CN107345946A - 用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)检测缴获甲卡西酮样品中甲卡西酮的纯度，选择甲卡西酮质量分数大于或等于50wt％的缴获甲卡西酮样品作为纯化制备甲卡西酮标准物质的原料；(2)利用高效液相色谱制备甲卡西酮标准物质。本发明制备纯化方法得到的甲卡西酮经核磁共振、液相色谱‑串联质谱联用、红外光谱分析确认，其纯度经液相色谱、气相色谱确认定值，并对色谱无响应杂质进行测定；根据标准物质研制要求，其稳定性、均匀性、定值、总不确定度的估计均符合相关规定，达到预期指标。

Description

用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法

技术领域

本发明涉及法庭科学毒品标准品的制备。更具体地，涉及一种用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法。

背景技术

目前，日趋严重的毒品问题已成为全球性的灾难。毒品的泛滥直接危害人民的身心健康，并给经济发展和社会进步带来巨大威胁。因此，建立法庭科学毒品检测量值溯源体系，提高毒品成份量测量技术，保证测量结果的可靠性和可比性，建立测量数据的共享与互认，为法庭提供准确可靠的证据，已成为世界各国毒品鉴定机构普遍关注的问题。

毒品成份量测量技术及溯源性保障是一个有机的整体，是核心测量能力在法庭科学毒品成份量测量领域的重要体现。标准物质是贯穿于这个整体的骨架，是量值的载体，是毒品成份量溯源体系的关键要素，是保证测量结果在时间和空间上的准确性和可比性的重要基础，是实现有效测量即准确、可比、可溯源测量的根本保证。

欧美等国家技术先进的毒品检测实验室大多采用Sigma等公司生产的国际上公认的标准物质，但在我国只能依赖进口的标准物质，量少价高，有许多还不能向中国提供。目前国内毒品分析中使用的“对照品”不仅种类极为有限，而且普遍缺乏完善的结构鉴定、纯度测定、均匀性和稳定性等相应的技术指标。这些都给涉毒案件检测带来一定的不确定性，直接影响到定量结果的准确性。而且，国内毒品标准物质的匮乏，已经成为制约我国实现法庭科学毒品检测化学测量方法标准化、测量结果的溯源和互认的主要障碍。因此，能够制备出用于法庭科学毒品检测的毒品标准物质已经成为我国毒品研究领域亟需解决的问题。

甲卡西酮的理化性质，又称：甲基卡西酮，英文通用名称：Methcathinone，化学名称：2-(甲基氨基)-1-苯基-1-丙酮，英文名称：2-(Methylamino)-1-phenyl-1-Propanone，分子式：C₁₀H₁₃NO·HCl，分子量：199.5,CA登记号：5650-44-2。结构式为：

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)检测缴获甲卡西酮样品中甲卡西酮的纯度，选择甲卡西酮质量分数大于或等于50wt％的缴获甲卡西酮样品作为纯化制备甲卡西酮标准物质的原料；

(2)利用高效液相色谱制备甲卡西酮标准物质。

上述用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法，在步骤(1)中，包括如下步骤：

(1.1)样品溶液的制备：取甲卡西酮样品饱和溶液10uL，加水稀释至10mL，用于甲卡西酮的定性及定量分析，使用前样品溶液经过0.45μm微孔滤膜过滤；

(1.2)确定液相色谱条件：色谱柱为Shim-pack HRC-ODS柱，250mm×4.6mm I.D.，5μm；流动相为V_甲醇：V_{0.05％三氟乙酸/水}＝28:72，或流动相为V_乙腈:V_{0.05％TFA/水}＝20:80，等度洗脱；紫外检测波长220nm；流速1.0mL/min；柱温35℃；

