【概述】

在濫用藥物研究領(lǐng)域，GC-MS以優(yōu)異的色譜分離能力，可有效分離目標(biāo)化合物，結(jié)合相關(guān)譜庫，能夠提供準(zhǔn)確的定性信息，得到了廣泛的應(yīng)用。隨著濫用藥物分析形勢的變化，尤其精神活性物質(zhì)，包括新型藥物的不斷增加，對于復(fù)雜生物樣本中實(shí)現(xiàn)藥物成分的分析鑒定，已成為新的研究方向和應(yīng)用熱點(diǎn)。氣相色譜高分辨質(zhì)譜（GC-HRMS）通過其超高的分辨率和質(zhì)量極ng確度，能夠提供更可靠、準(zhǔn)確的定性信息，高靈敏度進(jìn)一步保證了低含量化合物檢出。氣相色譜-靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜（GC-Orbitrap MS）作為一款以靜電場軌道阱為核心技術(shù)的高分辨質(zhì)譜（分辨率50,000FWHM（200 m/z）以上）[1]，其分辨率可達(dá)60,000 FWHM以上，主要以全掃描數(shù)據(jù)采集模式，同時(shí)具備高質(zhì)量精度（數(shù)據(jù)的質(zhì)量準(zhǔn)確度可在2 ppm內(nèi)），高靈敏度（常規(guī)檢測可達(dá)pg/mL），在濫用物質(zhì)，尤其新型藥物鑒定和分析方面提供了可靠、GX的支持。

       新精神活性物質(zhì)，2013年《世界毒品報(bào)告》[2]中S次被提出，是一大類沒有被國際公約所管制但對公眾健康造成危害的具有精神活性作用的物質(zhì)，包含合成大 麻素、興奮劑（苯乙胺、卡西 酮、哌嗪等）、致幻劑或分離性致幻劑（氯 胺酮及苯環(huán)利 定）、鎮(zhèn)靜劑、色胺、氨基茚及芬太 尼類合成阿 片等。新精神活性物質(zhì)除了作為新一代毒品造成危害外，其中的鎮(zhèn)靜劑也可被使用到人身侵害犯罪中。

2017年《世界毒品報(bào)告》[3]表明，2015年統(tǒng)計(jì)新精神活性物質(zhì)的種類共483種，較2012年的260種增加了近一倍，可見對新精神活性物質(zhì)的管控和鑒定極為重要。

       在司法檢測中，GC-MS作為常用的質(zhì)譜技術(shù)，其通過質(zhì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜庫進(jìn)行匹配，從而進(jìn)行定性。但該方法在分析混合毒物、痕量物質(zhì)和雜質(zhì)干擾較嚴(yán)重的檢材時(shí)其匹配度較低，無法通過圖譜解析對目標(biāo)化合物進(jìn)行準(zhǔn)確定性。對于基質(zhì)復(fù)雜、新型藥物成分的分析鑒定，高分辨質(zhì)譜可依靠其高分辨率和高靈敏度，排除干擾獲得有效可靠的數(shù)據(jù)。

【實(shí)驗(yàn)/設(shè)備條件】

儀器參數(shù)

分辨率選擇：120,000 FWHM（200 m/z）

掃描范圍：40-550 m/z，全掃描（Fullscan模式）；

AGCTarget：1e6

EI模式：300℃，70eV

PCI模式：220℃，70eV；甲烷氣，流速1.5 mL/min

色譜和進(jìn)樣器方法

液體進(jìn)樣，1.0 μL

程序升溫梯度:

初始溫度:150℃，保持1 min；10℃/min至280℃，保持10 min；50℃/min至310℃，保持2 min

進(jìn)樣模式：不分流進(jìn)樣；載氣流速: 1.2 mL/min（恒流模式）

【實(shí)驗(yàn)/操作方法】

尿樣以正己烷離心提取上清液后直接進(jìn)樣分析。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果/結(jié)論】

樣品采集

GC-Orbitrap MS采用全掃描（FullScan）采集模式，在分辨率可達(dá)60,000FWHM（200 m/z）以上，通過超高的分辨率在有效分離化合物的同時(shí)可得到相應(yīng)的高分辨率極ng確質(zhì)量數(shù)據(jù)，為定性定量提供準(zhǔn)確信息。

高分辨率獲得準(zhǔn)確信息

在實(shí)際樣品檢測中，GC-Orbitrap MS在每個(gè)掃描過程中，均可保持良好的質(zhì)量精度，獲得可靠的數(shù)據(jù)信息。圖1選取了精神類藥品可拉明（Nikethamide），測定其每個(gè)掃描點(diǎn)下特征碎片離子的質(zhì)量偏差，每個(gè)采集點(diǎn)的質(zhì)量準(zhǔn)確度均在1 ppm以內(nèi)（分辨率120,000 FWHM,200 m/z）；根據(jù)質(zhì)譜圖中每個(gè)特征碎片離子的極ng確質(zhì)量數(shù)進(jìn)行化學(xué)式推導(dǎo)，其碎片離子的分子式匹配準(zhǔn)確，質(zhì)量準(zhǔn)確度偏差均在1 ppm以內(nèi)。

