管制物质和药物中样品鉴定检测方案(气相色谱仪)

A 鸦片制剂/鸦片类药物/合成鸦片 Sarah Keeling 和 Francis Diamond NMS 实验室 美国宾夕法尼亚州威洛格罗夫 Bruce Quimby 安捷伦科技有限公司 美国特拉华州威尔明顿 提高法医学实验室的效率：介绍新型管制药物分析仪 应用简报 摘要 法医化学家常常面临着分析多种样品类型以鉴定管制物质和药物的挑战。执法机关依靠实验室进行样品的鉴定，实验室不仅要鉴定其主要成分，而且还要鉴定浓度更低的相关化合物。这些样品范围广泛，从未知白色粉末或植物类物质到片剂、注射器或烧焦的管状残留物，无所不有。通常，这些分析采用全扫描 GC/MS， 并结合通过数据库搜索生成的谱库搜索报告来完成。由于执法机关获得的证据中所包含的分析物种类越来越多，包括高度相关的化合物，例如异构体和可能的类似物，因此在分析过程中必须对细节更加注意。已经流入街头的新型精神药物 (NPS) 和合成大麻素包含许多新的异构体和类似物，采用常规搜索方法很难区分。 该系统利用如下改进提高分析效率：使用氢气作为载气，降低操作成本。利用保留时间锁定(RTL)使多个系统与数据库之间保持精确的保留时间匹配。反吹可通过流路切换并将非挥发性化合物重新导向分流出口，从而将其去除。最后，使用解卷积报告软件(DRS)鉴定药物，即使是存在于复杂混合物中的药物或痕量药物都可以轻松鉴定。将新系统获得的结果与当前用于刑侦学分析的典型氦气系统的结果进行对比。 犯罪学实验室通常采用GC/MS作为标准技术以鉴定或确认管制物质或毒品的存在。当前犯罪学实验室所处的财务环境要求法医化学家利用较少的资源分析不断增多的新兴毒品。除了财务压力以外，实验室面临的问题还包括氦气价格日益升高、预计成本增加以及氦气稀缺导致的使用成本过高。刑侦系统所面临的另一种压力是复杂的样品类型日益增加，例如合成大麻素和其他植物性混合物。因此，需要采用一种更高效的分析方法来解决这些难题。 使用氢气作为载气是一种可行的替代选择，因为它的价格低于氦气且易于现场制备。为缩短运行时间，仪器配置了快速柱温箱升温程序(使用220V电源)， 并利用插入物减小柱温箱的体积，从而实现更快速的程序升温。该系统配备有反吹装置，可以在每次运行结束时除去柱头的非挥发性物质，以防止之后的色谱图中出现鬼峰，并且减少了色谱柱维护的需求。使用 DRS， 配以 RTL的精确保留时间控制，能够实现更高效的数据处理，并可区分高度相关的化合物，鉴定复杂样品中的痕量毒品。 传统的谱库搜索所采用的简单搜索路径基于色谱图中的大量高纯物质；然而，由于样品本身日益复杂并且包含多种组分，因此需要通过更加耗费人力的流程才能完成必需的鉴定。这包括投入更多的人员和时间，增加培训，并需要进行主观的数据处理，而这样的数据处理方式可能导致结果不一致。 DRS 是一种自动化数据分析方法，可分析特定化合物是否存在于限定的数据库中。可使用预定的设定值生成报告，从而实现一致的数据处理，减少发生人为误差和偏差的可能性。这样有利于提高分析效率和更及时地获得结果报告。 硬件配置 所用系统是配备 Agilent 7890A 气相色谱系统和 Agilent 7693 自动液体进样器的Agilent 5975 GC/MS。它被配置为采用220V电源运行，并使用了隔热柱温箱插入物。采用钢瓶提供的纯化氢气作为载气(UHP)。此外，还配置使用带有 AUX EPC 模块和吹扫接头(PUU)的反吹装置。利用限流器施加适当的压力以控制进入质谱仪的载气流量。对进样口进行去活处理。毛细管柱为内径 0.250 mm且膜厚0.25 pm 的10m长DB-5柱。硬件配置图如图1所示。 图1. 使用氢气作为载气的气质联用系统配置示意图 软件配置 使用 MSD Productivity Chemstation 软件进行数据采集和数据分析。此外，使用 DRS 进行数据处理。生成一个化合物数据库，其中包含案例分析中通常存在的毒品和管制药物。该数据库由采用氢气作为载气而采集得到的数据汇编而成。 数据分析设置 对各种设定值进行评估，包括流量、温度、衬管配置和进样模式。利用评估结果优化数据采集方法。准备就绪后，使用此方法进行保留时间锁定 (RTL)并分析所有后续的数据。 利用 RTL 确保每天的运行都可获得可重现的保留时间，甚至在切割或更换色谱柱后也能如此。还可以与具有相似配置并锁定为相同化合物的其他仪器实现精确的保留时间匹配。 通过提取一系列参比标样，在氢气系统上生成质谱数据库。与NIST11 和内部数据库进行对比以验证谱图。标样采用RTL 方法采 集，因此可以在数据库中记录精确的保留时间。数据库中的质谱图为采用 AMDIS 程序生成的提取谱图。使用 AMDIS解卷积软件可获得清晰的谱图，并去除了柱流失和重叠杂质的干扰。添加到数据库中的每一项都包括 CAS号(如果适用)、化学式、精确保留时间(以分钟为单位)以及化合物名称和别名。