(1.3)计算标准曲线的回归方程及确定线性范围：用色谱甲醇稀释甲卡西酮标准储备液，精密配制成浓度分别为10、20、50、100、200、500、1000μg/mL的甲卡西酮对照品溶液，按反相色谱条件测定，每个浓度重复3次，以平均值计算，记录甲卡西酮色谱峰面积，以对照品的进样浓度为横坐标，色谱峰面积值为纵坐标作图，并计算标准曲线的回归方程；以峰面积对浓度作图，标准曲线的回归方程为：

Y＝3×10⁶X-1391.8，R²＝1.0

甲卡西酮在0.001—1.0mg/mL的范围内线性关系良好；

(1.4)将样品溶液按反相色谱方法分析，重复测定3次，记录甲卡西酮峰面积，计算其平均值，按峰面积外标法计算样品溶液中的甲卡西酮含量。

上述用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法，在步骤(2)中，包括如下步骤：

(2.1)样品溶液的制备：称取甲卡西酮样品5002.5mg于100mL容量瓶内，加水定容至刻度；配制成甲卡西酮含量为30mg/mL的样品水溶液，使用前经过0.22um混合膜过滤；

(2.2)确定液相色谱条件：色谱柱为Shim-pack VP-ODS制备柱，250mm×20mmI.D.，5μm；流动相为V_甲醇：V_水＝20:80，甲醇和水充分混匀脱气后使用，等度洗脱；紫外检测波长220nm；流速8mL/min；上样量700μL；柱温为室温；

(2.3)甲卡西酮样品中甲卡西酮是以盐酸盐的形式存在的，经制备液相分离后馏分中仍为甲卡西酮盐酸盐，馏分经旋蒸后，将馏分中的甲醇成分去除，冷冻干燥并真空脱水后后即可获得盐酸甲卡西酮晶体。

本发明的有益效果如下：

本发明制备纯化方法得到的甲卡西酮晶体中，按照高效液相色谱峰面积归一化法计算甲卡西酮纯度大于或等于99.1wt％。

本发明制备纯化方法得到的甲卡西酮经核磁共振、液相色谱-串联质谱联用、红外光谱分析确认，其纯度经液相色谱、气相色谱确认定值，并对色谱无响应杂质进行测定；根据标准物质研制要求，其稳定性、均匀性、定值、总不确定度的估计均符合相关规定，达到预期指标。

本发明的制备纯化方法可为我国司法鉴定部门提供量值准确、可溯源的甲卡西酮标准物质，填补我国法庭科学领域毒品标准物质空白，以改进分析测量质量，提高定量结果的准确度，最大程度地保证测量结果的有效性。有助于建立法庭科学毒品检测量值溯源体系，有利于实现国内法庭科学毒品检测化学测量方法标准化，实现测量结果的可靠、有效和互认。

克服了现有技术制备纯化方法得到的甲卡西酮样品存在的纯度低、稳定性差、均匀性差、制备过程复杂等缺陷，提供了一种利用高效液相色谱分离法获得高纯度、高稳定性、回收率高、便于规模化生产的甲卡西酮标准物质制备方法。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1-1甲卡西酮样品中杂质1的紫外吸收光谱图；

图1-2甲卡西酮样的紫外吸收光谱图；

图1-3甲卡西酮样品中杂质2的紫外吸收光谱图；

图1-4甲卡西酮样品中杂质3的紫外吸收光谱图；

图1-5甲卡西酮样品中杂质4的紫外吸收光谱图；

图2甲卡西酮的制备液相色谱图，V_甲醇：V_{0.05％TFA/水}＝25:75；

图3甲卡西酮的制备液相色谱图，V_甲醇：V_{0.05％TFA/水}＝28:72；

图4甲卡西酮的制备液相色谱图，V_甲醇：V_{0.05％TFA/水}＝30:70；

图5甲卡西酮样品HPLC色谱图，V_乙腈：V_{0.05％TFA/水}＝20:80；

图6甲卡西酮样品制备HPLC色谱图，V_甲醇:V_水＝20:80；

图7盐酸甲卡西酮HPLC色谱图，(V_甲醇：V_{0.05％TFA/水}＝28:72)；

图8甲卡西酮标准物质纯化制备方法工艺流程图；

图9甲卡西酮的氢谱图；图10甲卡西酮的碳谱图；

图11盐酸甲卡西酮的质谱图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本实施例主要是利用案件缴获的甲卡西酮样本，对利用制备液相色谱法分离纯化制备甲卡西酮标准物质的实验条件进行了优化筛选。

