大麻组分检测及化学分型研究进展

2019-03-22 11:18孙维来郑晓雨赵彦彪曾令华高利生
中成药 2019年2期
关键词:检材酚类大麻

孙维来, 郑晓雨, 赵彦彪, 曾令华, 高利生, 刘 耀∗, 郑 珲∗

(1.成都市人民检察院,四川成都 610041;2.公安部物证鉴定中心,北京 100038;3.四川省开江县公安局,四川达州 636250)

大麻为一年生草本植物,雌雄异体,几乎遍及全球。大麻作为一种古老的栽培植物,可用于生产食用种子油、油漆以及纺织纤维等,具有极大的经济利用价值[1-3]。大麻也是世界范围内滥用最为严重的毒品之一。常见大麻类毒品主要有大麻植物、大麻树脂和大麻油。大麻树脂是从大麻植物中分离出的黏稠状物质经干燥而成;大麻油是用有机溶剂将大麻植物和大麻树脂经过提取得到的一种具有特殊气味、黏性的油状液体;而大麻植物比其他两类大麻毒品成分更复杂,是在实际工作中更常见的一类检材,对大麻植物的分离、检测、分析,以及对大麻毒品的监测和控制更有价值和意义。

大麻植物是非法加工制造所有大麻制品的基本原料,应用现代科学技术,从中可提炼和鉴别出400多种化合物。大麻酚类是其中特有的最重要的成分,也是大麻主要集中在雌花花序由植物毛状体产生的树脂分泌物中[1]。大麻中的四氢大麻酚 (Δ9-THC)、大麻酚 (CBN)、大麻二酚 (CBD) 及大麻萜酚 (CBG)是几种主要的大麻酚类化合物,见表1。对中枢神经系统作用最强的精神活性物质是Δ9-THC,其含有量也是衡量大麻植物及其制品优劣的主要标准[2]。

表1 大麻酚类化合物基本信息

Δ9-THC是大麻中的主要活性物质,也是对人毒性最大的一种成分。一旦使用大麻,Δ9-THC刺激人体产生一系列的细胞反应,对大脑产生记忆力和学习障碍问题,使感觉不正常,思维和解决问题的能力发生困难,失去协调能力,出现心率增快,焦虑、恐惧等症状,同时具有止痛、消炎、促进食欲与止吐的作用[4]。CBN是大麻酚类化合物的一种,是大麻中所含的四氢衍生物被空气氧化而产生的,吸食后可产生精神愉悦感。大麻中其他含有量较少的大麻酚类具有多种生物学活性,如CBG具有杀菌、抗增殖和兴奋骨骼的作用;CBN具有镇静、麻醉的功效;四氢次大麻酚 (THCV)具有减少食欲和抗癫痫的作用。因此,大麻制品比其他单一成分的化学合成毒品具有更强的生物刺激活性。研究大麻中精神活性成分及其他非精神活性成分对于大麻毒品原植物的判定及医药相关领域研究有重要意义。随着科技进步和相关技术的发展,对大麻组分的分离检测也更加深入和成熟。

国内外研究人员在大麻的前处理方法和仪器分析检测方面进行了很多研究,以进一步提高分析效率和测定稳定性。本研究就大麻的前处理过程和大麻酚类的检测分析方法、大麻化学表型的区分以及大麻酚类的稳定性研究进行介绍,对其作一系统综述。寻找简便快捷的前处理方法、准确可靠的检测分析手段,以期更好地判别大麻化学表型并探究光照、温度等条件对大麻酚类稳定性的影响。对大麻植物中的精神活性物质进行准确定性与定量分析,可为司法部门量刑提供可靠的依据。

