CN112098533A - 一种检测jwh-122体内生物标记物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种检测JWH‑122体内生物标记物及其应用。本发明克服合成大麻素JWH‑122在体内代谢速度快,在生物检材中的母体药物含量一般较低,提供一种利用体内代谢标记物C25H25NO3的含量进行检测,精确度高,灵敏度高,结果准确可靠。本发明所需的检测样本生物量较少,仅为100μl。
Description
技术领域
本发明属于毒品检测技术领域,涉及一种检测JWH-122体内生物标记物及其应用。
背景技术
合成大麻素是一类对人体作用机理与天然大麻素四氢大麻酚(Tetrahydrocannabinol,THC)相似的新精神活性物质,主要通过结合人体内的中枢型受体CB1和末梢型受体CB2发挥作用,相比于天然大麻素,合成大麻素在人体内发挥的药效更强,危害更大。根据世界毒品问题报告,近年来合成大麻素种类增长迅速,合成大麻素的修饰基团不断增加。与合成大麻素严峻形势相对的是目前对于合成大麻素药理学和毒理学研究报告较少,同时检测方法更新滞后。
2012年,在美国运动员的血液样本中发现合成大麻素JWH-018和JWH-073;2014年,在因影响驾驶而被罚款的人血液样本中,检出AM-2201和JWH-018等多种合成大麻素;2014年俄罗斯,发生了60多起的合成大麻素MDMB-FUBINACA中毒事件,导致15人死亡。
合成大麻素是一类亲脂性较强的化合物,在体内代谢速度较快,生物检材中的母体药物含量一般较低,因此确定合成大麻素的生物标记物尤为重要。目前国内外对合成大麻素代谢物的研究可以分为体内代谢和体外代谢,体外代谢方法主要包括人肝细胞培养和肝微粒体孵育实验,体内代谢则以大鼠模型和斑马鱼模型为主。肝微粒体体外孵育实验具有操作简单,成本低等优点。JWH-122是萘甲酰基吲哚类合成大麻素,并且大量存在于烟草混合物中。但目前并无对该种合成大麻素生物标记物的报道。
因此本发明拟开发一种简单易操作的体外孵育实验结合大鼠体内实验,用于合成大麻素JWH-122代谢物的研究及生物标记物的推断。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术的不足,提供一种体内生物标记物在检测JWH-122上的应用。
该体内生物标记物是:
本发明的第二个目的是提供上述利用上述体内生物标记物C25H25NO3的JWH-122检测方法,具体是:
(1)取一定体积的尿液加入3倍体积的乙腈,涡旋,时间不少于30s,大于10000rpm的转速离心一定时间,取上清液过0.22μm滤膜;
(2)将上述滤液进行高效液相串联静电轨道离子阱高分辨质谱检测,若检测到标记物C25H25NO3则认为尿液中含有JWH-122。
所述液相色谱条件:
色谱柱:Thermo Hypersil GOLD;
柱温:30℃;
流动相:水相A为0.1%甲酸水,有机相B为0.1%甲酸乙腈;
流动相洗脱梯度:0-1min为95%水相A+5%有机相B、1-10min为100%有机相B、10-15min为95%水相A+5%的流动相B;
质谱条件:扫描模式:Full MS-ddMS2 positive;Full MS分辨率:70000,扫描范围:50to 750m/z;ddMS2分辨率:17500,Isolation window:4.0m/z,碰撞能量为30eV;碰撞气:氮气,喷射电压:3800V,雾化温度:320℃,雾化气压力:35arb,辅助气压力:15arb,传输毛细管温度:300℃。
本发明的第三个目的是提供一种试剂盒,包括标记物C25H25NO3的标准品和/或检测标记物C25H25NO3的检测试剂。
本发明具有如下优点:
1)本发明克服合成大麻素JWH-122在体内代谢速度快,在生物检材中的母体药物含量一般较低,提供一种利用体内代谢标记物C25H25NO3的含量进行检测,精确度高,灵敏度高,结果准确可靠。
2)本发明所需的检测样本生物量较少,仅为100μl。
附图说明
图1是JWH-122的色谱图;其中(a)标准溶液,(b)孵育60min的样品,(c)空白溶液;
图2是代谢物M1的色谱图;
图3是代谢物M2的色谱图;
图4是代谢物M3的色谱图;
图5是代谢物M4的色谱图;
