尿液中可卡因的GCMS分析

圖1.  臨界濃度（150 ng/ml）下，萃取尿樣的可卡因及其代謝物的總離子色譜。

本文討論了針對可卡因分析而制定的法規準則，并介紹了用于可卡因及其主要代謝物鑒定和定量的 GC-MS方法。此方法遵照美國物質濫用和精神健康服務管理局 (SAMHSA) 制定的準則，并且覆蓋了寬泛的分析物濃度范圍，減少了稀釋或重復萃取操作。

可卡因是一種中樞神經興奮劑，提煉自南美的一種稱為“Erythoxylon coca（古柯）”的植物，常見形式為鹽酸鹽，通過吹鼻、靜脈注射或吸食等方式服用。可卡因在體內代謝形成芽子堿甲酯、去甲可卡因和苯甲酰芽子堿。使用可卡因后，它能干擾多巴胺（一種與愉悅感和運動有關的大腦化學物質）的再吸收作用從而產生快感。攝入可卡因后，使用者可能會出現血管收縮、體溫上升、心率加快和血壓升高等癥狀。反復使用可卡因會導致一系列的健康問題，包括心律不齊、中風、心臟病發作和呼吸衰竭等。

法規綜述

SAMHSA 準則為聯邦毒品測試程序建立了科學和技術指南，也幫助聯邦機構為從事尿液毒品測試的實驗室認證提供了標準。準則描述了確證性毒品測試的要求，將GC-MS作為法醫學毒品測試實驗室普遍使用的確證性測試技術，此方法自1988年準則發布之日起即成為黃金標準。

歐洲工作場所藥品檢測協會（EWDTS）同樣發布了實驗室準則，為藥物檢測提供法律依據，建立最佳實踐守則，同時允許各國根據本國國情和法律的要求執行。此準則包括尿樣采集、實驗室分析和結果論證等完整過程，確保整個藥物測試過程能夠針對受試者的藥物使用情況提供準確可靠的信息。根據此準則，由陽性篩選方法證實存在的藥物需經GC-MS進行定量驗證。

2010年5月1日，SAMHSA對藥品檢測準則的修訂版開始生效。修訂版規定，尿液中可卡因初檢臨界濃度降至150 ng/ml，驗證和定量分析可卡因需要更加靈敏的分析方法。本文介紹了可進行精確驗證和定量的單四級桿GC-MS技術。

圖2.  臨界濃度（150 ng/ml）下，可卡因、代謝物及相應內標物的萃取離子重疊圖（共洗脫基質離子沒有干擾現象）。

試驗過程

所有驗證樣品都按2ml樣品量分批次制備。標準物質可用于校準，不同來源的可卡因及其代謝物被用作質控品。使用氘化內標物。批次包括1個基質匹配的150 ng/ml 單點校準劑、包含目標化合物的質控樣品（化合物濃度分別為校準劑的40%和125%，即分別為60ng/ml和187.5ng/ml）和僅含內標物的空白尿液作為陰性質控。使用固相萃取SPE柱（HyperSep Verify-CX，Thermo Scientific）進行樣品萃取。

樣品使用六氟異丙醇（HFIP）和五氟丙酸（PFPA 或 PFAA）進行衍生化。質譜儀系統（ISQ單四級桿 GC-MS 系統，Thermo Scientific）使用選擇離子監測（SIM）模式運行，每種目標化合物收集3種離子，每種氘化內標物收集2種離子（見表 1）。自動進樣器（AS 3000 II，Thermo Scientific）和配備分流/不分流進樣端口的氣相色譜（TRACE GC Ultra，Thermo Scientific）進行樣品進樣和分離。使用一個15m×0.25mm、0.25μm膜厚的分析柱（TraceGOLD TG-5MS，Thermo Scientific）增強可卡因類目標化合物之間及其與基質組分之間的分離（圖1和2）。整套系統運行于1個軟件平臺（ToxLab Forms，Thermo Scientific）上，其能自動進行所有數據的采集和處理，包括定量和離子比確認計算。

圖3.  可卡因及代謝物在各水平計算濃度與期望量比較的線性結果。

結果討論

對各批次都根據相關標準進行了定量和定性質控檢測，結果均在其期望（理論）濃度的±20% 以內。此外，目標化合物定性離子的離子比范圍是根據150 ng/ml校準標樣離子比的±20%建立的，以評估離子比性能。軟件在批次采集和處理過程中自動運行離子比確認、保留時間檢查和質控一致性檢查。為了進行精度分析，每個分析物均需要小于平均質控量10%的變異系數（CV），并且計算量的日間差異百分比必須小于10%。

苯甲酰芽子堿、芽子堿甲酯和可卡乙堿的分析線性度范圍為15~12 500 ng/ml，可卡因范圍為15~5000 ng/ml（見圖 3）。樣品量為2 ml時，最低檢測限（LOD）和定量限為15ng/ml，并且在質控水平為60 ng/ml和187.5 ng/ml的條件下計算所得的當日和日間精度CV小于10%。可卡因、苯甲酰芽子堿、芽子堿甲酯和可卡乙堿的單點校準的相關系數（R2）大于0.9990。結果顯示，濃度為20000 ng/ml的假麻黃堿與質控水平為40%和125%的芽子堿甲酯有干擾。濃度為10000 ng/ml 的去甲可卡因與任何受測分析物均無干擾，但與可卡乙堿有少量的共洗脫。可卡乙堿的相對保留時間為1.005min。

小結

本文介紹了驗證和定量分析尿液基質中可卡因及其主要代謝物的GC-MS方法，其具有廣泛的線性范圍，覆蓋多種分析物濃度，從而減少了稀釋或重復萃取的需要。研究過程表明在臨界濃度150 ng/ml 左右具有出色的精度，CV測量值在10%以下。15ng/ml 的最低檢測限和定量限確保復測和定向分析具有高的靈敏度。本文介紹的方法為法醫毒理學實驗室提供了一種準確可靠的手段以確認并定量人尿液中的可卡因、苯甲酰芽子堿、芽子堿甲酯和可卡乙堿。