1 前处理方法

前处理过程可以去除缴获的大麻检材中的杂质干扰成分,并将目标物成分最大程度的保留,进行后续检测分析。大麻毒品原植物需采用不同方法进行提纯净化后,才能进行定性、定量分析,不同的提取效率和净化效果会影响后续的鉴定分析。直接提取法是对检材进行粉碎或研磨后直接用有机溶剂提取,本研究对先前文献报道的前处理方法作一汇总介绍,见表2。从国外研究来看,对大麻植物检材相关的提取都是采用有机溶剂直接提取或者辅以超声等手段,然后进行相关的仪器分析。近年来,国内外学者尝试采用不同的有机溶剂进行提取并不断改进前处理技术。以不同有机溶剂直接提取时,应考虑后续分析手段如液相色谱柱的极性等。此外,2014年Oier等[37]采用超临界流体萃取 (SFE)技术对大麻中生物活性化合物进行提取,与其他常用溶剂提取相比,SFE使用安全的CO2作为主溶剂以及乙醇作为共溶剂;同时,SFE可以确保热依赖和光敏感化合物的稳定性,并且可应用于工业生产领域并具有较高的产率。选择快捷高效的前处理方法,可节约实验成本和时间,保证大麻酚类在后续检测分析时的稳定性,达到准确可靠的实验结果。

表2 前处理方法

续表2

对比不同的前处理方法,采用有机溶剂提取并辅以超声、搅拌等操作,可以快速有效的提取大麻中的目标成分并进行后续分析,准确测定大麻中各组分的含有量,避免耗时繁琐的操作对大麻酚类产生降解,从而影响对其原始组分的鉴定。同时,还要考虑溶剂的环保性及是否会干扰后期仪器分析。

2 检测方法

在快速高效提取大麻检材中的大麻酚类后,采用不同的检测分析方法对大麻作出准确的定性分析和定量检测。

2.1 化学分析法 化学分析法是对大麻酚类的初步筛选和定性方法,操作简单、检测快速。根据相关文献报道[38],大麻的鉴别方法包括快蓝B盐法,即将少量可疑样品置于试管中,再加入少量固体快兰B盐试剂和1~2 mL氯仿,振摇5~10 min后, 加入 1~2 mL NaOH 溶液 (1 mol/L),振摇2~3 min,静置。试管中底部氯仿层如显红色,表示可能含有大麻成分,大麻植物显淡红色,其他都显红色。快蓝B盐法的纸上试验是取一张小滤纸,叠成漏斗状,放入少量可疑物于其中,加2~3滴石油醚于可疑物上,使溶剂浸透滤纸底部,弃去样品,滤纸挥干,加快蓝B盐—无水硫酸钠固体试剂于该滤纸底部,滴加2~3滴NaHCO3水液,浸到滤纸上,观察变化。滤纸上若有红色出现,表明可能有大麻成分。

香草醛—乙醛试剂法,即加少量可疑检材于试管中,加入约2 mL香草醛—乙醛试剂,振摇1~2 min,加2 mL浓盐酸摇匀 (数秒钟)放置,2~3 min后再加2 mL氯仿,缓慢摇动试管,静置分层后观察,如含有大麻成分,氯仿层显紫色,上层为蓝色。本反应灵敏度很高,如果取检材量较多,特别是大麻油和树脂,氯仿层变成黑紫色,很难观察,故而检材取量要求尽量少些。

糠醛实验,即取少量样品放入试管中,加几滴乙醇溶液溶解,将乙醇溶液转至一个小蒸发皿中,加1 mL糠醛试剂 (1%糠醛乙醇溶液)和3滴浓盐酸,在水浴上加热蒸干,再加几滴酸试剂,若出现紫红色,则将这一带颜色的酸溶液转移至另一试管中,加同样体积的氯仿,振摇混匀,若在上层出现比较深的紫红色,下层为比较浅的紫红色,则结果为阳性。

化学检验法是通过一些较简便的观察和试验,直接从检材本身获得一些信息,为进一步检验提供线索。通过添加一些试剂使之与检材在一定条件下反应,并通过观察反应产生的特殊的外观现象,从而判断检材中是否含有大麻类毒品。试验现象明显,反应灵敏并对大麻类具有相应专属性。但是化学试验的方法仍具有一定的局限性,要作出确证性的定性结论尚有赖于灵活应用化学试验并借助仪器分析的手段。

