氣相色譜–質(zhì)譜法測定8 種芬太尼及N-苯乙基-4-哌啶酮

張愛平，王紅衛(wèi)，王超穎，曹海峰，侯晉

（1.南通海關(guān)，江蘇南通 226004； 2.如東海關(guān)，江蘇如東 226499）

芬太尼由比利時知名化學(xué)家和藥學(xué)家保羅·森楊于1960 年首次合成，為阿片受體激動劑，是臨床應(yīng)用廣泛的新型強效鎮(zhèn)痛和麻醉藥物，具有起效快、作用強、不良反應(yīng)少等特點［1］。之后，研究者們以芬太尼為先導(dǎo)化合物，通過結(jié)構(gòu)改造和構(gòu)效關(guān)系研究，設(shè)計合成并篩選得到了一系列活性更高的芬太尼類衍生物［2］，這類物質(zhì)以N-［1-(2 苯乙基哌啶)］-N-苯基酰胺為母體結(jié)構(gòu)，符合以下一個或多個特征：一、使用其它?；娲；?；二、使用任何取代或未取代的單環(huán)芳香基團替代與氮原子直接相連的苯基；三、哌啶環(huán)上存在烷基、烯基、烷氧基、酯基、醚基、羥基、鹵素、鹵代烷基、氨基及硝基等取代基；四、使用其它任意基團（氫原子除外）替代苯乙基。

新精神活性物質(zhì)，又稱“策劃藥”或“實驗室毒品”，是不法分子為逃避打擊而對管制毒品進行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾得到的毒品類似物，具有與管制毒品相似或更強的興奮、致幻、麻醉等效果，已成為繼傳統(tǒng)毒品、合成毒品后全球流行的第三代毒品［3］。在芬太尼類藥物研發(fā)的同時，該類藥物的濫用問題越來越嚴重。由于芬太尼類物質(zhì)的前體化合物及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備較易獲得，合成工藝簡單，導(dǎo)致生產(chǎn)該類物質(zhì)的地下加工廠顯著增多。近年來，大量芬太尼及通過對芬太尼的丙?；溸M行修飾或取代得到的類似物涌入新精神活性物質(zhì)市場，通常被偽裝成海洛因或者處方藥進行出售，在全球尤其是北美，已發(fā)生數(shù)百起致死案例［2］。聯(lián)合國毒品與犯罪問題辦公室（UNODC）對新精神活性物質(zhì)的定義：未被國際禁毒公約管制，但存在濫用并會對公眾健康帶來威脅的物質(zhì)。從2019 年5 月1 日起，中國將芬太尼類物質(zhì)列入《非藥用類麻醉藥品和精神藥品管制品種增補目錄》。許多新精神活性物質(zhì)的毒理作用比海洛因、嗎啡等傳統(tǒng)毒品更加強烈，如芬太尼的衍生物卡芬太尼，其藥效是芬太尼的100 倍，海洛因的5 000倍，嗎啡的10 000 倍，只需2 mg 就足以使一個成年人斃命［2］。

目前，國內(nèi)外報道芬太尼類新精神活性物質(zhì)及其前體檢測方法有氣相色譜–質(zhì)譜法［1，4–6］、高效液相色譜法［7–8］、液相色譜–質(zhì)譜法［9–12］、電化學(xué)法等方法［13–14］等，目前報道的毒品檢測對象多集中于嗎啡、海洛因、可卡因等傳統(tǒng)毒品，對新型毒品及麻醉藥物的綜合檢測分析很少。筆者利用乙腈水溶液提取藥物中芬太尼類物質(zhì)，采用固相萃取柱凈化，用氣相色譜–質(zhì)譜儀鑒別鑒定和定量測定，建立了8 種芬太尼及前體N-苯乙基-4-哌啶酮的分析方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀：Agilent 7890A 型氣相色譜儀與5975C 型質(zhì)譜儀聯(lián)用，美國安捷倫科技有限公司。

離心機：800B 型，上海安亭科學(xué)儀器廠。

微孔纖維素濾膜：孔徑為0.45 μm，美國安捷倫科技有限公司。

N-苯乙基-4-哌啶酮標準物質(zhì)：純度大于98%，上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院。

芬太尼標準物質(zhì)：乙酰芬太尼（純度大于99.5%）、異丁酰芬太尼（純度大于99.5%）、丙烯酰芬太尼（純度大于98%）、4-氟丁酰芬太尼（純度大于99.5%）、舒芬太尼（純度大于98%）、奧芬太尼（純度大于99.5%）、戊酰芬太尼（純度大于98%）、呋喃芬太尼（純度大于98%），上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院。