一、仪器、试剂及材料

1.1主要仪器

分析型高效液相色谱仪(日本岛津)，包括：LC-20AD高压输液泵；SIL-10A自动进样器；SPD-20A二极管阵列检测器；CTO-20A柱温箱。

制备型高效液相色谱仪(Agilent)，包括：G1361A高压输液泵；G2260A自动进样器；G1315D二极管阵列检测器；G1364B自动馏分收集器。

BUCHI旋转蒸发器(日本BUCHI公司)

KQ3200型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)

飞鸽牌TDL-40B台式离心机(上海安亭科学仪器厂)

XS105Dual Range电子天平(瑞士METTLER TOLEDO公司)

1.2主要试剂及材料

甲醇、三氟乙酸(色谱纯，中国百灵威公司)，超纯水(经Millipore超纯水制备系统净化，法国Millipore公司)。

甲卡西酮1mg/mL标准溶液(中国百灵威公司)。

甲卡西酮样品(白色粉末)由案件缴获并应用于本研究中。

二、缴获甲卡西酮样品中甲卡西酮的纯度测定及甲卡西酮标准物质的纯化制备

2.1样品溶液的制备

分析型：取甲卡西酮样品饱和溶液10uL，加水稀释至10mL，用于甲卡西酮的定性及定量分析，使用前样品溶液经过0.45μm微孔滤膜过滤。

制备型：称取甲卡西酮样品5002.5mg(相当于约纯甲卡西酮3000mg)于100mL容量瓶内，加水定容至刻度。配制成甲卡西酮含量约为30mg/mL的样品水溶液。使用前经过0.22um混合膜过滤。

2.2液相色谱条件

2.2.1反相高效液相色谱(RP-HPLC)分析方法:

色谱柱为Shim-pack HRC-ODS柱(250mm×4.6mm I.D.，5μm)；流动相为甲醇：0.05％三氟乙酸/水＝28:72(体积比，0.05％三氟乙酸/水是指三氟乙酸体积分数为0.05％的三氟乙酸水溶液)，等度洗脱；紫外检测波长220nm；流速1.0mL/min；柱温35℃。

2.2.2反相高效液相色谱(RP-HPLC)制备方法:

色谱柱为Shim-pack VP-ODS制备柱(250mm×20mm I.D.，5μm)；流动相为甲醇：水＝20:80(体积比)，等度洗脱；紫外检测波长220nm；流速8mL/min；上样量700μL；柱温为室温。

2.3高效液相色谱分析条件的优化

2.3.1色谱柱的选择

本实验采用的反相色谱柱为Shim-pack HRC-ODS柱(250mm×4.6mm I.D.，5μm)。

2.3.2检测波长的选择

经过HPLC-DAD分析，在190-500nm范围内，甲卡西酮及其样本中的杂质在220nm均有吸收，且其主要杂质在220nm吸收较强，如图1-1至图1-5所示，选择检测波长为220nm。

2.3.3流动相体系的选择

将一定浓度的甲卡西酮样品，进行HPLC分析，当流动相选用甲醇：0.05％TFA/水体系【0.05％TFA/水是指三氟乙酸体积分数为0.05％的三氟乙酸水溶液】，甲醇体积比例为25％时，甲卡西酮能与杂质成分达到较好的分离，但最后一种杂质在60min内未被洗脱出来(图2)，增加甲醇体积比例至28％，各组分实现较好分离的同时，全部组分在40min内均被洗脱(图3)。随着甲醇体积比例增加至30％时，甲卡西酮与其前面相邻组分不能实现基线分离(图4)。综合考虑当使用甲醇-0.05％三氟乙酸水体系时，流动相配比选择为甲醇/0.05％TFA水溶液(二者体积比为28:72)。