2.2 薄层色谱法 薄层色谱法 (TLC)是将固定相涂布在载板上,使之形成均匀的薄层。将待分离的样品溶液点加在薄层板上离下沿约为10 mm的位置,将下沿向下,放入盛有深度约为5 mm的展开剂的密闭缸中,进行色谱展开,从而实现混合物的分离。对被展开的色谱谱带 (斑点),可通过适当的技术进行定性检测和定量测定。

薄层色谱法用于定性分析时,对有色物质可直接观察比较样品斑点和标准斑点的颜色及其比移值 (Rf)。对无色物质可用合适的显色剂显色或在紫外灯下观察荧光斑点,比较样品和对照品的Rf值是否相同。薄层定量最简单的方法是目视比较法,即将一系列已知浓度的对照样品溶液点在同一薄层板上,展开并显色后,以目视法直接比较样品斑点与对照品斑点的颜色深度或面积大小,也可用测面仪直接测量斑点的面积。另外可用一定的溶剂将展开的斑点洗脱下来再用可见—紫外分光光度法或其他仪器分析进行定量。在严格控制色谱条件的情况下,斑点的颜色深度或面积随溶液浓度 (或点样量)而变化。由此可测出样品的近似含有量或含有量范围,常用于半定量分析或限度检查,常规分析的精密度可达到±10%。

197 6 年Maunder等采用甲苯或二甲苯为流动性溶剂,在非平衡罐中以聚酯基片上的色谱硅胶对大麻及大麻制品进行分离。为了获得精确确认原产地所需的额外诊断点,加入2%二乙胺后采用二维薄层色谱法获得可能与大麻酚类重叠的共萃取物的背景信息。此外,为了获得最佳的视觉显示,采用双重二维薄层色谱法对样品分析。以正常方式在1个下角应用样品,并将色谱图仅显示在第一溶剂中的片材的中心线。允许彻底干燥在对应的相对底角应用比较点,将纸张转过180°,并将第2个斑点展开到同1个中心线。允许彻底干燥将色谱图回到90°,并在其第2个维度上形成2个斑点[8]。利用TLC法检验体外大麻检材中的大麻酚类毒品,其优点是操作简单,不需要衍生化,如果操作技巧上掌握的好,同样可获得满意结果[4]。

2.3 气相色谱法 GC法是以气体为流动相的柱色谱分离技术,根据吸附与解吸附把进入体系的混合组分分离,再由检测器进行检测,以达到分离分析的目的。GC法在大麻分析中的定性依据是样品和对照品的保留时间一致;定量则是根据色谱峰的峰面积或峰高来定量,常用方法有内标法、外标法、归一化法等。定量方法是把峰面积计算数据与各组分的响应特性联系起来通过计算求得组分的含有量。根据文献报道,利用火焰离子化检测器,以地西泮为内参,通过对Δ9-THC含有量的测定可以实现对大麻检材的分型[39-41]。

质谱分析法是采用一定的离子化手段使样品分子分离成各种不同质荷比的离子碎片,在质量分析器中按质荷比大小不同被分离并依次被检测。不同的样品由于结构性质和成分的不同,在离子源中电离形成不同质荷比和不同相对强度的离子碎片,可根据样品质谱中质谱峰的位置进行定性分析,根据质谱峰的强度进行定量分析,根据质谱提供的信息进行结构分析。其主要优点是灵敏度高,所需样品量少 (可达pg级),可提供多维结构信息,分析速度快,可与质谱法联用,在大麻酚类分析中得到广泛应用。

质谱法具有灵敏度高、定性能力强、可给出化合物分子结构等特点,但要求试样要纯,且定量分析较复杂,不适于混合物的直接分析。而色谱法对混合物具有分离效率高、定量分析简便等特点,但由于受检测器的限制,对分离所得化合物的定性能力较差。GC-MS不仅可充分发挥各自的优点,还可弥补相互的不足,既利用了气相/液相色谱法的分离特性,又发挥了质谱或光谱的定性、定量功能。