按照 DRS 要求，输入以秒为单位的保留时间作为数据库中的保留指数项。该数据库包含461种化合物。 数据采集参数 表1列出了对比所用氢气和氦气系统使用的实验条件。 表1. 对比氢气与氦气系统所使用的实验条件 氦气 氢气 进样口 EPC分流/不分流 EPC分流/不分流(去活) 模式 恒压 恒流 进样类型 不分流 脉冲不分流 进样量 1.0 pL 1.0pL 进样推出速度 6000 pL/min 6000 pL/min 进样口温度 265°C 265°C 压力 19.973 psi 6.6078 psi 总流量 55.452 mL/min 54.952 mL/min 隔垫吹扫流量 3 mL/min 3 mL/min 分流出口吹扫流速 50mL/min(0.3分钟时) 50 mL/min (1分钟时) 进样脉冲压力 11 psi， 持续至0.3 min 样品叠加 关闭 气相色谱运行结束前1.5分钟 载气类型 氦气 氢气 柱温箱 电压(VAC) 240V 220V 初始柱温箱温度 50°C 50°C 初始柱温箱温度保持时间 0分钟 1分钟 升温速率 30 °C/min 60 °C/min 最终温度 340°C 325°C 最终温度保持时间 6.83分钟 4分钟 总运行时间 16.497分钟 9.5833分钟 平衡时间 0.1分钟 0.5分钟 表1. (续) 色谱柱#1(分离柱) 研究方案 将最初在氦气系统中分析的384个案例样品重新在氢气系统中进行分析，生成对比数据。这些样品瓶在室温下蒸干，并复溶于乙酸乙酯得到相同体积的样品。这样做的原因是，样品最初溶解在二氯甲烷中，如果将其直接注入氢气系统，可能会产生 HCI气体并导致进样口和色谱柱问题。该测试展示了1200多种毒品发现结果，涵盖了常规毒品和新型合成化合物。 对于氦气系统，最初使用标准 Chemstation定性分析报告对数据进行处理，并且在某些情况下，手动改善搜索结果，包括色谱峰平均、背景扣除以及使用内部或市售数据库提取离子色谱图。在氢气系统中，使用 DRS 通过该系统内部生成的数据库对数据进行处理。DRS 设置由实验确定，并且除了对超载色谱峰调整RT窗口外，在整个研究过程中始终使用这些由实验确定的设置。 结果与讨论 与药物化学分析相关的普遍性色谱难题 数据可以按下列方式分类： 情形1一简单色谱图，其中包含清晰界定的色谱峰 含量适中的化合物一般通过两种方法直接进行鉴定。当色谱峰主要为一种化合物时就是如此。 情形2一色谱柱超载 由于 DRS 搜索指定保留时间窗口内的毒品并对距离窗口过远的匹配质量进行扣分，因此当化合物含量过高而超出色谱柱容量时，需要采取额外的步骤以准确鉴定偏离保留时间窗口的化合物。使 用 AMDIS 菜单可以为单个化合物或数据库中的所有化合物选择更大或更小的窗口。此外，可以在简单模式下进行搜索，这样使不会对不匹配的保留时间进行扣分。在 TIC 中很容易鉴定超载并相应地进行处理。这种情形常见于样品中的化合物含量不相称或者由于街头样品浓度未知而可能误算等量样品体积时。 情形3一痕量 当化合物的含量为痕量时，普通的搜索方式往往无法鉴别出毒品。这可能是由于数据信号被合并到背景信号中或者被含量较高的组分所掩盖。DRS 能够轻松完成这些鉴定，因为它使用的是 AMDIS 解卷积算法。该解卷积算法在内部生成扫描范围内所有质量数的提取离子色谱图，并搜索具有相同峰形和相同峰顶点保留时间的色谱峰的质量数。然后通过分配具有相同RT 和峰形的那些色谱峰的m/z值和丰度而构建出纯净的谱图。 情形4一干扰 当多种化合物洗脱形成一个色谱峰时，常规的谱库搜索无法准确鉴定单个色谱峰中的各个组分。通常的 Chemstation 数据处理要求通过手动干预和主观判断来生成数据，以确认各个组分的存在。DRS 能够生成提取谱图并准确鉴定各个组分而无需进行手动数据处理。这样还可以在柱流失洗脱期间实现鉴定。 情形5一具有相似的质谱图和不同保留时间的化合物 常规的搜索算法可能会错误鉴定具有相似谱图的化合物，因为匹配分值中并未考虑保留时间。 DRS 在计算匹配因子时考虑了保留时间，因此同时使用碎裂模式和RT进行鉴定。异构体、类似物及其他极为相似的化合物都可以通过这种方式得以区分。 色谱柱反吹 当样品中包含在正常柱温箱升温程序之后洗脱的重质化合物时，在后续运行中可能会出现鬼峰的问题。蘑菇萃取物就是一个例子。 图2A显示了在氦气系统中得到的蘑菇样品色谱图，其中未使用反吹。如果不进行长时间的后运行烘烤，重质化合物将在下一次运行中形成鬼峰。图2B显示了蘑菇样品之后的一次空白运行结果，其中包含了多个鬼峰。 图2.A)利用氦气系统分析蘑菇样品。B)蘑菇样品之后的空白样品分析出现鬼峰 图3包含了运行蘑菇萃取物之后立即得到的空白运行结果。图3A中的色谱图显示使用0.5分钟反吹时间得到的运行结果。出现在大约8.3分钟处的较宽鬼峰表明反吹时间不够长，未能除去所有的重质化合物。图3B所示的色谱图表明使用1.0分钟的反吹时间能够去除所有的鬼峰。