张文竞，廖泫栋，徐曼曼，李 虹,*，赵海清，谢颜明

（1.昆明医科大学法医学院，昆明 650500；2. 毒品分析及禁毒技术公安部重点实验室，昆明 650228；3. 临沧市公安局，云南 临沧 677000；4.普洱市公安局，云南 普洱 665002）

甲基苯丙胺（methamphetamine, MA）俗称“冰毒”。在毒品问题全球化大背景下，制毒贩毒问题突出，毒品滥用问题严重，新型毒品对社会的危害日益加剧。相对传统毒品来说，新型毒品具有危害性大、隐蔽性强的特点，呈现出吸毒数量庞大、制毒活动猖獗和替代速度加快等发展趋势。近年来，国际、国内毒情继续恶化，甲基苯丙胺滥用人数正迅猛上升，已成为当今世界上危害最大的毒品之一。由于我国是化工原料生产大国，易制毒化学品极易流入不法商贩的手中变成制造毒品的前体、原料和化学助剂[1]。目前我国地下非法加工厂主要以麻黄碱和1-苯基-2-丙酮（简称P2P）为原料合成甲基苯丙胺[2]。通过分析甲基苯丙胺样品的特征杂质成分推断甲基苯丙胺的合成模式，可对不同案件缴获样品间关联程度进行推测，为毒品合成原料的管理及毒品案件的侦查提供技术支持，对公安部门打击非法制毒、贩毒具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

1.1.1 样品来源

实验样品均来自云南省在2011～2012年缴获的由“金三角”走私入境的甲基苯丙胺，共计11份，由云南省公安厅禁毒总队提供。

1.1.2 试剂

pH8.2磷酸缓冲液、乙酸乙酯、无水乙醇（均为分析纯，乙酸乙酯：购自北京赛林格公司）。

1.1.3 仪器设备

Varian 3900/2100T气相色谱/质谱联用仪；顶空微循环固相微萃取装置（自制）；顶空微循环固相微萃取柱（吉林省兴科利民科技开发有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

分别称取（100±5） mg甲基苯丙胺样品溶于1 mL无水乙醇超声溶解，放入微循环顶空固相富集装置与吸附柱联接，密封后在110 ℃加热循环提取30 min，自然冷却至室温，取出固相微萃取柱中的吸附质放入小试管内加入0.2 mL的乙酸乙酯，提取液供GC/MS分析。

1.2.2 色谱条件

色 谱柱：DB-5MS，30 m×0.25 mm×1.0 μm；柱箱采用程序升温，初始温度50 ℃，然后以10 ℃ /min 升温至 280 ℃，保持 10 min；进样口温度：250 ℃；传输线温度：280 ℃；离子源温度：150 ℃；电离方式：EI；扫描范围：33～400m/z；进样方式: 无分流进样；进样体积：1 μL；载气：He；恒定流速：1 mL/min。

1.2.3 合成模式识别计算机检索方法的建立

在模式识别中数据库分为三级管理，第一级判别主要合成路线，可产生三种结果，即麻黄碱路线和P2P路线的两条主要路线。第二级根据特有杂质判别子路线，即麻黄碱路线中四条子路线（直接还原法、Nagai法、Rosenmend法、Emde法）和P2P路线中两条子路线（Leuckart法、还原胺法）[3]。第三级聚类分析，对特定样品测试结果进行数据处理，与数据库原有数据进行比较和归类或两个以上的样品进行相关性检验。合成模式识别计算机检索方式框架如图1所示。

图1 合成模式识别计算机检索方式框架图Fig.1 The diagram of computer retrieval mode to recognize the MA's synthetic pattern