一维的气相色谱对于复杂的大麻酚类混合物分析不能提供足够的解析,而二维联用气相色谱可以成功应用于对不同大麻酚类化学定型[37]。然而,气相色谱分析需要衍生化步骤以检测不耐热的酸性大麻酚类。由于当前所采用的衍生化方法存在反应条件较苛刻,反应速度较慢等缺陷,应寻找反应条件温和,反应速度快的衍生化方法。气相色谱具有很高的分离效率,而质谱仪灵敏度高、扫描速度快并能够准确测定出未知物的分子量,因此GC-MS是目前解决未知物定性问题的最有效的工具之一。

200 5 年 Pellegrini等[20]以 Δ8-四氢大麻酚为内标, 采用GC-MS在21 min内对大麻相关食品中THC、CBN和CBD进行检测,实现对食品中残留大麻酚类的分析。2008年de Oliveira等[22]为定量检测巴西2006至2007年缴获的55个大麻样品中的3种主要大麻酚类并对其化学表型进行分析,建立了以地西泮为内标的气相色谱-氢火焰离子检测器(GC-FID)法,可在13 min内运行完成并具有良好的线性、精确度。2010年Broséus等[24]以角鲨烷为内标,采用GCMS在25 min内对大麻植物中THC含有量进行检测,实现对纤维型和毒品型的大麻幼苗分型研究。2012年Hazekamp等[26]采用GC/FID-MS在 65 min内对大麻植物中的 THC、CBN、CBG等进行定量检测,并以此对大麻的栽培品种和化学变种进行区分。2012年Tipparat等[28]采用GC-FID对泰国北部栽培大麻植物中THC、CBN、CBD进行测定,并对样本中大麻酚类的相对组成特征进行分析,研究大麻生长阶段、培养时间、培养面积、气候和生长代数对大麻酚类含有量的影响。

由于气相色谱法要求供试品的沸点较低,较易气化,化合物分子中的羟基、巯基、氨基、羧基和羰基等基团会使分子极性较大而挥发性较低,给气相色谱法的应用带来困难,衍生化便成为一种有效的方法,不仅能提高检测灵敏度,且有利于进一步分离组分及除去某些杂质。但由于不同物质在相同的色谱条件下保留值近似或完全相同,该方法的应用有很大局限性。如仅用GC法定性,应选择2种不同极性的色谱柱或检测器。同时,由于大麻中Δ9-THCA在进样口处高温下热脱羧生成Δ9-THC,导致GC无法对大麻中原始组成成分进行分析,检测到的Δ9-THC含有量是脱羧和原始游离两部分的加和,Δ9-THCA在GC进样口处的脱羧完全情况也是目前研究的热点。

2.4 HPLC法 HPLC是以液体为流动相的色谱分析方法,具有分离效能高,分析速度快及仪器化等特点。高效液相色谱法对样品的适用性广,不受样品挥发性和热稳定性的限制。HPLC不需要样品的衍生化处理,可以对大麻样品中酸性和中性的大麻酚类作完整的化学定型[22]。

依据同一物质在同一色谱柱上,相同的色谱操作条件下,具有相同的保留值来定性。采用某物质与另一标准物质相对保留值来定性,可以消除某些条件的影响,需要严格控制操作条件,重复性较差。不同组分可能在同一色谱柱上具有相同的保留值,利用双柱或多柱进行保留值比较定性,使原来具有相同保留值的不同组分分开,增加定性的可靠性。

此外,利用光电二极管阵列检测器定性、定量,可以同时获得样品的色谱图及光谱图,前者定量,后者定性。以作内标物 4-雄烯-3,17-二酮进行内标法定量,进样10 μL,柱温保持 28℃,利用 UV检测器,记录 210~400 nm紫外光谱图,CBGA、CBD、CBN、Δ8-THC、Δ9-THC、Δ9-THCA-A的保留时间分别为8.68、9.41、13.38、15.84、16.34、19.69 min;Δ9-THC的检出限、定量限为2.3、 6.9 μg/mL[42]。 HPLC/DAD 技术 可 以 在 单 一 运 行25 min后对8种主要的大麻酚类进行良好的分离定性[22]。