图6是代谢物M5的色谱图;
图7是代谢物M6的色谱图;
图8是代谢物M7的色谱图;
图9是代谢物M8的色谱图;
图10是代谢物M9的色谱图;
图11是代谢物M10的色谱图;
图12是JWH-122二羟基化代谢物色谱图(大鼠尿液);
图13是大鼠空白对照组TIC图;
图14是大鼠空白对照组二羟基化代谢物色谱图;
图15是JWH-122二羟基化代谢物质谱图(大鼠尿液);
图16是JWH-122的二级质谱图;
图17是JWH-122代谢产物的二级质谱图及推导碎裂模式。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步地分析。
实施例1:高效液相串联静电轨道离子阱高分辨质谱检测结合化肝微粒体体外孵育实验的方法,得到JWH-122体外代谢产物:
(1)取RLM(鼠肝微粒体)先-20℃解冻10min,再4℃解冻待用;
(2)精确称取1mg的JWH-122,以DMSO为溶剂,配置1mg/ml的JWH-122标准品溶液;取20.4724mg NADP+(氧化型辅酶Ⅱ钠盐)于1ml的PBS中,得到0.026mmol/ml NADP+储备液,20.0706mg G-6-P(6-磷酸葡萄糖二钠)1ml的PBS中,得到0.066mmol/ml G-6-P储备液,将1000U的G-6-PDH(葡萄糖-6-磷酸脱氢酶)溶于10ml的PBS,得到100U/ml G-6-PDH储备液,称取0.02852g的MgCl2溶于30ml的PBS中,得到10mM的MgCl2储备液;
(3)第一步制备NADPH再生系统,取一个2ml的离心管,加入10μl NADP+储备液,10μl G-6-P储备液,8μl G-6-PDH储备液,66μl MgCl2储备液,混合均匀,37℃水浴5min,得到NADPH再生系统;第二步另取一个2ml的离心管中加入96μl的PBS缓冲盐溶液,1μl的(1mg/ml)JWH-122标准品溶液,10μl 20mg/ml的RLM,混合均匀37℃水浴5min;加入NADPH再生系统开始启动体外孵育反应,(终体积为200μl,其中,1.3mmol/l NADP+,3.3mmol/lG-6-P,0.4U/ml G-6-PDH,3.3mmol/l Mg2+)。将未加入JWH-122以及未加入肝微粒体的孵育系统作为对照分析。
(4)37℃孵育一定时间,设置孵育时间为5min、10min、30min、60min、120min。孵育结束加入200μl乙腈,涡旋离心取上清液用高效液相串联静电轨道离子阱高分辨质谱检测。通过比较不同孵育时间得到的代谢物的种类以及响应强度,最终选择孵育时间为60min;孵育60min后得到JWH-122的24种代谢产物。最终孵育60min得到代谢产物见表2。
所述液相色谱条件:
流动相:水相(A):0.1%甲酸水;有机相(B):0.1%甲酸乙腈;
色谱柱:Thermo Hypersil GOLD,柱温:30℃;
洗脱梯度:
质谱条件:扫描模式:Full MS-ddMS2 positive;Full MS分辨率:70000,扫描范围:50to 750m/z;ddMS2分辨率:17500,Isolation window:4.0m/z,碰撞能量为30eV;碰撞气:氮气,喷射电压:3800V,雾化温度:320℃,雾化气压力:35arb,辅助气压力:15arb,传输毛细管温度:300℃。
实施例2:分析JWH-122体外代谢物
在总离子流图中输入母药精确质量数,提取色谱峰;对比标准品、未加标准目标物和经孵育60min后样品的色谱峰响应值,得到母药经孵育代谢后的变化量。
表1 JWH-122响应值
将Full MS-ddMS2数据导入Compound Discover软件进行分析,得到单羟基化反应代谢物5种,二羟基化代谢物3种,三羟基化代谢物2种,甲基化代谢物1种,合并脱氢和羟基化代谢物2种,脱氢和二羟基化代谢物4种,合并加氢和二羟基化代谢物1种,脱烷基代谢物1种,合并脱烷基和羟基化代谢物3种,脱烷基和二羟基化代谢物2种。JWH-122结构主要由萘、戊基侧链、吲哚结构三个部分组成,其中萘结构m/z为169,吲哚结构m/z为144。具体代谢产物信息见表2。
表2 肝微粒体实验中发现的JWH-122代谢物
图1是JWH-122的色谱图;其中(a)标准溶液,(b)孵育60min的样品,(c)空白溶液;
