7 Jul

应用报告 | 台式核磁快速筛查街头毒品

毒品蔓延已成为一个全球性问题,不仅对人们身心健康造成直接危害,而且对社会经济发展也带来严重影响。除了传统毒品外,近些年出现了大量新精神活性物质(New Psychoactive Substance,NPS),并且呈现出向年轻群体流行的趋势。新精神活性物质又被称为“策划药”或“实验室毒品”,是不法分子为了逃避打击,对管制毒品的化学结构进行人为设计和修饰,得到与管制品效果类似甚至作用更强的新型毒品。由于这些物质有了“新结构”,导致一些传统检测方法失效,给全社会毒品防控工作带来了极大的挑战。

核磁共振技术能够提供化学分子骨架连接信息,是化合物结构鉴定最直接的工具,可以作为检测识别新精神活性物质的一种有效手段。但是,因为高场超导核磁共振谱仪对专业技术以及场地空间等有特殊要求,而且仪器使用和维护成本较高,所以限制了核磁共振技术在街头毒品快速筛查方面的应用。

针对上述问题,牛津仪器给出了新的解决方案——“台式核磁+毒品数据库”。牛津仪器台式核磁共振波谱仪X-Pulse采用稀土永磁体,无需液氮液氦等制冷剂,操作简单,维护方便,可以对可疑样品快速采集NMR谱图。样品仅需简单溶解处理后即可上机检测,操作过程简便,仪器软件会将检测到的核磁谱图与内置专用毒品数据库(后期可自由补充添加)进行比对和打分匹配,给出最优的推荐匹配成分;同时针对多种毒品物质的混合物,仪器也可根据毒品指纹谱库进行自动拟合,给出可能的混合毒品推荐组合,让毒品无处遁形。对于大多数样品,通常可以在5-20分钟内完成全自动的数据采集、处理和分析。

以甲卡西酮为例,这是苯丙胺的一种类似物,属于严格管控的I类精神药品,可造成急性健康问题和永久性脑损伤,严重者危及生命。图1展示了三种甲卡西酮在60 MHz X-Pulse上的一维1H谱。这三个化合物的分子结构非常相似,仅存在一个氟原子或者苯环上取代位置的微小差异。在谱图化学位移高场“类型识别区”(比如0.5-2.0 ppm),三者都呈现了裂分的双峰,表明它们属于同一类型物质。而在谱图化学位移低场“指纹区”(比如7.0-9.0 ppm),三者则显示了各自独有的峰型特征,从而实现了化学结构区分。将未知物质的“类型识别区”、“指纹区”与数据库标准样品谱图进行模式匹配,可以确定未知物质的组成和结构。

1. 三种甲卡西酮的一维1H

将公安机关缴获的一批可疑样品,同时利用X-Pulse和GC-MS方法进行检测分析,所得结果如表1所示。分析样本总数为432个,其中13个(3.0%)样品因在GC-MS上不出峰而无法验证NMR结果,3个(0.7%)样品不含活性成分(API)或掺合剂。在确证含有API或掺合剂的剩余416个样品中,NMR和GC-MS检测结果能够完全正确匹配的样品有387个(93.0%);在此基础上若再加上部分匹配的样品,总计数量达到412个(99.0%)。由此可见,采用X-Pulse来检测街头毒品,结果具有很高的准确性和可靠性。

表1. 一批可疑样品的分析结果

通过与X-Pulse毒品数据库的比对匹配,发现这400余个问题样品包含了多种不同的毒品。由单一组分化合物构成的街头毒品中,检出数量最多的是摇头丸、可卡因和氯胺酮;在双组分混合物样本中,主要发现了可卡因/左旋咪唑、可卡因/苯唑卡因等掺合剂(图2)。该分析结果对公安司法鉴定机构了解掌握当地毒品种类和流行情况,制定对应管制策略和行动计划等,都能提供有价值的参考。

2. X-Pulse检测出的街头毒品种类和数量

(a) 单组分化合物; (b) 双组分混合物[1]

综上所述,牛津仪器“台式核磁+毒品数据库”解决方案,具有快捷方便、精准识别的优势,可以对包括新精神活性物质在内的街头毒品实现快速筛查,为全社会毒品防控工作做出新的贡献。

       
参考文献:
[1] Antonides LH et al., Rapid Identificationof Novel Psychoactive and Other Controlled Substances Using Low-Field 1H NMRSpectroscopy, ACS Omega. 2019, 4: 7103-7112.       
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