液相色谱-高分辨质谱联用技术在毒物筛选分析中的应用

・３７６・　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｎｓｉｃ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｏｃｔｏｂｅｒ　２０１　１，Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．５　液相色谱一高分辨质谱联用技术在毒物筛选分析中的应用　

李晓雯Ｊ．２，沈保华　，卓先义　（１．复旦大学上海医学院法医学系，上海２０００３２；２．司法部司法鉴定科学技术研究所上海市法医学重点　实验室，上海２０００６３）　

摘　要：毒物种类的广泛性、目标化合物的不确定性以及检材的多样性、特殊性，使得毒物筛选技术一直　受到法医毒物分析工作者的重视　液相色谱一高分辨质谱联用技术凭借液相色谱强大的分离功能及高分辨　质谱超高的质量分辨率和精确分子质量测定功能，结合一级、二级谱库匹配以及同位素离子丰度比，在化　合物的筛选定性方面表现出强大的优势　本文综述了液相色谱一高分辨质谱联用技术在滥用药物及临床药　物、农药和兴奋剂筛选中的应用实践，并对其在法医毒物分析领域的应用进行了展望。　关键词：法医毒理学；色谱法，液相；综述『文献类型］；高分辨质谱；毒物筛选　中图分类号：ＤＦ７９５．１　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００４—５６１９．２０１１．０５．０１６　文章编号：１００４—５６１９（２０１１）０５—０３７６—０６　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－Ｈｉｇｈ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　ｉｎ　Ｔｏｘｉ—　ｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ＬＩ　Ｘｉａｏ—ｗｅｎ‘　ＳＨＥＮ　Ｂａｏ—ｈｕ　ＺＨＵＯ　Ｘｉａｎ—ｙｉ　（　．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｎｓｉｃ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｆｕｄａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００３２；２．Ｓｈａｎｇ－　ｈａｉ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｎｓｉｃ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｎｓｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｊｕｓｔｉｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，Ｓｈａｎｇ－　ｈａｉ　２０００６３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ，ｔｈｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｏｆ　ｔａｒｇｅｔ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅｓ，ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｈａｖｅ　ａｌｗａｙｓ　ｂｅｅｎ　ｖａｌｕｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｆｏｒｅｎｓｉｃ　ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｓｔｓ．Ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ　ｏｎ　ｉｔｓ　ｐｏｗｅｒｆｕｌ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｂｉｌｉｔｙ，ｓｕｐｅｒｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｍａｓｓ　ｍｅａｓｕｒｅ—　ｍｅｎｔ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｌｅｖｅｌｓ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ａｂｕｎｄａｎｃｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｉｓｏｔｏｐｅ　ｉｏｎ，ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＬＣ—ＨＲＭＳ）ａｎａｌｙｚｅｒｓ　ｈａｖｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｉｎ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ．Ｔｈｉｓ　ｒｅｖｉｅｗ　ｆｏｃｕｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＬＣ—　ＨＲＭＳ　ｉｎ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｕｇ—ｏｆ—ａｂｕｓｅ，ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｄｒｕｇｓ，ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ　ａｎｄ　ｓｔｉｍｕｌａｎｔ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ＬＣ－ＨＲＭＳ　ｉｎ　ｆｏｒｅｎｓｉｃ　ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｉｎｃｌｕｄｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｏｒｅｎｓｉｃ　ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ；ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，ｌｉｑｕｉｄ；ｒｅｖｉｅｗ［ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｙｐｅ］；ｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃ—　ｔｒｏｍｅｔｒｙ；ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　

在法医毒物分析工作中．分析目标物的不确定性　以及毒物种类的广泛性导致了法医毒物鉴定的复杂　性　因此．对于未知物的筛选和确证一直受到法医毒　物分析工作者的关注　随着科技发展和仪器进步．出现了多种毒物筛选　的方法，主要包括形态学法、微生物法、免疫法、光化　学法、分子印迹法、色谱法以及质谱法等。形态学法能　够进行初步的筛选与鉴别．为检验提供线索，但目前　仅限于体外检材的检测：微生物法主要用于检测动物　基金项目：科技部公益基金资助项目（２０１０ＧＹ１００３）　作者简介：李晓雯（１９８７一），女，江苏泗阳人，硕士研究生，主　要从事毒物分析研究：Ｅ—ｍａｉｌ：０９２１１０１００５５＠ｆｕｄａｎ．ｅｄｕ．Ｏ１＂１　通信作者：卓先义，男，研究员，硕士研究生导师，主要从事毒　物化学研究：Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｕｏｘｙ＠ｓｓｆｊｄ．ｃｎ　性食品中抗菌药物残留，特异性差、有效期短，结果存　在一定比例的假阴性和假阳性：免疫法可以快速定性　检测血清或尿液中的吗啡、海洛因等毒品，但其灵敏　度相对较低．难以作为最后确认的依据：分子印迹技　术虽然具有高度专一性和预识别性．仍存在模板泄　露、柱效差、制备分子印迹聚合物单体种类少等局限　性：气相色谱或液相色谱法虽然能够通过对照保留时　间进行筛选，相比上述检测方法在特异性、灵敏度上　都有很大的提高，但对于保留时间相近的化合物仍无　法分离检测＿ｌ１　质谱定性是目前世界上最通用的定性方法之一．　色谱作为目前最好的分离工具．与质谱联用可谓是珠　联璧合。质谱技术包括低分辨质谱与高分辨质谱，与　色谱联用的低分辨质谱法包括气相色谱一质谱法（ＧＣ—　法医学杂志　２０１１年　１０月　第２７卷　第５期　ＭＳ）及液相色谱一质谱法（ＬＣ—ＭＳ）。ＧＣ—ＭＳ用于筛选　时．通过库检索即可对化合物进行定性．但对于热不　稳定、极性大的化合物则需要衍生化，过程繁琐费时，　也不适用于难挥发的化合物　ＬＣ—ＭＳ用于筛选分析　质谱主要有３种类型：三重四极杆质谱、离子阱质谱　以及三重四极杆一离子阱质谱　ＬＣ—ＭＳ能够检测分子　质量大、极性强、热不稳定的化合物，与ＧＣ—ＭＳ相比　在检测范围及灵敏度等方面都有了很大的提高　但是　三重四极杆质谱通常采用的多反应监测模式需要已　知的标准品来优化仪器参数．