圖1.化合物相關(guān)信息

不同電離模式結(jié)合定性處理

本實(shí)驗(yàn)采用電子轟擊電離（EI）和正化學(xué)電離（PCI）兩種模式分別采集數(shù)據(jù)，以獲得豐富的化合物定性信息。EI獲得準(zhǔn)確的碎片離子極ng確質(zhì)量數(shù)信息，PCI可得到化合物對應(yīng)的分子離子信息以確定其分子量。

分辨率120,000 FWHM（200 m/z）模式下可獲得高分辨極ng確質(zhì)量數(shù)數(shù)據(jù)，從而得到豐富的質(zhì)譜信息，對化合物結(jié)構(gòu)推導(dǎo)起到了重要作用。如圖2所示，對TIC中各個(gè)響應(yīng)較高的色譜峰進(jìn)行初步定性處理，確定除17.10 min以外，其他色譜峰均與目標(biāo)化合物無關(guān)。

圖2.實(shí)際樣品信息

同時(shí)獲得了PCI電離模式下對應(yīng)的TIC圖。通過兩種電離模式下獲得的質(zhì)譜信息，可確定該化合物其母離子應(yīng)為326.0728 m/z?？梢赃M(jìn)一步根據(jù)質(zhì)譜信息進(jìn)行化合物結(jié)構(gòu)解析。

圖3.化合物EI、PCI色譜和質(zhì)譜圖

數(shù)據(jù)分析

EI模式下該化合物對應(yīng)的質(zhì)譜圖，對其主要特征離子進(jìn)行元素組成推導(dǎo)。元素范圍限定常見的C, H, O, N, P, S,Cl, Br, F等，根據(jù)其分子離子峰質(zhì)量數(shù)，設(shè)定對應(yīng)元素的數(shù)量范圍，如下圖所示。GC-Orbitrap MS可提供高分辨極ng確質(zhì)量質(zhì)譜圖，其質(zhì)量偏差可保證在1 ppm范圍，進(jìn)而可對可能的元素組成結(jié)果進(jìn)行有效篩選（偏差越大，可能結(jié)果越多）。

圖4.化合物元素組成推導(dǎo)

根據(jù)其分子離子峰的不飽和度信息、同位素峰形進(jìn)一步判斷，該化合物含有一個(gè)Cl元素；同時(shí)通過精細(xì)同位素確定其含有N和數(shù)量范圍。

圖5.精細(xì)同位素峰形

綜合各因素判斷，Z終確定該化合物分子式為C17H12N4ClF。根據(jù)其元素組成對碎片離子組成進(jìn)行初步推導(dǎo)，結(jié)果如下圖所示。所有特征碎片的元素組成結(jié)果**，且所有碎片離子質(zhì)量偏差均＜1 ppm。

圖6.化合物結(jié)構(gòu)信息

通過檢索可知，該化合物為苯二氮?類鎮(zhèn)靜催眠藥[4]，主體結(jié)構(gòu)與三唑 侖類似。

結(jié)論

對于新興未知化合物的分析鑒定，由于缺少可供參考的數(shù)據(jù)，加之在實(shí)際樣品中受到基質(zhì)樣品的干擾以及本身濃度的限定，因而測定手段需要具備可提供準(zhǔn)確化合物定性信息、強(qiáng)抗干擾能力（樣品干擾、儀器穩(wěn)定性）和高靈敏度。GC-Orbitrap MS高分辨質(zhì)譜系統(tǒng)，具備高分辨率（60,000 FWHM以上）、高質(zhì)量精度（長時(shí)間質(zhì)量偏差可在1 ppm以內(nèi)）和高靈敏度。在未知物鑒定中，結(jié)合不同的電離模式（EI、CI）和其他技術(shù)（VeV可變電子電壓技術(shù)[5]），GC-Orbitrap MS能夠提供極ng確可靠的定性信息，進(jìn)一步提升化合物鑒定的簡便性和準(zhǔn)確性。

【儀器/耗材清單】

GC-Orbitrap MS

【參考文獻(xiàn)】

[1].  Comprehensive comparison of liquid chromatography selectivity as provided by two types of liquid chromatography detectors (high resolution mass spectrometry and tandem mass spectrometry):"Where is the crossover point?"

[2].《2013年世界毒品報(bào)告》

[3].《2017年世界毒品報(bào)告》

[4].  https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/compound/10359044#section=Names-and-Identifiers

[5].  GC Orbitrap GC-MS系統(tǒng)上的EI軟電離-可變電子電壓技術(shù)（VeV）

標(biāo)簽：GC-Orbitrap MSGC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