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药物辅助性犯罪案件中替来他明和唑拉西泮及其代谢物的GC-QTOF-MS鉴定

2019-12-27

法医学杂志 2019年5期
关键词:质量数尿样拉西

(上海市公安局物证鉴定中心 上海市现场物证重点实验室,上海 200083)

药物辅助性犯罪(drug facilitated sexual assault,DFSA),俗称迷奸,是指利用药物(如中枢神经抑制剂、兴奋剂和致幻剂等)损伤受害人的正常行为能力而实施性侵犯等不法行为,属于法医毒物检验中常见案件类型[1-2]。近年来,随着网络的发展,一些不法药品变得容易得到,DFSA在本实验室实际案件中显著增多。

替来他明(tiletamine)是苯环己哌啶(phencyclidine)的衍生物,与氯胺酮有相似的结构,是一种具有分离麻醉作用的N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体拮抗剂[3]。唑拉西泮(zolazepam)是吡唑二氮类(pyrazolodiazepines)衍生物,在结构上与苯二氮类药物(如地西泮)近似,具有肌肉松弛效果,通常作为兽用镇静剂。

将等质量的替来他明与唑拉西泮组合即得商业化的麻醉镇静剂——舒泰(Telazol)。舒泰麻醉诱导期迅速且平稳[4],在宠物及野生大型动物的麻醉领域有较为广泛的应用[5-6]。替来他明在生物体内会发生羰基还原或乙基断裂等代谢过程,BAUKEMA等在猫和猴的动物实验中检出3种代谢物:2-(氨基)-2-(2-噻吩基)环己酮[2-(amino)-2-(2-thienyl)cyclohexanone,以下简称T1]、2-(乙氨基)-2-(2-噻吩基)环己醇[2-(ethylamino)-2-(2-thienyl)cyclohexanol,以下简称T2]和2-(氨基)-2-(2-噻吩基)环己醇[2-(amino)-2-(2-thienyl)cyclohexanol,以下简称 T3][7]。在人体内的代谢,只有CHUNG等[8]曾在某疑似舒泰注射致死案件中的尿样内检出替来他明及代谢物T2,并报道了其气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer,GC/MS)图谱。SEMPLE等[9]和 KUMAR 等[10]分别在北极熊和猪的动物实验中检出唑拉西泮的3种代谢物:1-去甲基唑拉西泮(1-desmethyl zolazepam,以下简称Z1),8-去甲基唑拉西泮(8-desmethyl zolazepam,以下简称Z2)和6-羟基唑拉西泮(6-hydroxy zolazepam,以下简称Z3)。其中Z1和Z2为同分异构体。对北极熊肾、脂肪和肌肉等部位的定量结果显示,通常Z1的含量更高。KUMAR等[10]还报道了上述代谢物的GC/MS图谱,Z1和Z2有相同的特征离子,差别在于主要特征离子丰度比不同。值得注意的是,与其他麻醉品情况类似,舒泰也有在人群中滥用的报道[11-12]。

本研究利用气相色谱-四极杆飞行时间质谱法(gas chromatography-quadrupole time of flight mass spectrometry,GC-QTOF-MS)对受害人尿样中替来他明和唑拉西泮进行结构确认,同时从尿样中检出3种替来他明代谢物和2种唑拉西泮代谢物。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

Agilent 7250 GC/Q-TOF系统(EI源,7693型自动进样器),配MassHunter Qualitative Analysis B.07.00数据软件(美国Agilent公司);Vortex-Genie2型漩涡混合器(美国Scientific Industries公司);SC-2544型离心机(安徽中科中佳公司)。

1.2 试剂与材料

β-葡萄糖醛酸酶(ec3.2.1.31,type B-1,美国Sigma-Aldrich公司),替来他明和唑拉西泮标准品(粉末,纯度≥98.0%,加拿大TRC公司),甲醇、乙酸乙酯、盐酸、氢氧化钠均为分析纯(上海凌峰化学试剂)。

1.3 色谱及质谱条件

1.3.1 色谱条件

HP-5MS UI石英毛细柱(0.25mm×30m,0.25μm,美国Agilent公司);柱温80℃,保持1min,以20℃/min升至290℃,保持23.5min;载气:氦气,纯度≥99.999%,载气流速1.085mL/min,恒流;进样口温度:260℃;进样方式:分流进样,分流比10∶1;进样量1.0μL。

1.3.2 质谱条件

电子轰击(electron impact,EI)离子源,电子能量70eV,传输线温度280℃,离子源温度280℃,四极杆温度150℃。全扫描模式,质量扫描范围m/z40~600,溶剂延迟3 min。样品进样分析前,用全氟三丁胺校正液(美国Agilent公司)对质谱质量轴进行自动校正,使质量数偏差小于5×10-6。