请注意，较小的尖峰代表空白样品中的杂质。 图3. 氢气系统的反吹结果。A)采用0.5分钟反吹得到的蘑菇样品之后的空白样品分析结果。B)采用1.0分钟反吹得到的蘑菇样品之后的空白样品分析结果 AMDIS 解卷积 谱图解卷积是新系统的重要组成部分之一。它能够为多个用户提供更加一致的鉴定结果，并可以在严重重叠的情况下鉴定化合物。 图4显示了用于测试解卷积效果的标样的色谱图。 图4. 用于测试解卷积效果的标样的色谱图 利用 PBM以传统方式对最大色谱峰(5.28分钟处)的顶点谱图或平均谱图进行搜索时，获得的搜索报告中列出的首个匹配结果为A-9 THC，匹配度95。第二位匹配结果为氢可酮，匹配度35。合理的结论应当是，该色谱峰对应的是 THC。图5显示了平均谱图以及利用谱库 PBM 搜索得到的两种匹配度最高的化合物的谱图。 对同一数据文件应用 DRS 时， AMDIS 解卷积结果表明 A-9 THC和氢可酮都存在。图6显示了两种化合物的提取离子色谱图。 图5. 5.28分钟处色谱峰的平均谱图以及利用 PBM搜索得到的两种匹配度最高的化合物的谱库谱图 图6. DRS 表明 5.28分钟处存在两种严重重叠的化合物 两种化合物的保留时间仅相差0.002分钟。图7显示了 THC 与氢可酮的解卷积谱图和谱库参比谱图。可以注意到， AMDIS 解卷积能够清除各个谱图中的干扰离子，提供更准确的鉴定结果。 图7.5.28分钟处 THC 和氢可酮的解卷积谱图与谱库参比谱图 在报告的 NIST部分，第一列是解卷积谱图与 NIST 主库的反向匹配值。匹配结果编号表示的是在 NIST 搜索结果列表中的位置。较高的反向匹配值和较低的匹配结果编号有助于确认鉴定结果。请注意，苯坐卡因是第2位的 NIST匹配结果。第1位 NIST 匹配结果为N-乙酰基苯坐卡因，其谱图与苯坐卡因几乎完全相同。N-乙酰基苯坐卡因的反向匹配值为96。这是一个保留时间锁定值的典型示例。苯坐卡因的谱图和 RT 与 DRS数据库中的结果精确匹配。N-乙酰基苯坐卡因的 RT 不同， 因此并非目标化合物。请注意，所用的方法仅设置用于定性鉴定。如有需要，也可以对方法进行校准以实现定量分析，并且结果将会合并到 DRS 报告中。 MSD 解卷积报告 相邻峰扣除=1 分辨率=高 灵敏度=中等 峰形要求=中等 在 NIST 谱库中搜索 AMDIS 目标谱库中所发现的组分。 含量(ng) AMDIS NIST RT CAS号 化合物名称 ChemStation AMDIS 匹配度 ART (s) 反向匹配匹配数 3.2850 51799327 N-丙基安非他命 99 -0.4 90 3.8059 94097 苯坐卡因 100 -0.5 95 4.2958 58082 咖啡因 100 -0.4 91 4.3613 137586 利多卡因 99 -0.4 92 4.7037 3158858 10，11-二氢二苯(b，f)(1.4)去甲基安定-11-酮 97 0.2 93 5.3308 6703271 乙酰可待因 100 -0.2 95 5.3687 2784738 6-单乙酰吗啡 100 0.2 95 5.4999 561273 海洛因 100 0.9 97 5.7215 58742 罂粟碱 98 -0.2 94 6.2532 128621 诺斯卡品 92 -0.5 90 图8显示了街头海洛因洛品的 TIC 色谱图。 1.N-丙基安非他命(内标) 2.苯坐卡因3.咖啡因 4.利多卡因 图8. 表2中报告的街头海洛因样品的 TIC 下一个例子是合成大麻素样品。表3显示了示样品的 DRS 报告。 表3. 合成大麻素样品的 DRS 报告 MSD 解卷积报告 相邻峰扣除=1样品名称13137397-002-1B(1)分辨率=高数据文件C：\Datafiles\New Case.D灵敏度=中等日期/时间2014年3月14日，周五， 17：20峰形要求=中等 在 NIST 谱库中搜索 AMDIS 目标谱库中所发现的组分。 含量(ng) AMDIS NIST RT CAS号 化合物名称 ChemStation AMDIS 匹配度 ART (sec) 反向匹配 匹配数 3.2726 51799327 N-丙基安非他命 -1.2 4.6894 3158858 10，11-二氢二苯(b，f) (1，4)去甲基安定-11-酮 -0.6 5.4175 999025137 XLR-11 0.6 5.4175 74764526 吡比，2，2'-(1，2-亚苯基)双- 75 5.4574 999027133 XLR-11降解产物 100 -0.2 5.4574 0000 6-环己胺-8-乙基-3.3-二甲基- 60 3，4-二氢-1H-噻喃[3，4-c]吡啶- 5-甲腈 6.6462 1400742177 PB-22 100 0.8 6.6462 864445396 2-(2-甲苯基)-1-(1-戊基-1H-吲哚-3-基)乙酮 85 6.9063 1400742417 5-氟代-PB-22 91 0.5 6.9063 32741245 1，4-萘二酮，5，8-二羟基-2，3，7-三甲基 81 DRS 可鉴别出样品中的四种合成大麻素化合物： XLR-11、XLR-11降解产物、PB-22和5-氟代-PB-22。