对未知分子质量和断裂　途径的化合物往往无法检测　而离子阱质谱虽然能够　做全扫描分析．但其灵敏度受到检测化合物数量的　影响．当筛选的化合物越多时．对灵敏度的影响也越　大　高分辨质谱凭借其超高的分辨率和精确分子质　量测定功能解决了上述方法的不足．特别针对多组分　的筛选．基于精确分子质量的数据库能够包含非常多　的化合物．可以进行快速筛选。在毒物分析领域得到　越来越多的应用＿３１　本文综述了液相色谱一高分辨质　谱在法医毒物筛选中的应用．并对其在法医毒物分析　领域的应用进行了展望　１液相色谱一高分辨质谱简介　液相色谱一高分辨质谱一般由高效液相色谱　（ＨＰＬＣ）或超高压液相色谱（ＵＰＬＣ）与高分辨质谱串　联而成　高分辨质谱具有在超高分辨率下测定化合物　精确分子质量的功能．并能借助同位素离子的丰度比　来推断化合物的元素组成，通过一级、二级谱库的匹　配也能够对复杂基质中的痕量组分进行筛选和确证　因分子式一定的化合物其精确分子质量是唯一的．借　助超高的分辨率．高分辨质谱可以区分复杂背景中的　杂质及共流出物．进行痕量分析，降低了对样品前处　理的要求．适用于色谱条件优化困难的情况。除此之　外．超高的分辨率保证了复杂样品分析所需的高质量　精度，即使进行多组分同时分析也不会损失灵敏度。　由于采用全扫描数据采集方式．因此不需要对照品对　特定化合物进行质谱参数优化　理论上．高分辨质谱　分析的化合物在数量及分子质量上都没有限制　高分　辨质谱能够进行全扫描分析．其生成的数据文件具有　可回顾性．可对历史数据进行重新分析．因此不需要　预先设定待测物的分子质量等相关信息．而是在检测　结束后。对获得的质谱信息进行分析。这样不但能一　次分析大量的目标化合物．还能检测出非目标化合　物．并且无需使用相关标准品再进行对照．减少了实　验次数　。除了上述相对于低分辨质谱的优势．高分辨　质谱还能够根据精确分子质量推测未知化合物的元　・３７７・　素组成，为筛选提供线索。利用同位素分布（如碳、氯、　溴、硫等元素），能提高基于精确分子质量推断得到分　子组成的准确性［５］　Ｅｒｖｅ等同测定了１０种相对分子质　量大于６００、来源于天然化合物的抗生素（莫昔克丁、　万古霉素等）　运用同位素丰度信息进行分析．可以除　去９５％分子式不匹配的化合物　在国际上．使用高分　辨质谱用于筛选分析已成为一种趋势　除此之外．高分辨质谱也可胜任对生物大分子如　蛋白质及多肽等的分析　目前用于筛选的高分辨质谱　仪主要以静电场轨道阱质谱仪（０ｒｂｉｔｒａｐ—ｍａｓｓ　ｓｐｅｃ．　ｔｒｏｍｅｔｅｒ．Ｏｒｂｉｔｒａｐ—ＭＳ）以及四极杆一飞行时间质谱仪　（ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ—ｔｉｍｅ—ｏｆ—ｆｌｉｇｈｔ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ，Ｑ—　ＴＯＦ—ＭＳ）为主。　１．１　Ｏｒｂｉｔｒａｐ—ＭＳ　Ｏｒｂｉｔｒａｐ－ＭＳ是一种结合了新颖结构和突破性技　术的质谱仪器．其工作原理类似傅里叶变换离子回　旋共振（Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｉｏｎ　ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ．Ｉ　ＩＣＲ）质谱，但是核心部分质量分析器是全新的结构。　由内外电极产生四倍对数的电场．通过离子的回旋振　荡产生镜像电流．经微分放大后由傅里叶变换器得到　各离子的振荡频率，最后计算出离子的质荷比（ｍ／ｚ）。　这种通过频率来测量质荷比的方式．可以得到超高的　分辨率（１０００００）以及质量精度（内标法＜１ｘ１０　，外标　法＜３ｘｌＯ　）川。　２００５年．在Ｍａｋａｒｏｖ设计的Ｏｒｂｉｔｒａｐ—ＭＳ的基础　上．推出了一种全新结构的组合型质谱仪ｌ　７】：线性离　子阱一静电场轨道阱质谱仪（１ｉｎｅａｒ　ｉｏｎ　ｔｒａｐ—Ｏｒｂｉｔｒａｐ—　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ。ＬＴＱ—Ｏｒｂｉｔｒａｐ—ＭＳ）。前端的ＬＴＱ—ＭＳ　是可独立工作的低分辨质量分析器．后端的Ｏｒｂｉｔａｐ—　ＭＳ是个独立的高分辨质量分析器．可用于推断元素组　成　在Ｏｒｂｉｔｒａｐ－ＭＳ进行高分辨扫描时．ＬＴＱ—ＭＳ可同　时进行多个数据关联的ＭＳ／ＭＳ或ＭＳｎ的扫描．实现了　高、低分辨双质谱同时分析。根据样品的复杂程度和分　析要求，可设置Ｏｒｂｉｔｒａｐ—ＭＳ的分辨率为７　５００～１０００００。