SPE-GC/MS追踪大麻

大麻属于流行毒品，因驾驶员吸食大麻而致的交流事故屡见不鲜。在德国，若在机动车驾驶者的血液中查出大麻成分Δ9-四氢大麻酚（THC）高于1ng/ml的话，不仅会被罚款，而且还可能受到禁止驾驶的处罚。此外，鉴于长期吸毒者在交通行驶过程中丧失脱离毒瘾的能力，因此相关部门还可能永久吊销其驾照。

吸食毒品取证

法庭上具有重要意义的因素调查，是借助于在法医毒物学实验室中对大麻有效成分四氢大麻酚进行的检测。“血液中较高的THC值所产生的实际影响，可以同交警在血液控制中的酒精含量那样相比较。”基尔市石勒苏益格－荷尔斯泰因州立大学附属医院法医研究所的法医Gertrud Rochholz博士如是称。当验证血液中有11-羟基Δ9-四氢大麻酚（THC-OH）时，表明是在不久之前吸食毒品；而血液中含有较高的11-nor-9羧基Δ9-四氢大麻酚（THC-COOH）则表示属于长期吸毒。原则上，一旦发现驾驶员长期依赖毒品则可长期吊销其驾照。只有当事人经过数月的尿液和头发检测证明确已戒毒，才能恢复驾驶资格。

图1. Gerstel-SPE分析系统示意图。

SPE-GC/MS作为标准方法

德国基尔市石勒苏益格－荷尔斯泰因州立大学附属医院法医研究所，原本采用预先进行样品固相萃取的气相色谱，耦合以质谱检测器的方法（SPE-GC/MS）检测血液中的THC、THC-OH和THC-COOH。Rochholz博士介绍：将1ml血清与1ml乙酸以及经过重氢化了的上述3种分析溶质的模拟物质作为内标混合。于自动样品固相萃取系统（ASPEC-System吉尔森公司）设备上，将样品溶液通过反相预处理柱UCT （C18ec，3ml，200mg）进行萃取。在后续步骤中将洗脱液蒸发，残渣则采用衍生剂N-甲基-N-（三甲基硅烷）-三氟乙酰胺（MSTFA）加以溶解。分析溶质的衍生化于分流/无分流进样器的导入管之中进行，再在气相色谱/质谱仪上以单离子检测扫描模式（SIM）测定。Gertrud Rochholz博士对于该方法的评价是：“这是一种半自动化的分析过程，但较为费时，要求进行许多手工步骤和操作，且耗费大量的溶剂和血清样品，我们的目标是让该分析过程更加高效。”而后该法医研究所和Gerstel公司合作，实现了对现有SPE-GC/MS方法的全自动化，并且对方法进行了优化。

图2. 用于固相萃取的标准预处理柱（下），对照以用作自动固相萃取的Gerstel预处理柱。

全自动SPE-GC/MS法

由于血清样品需要经过固相萃取（SPE）过程，遂考虑于Gerstel多用性进样器（MPS）的自动化样品预处理时引入固相萃取。借此将在手动或者半自动操作中的工作步骤转入到实验室机器中，这意味着精度更高且更加可靠。“依赖于人工的手动操作过程必然会带来一定的波动性。”Gerstel公司应用专家 Oliver Lerch博士如是解释。通过将该公司引入市场的样品制备机器人（MPS）与Maestro公司的控制软件相结合，轻点鼠标就能够将全部工作步骤和流程轻松地组合一起，并可以直观修正。Lerch博士强调说：“不仅是SPE固相萃取，还包括所有的样品预处理步骤， MPS进样器将洗脱液在集成的GeratelmVAP蒸发器中于60℃进行蒸发，残渣以MSTFA加以溶解，分取一部分进样注射于GC/MS中”。

图3. 采用自动化的SPE所得到的血清中的THC及其代谢产物的验证谱图。0.5ml血清样品的萃取采用1ml SPE柱（100mg C18ec）；1ml血清样品采用3ml预处理柱。衍生剂为40μl MSTFA。 对于0.5ml血清样品采用1ml预处理柱和25μl MSTFA。

自动化SPE及进样细节

由于多用性自动进样器MPS的固相萃取要求采用与其适配的标准固相萃取预处理柱，遂选用了相同类型的柱型（Macherey & Nagel, C18ec, 3ml，200mg）作为对照。

比较实验对两类短柱产生了相似的效率。由于旨在寻求应用更小的样品量和更少的溶剂体积，可以设想，若采用更小尺寸的同一类M&N预处理柱，那么同样会大有希望的结果，该设想已得到实验的证实（如图3所示）。

图4. GC/MS全套完整系统图，配备有Gerstel双塔变通型多用性自动进样器MPS以及多位蒸发站。

全自动化系统

Lerch博士根据多年经验得出结论，只有在实践中行之有效的才能算得上好方法。基尔法医研究所原来通过手动或半自动的方式进行的THC及其代谢产物THC-OH和THC-COOH的SPE-GC/MS测定，已成功地转移到全自动化系统中。Rochholz博士称：“样品用量已成功降低，血清体积从1ml减少至0.5ml，所用的SPE预处理柱尺寸以及溶剂用量也相应减少”。不仅是每次的分析成本有所降低，还免去了手动操作，从而能够提升实验室的工作效率。应用专家Lerch博士谈及该分析方法的评价时称：“血清中THC及THC-OH的检测限已经小于1ng/ml。对于3种化合物测量重现性（误差）平均为5%，并未发现样品的遗留污染”。验证THC、THC-OH和THC-COOH的SPE-GC/MS方法，符合法医毒物学实践的要求（德国毒物学和法医协会）。此外还有许多法医研究所也对该方法表示兴趣。令Rochholz博士感到欣慰的是：“该SPE-GC/MS系统不仅适用于上述化合物的验证，而且还为毒物学家提供在其他领域应用的可能性”。

固相萃取

传统的固相萃取方式需要使用大量的有毒溶剂，再将溶剂蒸发以富集分析溶质，才能达到所要求的检测限，为此往往需要进行许多费时的手动操作步骤。通过引入实验室机器手来进行固相萃取，可以将样品预处理步骤完全实现自动化。