摘 要： 建立高效液相色谱-串联质谱法测定饮料基质中多种卡西酮类新精神活性物质的含量。样品中10种卡西酮类新精神活性物质采用乙腈提取，样品提取液经QuEChERS方法净化后，采用Shim-pack XR-ODS（100 mm×2.0 mm，3 µm）色谱柱分离，以2 mmol/L乙酸铵水溶液和乙腈作为流动相，进行梯度洗脱，采用电喷雾正离子模式多反应监测，外标法定量。10种卡西酮类新精神活性物质的质量分数在0～500 µg/kg范围内与色谱峰面积线性关系良好，相关系数大于0.999，方法检出限为0.1～2 µg/kg。样品在50、100、200 µg/kg三个添加水平浓度下的平均回收率为77.9%～94.1%，测定结果的相对标准偏差为3.3%～11.5%（n=5）。该方法准确、简便、灵敏度高，可满足多种饮料基质中多种卡西酮类新精神物质的含量测定。

关键词： 卡西酮类新精神活性物质； 高效液相色谱-串联质谱； 饮料基质

 

 

卡西酮类新精神活性物质为联合国毒品和犯罪部分办公室规定的九大类典型新精神活性物质之一[1]，是以卡西酮为基础，通过对其结构的修饰改造得到的具有更强兴奋作用的类似物和衍生物[2]。卡西酮源于一种植物恰特草中[3]，多被伪装成茶叶或保健品[4]销售。该类化合物生产工艺简单、原料容易获得，通常以盐酸盐形式存在。新精神活性物质形式多变，在近年的案件中，不法分子通过将其包装掩饰成咖啡、奶茶，或将其混入饮料夹杂在食品中进行走私贩卖，甚至制作成巧克力、饼干等各类食物形状食品在一些场所或互联网平台销售，让人防不胜防，给监管和打击带来极大的难度，是近年来禁毒领域最为棘手和突出的问题[5‒7]。在这些查获的物品中，以合成卡西酮类占比最大[8]。该类化合物为交感神经兴奋剂，直接作用于中枢神经系统，滥用者会产生心理和生理依赖，可引起失眠、精神病等症状，对社会危害严重[9‒10]，因此研究该类物质的检测方法，对于防范打击合成卡西酮类新精神活性物质的危害具有重大的现实意义。

目前文献报道合成卡西酮类新精神活性物质的检测方法有高效液相色谱[11]、毛细管电泳[12]、气相色谱-质谱联用[13‒14]、液相色谱-质谱联用[16‒18]、光谱分析[19]、核磁共振[20]等方法，高效液相色谱法由于灵敏度差较少用组织样品的检测；光谱分析、核磁共振方法多用于纯品化合物的检测，核磁共振方法因可确定化合物的结构主要是用于卡西酮类新精神活性物质的分子结构的分析；气相色谱-质谱联用和液相色谱-质谱联用主要是生物组织样品的分析。液相色谱-质谱联用，因其灵敏度高、选择性强，多被用于人体血液、尿液、毛发等组织样品的检测，但对于茶叶、咖啡、奶茶、汽水等食品基质中多种卡西酮类新精神活性物质的检测方法少见报道。笔者结合实际工作，建立高效液相色谱-串联质谱法测定饮料基质中多种卡西酮类新精神活性物质的含量，该方法灵敏度高、选择性强、操作简便，可用于饮料食品基质中多种卡西酮类新精神活性物质的检测，以满足日常检测需求。

 

1、 实验部分

 

1.1 主要仪器与试剂

质谱仪：AB SCIEX TRIPLE QUAD 5500型，美国爱博才思分析仪器有限公司。

高效液相色谱仪：岛津LC-30AD型，日本岛津公司。

电子天平：(1) SOP QUINTIX224-1CN型，感量为1 mg，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；(2)XSE205DU型，感量为0.1 mg，瑞士梅特勒托利多科技有限公司。

台式离心机：TDL-40C和TDL-80-2B型，上海安亭科学仪器厂。

漩涡振荡器：IKA MS 3basic型，德国艾卡公司。

卡西酮、甲卡西酮、吡咯戊酮、乙卡西酮、4-氟甲卡西酮、4-甲基乙卡西酮、3，4-亚甲二氧基甲卡西酮、4-甲基甲卡西酮、安非拉酮、a-吡咯烷苯丁酮标准物质：质量分数均不小于98%，标准物质编号分别为CA0180、CA0122、CA0183、CA0085、CA0078、CA0182、CA0072、CA0124、CA0208、CA0092，上海原思标物科技有限公司。