乙腈、甲醇：均為色譜純，德國默克公司。

試驗樣品：進出口海關(guān)查驗的貨物及模擬樣品。

實驗所用其它試劑均為分析純。

實驗用水為超純水，由Milli-Q 超純水設(shè)備制得。

1.2 標準溶液的配制

將N-苯乙基-4-哌啶酮、芬太尼標準物質(zhì)溶解于乙腈，配制成1 mg／mL 標準儲備液，避光冷藏保存。將標準儲備液用乙腈稀釋至適當濃度，配制成混合標準工作溶液，保存于4℃冰箱中。

1.3 樣品前處理

稱取樣品1.00 g（取適量固體樣品研磨成粉末，攪拌均勻后稱量。液體樣品充分振搖均勻后稱量），加入3 mL 乙腈和2 mL 水，渦旋溶解，超聲提取20 min，以9 500 r／min 離心5 min，吸取全部上清液于HLB 固相萃取柱（預(yù)先用5 mL 乙腈活化）中，用5 mL 乙腈淋洗。將流出液于40℃水浴中以氮氣吹至近干，加入乙腈并定容至1.00 mL，用0.45 μm 有機膜過濾，上機測定。

1.4 儀器工作條件

1.4.1 氣相色譜儀

色譜柱：HP–5 型石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司）；柱溫：程序升溫，初始溫度為200 ℃，保持5 min，以10℃／min 升至300℃，保持5 min；進樣口溫度：300℃；傳輸線溫度：350 ℃；載氣：高純氦氣，流量為1.0 mL／min；進樣體積：1 μL；進樣方式：分流進樣，分流比為10∶1。

1.4.2 質(zhì)譜儀

參照文獻［1，4–6］設(shè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

根據(jù)芬太尼類新精神活性物質(zhì)及前體特點、溶劑性質(zhì)和可能的樣品基質(zhì)特點，選取乙腈–水體系作為提取溶劑?？疾榱艘译媾c水的不同比例對模擬樣品提取效果的影響（如圖1 所示）。實驗結(jié)果表明，加入適量的水，可增加模擬樣品的溶解度，提高目標化合物的提取效率；但加入過多的水不利于樣品濃縮和測定。當取樣質(zhì)量為1.00 g 時，選擇3 mL 乙腈和2 mL 水作為提取溶液。

2.2 HLB 凈化柱

圖1 乙腈–水不同配比對應(yīng)的提取效率

芬太尼類新精神活性物質(zhì)及前體多數(shù)為弱極性，試樣干擾物一般為糊精、色素、纖維素、淀粉、糖分等。HLB 固相萃取柱填料是親脂性二乙烯苯和親水性N-乙烯基吡咯烷酮單體按一定比例聚合生成的大孔共聚物。本實驗采用HLB 固相萃取柱作為正相柱，吸附弱極性芬太尼類新精神活性物質(zhì)及其前體，以凈化試驗樣品。

2.3 洗脫溶劑的選擇

分別選擇乙腈、甲醇作為洗脫溶劑進行試驗，結(jié)果表明乙腈洗脫效果好，回收率高，是適于本實驗的洗脫溶劑。分別取3、4、5、6、7 mL 乙腈溶劑，比較了不同用量的洗脫溶劑對應(yīng)的回收率（如圖2 所示）。實驗結(jié)果表明，洗脫溶劑乙腈用量為5 mL 時，目標化合物的整體回收率最高，為82.1%～96.4%。

圖2 乙腈不同用量對應(yīng)的回收率

2.4 質(zhì)譜特征分析

N-苯乙基-4-哌啶酮及8 種芬太尼的質(zhì)譜圖如圖3 所示。

圖3 N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼的質(zhì)譜圖

9 種化合物的質(zhì)譜圖具有以下特點：（1）由于分子離子不穩(wěn)定，分子離子豐度均很小，分子離子峰幾乎看不到。這是由于在電子的轟擊下，連接苯環(huán)和哌啶環(huán)的C—C 鍵發(fā)生α 斷裂，失去一個卓鎓離子，形成特征離子A，為大多數(shù)化合物的基峰（M–91）；（2）特征離子A中酰胺的C—N進一步發(fā)生α斷裂，脫去COR1，得到特征離子B；（3）分子離子哌啶環(huán)中1、2 位的N—C 鍵和5、6 位的C—C 鍵發(fā)生斷裂，重排形成四元環(huán)，得到特征離子C；特征離子C 中酰胺的C—N 進一步發(fā)生α 斷裂，脫去COR1，得到特征離子D；（4）分子離子哌啶環(huán)中1、2 位的N—C鍵和1、6 位的N—C 鍵發(fā)生斷裂，得到特征離子E和F；（5）分子離子哌啶環(huán)中N 原子與苯乙基間化學(xué)鍵發(fā)生斷裂形成碎片離子G；（6）卓鎓離子和苯乙基離子不穩(wěn)定，進一步裂解得到特征離子H(苯基離子)。