1995年Lehmann等[9]采用具有光电二极管阵列检测(DAD)的高效液相色谱法,用于定性和定量测定大麻中的中性和酸性大麻酚类,并以此研究大麻化学表型的分类、精神活性的监测和不同产地的比较。2002年Gambaro等[14]分别采用HRGC/FID和 HPLC/UV对大麻树脂中的 THC、CBN和CBD进行检测分析并对2种方法的可靠性、重现性和灵敏度进行比较。 2004年Stolker等[15]用含10 mmol/L乙酸铵和0.2%甲酸的甲醇和含10 mmol/L乙酸铵和0.2%甲酸的水为流动相进行35 min梯度洗脱,在APCI(+)电离模式下进行MS监测分析,分析质量浓度0.03~200 g/kg范围内CBD、CBDA、CBN、THC和THCA,达到荷兰毒品实验室关于大麻产品质量控制的检测要求。2012年De Backer等[27]以50 mmol/L 甲酸铵 (调节至 pH 5.19) 的甲醇/水为流动相作梯度洗脱36 min进行HPLC-DAD分析,测定大麻植物生长周期内主要大麻酚类含有量水平的变化并判断其化学表型。2014年Ambach等[33]通过HPLC-DAD法以36%的三乙胺-磷酸缓冲液 (TEAP)和64%乙腈溶液作等度洗脱对大麻中的THC、CBN、CBD和THCA-A在210 nm波长处进行分离分析。2015年 Gul等[33]通过 HPLC法以水(0.1%甲酸)乙腈 (0.1%甲酸)为流动相作梯度洗脱对大麻植物检材中11种主要大麻酚类于220 nm处在22.2 min内进行鉴定分析。

与HPLC相比,UPLC可减小固定相的粒度以增加色谱柱效能,分离效果更好、分离时间更短。使用UPLC与QTof-MS或trap-tof-MS等质谱检测器连接,可促进天然产物分析研究的发展

另外,核磁共振波谱及质谱由于能够提供一些结构信息,常与气相色谱法或液相色谱联用,提高了分析的效率和准确性。低温核磁共振技术可以确认HPLC的结果并在缺乏适当参考化合物的情况下对大麻酚类化合物进行检测,与HPLC联用可对大麻酚类化学型进行验证[31-33,43]。2013年Happyana等[31]以水 (0.1%甲酸)、甲醇 (0.1%甲酸)为流动相进行梯度洗脱分离后,采用LC-MS在30 min内对大麻植物毛状体中的CBG、CBD、CBN、THC等大麻酚类化合物进行鉴定分析,同时利用低温1H-NMR能够进一步鉴定大麻酚类在毛状体细胞上的生物合成和定位,其高灵敏度和低噪探测力结合低温冷却系统的前置放大器,可为微量化合物检测提供高质量光谱信息。2015年Peschel等采用1H-NMR和 HPLC-DAD法联用,以水 (0.1%TFA)、水-乙腈 (65∶35,0.1%TFA)和乙腈为流动相,在80 min内对大麻植物检材中的大麻酚类 (THCA、THC、CBGA、CBG、CBDA、CBD和CBN)于214 nm处进行检测分析,同时用氘化二甲基亚砜 (99.8%DMSO-d6)制备提取物溶液后进行NMR分析,可测定大麻检材中几种主要大麻酚类的含有量和相对比例,为区分大麻化学型和鉴定不同极性溶剂提取物提供新手段[32]。液相色谱法可以在不损坏大麻检材的前提下,对其中大麻酚类的原始组成情况进行检测分析。

2.5 光谱分析法 光谱分析是根据物质的光谱来鉴别物质及确定其化学组成和相对含有量的方法。2010年田亦陈等[44]利用ASD Field Spec便携式光谱仪系统分析了大麻植物冠层光谱特征,并采用差异分析的方法探明其遥感探测的最佳波段和所需的波段光谱分辨率,为大区域范围内的大麻植物遥感识别提供了理论基础。2015年Tian等[45]建立了利用光谱仪测定大麻中大麻酚类含有量的光谱定量方法,并确定了最佳波段。光谱分析可实现对大麻检材的无损检测,但是无法对其组成成分进行分离分析。