实验同时考察了甲卡西酮在乙腈-0.05％TFA/水体系下的色谱行为，当流动相配比为乙腈/0.05％TFA/水体系(二者体积比为20:80)时，同样能够取得较好的分离。该分离条件下的液相色谱图见图5。

2.3.4标准曲线和线性关系

用色谱甲醇稀释甲卡西酮标准储备液，精密配制成浓度分别为10、20、50、100、200、500、1000μg/mL的甲卡西酮对照品溶液，按反相色谱条件测定，每个浓度重复3次，以平均值计算，记录甲卡西酮色谱峰面积，以对照品的进样浓度(mg/mL)为横坐标，色谱峰面积值为纵坐标作图，并计算标准曲线的回归方程。

表1甲卡西酮的浓度与峰面积

以峰面积对浓度作图，标准曲线的回归方程为：

Y＝3×10⁶X-1391.8，R²＝1.0

表明甲卡西酮在0.001—1.0mg/mL的范围内线性关系良好。

2.3.5样品溶液中甲卡西酮含量的测定

将样品溶液按反相色谱方法分析，重复测定3次，记录甲卡西酮峰面积，计算其平均值，按峰面积外标法计算样品溶液中的甲卡西酮含量。计算得到甲卡西酮样品的纯度为59.97wt％。

2.4高效液相色谱制备条件的优化

通过对不同波长的制备液相色谱图进行比较，在220nm条件下，甲卡西酮主成分色谱峰与其它组分分离较为明显，故选择馏分收集波长为220nm。采用甲醇/水(二者体积比为20：80)，流速8mL/min，能够获得纯度较高的甲卡西酮馏分，制备液相谱图如图6所示。

2.5批处理程序

由于经过试验考察，在所采用的制备液相色谱条件下，20min内甲卡西酮组分就能从制备柱中被洗脱出来，但后面的杂质出峰太晚使分离时间延长。又由于制备分离的流动相体系是由甲醇和水组成，当水与甲醇混合时，将出现放热现象，混合溶剂体积减小，同时有大量气泡释放。因此，试验采用进泵前将甲醇和水(二者体积比为20:80)按比例混合，充分混匀脱气后使用，制备方法运行20分钟后以100％甲醇冲洗色谱柱，使残留在柱中的杂质成分迅速被洗脱。建立的批处理程序为以下三个方法按顺序多次循环，即首先甲醇冲洗色谱柱，之后流动相平衡色谱柱后运行制备方法。

2.6甲卡西酮的进一步纯化

甲卡西酮样品中甲卡西酮是以盐酸盐的形式存在的，经制备液相分离后馏分中仍为甲卡西酮盐酸盐，需经过进一步的纯化处理。经旋蒸后将馏分中的甲醇成分去除，冷冻干燥并真空脱水后后即可获得盐酸甲卡西酮晶体。其HPLC色谱图如图7所示。

2.7甲卡西酮标准物质的结构确证

2.7.1核磁共振分析

利用500M核磁(Bruker)对盐酸甲卡西酮进行了结构确证。样品溶于氘代甲醇。结果如下：

位置	化学位移13C	化学位移1H	氢谱裂分
				1	134.237
2、6	130.383	8.06	d
				3、5	129.988	7.61	t
4	136.057	7.74	t
				7	197.103
8	60.677	5.14	q
				9	16.179	1.59	d
10	31.736	2.79	s