甲醇、甲酸、乙腈：均为色谱纯，上海斯百全试剂公司。

C18、PSA吸附净化剂：天津博纳艾杰尔公司。

其他有机溶剂均为分析纯。

茶叶、咖啡、可乐样品，市售。

1.2 样品提取和净化

用粉碎机将样品粉碎，混和均匀，称取1 g样品于50 mL离心管中，加入1 mL水、10 mL乙腈，超声提取30 min，以4 000 r/min转速冷冻离心3 min，取上清液1.0 mL，加入分散固相萃取剂C18和PSA各100 mg净化，剧烈振摇1 min，以4 000 r/min转速离心3 min，取上清液用0.2 µm滤膜过滤，作为样品溶液。

空白样品溶液：称取空白样品，按照上述提取与净化处理后得到空白样品溶液。

1.3 标准溶液的配制

标准储备液：分别称取卡西酮类新精神活性物质标准物质10 mg，用甲醇溶解并定容至10 mL，配制成质量浓度为1 mg/mL的标准储备液。

混合标准中间溶液：分别各取卡西酮类新精神活性物质标准储备液1 mL于20 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，配制成质量浓度均为50 µg/mL的10种卡西酮类新精神活性物质混合标准中间溶液，

系列混合标准工作溶液：先取50 µg/mL混合标准中间溶液100 µL用样品基质溶液定容至1.0 mL，再重复同样的操作，将混合标准工作溶液稀释成浓度分别为500 µg/L和50µg/L临时标准工作溶液。分别取临时标准工作溶液100、40、20、10µL，用样品基质溶液定容至1.0 mL，制得质量浓度分别为50、20、10、5、2、1、0.5 µg/L系列混合标准工作溶液。

1.4 仪器工作条件

1.4.1 色谱仪

色谱柱：Shim-pack XR-ODS柱(100 mm×2.0 mm，3 µm，日本岛津公司)；流动相：A相为乙腈，B相为2 mmol/L乙酸铵水溶液，流量为0.30 mL/min；洗脱方式：梯度洗脱，洗脱程序见表1；进样体积：1 µL。

表1   梯度洗脱程序

Tab. 1   Gradient eluation program

 

1.4.2 质谱仪

离子源：电喷雾离子源(ESI)；扫描方式：正离子扫描；离子源温度：550 ℃，气帘气压力：0.28 MPa，雾化气压力：0.41 MPa；辅助加热气压力：0.45 MPa；碰撞气压力：0.05 MPa，离子喷雾电压：5 500 V，入口电压：10 V。10种卡西酮类活性物质的监测离子和其它质谱参数见表2。

表2   10种卡西酮类新精神活性物质的监测离子和其它质谱参数

Tab. 2   Monitoring ions and analysis parameters of ten cathinones new psychoactive substances

注：*定量离子

 

1.5 实验方法

取样品溶液和卡西酮类化合物系列混合标准工作溶液，在1.4仪器工作条件下分析测定，记录色谱峰面积，绘制标准曲线，采用外标法计算样品中卡西酮类新精神活性物质各化合物的含量。

 

2、 结果与讨论

 

2.1 质谱条件的选择

在电喷雾正离子扫描模式下，10种卡西酮类新精神活性物质在一级质谱中均出现明显的[M+H]+准分子离子峰，分别对其进行二级质谱扫描得到二级质谱图。卡西酮的二级质谱如图1所示，从图1中可以看出，m/z 150.1为卡西酮[M+H]+准分子离子峰，m/z 132.1为其失去H2O生成碎片离子。安非拉酮的二级质谱图如图2所示，从图2中可以看出，m/z 206.2为安非拉酮形成[M+H]+准分子离子，而m/z 133.1为安非拉酮由烷基链与氨基之间的C-N键断裂生成的碎片离子，与文献报道类似[21‒22]。

图1   卡西酮的二级质谱图

Fig. 1   Product Ion mass spectrogram of cathinone

图2   安非拉酮的二级质谱图

Fig. 2   Product ion mass spectrogram of amfepramone

2.2 色谱条件的优化

考察Shim-pack XR-ODS和Poroshell 120 EC-C18两款色谱柱对10种合成卡西酮类化合物的分离效果，结果显示，两种色谱柱分离效果均良好，综合考虑，选用仪器自带的Shim-pack XR-ODS色谱柱(100 mm×2.0 mm，3 µm)作为分析柱。卡西酮类新精神活性物质的结构相似，存在同分异构体，采用等度洗脱很难将各化合物进行良好的分离，因此采用梯度洗脱，并优化洗脱程序。10种卡西酮类活性物质标准溶液、加标样品溶液色谱图如图3所示，从图3中可以看出，10种化合物能与样品基质杂质分开，色谱峰型尖锐、对称，可达到良好的分离效果。

