)果并在缺乏適當(dāng)參考化合物的情況下對大麻酚類化合物進(jìn)行檢測,與HPLC聯(lián)用可對大麻酚類化學(xué)型進(jìn)行驗證[31-33,43]。2013年Happyana等[31]以水 (0.1%甲酸)、甲醇 (0.1%甲酸)為流動相進(jìn)行梯度洗脫分離后,采用LC-MS在30 min內(nèi)對大麻植物毛狀體中的CBG、CBD、CBN、THC等大麻酚類化合物進(jìn)行鑒定分析,同時利用低溫1H-NMR能夠進(jìn)一步鑒定大麻酚類在毛狀體細(xì)胞上的生物合成和定位,其高靈敏度和低噪探測力結(jié)合低溫冷卻系統(tǒng)的前置放大器,可為微量化合物檢測提供高質(zhì)量光譜信息。2015年P(guān)eschel等采用1H-NMR和 HPLC-DAD法聯(lián)用,以水 (0.1%TFA)、水-乙腈 (65∶35,0.1%TFA)和乙腈為流動相,在80 min內(nèi)對大麻植物檢材中的大麻酚類 (THCA、THC、CBGA、CBG、CBDA、CBD和CBN)于214 nm處進(jìn)行檢測分析,同時用氘化二甲基亞砜 (99.8%DMSO-d6)制備提取物溶液后進(jìn)行NMR分析,可測定大麻檢材中幾種主要大麻酚類的含有量和相對比例,為區(qū)分大麻化學(xué)型和鑒定不同極性溶劑提取物提供新手段[32]。液相色譜法可以在不損壞大麻檢材的前提下,對其中大麻酚類的原始組成情況進(jìn)行檢測分析。
2.5 光譜分析法 光譜分析是根據(jù)物質(zhì)的光譜來鑒別物質(zhì)及確定其化學(xué)組成和相對含有量的方法。2010年田亦陳等[44]利用ASD Field Spec便攜式光譜儀系統(tǒng)分析了大麻植物冠層光譜特征,并采用差異分析的方法探明其遙感探測的最佳波段和所需的波段光譜分辨率,為大區(qū)域范圍內(nèi)的大麻植物遙感識別提供了理論基礎(chǔ)。2015年Tian等[45]建立了利用光譜儀測定大麻中大麻酚類含有量的光譜定量方法,并確定了最佳波段。光譜分析可實現(xiàn)對大麻檢材的無損檢測,但是無法對其組成成分進(jìn)行分離分析。
2.6 免疫化學(xué)法 大麻種屬的基因差異可利用DNA序列進(jìn)行區(qū)分,采用隨機擴增多態(tài)性DNA(RAPD)或擴增片段長度多態(tài)性 (AFLP)的分子標(biāo)記手段可以很好地區(qū)別大麻種類。同樣,利用免疫學(xué)方法對THC及大麻代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析測定。
免疫化學(xué)方法是利用競爭性結(jié)合的原理進(jìn)行檢測的方法,其檢測限可達(dá)10~12 g或更小,具有選擇性強、操作簡便、檢測省時、耗材少等優(yōu)點。所需樣品量少,且樣品前處理過程簡單,常常不需要任何前處理。靈敏度極高,選用對樣品具高度親和性的抗體用結(jié)合蛋白使含有量極低的樣品被抗體牢固結(jié)合,易于檢出,同時引入能夠提供強檢測信號的標(biāo)記物,如放射性同位素標(biāo)記、熒光標(biāo)記、酶標(biāo)記等,并采用高靈敏的理化手段檢測。特異性較高,選用的抗體對被測樣品具高度的專一性,能夠與被測樣品進(jìn)行選擇性的結(jié)合,由于交叉反應(yīng)的存在,使免疫化學(xué)法的特異性不如色譜法高。
采用鼠源抗Δ9-THCA的單克隆抗體進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附測定 (ELISA),利于生物檢材及大麻制品中的大麻素代謝產(chǎn)物和天然大麻酚類的檢出,此外,由于交叉反應(yīng)的存在可鑒定出選擇性作用于大麻受體的新型毒品[46]。隨著物理化學(xué)、生物化學(xué)、免疫學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新的標(biāo)記物和理化檢測手段不斷出現(xiàn),從而推動免疫化學(xué)法向更加專一,靈敏及測定自動化的方向發(fā)展。