这四种化合物未收录于 NIST11谱库中。这也正是这四项的 NIST 部分为空的原因。NIST谱库得到的最匹配结果列在下面一行。图9显示了样品的色谱图。 图9. 合成大麻素的 TIC 通过药物分类对比数据 利用两套系统分析了100个海洛因案例样品。 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 海洛因 100 100 100 6-MAM 100 100 乙酰可待因 100 100 罂粟碱 86 86 24 诺斯卡品 19 19 16 奎宁 26 20 24 在100个案例中，利用两套仪器在所有100个样品中均鉴别出海洛因、6-单乙酰吗啡和乙酰可待因。这些案例中的86个案例还包含罂粟碱。DRS 能够鉴别出所有86个案例中的罂粟碱，但在氦气系统中，仅在24个样品中鉴别出罂粟碱。这24个样品中的9个需要通过手动处理才可获得满意的匹配度。此外，在氦气数据中，有19个样品含有痕量罂粟碱，但是通过手动处理无法获得足够的匹配因子。诺斯卡品存在于19个海洛因案例中，在氢气系统中利 用 DRS 得到的所有样品均为阳性。在氦气系统中使用一般的数据库搜索报告仅得出11个案例中诺斯卡品呈阳性，另外5个样品需使用手动搜索才可获得阳性结果。最后发现奎宁在一些海洛因样品中作为掺杂物存在。分析的26个案例中奎宁呈阳性。在氢气系统所分析的样品中，鉴别出20个样品中含有奎宁；然而，由于色谱图质量较差，利用 DRS 遗漏了5个样品。在氦气系统中，24个样品的奎宁分析结果呈阳性。另外两个样品中含有痕量奎宁，即便采用手动处理也无法获得可接受的匹配因子。 犯罪学实验室常常发现案例中包含可卡因。可卡因可能掺杂有多种化合物。左旋咪唑是一种驱虫用兽药，通常存在于可卡因样品中。 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 可卡因 82 82 72 左旋咪唑 44 44 38 对包含可卡因的82个案例进行分析。氢气仪器可鉴别出所有82个案例中的可卡因。利用氦气仪器的数据处理仅在72个案例中得到了阳性结果。在这72个案例中，5个案例需要进行手动分析。另外5个案例中存在痕量可卡因，但在氦气系统中即便通过手动搜索也无法获得可接受的匹配度。这些案例中有44个案例还包含左旋咪唑。DRS 能够鉴别出所有样品中的左旋咪唑。使用氦气系统，在38个样品中鉴别出左旋咪唑。有两个案例中存在痕量左旋咪唑。 ( 在罂粟中发现的化合物包括吗啡、可待因、蒂巴因、罂粟碱和诺 斯卡品。鸦片类药物衍生自这些化合物。例如，氧可酮可以由蒂巴因合成。合成鸦片(例如芬太尼和哌替啶)具有与天然鸦片制剂和鸦片类药物相同的效应，但不是由罂粟植物中发现的那五种组分合成。这些药物被作为麻醉剂，并且常用于止痛，但是滥用会引起精神快感。此类药物还包括美沙酮、丁丙诺啡和纳洛酮等化合物。这些药物可用于治疗鸦片依赖症。 ) 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 氧可酮 102 102* 101 可待因 氢可酮 9 5 氢吗啡酮 5 哌替啶 4 4 4 美沙酮 7 7 吗啡 26 11** 22 芬太尼 丁丙诺啡 8 8 纳洛酮 5 5 5 *1氧可酮：这些阳性结果中的七个需要更改分析设置才可获得 **吗啡：痕量 氧可酮存在于102个案例中。氦气仪器鉴别出101个案例中存在氧可酮。 DRS 和氢气系统最初只报告了95个氧可酮阳性结果。由于样品的色谱图较差，有7个案例通过 DRS 未鉴别出氧可酮。在这些例子中，氧可酮的含量很低，但表现出严重的峰拖尾，色谱峰超出了可接受的保留窗口。放松保留时间标准限制可成功实现鉴定。吗啡共存在于26个案例中。在氢气系统中得到了11个阳性吗啡结果，而在氦气系统中获得了22个阳性吗啡结果。在氦气仪器中检出的这些海洛因案例中的痕量吗啡在氢气仪器中未检测到。这种差异的原因尚不明确，但仅发生于痕量化合物。其他四个案例中含有痕量化合物，但在氦气系统中未达到足够的匹配度。两个系统均鉴别出所有阳性案例中的纳洛酮、丁丙诺啡、芬太尼、美沙酮和哌替啶。对七个可待因案例进行分析。氢气和氦气系统均鉴别出所有案例中的可待因，然而，在氦气系统中有三个案例需要使用手动技术才可完成鉴定。使用氢气时发现了一些反应性。在高温下存在氢气和金属催化剂时，某些化合物会发生反应。这一现象在包含可待因的样品和标样中可以观察到。少量的可待因转化为氢可酮。在分析的七个可待因案例中，仅在使用氢气系统时鉴别出四个氢可酮阳性结果。