2.6 免疫化学法 大麻种属的基因差异可利用DNA序列进行区分,采用随机扩增多态性DNA(RAPD)或扩增片段长度多态性 (AFLP)的分子标记手段可以很好地区别大麻种类。同样,利用免疫学方法对THC及大麻代谢产物进行分析测定。

免疫化学方法是利用竞争性结合的原理进行检测的方法,其检测限可达10~12 g或更小,具有选择性强、操作简便、检测省时、耗材少等优点。所需样品量少,且样品前处理过程简单,常常不需要任何前处理。灵敏度极高,选用对样品具高度亲和性的抗体用结合蛋白使含有量极低的样品被抗体牢固结合,易于检出,同时引入能够提供强检测信号的标记物,如放射性同位素标记、荧光标记、酶标记等,并采用高灵敏的理化手段检测。特异性较高,选用的抗体对被测样品具高度的专一性,能够与被测样品进行选择性的结合,由于交叉反应的存在,使免疫化学法的特异性不如色谱法高。

采用鼠源抗Δ9-THCA的单克隆抗体进行酶联免疫吸附测定 (ELISA),利于生物检材及大麻制品中的大麻素代谢产物和天然大麻酚类的检出,此外,由于交叉反应的存在可鉴定出选择性作用于大麻受体的新型毒品[46]。随着物理化学、生物化学、免疫学技术的发展,新的标记物和理化检测手段不断出现,从而推动免疫化学法向更加专一,灵敏及测定自动化的方向发展。

3 化学表型判断

大麻植物化学表型有毒品型 (药物)、纤维型 (工业)之分。根据不同的表型指数或利用不同的统计方法,对化学表型的进行判定,从而实现对大麻毒品原植物的准确鉴定和大麻植物学分类研究。

3.1 表型指数对大麻化学表型判断 根据以下3个指标[20,22,27-47]进行区分。 (1) 根据干燥的大麻植物顶部开花部位的Δ9-THC含有量。如果超过0.3%,则为毒品型大麻。 (2)根据由Fetterman等定义的表型指数,即 (Δ9-THC+CBN) /CBD。如果大于1,则大麻植物被划分为表型I,其代表毒品型大麻;而如果小于1,则将植物被分类为表型II,其代表纤维型大麻; (3) 根据 (Δ9-THC) /CBD和CBN/CBD的比率。如果这2个指数中至少1个大于1,则将植物被分为毒品型大麻;而如果2个比率都小于1,则为纤维型大麻。文献报道,Δ9-THC可降解产生CBN,这2个比率是表型指数 (2)的拆分。存储时间过久的大麻检材中可利用CBN/CBD来划分表型。新鲜大麻检材根据比值Δ9-THC/CBD来判别时,可将大麻植物区分为3种化学表型。毒品型的Δ9-THC/CBD比值较高 (远高于1);中间型的Δ9-THC/CBD比值接近1;即纤维型的Δ9-THC/CBD比值较低 (远小于1)。

依据检测分析所得的几种主要大麻酚类含有量,根据不同的表型指数进行计算并对大麻检材的化学表型作出判断。

3.2 主成分分析对大麻化学表型判断 主成分分析(PCA)通过对数据进行降维处理后,可以直观地显示各组样品的差异[48-50]。

2010年Fischedick等[51]以在相同环境条件下生长的11种大麻品种为研究样本,采用GC-FID方法对大麻单萜类和大麻酚类化合物进行定量分析,并根据PCA分析来不同区分大麻品种。结果表明在11个品种中共鉴定和量化36种化合物,使用主成分分析可鉴别每种大麻品种,对其化学差异和大麻药用的质量控制都有参考价值。

2012年 Hazekamp等[26]对不同品种大麻样本进行GC/FID-MS测定后,并基于对这些样品中存在的28种主要大麻酚类化合物的定量数据进行PCA,可以将具有不同组分的大麻品种区分为不同的化学表型。研究表明PCA分析方法对大麻品种的化学表型分类具有一定的实用性和指导意义。