大麻植物化學(xué)表型有毒品型 (藥物)、纖維型 (工業(yè))之分。根據(jù)不同的表型指數(shù)或利用不同的統(tǒng)計方法,對化學(xué)表型的進(jìn)行判定,從而實現(xiàn)對大麻毒品原植物的準(zhǔn)確鑒定和大麻植物學(xué)分類研究。
3.1 表型指數(shù)對大麻化學(xué)表型判斷 根據(jù)以下3個指標(biāo)[20,22,27-47]進(jìn)行區(qū)分。 (1) 根據(jù)干燥的大麻植物頂部開花部位的Δ9-THC含有量。如果超過0.3%,則為毒品型大麻。 (2)根據(jù)由Fetterman等定義的表型指數(shù),即 (Δ9-THC+CBN) /CBD。如果大于1,則大麻植物被劃分為表型I,其代表毒品型大麻;而如果小于1,則將植物被分類為表型II,其代表纖維型大麻; (3) 根據(jù) (Δ9-THC) /CBD和CBN/CBD的比率。如果這2個指數(shù)中至少1個大于1,則將植物被分為毒品型大麻;而如果2個比率都小于1,則為纖維型大麻。文獻(xiàn)報道,Δ9-THC可降解產(chǎn)生CBN,這2個比率是表型指數(shù) (2)的拆分。存儲時間過久的大麻檢材中可利用CBN/CBD來劃分表型。新鮮大麻檢材根據(jù)比值Δ9-THC/CBD來判別時,可將大麻植物區(qū)分為3種化學(xué)表型。毒品型的Δ9-THC/CBD比值較高 (遠(yuǎn)高于1);中間型的Δ9-THC/CBD比值接近1;即纖維型的Δ9-THC/CBD比值較低 (遠(yuǎn)小于1)。
依據(jù)檢測分析所得的幾種主要大麻酚類含有量,根據(jù)不同的表型指數(shù)進(jìn)行計算并對大麻檢材的化學(xué)表型作出判斷。
3.2 主成分分析對大麻化學(xué)表型判斷 主成分分析(PCA)通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理后,可以直觀地顯示各組樣品的差異[48-50]。
2010年Fischedick等[51]以在相同環(huán)境條件下生長的11種大麻品種為研究樣本,采用GC-FID方法對大麻單萜類和大麻酚類化合物進(jìn)行定量分析,并根據(jù)PCA分析來不同區(qū)分大麻品種。結(jié)果表明在11個品種中共鑒定和量化36種化合物,使用主成分分析可鑒別每種大麻品種,對其化學(xué)差異和大麻藥用的質(zhì)量控制都有參考價值。
2012年 Hazekamp等[26]對不同品種大麻樣本進(jìn)行GC/FID-MS測定后,并基于對這些樣品中存在的28種主要大麻酚類化合物的定量數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA,可以將具有不同組分的大麻品種區(qū)分為不同的化學(xué)表型。研究表明PCA分析方法對大麻品種的化學(xué)表型分類具有一定的實用性和指導(dǎo)意義。
2014年 Aizpurua-Olaizola等[37]利用 HPLC-MS對 30個大麻植物樣本中的Δ9-THC、CBN、CND進(jìn)行檢測分析并以此進(jìn)行PCA,結(jié)果表明在室外和室內(nèi)生長的大麻植物之間存在明顯差異,室外生長的植株中具有更高濃度的Δ9-THC、CBN和CBD。
PCA可對大麻中主要大麻酚類的含有量情況作出系統(tǒng)全面的分析,從而對大麻的化學(xué)表型進(jìn)行區(qū)分。
3.3 SPSS統(tǒng)計軟件對大麻化學(xué)表型判斷 SPSS即統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案軟件判別分析,常用于得到體現(xiàn)分類的函數(shù)關(guān)系式,即判別函數(shù)。