这很可能是氢气与氦气 对氢可酮的分析结果存在差异的原因。可能这种转化也发生在向氢气仪器中注入吗啡样品时。吗啡存在于氢气仪器鉴别出的所有五个氢可酮阳性案例中。在氦气仪器中，这些案例的氢可酮均不是阳性。 合成大麻素是毒品化学领域中一个相对较新的趋势。这些化合物通常具有几种基本结构中的一种(例如萘基吲哚)，通过制备这些基本结构的变体和取代物可生产新毒品。这些化合物通常被发现喷涂在植物类物质上。由于结构极其相似，并且样品包含多种异构体，因此对这些化合物进行准确鉴定的关键在于保留时间。 合成大麻素 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 5-F-PB-22 2 2 2 AM-2201 1 1 1 JWH-018 4 4 4 JWH-022 1 1 0 JWH-250 3 3 2 PB-22 4 4 4 RCS-4 1 1 0 UR-144 1 1 0 URB-597* 1 1 1 URB-754 XLR-11 2 2 *已知的假阳性化合物 两个系统都能够鉴别出所有案例样品中存在的 5-F-PB-22、AM-2201、JWH-018、PB-22、URB-597人工产物、URB-754 和XLR-11。发现5 F-PB-22的一个案例在氦气系统中需要经过数据处理才可获得可接受的匹配度。使用 DRS 可鉴别出 JWH-022、RCS 4和UR-144， 但都在氦气系统的数据库搜索中被遗漏。在包含JWH 250的样品中，使用 DRS可鉴别出所有样品，然而在在气系统中，有一个样品被错误鉴定为 JWH-302。JWH-250和JWH-302为异构体。 犯罪学实验室中出现的另一个新趋势是包含策划药类兴奋剂的案例，包括通常被称作“浴盐”的新型精神药物。它们通常是取代的苯乙胺和色胺，但也可能是哌嗪。 策划药类兴奋剂 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 5-Me0-DiPT 2 2 2 BTCP 2 BZP 3 3 MDA MDEA MDMA 2 MDPV 2 3，4-亚甲基双氧 甲基卡西酮 TFMPP 3 3 利用 DRS 和数据库搜索对所有包含5-甲氧基-二异丙基色胺(5MeO-DiPT)、苯并苯硫基环己哌啶 (BTCP)、苄基哌嗪 (BZP)、3，4-亚甲基双氧甲基卡西酮和三氟甲苯基哌嗪 (TFMPP)的案例进行了阳性鉴定。氢气系统能够鉴别出亚甲二氧基苯丙胺(MDA)和亚甲二氧基乙基苯丙胺 (MDEA)， 而氦气系统则不能。对于这两个案例，氦气系统中都能鉴别出痕量化合物，但无法获得合适的匹酒度。使用 DRS 在两个案例中均可鉴别出亚甲二氧甲基苯丙胺(MDMA)，但使用数据库搜索时仅鉴别出一个案例。最后，氦气系统能够鉴别出两个案例中存在的亚甲基二氧吡咯戊酮(MDPV)，而氢气系统只能鉴定出一个样品中存在该化合物。 兴奋剂化合物是一类常见药物，在体育和研究领域被滥用于减肥或作为体能增强药物。甲基苯丙胺是一种常见的街头滥用药物。某些兴奋剂被用于治疗 ADHD. 兴奋剂 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 安非他明 12 12 12 甲基苯丙胺 13 13 13 哌甲酯 4 4 4 芬特明 10 10 10 在分析的所有样品中，两套系统均可准确鉴定安非他明、甲基苯丙胺、哌甲酯和芬特明。 四氢大麻酚 (THC)是大麻中的活性成分。大麻酚和大麻二酚是存在于大麻植物中的两种大麻素。与 THC 不同， 这两种化合物不具有精神刺激性。大麻酚是 THC 的降解产物。 大麻素 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 THC 12 12 11 大麻二酚 6 5 大麻酚 6 6 大麻酚存在于6个案例中，在两套系统中均得到鉴定。大麻二酚也存在于6个案例中，然而在一个样品中，大麻二酚以痕量存在，并且在氦气系统中无法获得可接受的匹配度。12个样品中包含THC。氢气系统可准确鉴定这12个案例中的 THC。氦气仪器可鉴别出11个案例中的 THC。这11个案例中的一个案例还需要进行手动处理。 麦角酸酰二乙胺 (LSD) 和氯胺酮有时存在于案例样品中。LSD一般以涂覆有药物的穿孔纸形式存在。氯胺酮曾被用作麻醉剂，但由于其具有分离效应，因此已经很少用。它仍然被用于兽医业。 致幻剂 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 LSD 2 2 氯胺酮 两套系统均鉴别出包含 LSD 和氯胺酮的样品。 法医化学领域通常会碰到用于诱使入睡和减轻焦虑的药物制剂。这些制剂包括但不限于苯二氮卓类和巴比妥类，但巴比妥类由于易上瘾，因此作为处方药使用已经大大减少。 