图2是代谢物M1的色谱图;
图3是代谢物M2的色谱图;
图4是代谢物M3的色谱图;
图5是代谢物M4的色谱图;
图6是代谢物M5的色谱图;
图7是代谢物M6的色谱图;
图8是代谢物M7的色谱图;
图9是代谢物M8的色谱图;
图10是代谢物M9的色谱图;
图11是代谢物M10的色谱图;
图12是JWH-122二羟基化代谢物色谱图(大鼠尿液);
图13是大鼠空白对照组TIC图;
图14是大鼠空白对照组二羟基化代谢物色谱图;
图15是JWH-122二羟基化代谢物质谱图(大鼠尿液);
图16是JWH-122的二级质谱图;
图17是JWH-122代谢产物的二级质谱图及推导碎裂模式。
单羟基化的JWH-122质荷比m/z为372.19581,观察每个代谢产物碎片离子,可推测羟基化的大概位置。代谢产物A、B在m/z144、169、230处出现峰,表明萘和吲哚结构均未发生改变,因此,羟基化反应位于烷基侧链上。代谢产物C、E有m/z129、185和214的碎片离子,说明吲哚结构和烷基侧链并未发生变化,m/z185为右侧苯环结构发生羟基化,形成苯酚,对于m/z129的碎片,可能是由苯酚发生重排得到的碎片;代谢产物D在m/z169、230处出现峰,且没有m/z 144的碎片离子,表明萘和烷基侧链结构均未发生改变,羟基化发生在吲哚结构上。
二羟基化的JWH-122在m/z为388.19072处出峰,输入质荷比提取色谱峰,在保留时间为7.11min、7.36min、7.53min出现色谱峰。代谢产物A、B、C碎片离子m/z为129、144和185、230,m/z为185表明其中一个羟基化发生在萘结构上,m/z为144表明吲哚结构并未发生变化,则另一个羟基化位于烷基侧链上。
三羟基化的JWH-122在m/z为404.18563处出峰,输入质荷比提取色谱峰,在保留时间为6.22min、6.52min有两个色谱峰。代谢产物A碎片离子m/z/129、185,表明萘结构发生了单羟基化反应,其余两个羟基化发生在吲哚结构和烷基侧链上,但无法确定具体位置。代谢产物B主要碎片离子的m/z/129、144、185以及201,表明萘结构发生二羟基化反应,另外一个羟基化发生在烷基侧链上。
甲基化的JWH-122在m/z为370.21654处出峰,输入质荷比提取色谱峰,在保留时间为10.07min出峰。代谢产物A主要碎片离子m/z为183、214,表明吲哚结构和烷基侧链结构并未发生变化,甲基化位于萘结构上。
脱氢和羟基化反应同时发生,得到的代谢产物A有m/z为169、144、228的碎片离子,碎片离子m/z为169表明萘结构并未发生变化,羟基化和脱氢位于烷基侧链和吲哚上,出现m/z为144的碎片离子表明吲哚未发生变化,因此,羟基化和脱氢都发生在烷基侧链上。代谢产物B出现m/z183、214的碎片离子,表明吲哚和烷基侧链都未发生变化,羟基化和脱氢位于萘结构上。
脱氢和二羟基化同时发生得到4种代谢物,代谢产物A碎片离子为m/z 129、144、185、228,吲哚结构未发生变化,脱氢发生在烷基侧链上,两个羟基一个位于烷基侧链,一个位于萘结构上;代谢产物B有m/z 183、185、230的碎片离子,表明脱氢发生在萘结构上,两个羟基化一个发生在萘结构上,另一个发生在吲哚结构上;代谢产物C碎片离子m/z 144、169、183、185、230、244,表明脱氢可能发生在萘结构上,也有可能位于烷基侧链上,而有一个羟基可能位于萘结构上,另一个位于烷基侧链;代谢产物D的碎片离子为m/z 185、199、214,表明吲哚和烷基侧链均未发生变化,脱氢,二羟基化均发生在萘结构上。
加氢和二羟基化同时发生得到的代谢产物A m/z 185、203、214的碎片离子,烷基侧链吲哚结构未发生变化,加氢以及二羟基化均发生在萘结构上。
M8代谢产物在m/z 286处有质子化的分子离子,同时出现m/z144、169的碎片离子。
M9代谢产物在m/z 302处有质子化的分子离子,代谢产物A有m/z 144、185的碎片离子,表明吲哚结构未变,羟基化发生在萘结构上,代谢产物B、C有m/z 160、169的碎片离子,说明萘结构未发生变化,羟基化位于吲哚上。
M10代谢产物在m/z 318处有质子化的分子离子,代谢产物A、B有m/z 160、185的碎片离子,表明二羟基化一个位于吲哚结构上,另一个发生在萘结构上。