图3   10种卡西酮类活性物质标准溶液、加标样品溶液色谱图

Fig. 3   Chromatograms of standard solutions and spiked sample solutions for 10 types of casinone active substances

 

1—卡西酮；2—甲卡西酮；3—3，4-亚甲二氧基甲卡西酮；4—乙卡西酮；5—4-氟甲卡西酮；6—安非拉酮；7—4-甲基甲卡西酮；

 

2.3 提取溶剂的优化

茶叶、咖啡、可乐等各类食品样品基质复杂，含有生物碱、色素、糖、蛋白、脂肪等物质，因此需要对样品进行提取净化，卡西酮类化合物大多数溶于甲醇、乙腈等有机溶剂，结合QuEChERS原则样品处理技术，选用了乙腈作为提取液，对比了不同样品提取液体积(10 mL和15 mL)和不同PSA、C18净化剂的使用量(C18 和PSA均分别为50、100、200 mg)的提取效率。结果表明，1 g样品采用10 mL乙腈提取液，样品的回收率可以满足要求，C18和PSA的使用量与提取溶液中所含样品量成正比，在上述方法中1 mL提取液使用C18和PSA各100 mg可满足净化处理。咖啡等样品含有脂肪或植质末，样品采用乙腈溶液提取后，通过冷冻离心去除部分脂肪等杂质，可以达到良好的去脂效果。

2.4 基质效应的消除

质谱分析测定时，大多数目标化合物的响应值会受到样品共同提取物的影响，出现待测化合物信号的增强或抑制，即目标化合物在含有样品基质溶液中的响应值会高于或低于其在纯溶剂中的响应值。这可能与样品溶液中的杂质影响待测物的离子化效率有关，是定量测定时需要考虑的一个重要问题。为了了解样品基质对待测化合物的影响，采用纯乙腈和样品基质提取溶剂配制的标准溶液进行测定，并对比了样品基质和纯乙腈中各化合物的测定响应值的变化，以评价样品的基质效应。结果表明，大多数化合物都存在基质效应，见表3。因此在样品定量测定时，为减少测定样品基质对化合物测定结果的影响，采用样品基质校准曲线进行定量测定。

表3   10种卡西酮类新精神活性物质的基质效应

Tab. 3   matrix effects of ten cathinones new psychoactive substances in different matrixes

 

2.5 线性关系、检出限和定量限

取系列混合标准工作溶液进样分析，以卡西酮类新精神活性物质的峰面积与对应的浓度作进行线性回归，计算线性方程，10种卡西酮类新精神活性物质的线性范围、线性方程、相关系数、检出限和定量限见表4。由表4可知，10种卡西酮类新精神活性物质在质量分数0～500 µg/kg范围内与色谱峰面积线性关系良好，相关系数大于0.999。

表4   10种卡西酮类新精神活性物质的线性范围、线性方程、相关系数、检出限和定量限

Tab. 4   Linear regression equations，correlation coefficients LOD and LOQ of ten cathinones new psychoactive substances

 

2.6 样品加标回收与精密度试验

按照样品最高定量浓度2 µg/kg的2.5、5、10倍进行样品加标回收试验，取一定量的10种卡西酮类新精神活性物质标准溶液添加到茶叶、咖啡和可乐样品中，每种浓度平行制备5份，加标回收与精密度试验结果见表5。由表5可知，方法的平均回收率为77.9%～94.1%，测定结果的RSD为3.3%～11.5%(n=5)。

表5   加标回收与精密度试验结果

Tab. 5   Results of recovery and precision test

 

3、 结语

 

建立了高效液相色谱串联质谱法测定多种饮料基质中10种卡西酮类新精神活性物质的分析方法，样品采用乙腈提取，按照QuEChERS原则净化，实现了食品饮料基质多种卡西酮类新精神活性物质的确认测定。该方法的准确度好、精密度高，灵敏度高、操作简便，能满足多种饮料基质多种合成卡西酮类新精神活性物质的测定，可用于日常的执法监控。

 

 

 

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引用本文： 吴洁珊，蔡杰，容裕棠，等 . 高效液相色谱-串联质谱测定饮料基质中10种卡西酮类新精神活性物质［J］. 化学分析计量，2024，33（7）：29. (WU Jieshan, CAI Jie, RONG Yutang, et al. Determination of cathinones new psychoactive substances in food matrices by high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Chemical Analysis and Meterage, 2024, 33(7): 29.)