2.7.2液相色谱-串联质谱联用分析

在Agilent LC-MS/MS 6410仪上测定了盐酸甲卡西酮的质谱。在ESI正离子模式下，破碎电压80V，碰撞能8eV，样品的质谱图如图11所示。

从质谱图中可以得到下列信息：

(1)分子离子峰[M+H]+的m/z164.11，与甲卡西酮的相对分子质量163.11g/mol相差1，因而检测样品的分子量与甲卡西酮的相符。

(2)其中m/z 164.1074为甲卡西酮的分子离子峰；m/z 146.0967为其[M+H]+失去一个水分子后得到的碎片离子，说明了这个过程非常容易发生。至于前面的两个小峰m/z130.0651和m/z 131.0735均为甲卡西酮的碎片离子，分别为m/z 146.0967失去一个CH4和一个CH3得到的，同样可以说明甲卡西酮分子离子极易失去水分子。

2.8所得甲卡西酮的纯度测定结果

经HPLC以及GC方法定值分析，所制备甲卡西酮纯品纯度为99.89wt％，扩展不确定度为0.06％(k＝2)。均匀性良好，稳定性至少1年以上。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)检测缴获甲卡西酮样品中甲卡西酮的纯度，选择甲卡西酮质量分数大于或等于50wt％的缴获甲卡西酮样品作为纯化制备甲卡西酮标准物质的原料；

(2)利用高效液相色谱制备甲卡西酮标准物质。

2.根据权利要求1所述的用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，包括如下步骤：

(1.1)样品溶液的制备：取甲卡西酮样品饱和溶液10uL，加水稀释至10mL，用于甲卡西酮的定性及定量分析，使用前样品溶液经过0.45μm微孔滤膜过滤；

(1.2)确定液相色谱条件：色谱柱为Shim-pack HRC-ODS柱，250mm×4.6mm I.D.，5μm；流动相为V_甲醇：V_{0.05％三氟乙酸/水}＝28:72，或流动相为V_乙腈:V_{0.05％TFA/水}＝20:80，等度洗脱；紫外检测波长220nm；流速1.0mL/min；柱温35℃；

(1.3)计算标准曲线的回归方程及确定线性范围：用色谱甲醇稀释甲卡西酮标准储备液，精密配制成浓度分别为10、20、50、100、200、500、1000μg/mL的甲卡西酮对照品溶液，按反相色谱条件测定，每个浓度重复3次，以平均值计算，记录甲卡西酮色谱峰面积，以对照品的进样浓度为横坐标，色谱峰面积值为纵坐标作图，并计算标准曲线的回归方程；以峰面积对浓度作图，标准曲线的回归方程为：

Y＝3×10⁶X-1391.8，R²＝1.0

甲卡西酮在0.001—1.0mg/mL的范围内线性关系良好；

(1.4)将样品溶液按反相色谱方法分析，重复测定3次，记录甲卡西酮峰面积，计算其平均值，按峰面积外标法计算样品溶液中的甲卡西酮含量。

3.根据权利要求1所述的用于法庭科学毒品检测的甲卡西酮标准物质的纯化制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，包括如下步骤：

(2.1)样品溶液的制备：称取甲卡西酮样品5002.5mg于100mL容量瓶内，加水定容至刻度；配制成甲卡西酮含量为30mg/mL的样品水溶液，使用前经过0.22um混合膜过滤；

(2.2)确定液相色谱条件：色谱柱为Shim-pack VP-ODS制备柱，250mm×20mm I.D.，5μm；流动相为V_甲醇：V_水＝20:80，甲醇和水充分混匀脱气后使用，等度洗脱；紫外检测波长220nm；流速8mL/min；上样量700μL；柱温为室温；

(2.3)甲卡西酮样品中甲卡西酮是以盐酸盐的形式存在的，经制备液相分离后馏分中仍为甲卡西酮盐酸盐，馏分经旋蒸后，将馏分中的甲醇成分去除，冷冻干燥并真空脱水后后即可获得盐酸甲卡西酮晶体。