镇静/催眠药 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 阿普唑仑 43 43 42 氯硝西泮 5 5 5 安定 5 5 2 美索比妥 4 4 4 戊巴比妥 10 10 10 扎来普隆 4 4 2 两套系统都准确鉴定出氯硝西泮、美索比妥和戊巴比妥。在所有43个案例中，氢气系统均能鉴定阿普唑仑。氦气系统遗漏了一个案例中的阿普唑仑。有五个样品中包含安定。氢气系统能够准确鉴定所有样品中的安定。氦气系统能够准确鉴定五个样品中两个样品的安定，另外两个样品中含有痕量的安定。最后，氢气系统能够准确鉴定所有案例中的扎来普隆。氦气系统只能准确鉴定一半案例中的扎来普隆。 抗组胺药通常用于缓解过敏症状。其可作为非处方药和处方药使用。异丙嗪最常与可待因相结合用于止咳糖浆中。 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 苯海拉明 6 5 多西拉敏 4 4 异丙嗪 4 4 两套系统均可鉴别出四个案例中的异丙嗪。苯海拉明存在于所分析的六个案例中。氢气系统能够鉴别出所有六个样品中的苯海拉明。氦气仪器系统却遗漏了一个含苯海拉明的样品。利用 DRS能够准确鉴定存在于四个样品中的多西拉敏。然而，氦气系统只报告了一个多西拉敏阳性结果。其余三个案例中的目标化合物以痕量存在，无法获得合适的匹配度。 合成类固醇常被滥用于促进肌肉的增长。通常，合成类固醇的滥用伴随着克罗米芬和他莫昔芬等药物的滥用，其用于在乳腺癌或生育治疗中调控激素水平。克仑特罗用于治疗哮喘，但经常被滥用于减肥。 类固醇/体能增强药物 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 克仑特罗 0 丙酸睾酮 克罗米芬 2 他莫昔芬 两套仪器均可鉴别出丙酸睾酮、克罗米芬和他莫昔芬。有一个样品中包含克仑特罗。氢气系统能够鉴别出克仑特罗，而氦气系统却不能。 止痛药用于减轻疼痛。对乙酰氨基酚可作为非处方药购得，但是 常见掺假物也可以与氧可酮或氢可酮相结合作为药物制剂的组成部分。 镇痛剂 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 尼美舒利 1 对乙酰氨基酚 39 39 29 尼美舒利存在于一个样品中。两套系统均可准确鉴定该化合物。对乙酰氨基酚存在于39个样品中。通过 DRS 能够准确鉴定所有样品中的该化合物。在其中一个样品中，对乙酰氨基酚超载，通过 DRS 最初无法鉴别出。通过调整允许的保留时间窗口以校正分析方法，就可以鉴别出该样品中的对乙酰氨基酚。氦气仪器只能鉴别出39个样品中29个样品的对乙酰氨基酚。 抗精神病化合物不常见并且基本不受管制，然而，这些药物偶尔会作为证据提交。 抗精神病药 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 喹硫平 3 3 两套系统均可准确鉴定所有三个案例中的喹硫平。在氦气系统中使用数据库搜索时，三个案例中的两个案例需要进行手动处理。 除片剂和植物类物质外，大多数街头样品往往掺杂其他化合物以增加重量和降低纯度。掺杂物本身就是毒品或者一般由于其具有类似于被掺杂毒品的效应而被选用，与稀释剂不同，后者通常为糖类或乳糖，添加的目的只是为了增加重量。添加掺杂物能够造成样品纯度高于其实际纯度的假象。例如，可以添加咖啡因到兴奋剂中。利多卡因或普鲁卡因可被添加到可卡因样品中，因为它们均可造成相同的局部麻醉效果。 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 苯坐卡因 11 11 11 咖啡因 73 73 48 地尔硫卓 61 60 52 利多卡因 31 31 22 非那西汀 3 3 2 普鲁卡因 16 16 13 塞拉嗪 3 3 0 羟嗪 4 4 0 两套系统均可鉴别出所有11个样品中的苯坐卡因。氢气仪器能够鉴别出所有73个样品中的咖啡因。氦气系统的数据处理无法鉴别25个案例中的咖啡因。七个案例中的咖啡因以痕量存在，数据处理无法获得合适的匹配度。在包含地尔硫卓的61个样品中，氢气系统能够鉴别出60个样品中的目标化合物，而氦气系统则能够鉴别出52个样品。这52个地尔硫卓样品中的一个还需要进行手动处理。使用 DRS 能够准确鉴定所有31个样品中的利多卡因。在氦气系统中，22个样品的利多卡因分析结果呈阳性。这22个案例中的一个案例还需要进行手动处理。另外四个样品中含有痕量的利多卡因，但在氦气系统中无法准确鉴定。非那西汀存在于三个案例中。在所有这三个案例中，通过氢气系统可鉴定出该目标化合物。对于这三个案例中的一个案例，氦气系统的数据处理无法鉴别出该目标化合物。十六个案例中包含普鲁卡因。DRS 能够鉴别出所有这些样品中的普鲁卡因。氦气系统能够准确鉴定13个案例中的普鲁卡因。遗漏的三个案例中的两个是由于在氦气仪器中仅鉴别出痕量化合物。