微循環固相微萃取技術檢測甲基苯丙胺合成過程特征物質

發布時間：2019-10-24 21:12 原文鏈接：微循環固相微萃取技術檢測甲基苯丙胺合成過程特征物質

微循環固相微萃取技術檢測甲基苯丙胺合成過程中的特征物質

云南毗鄰世界毒源地 “ 金三角” , 邊境線長達4060公里, 特殊的地理位置使其成為境外毒品流入中國的重要通道。隨著全球毒品問題的持續泛濫, 新型合成毒品繳獲量已遠遠超過海洛因等傳統毒品。由于我國是化工原料生產大國, 云南又成為合成毒品原料非法走私出境的重要通道, 因此在邊境口岸嚴格落實毒品和制毒化學品“ 雙向查緝” 措施, 開展新型毒品合成模式識別的研究, 對預防和打擊新型合成毒品違法犯罪, 遏制新型毒品持續蔓延的勢頭, 具有重要意義。

本文通過建立毒品甲基苯丙胺合成過程中的特征反應中間體、副產物和雜質的提取及檢測方法, 為分析新型毒品合成路徑與易制毒化學品之間的關聯性提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

Varian 3900/2100T氣質聯用儀。頂空微循環固相微萃取儀、咪唑交聯樹脂固相微萃取柱（吉林省興科利民科技開發有限公司）。

1.1.2 試劑

pH 8.2磷酸緩沖液、乙酸乙酯、無水乙醇、乙腈（均為分析純, 由北京賽林格公司提供）。

1.1.3 實驗樣品來源

實驗樣品為云南省邊境地區破獲的毒品案件所繳獲的毒品, 由緬甸籍人員境外走私入境, 總計11份樣品, 由云南省公安廳禁毒局提供。

1.2 條件參數

1.2.1 GC參數

色譜柱：DB-5, 30 m× 0.25 mm× 1.0 μ m; 進樣口溫度：250 ℃, 初溫：50 ℃, 程序升溫10 ℃/min, 終溫：300 ℃, 維持10 min, 無分流進樣1 μ L。

1.2.2 GC-MS參數

色譜柱：DB-5MS, 30 m× 0.25 mm× 1.0 μ m; 進樣口溫度：250 ℃, 初溫：50 ℃, 程序升溫5 ℃/min, 終溫：280 ℃, 維持10 min, 傳輸線溫度280 ℃; 離子源溫度150 ℃, 電離方式：EI; 掃描范圍：33~400（m/z）; 無分流進樣1 μ L, 溶劑延遲：4 min, 載氣：He, 流速：恒速1 mL/min。

1.2.3 頂空微循環固相微萃取儀參數

提取溫度：110 ℃; 氣體流速：3~5 mL/min。

1.3 樣品處理方法

萃取柱的活化：將萃取柱依次用3 mL乙腈和3 mL乙酸乙酯沖洗后密封保存。

稱取甲基苯丙胺樣品（100± 5）mg溶于1 mL無水乙醇超聲溶解, 放入微循環頂空固相富集裝置與吸附柱聯接, 在110 ℃加熱循環提取30 min, 自然冷卻至室溫, 取出固相微萃取柱中的吸附質放入小試管內加入0.5 mL的乙酸乙酯, 提取液供氣相色譜/質譜（GC/MS）、氣相色譜（GC）分析。

稱取甲基苯丙胺樣品（100± 5）mg, 放入10 mL具塞試管內, 加入3 mL pH 8.2的磷酸緩沖液, 超聲溶解5 min, 利用0.5 mL乙酸乙酯提取, 提取液供GC/MS、GC分析。

2 結果與討論

2.1 樣品處理方法的優化

微循環固相微萃取與常規頂空固相微萃取方法比較：常規頂空固相微萃取是利用內置的吸附針對樣品瓶上層空間的目的物進行富集達到分離的目的。這種方法有兩點不足, 一是加熱溫度低, 導致樣品中沸點較高的目的物在上層空間中濃度過低或根本就沒有進入上層空間, 無法對其進行富集和分離, 如提高樣品瓶加熱溫度, 會導致低沸點化合物產生熱脫附; 二是受吸附容量限制, 在競爭吸附過程中, 不能被有效吸附, 每提取一次只能進行一次分析。針對這兩點不足, 微循環頂空固相微萃取技術采用加熱分離冷阱撲集方法, 可以在較高溫度下進行熱分離, 可以使沸點相差較大的物質同步進行熱分離, 固相微萃取柱的使用, 使吸附容量的空間有了較大的提升, 可以滿足不同濃度目的物富集分離的需求, 微溶劑解吸, 可以保障一次樣品前處理用以進行多次分析的需求。

2.1.1 固相微萃取柱內填充吸附材料的選擇

常規固相微萃取柱是表面涂層為苯乙烯與硅酮交聯樹脂的固相微萃取纖維, 此項研究中我們將固相微萃取柱制成帶有不同涂層材料的微球進行使用, 這樣做的好處是提高吸附容量和結果的再現性。