1.2.4 合成模式识别方法

综合文献报道，甲基苯丙胺各合成路线特有杂质如下：1）Emde路线：合成甲基苯丙胺时特有杂质是氯代麻黄碱、未知化合物1（基峰m/z58）和未知化合物2（基峰m/z120）[4]；2）Rosenmend法：特定判别物质是1-二甲基胺-1-苯基-2-氯丙烷；3）Nigai法：特定判别物质是1,3-二甲基-2-苯基萘和1-苯甲基-3-甲基苯[5-6]；4）直接还原法：唯一特定副产物是1-(1’,4’-环已二烯)-2-甲胺基丙烷(CMP)[5]，在色谱图上的一个显著特征是杂质峰的数目相对较少；5）Leuckart法：标志性杂质是反应过程中的中间体N-甲酰基甲基苯丙胺；6）还原胺法：唯一特定杂质是原料中的甲胺，由于易挥发，很难检出。因P2P路线的粗产品是利用乙醚进行重结晶，而不经回流过程，所以在未检出N-甲酰基甲基苯丙胺和N,N-二-(β-苯基异丙基)胺时可认定是利用还原胺路线合成。

2 结果与讨论

2.1 GC/MS分析结果

在甲基苯丙胺样品中杂质的来源主要有两个方面，一是在合成的过程中，主要来自未完全反应的原料和反应过程中产生的中间体和副产物；二是在GC/MS分析时在进样口气化时的产物。所以在目标化合物选择时遵循在多次分析中峰面积相对稳定的原则。对11例甲基苯丙胺样品进行GC/MS分析，选择稳定性好的22个杂质[7]，杂质名称、保留时间及分布情况见表1，检出的未知化合物的质谱图见图2。据国内外对甲基苯丙胺的特征性杂质研究表明，以麻黄碱为合成原料采用Emde法生产时，生产过程中将麻黄碱转变成氯代麻黄碱、未知化合物1和未知化合物2[8]，所以氯代麻黄碱、未知化合物1和未知化合物2是利用Emde法合成甲基苯丙胺时特有杂质，在样品中只要检出三个杂质中的任意两个或三个就可以判定该样品是利用Emde法合成，其中检出未知化合物1时利用价值最高。又由于中间体氯代麻黄碱稳定性低，在高温高压条件下经过分子内关环反应生成1,2-二甲基-3-苯基氮丙啶，这种杂质是利用其它原料合成甲基苯丙胺时不会产生的[9-10]。“金三角”过境甲基苯丙胺样品检出1,2-二甲基-3-苯基氮丙啶，同时检出氯代麻黄碱和其它麻黄碱合成甲基苯丙胺时的副产物，可认为“金三角”过境甲基苯丙胺主要是利用麻黄碱为原料的Emde路线合成。

实验中发现“金三角”过境甲基苯丙胺一个显著的特征是保留时间小于甲基苯丙胺的小分子杂质峰的数目相对较多，保留时间大于甲基苯丙胺的杂质相对较少（图3）。这与初始原料密切相关，利用麻黄碱为原料时，反应主要发生在羟基被还原的过程中，出现杂质的分子量大于或接近甲基苯丙胺，在GC分析中表现出保留时间大于甲基苯丙胺。决定杂质种类的另一个重要因素是提纯的方法，利用盐析的方法，含氮原子的杂质会大量进入最后产品，利用蒸馏的方法进行提纯，杂质主要是小分子量的杂质。而值得注意的是在许多样品中检出N－甲酰基麻黄碱，所以有理由认为初始原料中的麻黄碱不是天然麻黄碱而是人工合成麻黄碱。另一点值得注意的是在许多样品中检出甲苯和二甲苯的三个同分异构体，这说明在合成的过程中有可能使用了汽油代替有机溶剂，使用汽油的目的有两个，一是价格便宜、二是可以逃避监管。

表1 11份甲基苯丙胺样品中主要杂质分布情况Table 1 The distribution of main impurities from 11 samples of methamphetamine

图2 存在于“金三角”过境甲基苯丙胺样品中的未知物MS图（左：未知化合物1；右：未知化合物2）Fig.2 Mass spectrogram of the unknown in the “Golden Triangle”transboundary methamphetamine