对于包含塞拉嗪的三个案例和包含羟嗪的四个案例，氢气仪器能够鉴别出样品中的这两种化合物。氦气系统却无法检出这两种化合物中的任何一种。仅在两个案例中鉴别出痕量的羟嗪，但是无法获得足够的匹配度。 有时，不一定符合上述类别的化合物也可能存在于某个案例中。 其他结果 氢气系统的 氦气系统的 化合物 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 马钱子碱 10 10 10 维生素E 6 尼古丁 2 2 两套系统均可准确鉴定所有样品中的尼古丁和马钱子碱。在氦气仪器中，其中一个尼古丁样品需要进行手动数据处理才可实现鉴定。维生素 E 存在于七个样品中。氢气仪器能够鉴别出这七个样品中的六个。第七个样品中仅检出痕量维生素 E， 无法通过 DRS鉴别出来。在氦气系统中，其中一个样品的维生素E分析结果呈阳性，但其余包含痕量维生素 E 的样品通过手动数据处理均无法准确鉴定。 阴性样品 氢气系统的 氦气系统的 分析案例总数 阳性结果数量 阳性结果数量 阴性 8 8 8 八个呈阴性的样品在两套系统中均测定为阴性。 时间对比 数据采集 使用氢气能够在更短的时间内实现更高效的色谱分离。因此，运行时间与平衡时间相结合可实现更短的循环时间。使用样品叠加还可进一步改善这一性能。样品叠加能够促使自动进样器在系统平衡之前准备好进样的样品。反吹色谱柱使总运行时间增加了一分钟，但相比于长时间烘烤还是节省了时间，长时间烘烤的目的在于防止包含后洗脱基质化合物的样品出现鬼峰。 图10 显示了使用氢气可获得更短的运行时间。 图10.利用氦气系统(A)和新型氢气系统(B)获得的测试混标的色谱图 数据处理 选用两种数据处理情形。第一种是包含 THC 和大麻酚的简单植物性样品。第二种是包含 JWH-133的样品，该化合物与内标共洗脱。分析人员使用 DRS 和标准 ChemStation 搜索路径定时处理数据。对于共洗脱物质，需要进行额外的手动数据处理，包括生成提取离子色谱图以及多次谱图扣除。 数据类型 处理时间(氦气) 处理时间(氢气) 简单 49.2秒 18.3秒 复杂 2分44.4秒 20.1秒 结论 时间节省和品质性能 该仪器配置主要能够实现两方面的节省。第一个是运行时间。使用氦气时，一般的未知筛选方法的循环时间为大约21分钟(从一次进样到下一次进样)。对于配置使用氢气的仪器，从一次进样到下一进样的时间可缩短至大约13分钟。即运行时间缩短了40%，从而提高了生产实验室的效率和通量。 第二个节省时间的原因在于缩短了数据处理时时。对于简单样品，使用 DRS 进行数据处理相比于在 ChemStation 中进行数据处理只需大约一半的时间。随着样品复杂程度的增加，需要采用更多的手动数据处理和分析才能生成可接受的数据。该过程的缺陷在于耗费人力，需要大量时间和技术熟练的人员。此外，由于分析人员之间存在偏差，生成的数据可能具有主观性。或者，经验不 足的人员可能遗漏痕量物质。DRS 则能够检测复杂基质中的各种化合物，甚至适用于痕量化合物检测，如对比数据所示。解卷积还可以通过可应用于具体化合物的自定义设定值准确分析包含色谱图重叠的数据。该过程比较客观且每次运行的一致性高。所有谱图均扣除了背景并以改进的格式显示，自动去除了背景干扰物。这些数据可自动生成，无需付出额外的人员时间或具备专业知识。并且， DRS 能够在每个已鉴定组分的确定保留时间处生成数据因子。考虑到这一保留时间对比，通过算法生成每个结果的匹配因子。这一保留数据匹配将有助于描述可能存在于证据中的各种异构体形式。通常所用的 ChemStation 不会将此额外维度考虑到匹配因子中。这样就无需参考保留时间或重新分析参比物质以进行验证。 DRS 能够使用解卷积谱图进行额外的 NIST 谱库搜索。这一改善的谱图可以在 NIST谱库中搜索，排除干扰离子的影响。 此外，通过 DRS可轻松分离共洗脱物质，而典型的 ChemStation处理需要通过试错以扣除合适的离子并手动生成每种化合物的纯净谱图。 费用节省 除了仪器通量和人员时间方面的节省以外，还可以实现其他方面的节省。用作载气的氢气可通过使用水和电的氢气发生器在现场生成。采用钢瓶气时，也能容易地获得高纯氢气。而氦气供应正逐渐减少且价格不断上升。。一一钢瓶氦气的成本与一钢瓶氢气的成本相比，大约是氦气200美元、氢气140美元。 更多信息 这些数据代表典型结果。有关我们的产品与服务的详细信息，请访问我们的网站 www.agilent.com/chem/cn www.agilent.com/chem/cn 安捷伦对本资料可能存在的错误或由于提供、展示或使用本资料所造成的间接损失不承担任何责任。 本资料中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。 