2011年奇海濤等[52]利用SPSS統(tǒng)計軟件根據(jù)大麻穗頭中THC和CBD的含有量推斷大麻品種,區(qū)分內(nèi)蒙古地區(qū)傳統(tǒng)種植的當(dāng)?shù)卮舐槠贩N和在內(nèi)蒙古地區(qū)種植新疆毒品大麻品種。2012年Tipparat等[28]通過SPSS的方差分析、簡單相關(guān)和多元回歸分析來分析數(shù)據(jù),以評估大麻酚類含有量與影響因素 (生長階段、培養(yǎng)時間、種植面積、氣候和生長代數(shù))之間的關(guān)系。
以不同的表型指數(shù)或不同的統(tǒng)計方法對大麻植物的化學(xué)表型進(jìn)行分析,對繳獲大麻檢材作出毒品型或纖維型的判斷,為司法工作提供可靠依據(jù),進(jìn)一步可以實現(xiàn)對大麻毒品原植物的準(zhǔn)確鑒定和大麻植物學(xué)的分類研究。
通常,在植物組織中大麻酚類以酸性 (羧化)形式生物合成。常見的酸性大麻酚類有 Δ9-四氫大麻酚酸 A(THCA-A)、Δ9-四氫大麻酚酸B (THCA-B)、大麻二酚酸(CBDA)和大麻萜酚酸 (CBGA)。由于在大麻樣品中只能檢測到痕量的 THCA-B,THCA-A是其主要形式,因此THCA一般指THCA-A[27]。酸性大麻酚類在熱或光的影響下容易發(fā)生脫羧反應(yīng),進(jìn)而生成相應(yīng)的中性大麻酚類Δ9-THC、CBD和CBG。
大麻植物中的主要精神活性化合物Δ9-THC相對不穩(wěn)定,其含有量在不同儲存條件下可能會發(fā)生變化。在環(huán)境因素的作用下,Δ9-THC可以通過雙鍵的遷移轉(zhuǎn)化為異構(gòu)的 (-)-Δ8-反式-THC,也可通過醚鍵的水解轉(zhuǎn)化為CBD。此外,Δ9-THC在空氣中還會被氧化成大麻酚,大麻酚類的穩(wěn)定性對儲存形式和條件具有高度依賴性,每種大麻酚類的含有量受遺傳、栽培環(huán)境、收獲時間、儲存條件等因素的影響而變化[53-55]。探討儲存條件對大麻酚類的影響,為司法實踐中大麻檢材的時效性操作提供參考。同時,確定樣品中大麻酚類的相對組成為司法鑒定提供有用的信息,如對大麻檢材成熟時期、化學(xué)效力以及可能地理來源的推斷,從而有助于大麻毒品原植物相關(guān)案件的偵緝和對其區(qū)域性監(jiān)控和管制,有效預(yù)防濫用。
197 3 年Turner等[53]對分別儲存在-18℃冷凍、4℃冷藏、(22±1)℃下 (有限光照)、37℃溫箱和50℃溫箱5種條件下的大麻植物檢材中的Δ9-THC、CBN、CND在104周內(nèi)的含有量變化進(jìn)行GLC分析,研究表明CBN不是Δ9-THC降解的唯一產(chǎn)物,并確定Δ9-THC分解產(chǎn)生CBN或其他產(chǎn)物的百分比。1976年 Fairbairn等[55]將大麻酚類純品、9種草藥大麻樣品和2種大麻樹脂溶液在不同條件下 (5℃黑暗、室溫避光及室溫見光)儲存2年,證實大麻酚類以乙醇提取液形式儲存并不穩(wěn)定,光照是影響其穩(wěn)定性的重要因素。 2010年 Lindholst[56]采用GC-FID 和 HPLC-DAD 方法對大麻樹脂及其提取物中的總Δ9-THC、中性Δ9-THC、Δ9-THCA、CBN、CBD和大麻萜酚 (CBG),在室溫見光/避光、4℃避光、-20℃避光條件下長達(dá)4年的變化情況進(jìn)行分析。研究表明,Δ9-THCA通過脫羧而呈指數(shù)降解,中性Δ9-THC的降解速度稍慢,酸性THC的降解速率以提取物形式在室溫下儲存顯著高于大麻樹脂形式。當(dāng)大麻酚類從樹脂提取至有機溶劑中時,溫度和光照條件都會影響它們的穩(wěn)定性。