比較苯乙烯與氮吡咯烷酮交聯樹脂、咪唑交聯樹脂、胺基樹脂、硅藻土燒結微球四種涂層材料可知（見圖1）：涂層為胺基樹脂與咪唑交聯樹脂的微球萃取目標雜質的種類較多; 而苯乙烯與氮吡咯烷酮交聯樹脂萃取雜質干擾雜質較多; 硅藻土燒結微球萃取效果較差。

	Figure Option
	圖1 不同吸附材料提取的結果（a.苯乙烯與氮吡咯烷酮交聯樹脂; b.咪唑交聯樹脂; c.胺基樹脂; d.硅澡土燒結微球）Fig.1 The effect of different adsorbents on the extraction

由于苯乙烯與氮吡咯烷酮交聯樹脂、胺基樹脂是兩種物質共聚形成, 所以在萃取加熱時可能產生降解, 導致雜質峰過多, 咪唑交聯樹脂是單體共聚形成, 沒有雜質峰出現, 且其吸附率已滿足鑒定需要, 所以選擇咪唑交聯樹脂做為固相微萃取吸附質。

2.1.2 提取溫度

提取溫度對提取效果有較大影響, 溫度過低會使高沸點物質在氣相中所占比例降低, 太高會導致甲基苯丙胺的相對含量升高影響分離效果, 鹽酸甲基苯丙胺的熔點約為130 ℃, 所以提取溫度應在80~120℃之間, 選擇90、110、120 ℃進行測試, 結果表明, 在90℃時部分雜質相對含量降低, 120 ℃甲基苯丙胺相對含量急劇升高, 導致其它雜質含量降低。因此110 ℃是最佳選擇（圖2）。

	Figure Option
	圖2 不同溫度提取的結果(a.120 ℃; b.90 ℃; c.110 ℃)Fig.2 The effect of different temperature on the extraction

2.1.3 關于吸附時間

比對15、30、60 min不同吸附時間的提取效果, 最佳時間與文獻報道的30 min^[1]相同（圖3）。

當前報道的樣品處理方法主要是液/液萃取（LLE）、固相微萃取/熱脫附（SPME/DT）法^[2, 3, 4]。在LLE萃取甲基苯丙胺合成過程中的特征雜質時, 大量主成分進入提取液, 干擾待測微量或痕量的雜質目標物, 同時造成毛細管色譜柱過載, 影響分離效果; 雖然SPME/DT在甲基苯丙胺合成模式識別方面的應用已有報道^[5], 但仍存在低通量、提取率低等不足, 未能滿足特征雜質鑒定時的多樣品檢測, 而且, 收繳的毒品中甲基苯丙胺是以鹽酸鹽的形式出現, 與甲基苯丙胺相比其熔點、沸點有極大提高, 其在氣相中所占比例相對降低; 因此我們采用微循環頂空固相富集/微溶劑脫附法對樣品進行處理, 不僅有效降低甲基苯丙胺的相對含量, 同時還對其它痕量雜質起到富集作用。唯一不足的是, 此方法會因溶劑峰和延遲采集丟失一部分低沸點的目標化合物, 對所用溶劑的判別帶來影響, 目前尚無法解決, 如在LLE中有大量乙酸被檢出, 而在微循環頂空固相富集/微溶劑脫附法中沒能檢出; 但在相關性檢驗時會考慮毒品保存環境的影響, 易揮發性物質不納入數據處理范圍, 因此對鑒定結論不會產生影響, 有文獻報道只有在實驗室自選合成的樣品中才能檢出乙醇、乙醚等易揮發性溶劑, 而在收繳的樣品中沒能檢出^[5]。

	Figure Option
	圖3 不同吸附時間對提取效果的影響Fig.3 The effect of different adsorption time on the extraction

2.2 微循環頂空固相富集/微溶劑脫附法檢測樣品

采用微循環頂空固相富集/微溶劑脫附法檢測境外走私入境的11份樣品, 分析其雜質成分。在對甲基苯丙胺合成方法進行研究中, 所選目標化合物來自文獻[6, 7, 8, 9, 10, 11]。目標化合物選擇標準是：1）在收繳的毒品中出現有較高的概率; 2）在溶液中有良好穩定性; 3）在進行色譜分析時峰面積有良好的再現性; 4）在色譜圖中容易被鑒別; 5）在本次實驗中雖然出現頻率較低或沒有出現, 但在多數文獻中被引用。

由實驗可知, 待測樣品與上述文獻中共有的雜質為苯甲醛、苯胺、芐基氯、苯丙烯、反式1, 2-二甲基-3-苯基環乙亞胺、苯基丙酮、苯丙胺、二甲基苯丙胺、N-乙基- N, π -二甲基苯乙胺、N-甲酰基甲基苯丙胺、乙酰甲基苯丙胺、N-乙酰麻黃堿、甲酰苯丙胺、3-(1-環己烯基)-3-乙烷基 -2, 6-哌啶二酮; 共有的特征物質為未知物1（基峰m/z58）、未知物2（基峰m/z120）、反式1, 2-二甲基-3-苯基環乙亞胺、N-甲酰基甲基苯丙胺、乙酰甲基苯丙胺, 見圖4。