种常见毒物

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。

为广泛征求用户的意见和需求，了解中国科学仪器市场的实际情况和仪器应用情况，仪器信息网自2008年6月1日开始，对不同行业有代表性的“100家实验室”进行走访参观。2011年3月14日，仪器信息网工作人员参观访问了本次活动的第七十站：军事医学科学院毒物分析实验室。 　　军事医学科学院毒物分析实验室(以下简称：实验室)成立于1951年，实验室在化学毒剂毒物检测鉴定和药物分析方面具有较强的研究实力，是集科研、教学和对外服务于一体的具有国际先进分析检测水平的综合性专业化实验室。2002年经解放军总后勤部批准，实验室成为全军化学毒剂毒物检测研究中心。2007年获准成为国际禁止化学武器组织指定实验室(OPCW designated laboratory)，同时实验室还是国家反恐怖化学检测鉴定指定机构、全军化学武器损伤医学防护重点实验室、首都科技条件平台开放实验室和中关村科技园区开放实验室。实验室2007年通过了中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可。 　　实验室所获得的各项资质 　　据实验室工作人员介绍，目前实验室共有专职工作人员18名，其中具有高级专业技术职务的7人，中级专业技术职务的10人。此外，实验室还是博士、硕士学位授权点及药物化学博士后工作站，约有10余位研究生及相关人员常年在实验室进行研究工作。 　　围绕毒物药物检测形成三大研究方向 　　实验室目前主要有三大研究方向：(1)各类复杂基质中有毒化合物(包括化学战剂、生物毒素和常见毒物)的检测、鉴定与结构分析 (2)新药(化学合成药、肽类药物、中药及军队特需药品等)的结构确证、质量标准制定和质量控制研究 (3)与毒物药物有关的基础科学研究，例如质谱分析、分子识别与手性分离分析、寡核苷酸适配体及其分子生物学检测技术等。 　　在实验室的三大研究方向中，有毒化合物的检测、鉴定和结构分析是研究重点。目前，实验室在化学毒剂毒物的检测鉴定技术、现场侦检方法及装备的研制、临床毒剂毒物及过量药物中毒鉴定、中毒人员体内生物标志物检测技术、突发性化学事件应急毒物检测方面具有较高的水平和优势。在此方面也取得了众多业绩，如：在2008北京奥运会、2010年上海世博会及广州亚运会的“三防”医学救援保障工作中发挥了重大作用，并且实验室研制的DJ-07型便携式防化医学检毒箱成功应用于历次重大活动 此外，近年来，实验室为国内历次重大中毒案件和突发化学事件疑难样品的应急毒物检测亦提供了重要的科学依据。 　　实验室研制的DJ-07型便携式防化医学检毒箱 　　在新药研究方面，实验室承担了国家新药创制重大专项综合性大平台和军特药平台中“药物分析与质量控制研究平台”的实施工作，参与并获得国家一类新药证书4个、具有自主知识产权的创新防化预防与急救战备特需药9个，以及30余个化学药、中药及生化类新药证书和临床批文。 　　在基础研究方面，实验室针对毒物药物分析中的关键科学问题展开深入研究，目前已形成了涵盖质谱分析、分子识别、寡核苷酸适配体分析等方面的多支优势研究团队。已获准国家自然科学基金6项及北京市自然科学基金项目2项，发表SCI期刊论文50余篇。 　　先进的仪器设备为围剿“毒物”提供利器 　　据实验室工作人员介绍，随着我国对国家安全、反恐和公共卫生安全等的日益重视，近年来实验室获得了国家、军队的较多资金投入，实验室的大部分仪器设备也因此得到了添置与更新。目前实验室面积约800平方米，配备各种先进的仪器设备30余台(套)，总价值约2800余万元，其中仪器以各类色谱及质谱联用仪为主。 　　安捷伦6850+5975B 车载式GC-MS 　　注：该款仪器是安捷伦公司根据国际禁止化学武器组织(OPCW)需求专门定制的，用于化学武器核查的现场检测。 　　JAS气相色谱-原子发射光谱联用仪(GC-AED) 　　注：该仪器在元素的特异性分析方面有优势，主要用于未知有毒化合物的筛查。 　　安捷伦气相色谱+赛默飞世尔傅里叶变换红外光谱联用仪(GC-FTIR) 　　注：该仪器主要用于结构解析，辅助判断未知的有毒化合物。 　　安捷伦7890A气相色谱+255氮化学发光检测器(NCD) 　　注：NCD是氮选择性色谱检测器，对含氮化合物的检测灵敏度很高。 　　沃特世GCT气相色谱飞行时间质谱联用仪 　　注：与价格昂贵的磁质谱相比，该仪器是目前唯一一种成本较低的气相色谱-高分辨质谱联用仪器，与常规四级杆质谱不同，可实现高灵敏度的全扫描检测，同时保证高分辨率及质量准确度。主要用于未知的、挥发性有毒化合物有机物的准确定性筛查。 　　赛默飞世尔TSQ Quantum XLS三重四极杆气质联用仪 　　注：该仪器为最新型气质联用仪，较常规单级联用系统可提高灵敏度1-2个数量级。毋需停机即可进行快速的EI源和CI源切换，主要用于有毒化合物的定量测定。 　　安捷伦纳流HPLC + 6520 QTOF 液质联用仪 　　注：该仪器配备芯片离子源，最大程度上解决纳流液相分析重复性差的问题，具备QTOF的高质量精确度，主要用于复杂体系、高丰度干扰下有毒化合物的准确筛查。 　　沃特世UPLC + Xevo G2 QTOF 液质联用仪 　　注：该仪器兼具UPLC的高效分离能力和QTOF的高质量精确度，主要用于复杂基质中有毒化合物的准确定性筛查。 　　沃特世UPLC+AB Sciex QTRAP 5500液质联用仪 　　注：该仪器兼具UPLC的高效分离能力和QTrap的准确定量和结构解析能力，具有极高灵敏度，主要用于有毒化合物及生物毒素的鉴别和定量测定。 　　布鲁克AutoflexIII TOF/TOF基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪 　　注：该仪器在很宽的质量范围内同时提供极高的质量分辨率 串级质谱模式配备最新TOF/TOF技术和各种MS/MS碎裂技术，主要用于生物毒素的准确鉴别。 　　关于实验室经费来源及对外检测业务方面，实验室工作人员介绍，目前实验室的科研和维持经费主要来源于申请的各类基金课题。例如，实验室先后承担了国家反恐科研计划课题、国家科技支撑计划课题、国家自然科学基金项目、总后勤部重大指令性课题、军队杰出青年人才基金等课题30余项。同时，实验室愿意与社会各界进行各类科研合作和提供优质的分析测试服务。