合成大麻素在生物检材中的母体药物含量一般较低,因此找到合成大麻素的生物标记物至关重要。根据本次实验各代谢产物在样品中的响应强度,推测JWH-122的二羟基化代谢产物作为JWH-122的生物标记物。
实施例3:大鼠体内实验验证生物标记物
以聚氧乙基代蓖麻油和无水乙醇1:1为溶剂,配置9mg/ml的JWH-122溶液,PBS稀释
到1.5mg/ml待用;雄性的SD大鼠2只,给药前12小时禁止大鼠进食但可自由饮水。大鼠体重
约450g;通过尾静脉注射1.5ml样品,给药剂量为5mg/kg,尾静脉注射6h后收集大鼠尿液。在
分析实验之前保存在-80℃,最后对大鼠进行处死。
采用注射空白溶剂的大鼠作为对照分析。
__取100μl大鼠尿液,加入300μl乙腈,涡旋30s,10000rpm离心10min,取300μl上清液过0.22μm滤膜,装入进样小瓶进样。
通过建立大鼠体内实验模型,得到四种Ⅰ相代谢产物,包括二羟基化、三羟基化、脱氢加上二羟基化以及脱烷基加上单羟基化。通过体外代谢实验,推测作为JWH-122潜在生物标记物的二羟基化代谢物在大鼠尿液中被检测到,且空白对照组的大鼠尿液并未检测到二羟基化代谢产物。体外二羟基化代谢产物以及大鼠尿液中的二羟基化代谢物都在7.28min出峰,如图12所示;其主要碎片离子包括129、185、230等,如图13所示;推测二羟基化发生在萘结构以及烷基侧链上,与体外二羟基化代谢物相同;可将JWH-122发生在萘以及烷基侧链二羟基化代谢产物作为生物标记物。
本专利通过应用高效液相串联静电轨道离子阱高分辨质谱检测结合化肝微粒体体外孵育实验,最终发现了JWH-122的24种代谢产物,通过分析推测发生在萘以及烷基侧链上的二羟基化代谢产物作为JWH-122的生物标记物,经大鼠体内实验验证生物标记物。具体信息见表3;在尿液中检测到该种生物标记物即可确定人体吸食了合成大麻素JWH-122。
表3 JWH-122生物标记物
实施例4:检测灵敏度
本专利动物实验设置不同给药剂量,验证JWH-122二羟基化代谢产物作为生物标记物的检测灵敏度。
动物实验采用实施例4实验方案,设置2.5mg/kg、5mg/kg两个给药剂量,注射药物6h后收集大鼠尿液,得到JWH-122二羟基化代谢产物峰面积见表4。
表4 不同给药剂量生物标记物峰面积
当给药剂量为2.5mg/kg时,在大鼠尿液中可检测到JWH-122的生物标记物,且响应良好;说明JWH-122二羟基化生物标记物有较好的检测灵敏度,可以实现人体吸食微量JWH-122的检测。
上述实施例并非是对于本发明的限制,本发明并非仅限于上述实施例,只要符合本发明要求,均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
2.利用如权利要求1所述的体内生物标记物的合成大麻素JWH-122检测方法,其特征在于该方法是:
(1)取一定体积的尿液样本加入乙腈,涡旋一定时间,离心取上清液;
(2)将上述滤液进行高效液相串联静电轨道离子阱高分辨质谱检测,若检测到如权利要求1所述的体内生物标记物C25H25NO3,则认为该尿液样本中含有合成大麻素JWH-122。
3.如权利要求2所述的检测方法,其特征在于所述液相色谱条件如下:
色谱柱:Thermo Hypersil GOLD;
柱温:30℃;
流动相:水相A为0.1%甲酸水,有机相B为0.1%甲酸乙腈;
流动相洗脱梯度:0-1min为95%水相A+5%有机相B、1-10min为100%有机相B、10-15min为95%水相A+5%的流动相B。
4.如权利要求2或3所述的检测方法,其特征在于所述质谱条件如下:
扫描模式:Full MS-ddMS2 positive;Full MS分辨率:70000,扫描范围:50 to 750m/z;ddMS2分辨率:17500,Isolation window:4.0m/z,碰撞能量为30eV;碰撞气:氮气,喷射电压:3800V,雾化温度:320℃,雾化气压力:35arb,辅助气压力:15arb,传输毛细管温度:300℃。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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