2011年Trofin等[54]采用GC-MS和HPLC方法對不同化學(xué)表型大麻植物中的Δ9-THC、CBN和CBD分別在室溫 (22℃)見光和4℃避光條件下50個月內(nèi)的變化情況進(jìn)行檢測分析,實驗表明Δ9-THC含有量隨檢材儲存時間增加而降低,在室溫見光條件下顯著降低;儲存期間CBN的含有量增加,并且在室溫見光樣品中的增加顯著高于在4℃避光條件中儲存的樣品。2012年Trofin等[57]采用GC-MS和 HPLC方法對大麻樹脂中的 Δ9-THC、CBN和CBD分別在室溫 (22℃)見光和4℃避光條件下4年內(nèi)的變化情況進(jìn)行檢測分析,結(jié)果表明,在整個儲存期間Δ9-THC穩(wěn)定衰減,在室溫見光下的樣品比4℃避光儲存的樣品衰減更明顯;CBD具有相同趨勢的變化。而CBN含有量在儲存期間穩(wěn)定上升,并且在室溫見光下樣品的增加顯著高于4℃避光儲存的樣品。2015年 Taschwer等[58]采用HPLC-UV方法研究大麻植物檢材中Δ9-THCA至Δ9-THC的降解,分別檢測在不同儲存溫度 (50、100、150℃)下大麻植物檢材中Δ9-THCA和Δ9-THC含有量在24 h內(nèi)的變化情況。實驗表明,高儲存溫度會導(dǎo)致Δ9-THCA更加快速和徹底地分解為Δ9-THC,而在低溫下僅有微小的變化。
大麻中的大麻酚類對儲存條件如光熱等具有一定的依賴性,本研究在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討不同儲存條件、儲存形式對其穩(wěn)定性的影響也具有重要意義。
利用有機溶劑超聲萃取是最常用的方法,簡便快捷,節(jié)約了分離時間和成本。目前已發(fā)展了多種分離檢測大麻酚類的技術(shù)手段,從實用性角度出發(fā),GC和HPLC具有普遍應(yīng)用價值,GC無法檢測大麻中四氫大麻酚酸,而HPLC無需衍生化處理即可對大麻中的原始組成成分進(jìn)行分析,對儀器設(shè)備要求較高。2004年,Waters在儀器和色譜柱設(shè)計方面取得長足的進(jìn)步,同時將UPLC技術(shù)引入分離科學(xué)領(lǐng)域。與常規(guī)HPLC系統(tǒng)相比,ACQUITY UPLC系統(tǒng)在液相色譜分離度、速度和靈敏度方面均獲得顯著提高[59-62]。在實際工作中,可結(jié)合不同分析方法對大麻進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢測,區(qū)分不同表型,探討大麻酚類對儲存條件的依賴性,為大麻原植物類毒品犯罪的緝查及從法庭科學(xué)角度為大麻原植物類毒品犯罪的定罪量刑提供依據(jù)。
樣品前處理是大麻植物主成分分析過程中重要的環(huán)節(jié),前處理技術(shù)的程序繁瑣和操作耗時會影響后期對大麻中大麻酚類原始組成的分析,為了減少操作步驟及獲得盡可能高的提取效率,建立快速簡便和節(jié)省有機溶劑的樣品前處理手段,可避免有機溶劑的大量消耗和對環(huán)境的污染以及安全事故的引發(fā),實現(xiàn)了在較短時間內(nèi)達(dá)到很好的分離,具有更高的檢測效率,同時也節(jié)約了實驗成本。
利用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用評價大麻的化學(xué)效力,即計算總的四氫大麻酚含有量 (四氫大麻酚和酸性四氫大麻酚酸含有量之和),探究溫度、氮氣保護等處理條件對四氫大麻酚酸降解的影響。
為配合執(zhí)法部門打擊毒品違法犯罪分子,各國也都開展了毒品檢測方法的研究。鑒于我國的毒品形勢日益嚴(yán)重,由于大麻毒品造成的案件大幅上升,毒品分析的工作越來越重,為了給公檢法和醫(yī)療部門提供及時可靠的數(shù)據(jù)和證明,建立準(zhǔn)確、快速、靈敏的毒品分析方法是必要的。