9 種化合物主要碎片離子見表1。由表1 可知，除舒芬太尼外，這些物質(zhì)最大豐度離子等于相對分子質(zhì)量減去91。這些物質(zhì)幾乎均有質(zhì)量數(shù)為105、77 的碎片離子；絕大多數(shù)有189、146、158、132 的碎片離子。因此，通過氣相色譜–質(zhì)譜法鑒別未知物質(zhì)的時候，通過關(guān)注這些分子離子，可以判斷是否含有這些芬太尼物質(zhì)或者類似的芬太尼物質(zhì)。上述分析結(jié)果表明，氣相色譜–質(zhì)譜法可用于鑒別鑒定進出口海關(guān)查驗的物質(zhì)是否含有8 種芬太尼及前體N-苯乙基-4-哌啶酮或者類似芬太尼物質(zhì)。

表1 種芬太尼類新精神活性物質(zhì)及前體N-苯乙基-4-哌啶酮的質(zhì)譜信息

2.5 儀器工作條件的優(yōu)化

2.5.1 色譜條件

本實驗參考了文獻［1，4–6］的相關(guān)實驗條件，但不完全等同于其設(shè)定條件。HP–5 型石英毛細管柱是常規(guī)氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀的色譜柱?？紤]到待測物質(zhì)沸點較高（≥200℃），進樣口溫度設(shè)定為300℃，初始溫度為200℃，最高溫度為300℃。通常情況下，傳輸線溫度高于色譜柱溫度30～50℃，因此設(shè)定為350℃。1.0 mL／min 流量和1 μL 進樣體積為常規(guī)條件。若分流比過大，則影響檢測限；若分流比太小，則影響色譜峰形。實驗最終選擇分流比為10∶1。

2.5.2 質(zhì)譜條件

質(zhì)譜條件采用氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀的基本設(shè)置，由于常規(guī)氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀標準譜圖在此條件下繪制，因此未改變質(zhì)譜條件。

2.6 混合標準溶液的總離子流色譜圖

取適量的混合標準工作溶液，用0.45 μm 有機膜過濾后上機測定，N-苯乙基-4-哌啶酮及8 種芬太尼的總離子流色譜圖如圖4 所示。由圖4 可知，在最佳實驗條件下，9 種化合物可有效分離且色譜峰形尖銳、對稱，適于定量。

圖4 N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼混合標準溶液的總離子流色譜圖

2.7 方法的線性范圍、檢出限

在優(yōu)化的實驗條件下，對系列濃度的混合標準溶液進行測定，以溶液的質(zhì)量濃度為自變量、色譜峰面積為因變量進行線性回歸，計算線性方程和相關(guān)系數(shù)；以信噪比（S／N）為3 計算方法的檢出限。本方法的線性范圍、相關(guān)系數(shù)和檢出限列于表2。由表2 可知，N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼的質(zhì)量濃度在5～100 mg／L 范圍內(nèi)與色譜峰面積具有良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)為0.975 6～0.995 1。N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼的檢出限為1.05～2.78 mg／L。

表2 方法的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

2.8 方法的精密度與準確度

配制N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼的質(zhì)量濃度均為10 mg／L 的模擬樣品溶液，用所建立的方法平行測定5 份，測定結(jié)果列于表3。

由表3 可知，測定結(jié)果的相對標準偏差為4.7%～8.1%，9 種化合物平均回收率為78.5%～96.7%。表明本方法具有較高的靈敏度和較好的重現(xiàn)性。

2.9 實際樣品分析

使用某種藥品作為模擬樣品，進行N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼的加標試驗，樣品空白與加標樣品總離子流色譜圖分別如圖5、圖6 所示。由圖5、圖6可知，本法可有效鑒別、檢出樣品中的N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼。

圖6 加標樣品總離子流色譜圖

圖5 空白樣品總離子流色譜圖

3 結(jié)語

建立了氣相色譜–質(zhì)譜法定量測定N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼新精神活性物質(zhì)，9 種化合物的質(zhì)量濃度在5～100 mg／L 范圍內(nèi)與色譜峰面積線性關(guān)系良好。該法精密度、準確度較高，可用于進出口海關(guān)查驗的物質(zhì)中N-苯乙基-4-哌啶酮與8 種芬太尼新精神活性物質(zhì)的鑒別和定量，為海關(guān)執(zhí)法查驗提供強有力的技術(shù)支撐。