霸王洗发水被曝含致癌物质二恶烷的新闻还没散去，购物小票又被指含有毒化学物质双酚A! 　　据外媒报道，美国环保组织环境工作组(EWG)研究发现，购物收据或使用柜员机时打印的单据都含有毒化学物质双酚A，即使只是接触收据，双酚A也能经由皮肤进入人体，长期接触或严重扰乱人体激素分泌，甚至可能致癌。 　　该组织称，他们在全美7个州和华府地区，收集沃尔玛、麦当劳、肯德基、连锁超市Safeway、星巴克和美国银行等知名商业机构发出的收据，再交由密苏里大学生物科学研究室化验。 　　研究员抽出36张收据化验，发现超过40%验出含有过量的双酚A。并且收据中所含双酚A比已知含有该物质的商品(如罐装奶粉)要高出250至1000倍。其中，麦当劳、肯德基、沃尔玛、Safeway等企业收据的双酚A含量最高。 　　不过EWG也指出，即使是同一家连锁企业，不同分店的收据含双酚A量也有很大差别。例如马里兰州一家肯德基收据双酚A含量高达10.62毫克，但在艾奥瓦另一家分店的收据只含0.0001毫克。 　　报告指出，这是由于分店使用不同的感热纸，部分生产商致力制造不含双酚A的感热纸。 　　双酚A是一种环境荷尔蒙，常见于塑胶制品，食物容器内的环氧树脂便是由双酚A生产，有可能渗透食物，被人体吸收。有研究指出BPA或与荷尔蒙问题、乳癌、前列腺癌、肥胖症、过度活跃症、流产和其他生殖系统毛病有关。 　　报告解读 　　含双酚A纸ATM机也用 　　报告称，这种有毒物质双酚A在感热纸中的使用，使其在零售商、杂货店、便利店、加油站、快餐店、邮局以及自动柜员机(ATM)中被人们广泛接触。 　　对收据进行擦拭测验，显示接触收据能沾染双酚A，但科学家迄今未能证实，沾染到皮肤上的双酚A有多少进入人体。 　　EWG称，双酚A对于购物者来说很明显已经成为一大隐患，但是工作中经常接触收据的人例如收银员等，却是高危一族。零售店的工作人员体内的双酚A含量会比其他成年人高出30%。 　　专家解析 　　双酚A对胎儿影响最大 　　今天上午，国际食品包装协会副会长兼秘书长董金狮在接受记者采访时称，双酚A这种化学物质对人体的影响其实 是比较严重的，在加拿大以及美国的一些州已经禁止使用了。 　　董金狮告诉记者，双酚A就是常说的透明剂，在矿泉水、可乐、太空杯和奶瓶等中普遍都会含有，平时人们用手摸到的话，就会接触到，该物质在包装品上的含量标准是0.6毫克/千克。 　　此外，双酚A广泛存在于购物小票和银行凭条上。他说，小票上含有这种物质也是很常见的，因为现在的小票和收据都会有防水成分、增加透明度等，而双酚A就会在小票上的光料中使用。 　　对于双酚A对人体的危害，董金狮说，双酚A主要是危害胎儿，对于怀孕期的妇女来说，双酚A会影响胎儿的性别，而且可能会导致胎儿畸形。此外，对于成年人来说，对男性的影响会比女性大，主要是影响男性的生育能力。