化繁为简：液质助力法医生物检材中803种毒物分析

　　毒品分析，属于法医和和刑侦领域毒物分析中的一类，意在通过分析化学尤其是现代仪器分析技术，对毒品进行定性和定量分析，从而协助判断当事人在事件中的法律责任，为案件提供侦破线索和证据。

　　在此背景下，仪器信息网特别建立“质谱在毒品分析领域的技术应用进展”专题，聚焦质谱技术在毒品检测领域的最新应用，以增强业界质谱专家和技术人员、司法公安相关机构工作者之间的信息交流，同时向仪器用户提供毒品分析领域更丰富的质谱产品、技术解决方案。本文邀请到SCIEX公司应用技术专家孙小杰经理谈谈生物检材中的毒（药）物分析相关的一系列产品技术及解决方案。

当前，法医生物检材毒物分析有两个难点：（1）如何把要分析检验的毒物或药物从生物样品中提取出来，即在检验之前，被分析的生物检材要经过分离、提取和净化的过程。在这个过程中, 最大的技术难点就是如何去除脂肪和蛋白质；（2）被分析的药物或毒物从生物检材中提取后，或有的经过体内代谢变成了代谢物, 母体药物残留很少。它从以前的化学显色反应、结晶法发展到薄层色谱, 又随着化学仪器分析技术的发展, 采用气相色谱、紫外和红外光谱法、原子吸收法、气相色谱—质谱联用法、高效液相色谱以及高效液色谱—质谱联用法。

　　所以在法医毒(药)物分析工作中，由于样品的复杂性、毒(药)物种类的广泛性、分析目标物的不确定性、检验方法的局限性，使得毒(药)物筛查技术一直备受分析工作者的重视。常见的毒品、农药、鼠药、治疗药物、催眠镇静类药物等，化合物种类多，标准品收集难度较大，检测流程繁琐。

　　进而，在SCIEX ZenoTOF 7600系统上，我们开发了非常方便快捷的针对803中毒(药)物的定性定量分析方法。方法开发过程中，利用Zeno肼(Zeno TM trap)技术可以显著提高化合物二级的响应强度，使用电子活化解离(EAD)技术又得到不同的化合物二级谱图信息，更有助于化合物的确证和定量。

　　ZenoTOFTM 7600系统技术特点

　　1. ZenoTOFTM 7600系统(简称7600系统，如图1)在高速脉冲技术检测器下，最快可以实现133Hz的扫描速度，可以实现更多MS/MS图谱采集数目

　　2. 7600系统全新的ZenoTM Trap(Zeno 阱)要通过提高离子占空比，实现对离子的富集作用，保证90%以上的离子能够进入飞行时间管中检测，从而提高了MS/MS的灵敏度。

　　3. 7600系统新加入的电子激活解离(Electron activated dissociation，EAD)碎裂技术，可以获得更多的MS/MS信息，与碰撞活化解离(Collision-activated dissociation，CAD)碎裂技术有良好的互补性，加强化合物结构解析。

　　4. 7600系统的信息依赖性采集模式(Information Dependent Acquisition，IDA)配合动态背景扣除(Dynamic background subtraction，DBS)和多重质量亏损过滤采集方式(Multiple Mass Defect Filter，MMDF)，可以有效去除背景离子干扰，提高MS/MS采集效率和质量。

　　图1 ZenoTOFTM 7600系统

　　该方案特点：

　　1、化合物种类多，覆盖范围广，包含镇静催眠类、精神活性类、鼠药、治疗药物、农药等常见(毒)药物，共803种化合物;

　　图2 正模式下化合物的提取离子流图

　　图3 负模式下化合物的提取离子流图

　　2、ZenoTM trap具有更高的灵敏度，在传统的飞行时间质谱中，由于速度不同，来自碰撞池的碎片通常会在TOF脉冲中间的传输中丢失。因此，对于常规的飞行时间MS/MS，占空比范围大约在5-25%之间。由于离子传输损失，灵敏度会降低。ZenoTM trap通过控制从碰撞池到TOF加速器的离子束来确保更高的离子传输。离子基于势能离开ZenoTM trap。ZenoTM trap可以显著提高二级离子的灵敏度，使用二级离子定量的时候，定量限提高可达数倍到数十倍，如图4所示，同等浓度的茶碱样品，在使用Zeno OFF时，响应强度为256.8cps，而使用ZenoTM trap ON后，灵敏度提高超过13倍。采用ZenoTM trap ON采集模式，保证在定量限附近依然可以得到高质量的二级信息，如图5所示，浓度为定量下限的茶碱样品在ZenoTM trap OFF时，二级碎片较少，且质量较差，而使用ZenoTM trap ON后，得到高质量的二级信息，更有利于做二级图谱的数据库匹配，提高化合物定性准确度。

　　图4 Zeno OFF(左)和Zeno ON(右)的二级离子定量数据对比

　　图5 Zeno OFF(左)和Zeno ON(右)的二级图谱对比

　　3、采用电子活化解离(EAD)技术，得到与传统碰撞诱导解离(CID)技术不同的二级谱图信息，更有助于化合物的结构解析和确证;

　　图6 CID模式(a)和EAD模式(b)下4-氟丁酰芬太尼的二级质谱图

　　4、简单快速的前处理过程，更便于实际操作和应用，快速实现化合物的定性和定量。

　　样品前处理

　　• 血液：取100ul血液样本，加入200ul蛋白沉淀剂(甲醇：乙腈=1:1)，涡旋1min，冷冻离心10min，取上清液上机待测。

　　• 尿液：取100ul尿液样本，加入200ul蛋白沉淀剂(甲醇：乙腈=1:1)，涡旋1min，冷冻离心10min，取上清液上机待测。

　　总结：

　　本文使用Zeno TOF TM 7600系统，采用ZenoTM trap采集模式，建立了测定血液和尿液中超过800种毒(药)的定性定量方法;化合物涵盖了常见毒品、治疗药物、生物碱类化合物、常见农药、安眠镇静类和常见鼠药等，化合物种类多，覆盖全，使毒物检测快速定性定量变为可能，本方法也是拿来即用，同时匹配了相应的高质量的二级数据库，在实验室没有标准品的同时，也可以快速的进行定性工作，为从事相关工作的老师提供更加稳定和快速的定性筛查结果，大大提高了实验室的工作效率。

当前，法医生物检材毒物分析有两个难点：（1）如何把要分析检验的毒物或药物从生物样品中提取出来，即在检验之前，被分析的生物检材要经过分离、提取和净化的过程。在这个过程中, 最大的技术难点就是如何去除脂肪和蛋白质；（2）被分析的药物或毒物从生物检材中提取后，或有的经过体内代谢变成了代谢物, 母体药物残留很少。它从以前的化学显色反应、结晶法发展到薄层色谱, 又随着化学仪器分析技术的发展, 采用气相色谱、紫外和红外光谱法、原子吸收法、气相色谱—质谱联用法、高效液相色谱以及高效液色谱—质谱联用法。