图3 “金三角”过境甲基苯丙胺杂质分布图Fig.3 Impurity pro fi le of the “Golden Triangle”transboundary methamphetamine

2.2 样品间相关性检验

相关性检验在毒品犯罪调查中是一个很重要的方法。在对某个样品进行相关性检验时需要有一个相对标准，在此项中，我们人为选择1号样品作为标准，所有样品以此为基准利用归一化法和校准峰面积法进行分类，在这个分类基础上再进行相关性检验。在11个样品中由于2号样品与其它样品相比在杂质种类和数量方面存在明显差异故不纳入相关性检验。

2.2.1 目标化合物的选择

在色谱图中以甲基苯丙胺为中心，在±10 min内选择8～12个色谱峰面积相对稳定的杂质进行相关性检验。色谱峰面积相对稳定性是通过对同一样品多次分析考察后得到。实验不选择峰面积特别大的杂质作为目标化合物，因为一个极大值的引入会削弱多个较小值的贡献率。

在其它甲基苯丙胺样品分析中最具代表性的杂质是苯丙胺和二甲基苯丙胺。但是在云南省查获的甲基苯丙胺样品中，这两个杂质可以作为标志性化合物，却因以下原因不能纳入相关性检：1）在多数样品中苯丙胺是以不能完全分离的光学异构体存在，无法获得稳定的峰面积；2）二甲基苯丙胺在色谱分析中出现在不能完全分离的两个光学异构体中间同样无法获得稳定的峰面积。

2.2.2 保留时间的校准

保留时间的校准是减少实验室间和实验室内误差的一个重要方法，通常是利用内标物进行。在合成模式识别中，杂质各类较多，由于加入的内标物一般浓度较大，在气相色谱分析中峰形较宽，容易对保留时间相近的杂质产生掩蔽。因此我们设想能否在样品本身中选择参照物，既减少操作又简便易行。参照物选择应遵照以下原则：1）存在于所有的甲基苯丙胺样品中，浓度适中；2）在气相色谱图中容易识别，标准物质容易获得；3）在气相色谱图中分布合理。在所有的杂质中符合这三条原则的只有苯丙胺和二甲基苯丙胺，对保留时间小于甲基苯丙胺的杂质利用苯丙胺进行校准，保留时间大于甲基苯丙胺的杂质利用二甲基苯丙胺进行校准，公式如下：

表2是五个不同批次样品由不同的操作者在不同时间获得的RTC。

2.2.3 归一化法和校准峰面积法

归一化法是最简单的数据处理方法，可以利用列表和做图的方法，适用于对合成方法不同和浓度差异较大的样品进行比较，表3给出样品加入缺省值的校准峰面积归一化数据表。

表2 五个不同批次样品由不同的操作者在不同时间获得的RTCTable 2 RTCs from fi ve samples of different batches tested by different operators at different time

表3 1号、3～11号样品校准峰面积归一化处理后数据Table 3 Data from the corrected peak areas of sample 1, 3～11 by unitary processing

2.2.4 相关性分析方法

已有多种相关性分析方法在毒品相关性检验中得到应用，根据文献综述并结合实验结果，在此项研究中选用欧氏距离、曼哈顿距离、皮尔逊相关系数、正弦平方公式4种方法进行相关性分析。本次实验选择1号样品作为标准，利用杂质峰面积的百分含量进行相关性分析，结果见表4。

表4 所选样品聚类分析数据表Table 4 Data from cluster analysis into the selected samples

3 结论

本文通过特定杂质和相关杂质的分析，可初步判定云南过境甲基苯丙胺主要是以人工合成麻黄碱为原料，采用Emde法生产。除2号、11号样品外，其他样品有利用汽油代替有机溶剂的可能性。通过GC/MS 技术对毒品中共存杂质进行分析，利用合成模式计算机检索方法推断的样品间关联性信息有助于协助查找毒品犯罪的源头和流通过程，可为缉毒案件的侦破提供可靠依据。