2014年 Aizpurua-Olaizola等[37]利用 HPLC-MS对 30个大麻植物样本中的Δ9-THC、CBN、CND进行检测分析并以此进行PCA,结果表明在室外和室内生长的大麻植物之间存在明显差异,室外生长的植株中具有更高浓度的Δ9-THC、CBN和CBD。

PCA可对大麻中主要大麻酚类的含有量情况作出系统全面的分析,从而对大麻的化学表型进行区分。

3.3 SPSS统计软件对大麻化学表型判断 SPSS即统计产品与服务解决方案软件判别分析,常用于得到体现分类的函数关系式,即判别函数。

2011年奇海涛等[52]利用SPSS统计软件根据大麻穗头中THC和CBD的含有量推断大麻品种,区分内蒙古地区传统种植的当地大麻品种和在内蒙古地区种植新疆毒品大麻品种。2012年Tipparat等[28]通过SPSS的方差分析、简单相关和多元回归分析来分析数据,以评估大麻酚类含有量与影响因素 (生长阶段、培养时间、种植面积、气候和生长代数)之间的关系。

以不同的表型指数或不同的统计方法对大麻植物的化学表型进行分析,对缴获大麻检材作出毒品型或纤维型的判断,为司法工作提供可靠依据,进一步可以实现对大麻毒品原植物的准确鉴定和大麻植物学的分类研究。

4 不同储存条件对大麻中大麻酚类稳定性的影响

通常,在植物组织中大麻酚类以酸性 (羧化)形式生物合成。常见的酸性大麻酚类有 Δ9-四氢大麻酚酸 A(THCA-A)、Δ9-四氢大麻酚酸B (THCA-B)、大麻二酚酸(CBDA)和大麻萜酚酸 (CBGA)。由于在大麻样品中只能检测到痕量的 THCA-B,THCA-A是其主要形式,因此THCA一般指THCA-A[27]。酸性大麻酚类在热或光的影响下容易发生脱羧反应,进而生成相应的中性大麻酚类Δ9-THC、CBD和CBG。

大麻植物中的主要精神活性化合物Δ9-THC相对不稳定,其含有量在不同储存条件下可能会发生变化。在环境因素的作用下,Δ9-THC可以通过双键的迁移转化为异构的 (-)-Δ8-反式-THC,也可通过醚键的水解转化为CBD。此外,Δ9-THC在空气中还会被氧化成大麻酚,大麻酚类的稳定性对储存形式和条件具有高度依赖性,每种大麻酚类的含有量受遗传、栽培环境、收获时间、储存条件等因素的影响而变化[53-55]。探讨储存条件对大麻酚类的影响,为司法实践中大麻检材的时效性操作提供参考。同时,确定样品中大麻酚类的相对组成为司法鉴定提供有用的信息,如对大麻检材成熟时期、化学效力以及可能地理来源的推断,从而有助于大麻毒品原植物相关案件的侦缉和对其区域性监控和管制,有效预防滥用。