1.4 样品处理

取尿样2mL,加入0.5mL葡萄糖醛酸酶(1000U/mL,去离子水),37℃下酶解8 h,用0.5 mol/L的氢氧化钠水溶液调pH=8~9,加入6 mL的乙酸乙酯涡旋振荡3min,以离心半径6cm,3000r/min,离心2min后吸取溶剂部分,60℃水浴下空气流吹干,加入0.1 mol/L的盐酸水溶液1 mL,振荡摇匀,离心后移出水相,用0.5 mol/L的氢氧化钠水溶液调pH=8~9,用6 mL乙酸乙酯重复提取,以离心半径6 cm,3 000 r/min,离心2min后吸取溶剂部分,吹干后用100μL甲醇复溶,取1μL供GC-QTOF-MS检测。

1.5 案例样品

2018年某日,受害人在饮用嫌疑人提供的饮料后意识模糊,疑似被性侵,约16h后报警。警方留取受害人尿样,要求对尿样是否含有麻醉类物质进行鉴定。

2 结 果

2.1 替来他明和唑拉西泮的质谱特征

从实际案例受害人尿液样品中检出替来他明和唑拉西泮成分,图1和图2分别为尿样中替来他明和唑拉西泮的质谱图。经对比,保留时间(retention time,RT)和主要特征碎片离子峰均与标准品相一致。通过精确分子量信息,可确定特征碎片离子对应的分子式,计算出理论质量数和相对偏差。表1可见,测得质量数较好地符合理论数据,偏差均在5×10-6以内。

图1 尿样中替来他明质谱图及化学结构图

图2 尿样中唑拉西泮质谱图及化学结构图

表1 GC-QTOF-MS中替来他明和唑拉西泮的主要特征离子

2.2 替来他明和唑拉西泮的代谢物

2.2.1 替来他明的代谢物

结合替来他明的特征离子,利用GC-QTOF-MS的精确质量数信息,从受害人尿样中同时检测到替来他明的3种代谢物T1、T2和T3(图3)。

代谢物的结构与原体接近,在质谱中通常有相近的碎裂方式或相似的碎片。对比碎片分子式可发现,结构中六元环在质谱中断裂。与替来他明不同的是,在EI源中T2和T3作为羟基化产物比羰基更稳定,存在较为明显的分子离子峰(表2)。

表2 GC-QTOF-MS中替来他明和唑拉西泮代谢物的主要特征离子

图3 检材中替来他明代谢物的质谱图及化学结构图

2.2.2唑拉西泮的代谢物

唑拉西泮的代谢较为复杂,通常伴随去甲基化和羟基化的过程,代谢物随着动物种类甚至性别不同而存在差异[13]。本案在受害人的尿样中检出唑拉西泮的Z1和Z2两种代谢物(图4)。

唑拉西泮的代谢物与唑拉西泮在EI源质谱中碎裂方式类似,分子脱H、脱F和脱CHO为主要碎片离子(表2)。

图4 检材中唑拉西泮代谢物的质谱及化学结构图

3 讨 论

与传统气质联用相比,GC-QTOF-MS具有高分辨率和高质量精度的优势,能区分微小的分子量差异,通过抽取精确质量可有效排除基质背景和同质异位素干扰,显著提高信噪比,利用精确质量数通过软件计算可得最佳匹配的碎片分子式,有助于预测和确认代谢物[14-15]。

替来他明的代谢物中,代谢物T1为替来他明的去乙基化产物,其EI源主要碎片C9H13NS、C7H8NS、C9H12N与替来他明相比均相差C2H4。T2和T3均存在明显的分子离子峰,通过抽取对应精确质量即可确认色谱时间,进而得到对应的质谱图。替来他明和3种代谢物均存在C5H4NS、C5H5S的碎片。

某些含氮化合物分子离子峰并不突出,但存在明显的[M-H]峰[16],地西泮、氯硝西泮等苯二氮类药物EI质谱即存在此特征,类似地,唑拉西泮质谱中[M-H]峰C15H14FN4O也更为明显。Z1和Z2作为唑拉西泮的去甲基化产物,抽取[M-H]的精确质量数即可得到对应图谱。唑拉西泮脱F和脱CHO均为EI源中常见的分子断裂方式,作为相似分子结构的Z1和Z2所得碎片分子式也与之类似,结合文献所报道质谱图可确认结果。

近年来,随着对麻醉精神类管制药品的打击力度不断加强,多种管制目录以外的药品,特别是兽用麻醉剂(如赛拉嗪、美托咪定等),开始出现在麻醉类案件中[17-19]。本研究在药物辅助性犯罪受害者尿样中鉴定出替来他明和唑拉西泮两种兽用麻醉剂成分,并通过标准品对照予以确定,利用GC-QTOF-MS所得精确质量数,并结合相关文献报道的动物实验中代谢途径和数据,确认了3种替来他明代谢物和2种唑拉西泮代谢物,为案件定性提供了科学证据。

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