C 安捷伦科技(中国)有限公司，2014 2014年5月13日，中国印刷 5991-4536CHCN Agilent Technologies Agilent Technologies 摘要法医化学家常常面临着分析多种样品类型以鉴定管制物质和药物的挑战。执法机关依靠实验室进行样品的鉴定，实验室不仅要鉴定其主要成分，而且还要鉴定浓度更低的相关化合物。这些样品范围广泛，从未知白色粉末或植物类物质到片剂、注射器或烧焦的管状残留物，无所不有。通常，这些分析采用全扫描GC/MS，并结合通过数据库搜索生成的谱库搜索报告来完成。由于执法机关获得的证据中所包含的分析物种类越来越多，包括高度相关的化合物，例如异构体和可能的类似物，因此在分析过程中必须对细节更加注意。已经流入街头的新型精神药物(NPS) 和合成大麻素包含许多新的异构体和类似物，采用常规搜索方法很难区分。该系统利用如下改进提高分析效率：使用氢气作为载气，降低操作成本。利用保留时间锁定(RTL) 使多个系统与数据库之间保持精确的保留时间匹配。反吹可通过流路切换并将非挥发性化合物重新导向分流出口，从而将其去除。最后，使用解卷积报告软件(DRS) 鉴定药物，即使是存在于复杂混合物中的药物或痕量药物都可以轻松鉴定。将新系统获得的结果与当前用于刑侦学分析的典型氦气系统的结果进行对比。前言犯罪学实验室通常采用GC/MS 作为标准技术以鉴定或确认管制物质或毒品的存在。当前犯罪学实验室所处的财务环境要求法医化学家利用较少的资源分析不断增多的新兴毒品。除了财务压力以外，实验室面临的问题还包括氦气价格日益升高、预计成本增加以及氦气稀缺导致的使用成本过高。刑侦系统所面临的另一种压力是复杂的样品类型日益增加，例如合成大麻素和其他植物性混合物。因此，需要采用一种更高效的分析方法来解决这些难题。使用氢气作为载气是一种可行的替代选择，因为它的价格低于氦气且易于现场制备。为缩短运行时间，仪器配置了快速柱温箱升温程序（使用220 V 电源），并利用插入物减小柱温箱的体积，从而实现更快速的程序升温。该系统配备有反吹装置，可以在每次运行结束时除去柱头的非挥发性物质，以防止之后的色谱图中出现鬼峰，并且减少了色谱柱维护的需求。使用DRS，配以RTL的精确保留时间控制，能够实现更高效的数据处理，并可区分高度相关的化合物，鉴定复杂样品中的痕量毒品。传统的谱库搜索所采用的简单搜索路径基于色谱图中的大量高纯物质；然而，由于样品本身日益复杂并且包含多种组分，因此需要通过更加耗费人力的流程才能完成必需的鉴定。这包括投入更多的人员和时间，增加培训，并需要进行主观的数据处理，而这样的数据处理方式可能导致结果不一致。DRS 是一种自动化数据分析方法，可分析特定化合物是否存在于限定的数据库中。可使用预定的设定值生成报告，从而实现一致的数据处理，减少发生人为误差和偏差的可能性。这样有利于提高分析效率和更及时地获得结果报告。结论时间节省和品质性能该仪器配置主要能够实现两方面的节省。第一个是运行时间。使用氦气时，一般的未知筛选方法的循环时间为大约21 分钟（从一次进样到下一次进样）。对于配置使用氢气的仪器，从一次进样到下一进样的时间可缩短至大约13 分钟。即运行时间缩短了 40%，从而提高了生产实验室的效率和通量。第二个节省时间的原因在于缩短了数据处理时间。对于简单样品，使用DRS 进行数据处理相比于在ChemStation 中进行数据处理只需大约一半的时间。随着样品复杂程度的增加，需要采用更多的手动数据处理和分析才能生成可接受的数据。该过程的缺陷在于耗费人力，需要大量时间和技术熟练的人员。此外，由于分析人员之间存在偏差，生成的数据可能具有主观性。或者，经验不足的人员可能遗漏痕量物质。DRS 则能够检测复杂基质中的各种化合物，甚至适用于痕量化合物检测，如对比数据所示。解卷积还可以通过可应用于具体化合物的自定义设定值准确分析包含色谱图重叠的数据。该过程比较客观且每次运行的一致性高。所有谱图均扣除了背景并以改进的格式显示，自动去除了背景干扰物。这些数据可自动生成，无需付出额外的人员时间或具备专业知识。并且，DRS 能够在每个已鉴定组分的确定保留时间处生成数据因子。考虑到这一保留时间对比，通过算法生成每个结果的匹配因子。这一保留数据匹配将有助于描述可能存在于证据中的各种异构体形式。通常所用的ChemStation 不会将此额外维度考虑到匹配因子中。这样就无需参考保留时间或重新分析参比物质以进行验证。DRS 能够使用解卷积谱图进行额外的NIST 谱库搜索。这一改善的谱图可以在NIST 谱库中搜索，排除干扰离子的影响。此外，通过DRS 可轻松分离共洗脱物质，而典型的ChemStation处理需要通过试错以扣除合适的离子并手动生成每种化合物的纯净谱图。费用节省除了仪器通量和人员时间方面的节省以外，还可以实现其他方面的节省。用作载气的氢气可通过使用水和电的氢气发生器在现场生成。采用钢瓶气时，也能容易地获得高纯氢气。而氦气供应正逐渐减少且价格不断上升。一钢瓶氦气的成本与一钢瓶氢气的成本相比，大约是氦气200 美元、氢气140 美元。