197 3 年Turner等[53]对分别储存在-18℃冷冻、4℃冷藏、(22±1)℃下 (有限光照)、37℃温箱和50℃温箱5种条件下的大麻植物检材中的Δ9-THC、CBN、CND在104周内的含有量变化进行GLC分析,研究表明CBN不是Δ9-THC降解的唯一产物,并确定Δ9-THC分解产生CBN或其他产物的百分比。1976年 Fairbairn等[55]将大麻酚类纯品、9种草药大麻样品和2种大麻树脂溶液在不同条件下 (5℃黑暗、室温避光及室温见光)储存2年,证实大麻酚类以乙醇提取液形式储存并不稳定,光照是影响其稳定性的重要因素。 2010年 Lindholst[56]采用GC-FID 和 HPLC-DAD 方法对大麻树脂及其提取物中的总Δ9-THC、中性Δ9-THC、Δ9-THCA、CBN、CBD和大麻萜酚 (CBG),在室温见光/避光、4℃避光、-20℃避光条件下长达4年的变化情况进行分析。研究表明,Δ9-THCA通过脱羧而呈指数降解,中性Δ9-THC的降解速度稍慢,酸性THC的降解速率以提取物形式在室温下储存显著高于大麻树脂形式。当大麻酚类从树脂提取至有机溶剂中时,温度和光照条件都会影响它们的稳定性。2011年Trofin等[54]采用GC-MS和HPLC方法对不同化学表型大麻植物中的Δ9-THC、CBN和CBD分别在室温 (22℃)见光和4℃避光条件下50个月内的变化情况进行检测分析,实验表明Δ9-THC含有量随检材储存时间增加而降低,在室温见光条件下显著降低;储存期间CBN的含有量增加,并且在室温见光样品中的增加显著高于在4℃避光条件中储存的样品。2012年Trofin等[57]采用GC-MS和 HPLC方法对大麻树脂中的 Δ9-THC、CBN和CBD分别在室温 (22℃)见光和4℃避光条件下4年内的变化情况进行检测分析,结果表明,在整个储存期间Δ9-THC稳定衰减,在室温见光下的样品比4℃避光储存的样品衰减更明显;CBD具有相同趋势的变化。而CBN含有量在储存期间稳定上升,并且在室温见光下样品的增加显著高于4℃避光储存的样品。2015年 Taschwer等[58]采用HPLC-UV方法研究大麻植物检材中Δ9-THCA至Δ9-THC的降解,分别检测在不同储存温度 (50、100、150℃)下大麻植物检材中Δ9-THCA和Δ9-THC含有量在24 h内的变化情况。实验表明,高储存温度会导致Δ9-THCA更加快速和彻底地分解为Δ9-THC,而在低温下仅有微小的变化。

大麻中的大麻酚类对储存条件如光热等具有一定的依赖性,本研究在此基础上进一步探讨不同储存条件、储存形式对其稳定性的影响也具有重要意义。

5 展望

利用有机溶剂超声萃取是最常用的方法,简便快捷,节约了分离时间和成本。目前已发展了多种分离检测大麻酚类的技术手段,从实用性角度出发,GC和HPLC具有普遍应用价值,GC无法检测大麻中四氢大麻酚酸,而HPLC无需衍生化处理即可对大麻中的原始组成成分进行分析,对仪器设备要求较高。2004年,Waters在仪器和色谱柱设计方面取得长足的进步,同时将UPLC技术引入分离科学领域。与常规HPLC系统相比,ACQUITY UPLC系统在液相色谱分离度、速度和灵敏度方面均获得显著提高[59-62]。在实际工作中,可结合不同分析方法对大麻进行快速准确的检测,区分不同表型,探讨大麻酚类对储存条件的依赖性,为大麻原植物类毒品犯罪的缉查及从法庭科学角度为大麻原植物类毒品犯罪的定罪量刑提供依据。

样品前处理是大麻植物主成分分析过程中重要的环节,前处理技术的程序繁琐和操作耗时会影响后期对大麻中大麻酚类原始组成的分析,为了减少操作步骤及获得尽可能高的提取效率,建立快速简便和节省有机溶剂的样品前处理手段,可避免有机溶剂的大量消耗和对环境的污染以及安全事故的引发,实现了在较短时间内达到很好的分离,具有更高的检测效率,同时也节约了实验成本。

利用超高效液相色谱-质谱联用评价大麻的化学效力,即计算总的四氢大麻酚含有量 (四氢大麻酚和酸性四氢大麻酚酸含有量之和),探究温度、氮气保护等处理条件对四氢大麻酚酸降解的影响。

为配合执法部门打击毒品违法犯罪分子,各国也都开展了毒品检测方法的研究。鉴于我国的毒品形势日益严重,由于大麻毒品造成的案件大幅上升,毒品分析的工作越来越重,为了给公检法和医疗部门提供及时可靠的数据和证明,建立准确、快速、灵敏的毒品分析方法是必要的。

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