表 4-1 電動進樣和抬高虹吸進樣所得電泳圖之 S/N 比 ... 47 表 4-2 不同材質的 LOD 估計值... 75
第一章 緒論
1-1 研究目的
近幾年來,台灣濫用藥物的趨勢愈來愈嚴重,本研究目的主要 利用毛細管紫外光電泳和毛細管螢光電泳分離六種狡詐家安非他命 化合物,分別為 ortho-chloroamphetamine、meta-chloroamphetamine、
para-chloroamphetamine、ortho-fluoroamphetamine、meta-
fluoroamphetamine、para-fluoroamphetamine,並且利用毛細管螢光電 泳做真實樣品的分析。
此外,為了能夠在短時間內篩選出受測者是否有吸食狡詐家安 非他命化合物,本研究利用 paperspray 針對 para-chloroamphetamine 做偵測可達到快速篩選的效果,並針對不同的材質以及尖端角度對於 ESI 效果的影響做研究。
1-2 研究介紹
當今社會毒梟濫用藥物的情形日趨嚴重,許多不肖毒犯為了規 避法規,合成主結構和安非他命一樣,但改變所接的官能基,其毒性 和藥性都更勝安非他命,此類基本結構一樣但所接官能基不同的藥品
稱之為「狡詐家藥物」。本研究所選的狡詐家安非他命藥物為鹵化安
非他命中的氟安非他命和氯安非他命,台灣警方於前年發現毒梟大量 合成氯安非他命,其藥性遠遠超過安非他命和甲基安非他命,政府於 2011 年 4 月將對-氯安非他命(PCA)列為第三級毒品。
現今一般常見的濫用藥物檢測法包含了比色法、氣相層析質譜 法[1-8]、液相層析質譜法、拉曼光譜法 [9-12] 、薄層層析法、毛細 管電泳等等。目前檢測單位主要還是以氣相層析質譜法為主,因為其 具有定性、定量、準確度及精確度高的特性,但由於氣相層析質譜法 多以 EI 為游離源,此游離法能量較高,會使樣品結構斷裂,不易觀 察母離子訊號,所以當離子斷裂碎片相同且化學結構類似時,不容易 判定,且當樣品不具揮發性時,必須經過煩雜的衍生步驟才可進行氣 相質譜的分析。因為質譜有不利於辨別同分異構物的缺點,所以本實 驗以毛細管紫外光電泳和毛細管螢光電泳以及 paper spray 來進行藥 物分析。
本實驗所使用的真實樣品為唾液[13-17],相較於血液取得不便 且具侵入性,而尿液會有假物質的干擾,唾液的取得快速且安全,所 以目前在濫用藥物的分析上,唾液為首選。
Paperspry 為近年來興起的快速篩選技術,本研究針對 paperspray 的材質以及濾紙的尖端角度做研究,此技術的優點在於可以快速的在
1-3 分析物簡介
安非他命 (amphetamine) 為一種中樞神經興奮劑,學名為苯丙 胺,又名為去甲麻黃素,為無色或淡黃色油狀物,其鹽酸鹽或硫酸鹽 是帶有微苦味的白色結晶狀粉末,為台灣常見的氾濫毒品。吸食安非 他命可提振精神興奮作用長達十幾個小時。安非他命最早是在 1887 年由德國化學家 Edeleano 合成,在 1932 年被應用在醫療上,多用於 治療呼吸方面的疾病以及憂鬱症、長期疲乏…等症狀,後來還被作為 食慾抑制劑,添加在減肥藥中,其主要副作用為:頭痛、高燒、血壓 升高、盜汗、食慾喪失、瞳孔放大…等,若服用劑量太高會引起精神 錯亂、幻聽幻覺、被害妄想等症狀,且有高血壓及腦中風之危險,成 癮性很強,停用後的脫隱症狀包括精神呆滯、昏睡、易怒、煩躁憂鬱,
有自殺傾向。雖然安非他命致死率不高,但因為其成癮性,荷蘭將其 列為第一級毒品,美國以及英國則列為第二級以及 Class B 管制毒 品,加拿大列為第三級毒品,我國政府也將其列為第二級管制毒品。
3,4-MDMA (3,4-methylenedioxymethamphetamine) 為一種結構 類似安非他命的中樞神經興奮劑,俗稱忘我、亞當、狂喜、快樂丸、
搖頭丸等,最早於 1912 年由德國 Merck 公司合成,1914 年獲得專利,
主要作用和安非他命類似,但效用較安非他命強,通常在服用二十分 鐘至一小時內即產生藥效,服用者會有意識昏迷、抽慉、幻聽幻覺、
呼吸困難、大量出汗、體溫升高、呼吸衰竭、心律不整等現象,若長 期大量服用會導致記憶力衰退、語言以及視覺均受到損害。美國於 1988 年將其列入一級毒品,其他如英、德國等國家亦分別將其列入
由於政府陸續將安非他命、甲基安非他命以及 MDMA 列為第二 級毒品,所以國內許多不肖業者為了規避法規,開始合成以及販售結 構和效果類似安非他命的新興毒品,這些藥物在政府尚未立法前以狡 詐家藥物稱之。而在這些新興毒品中,鹵化安非他命是近幾年來備受 重視的,不肖業者常以 3,4-亞甲基雙氧甲基安非他命(即 MDMA、搖 頭丸)名義販賣,鹵化安非他命為中樞神經興奮劑,而在台灣,自 98 年以來,又以氯安非他命(chloroamphetamine)和氟安非他命
(fluoroamphetamine)最為氾濫,其結構和作用類似安非他命和 MDMA。
氯安非他命 (chloroamphetamine)
氯安非他命俗稱白 C、氯環,外觀為藍、綠、褐、白等色的圓形 或是五星型錠,原本應用在動物實驗,於神經生物學研究中殺死神經 性細胞,具高毒性。服用後的症狀和 MDMA 類似,會導致血壓升高、
失眠焦慮、情緒不穩、記憶衰退、妄想、精神分裂,值得令人擔憂的 是毒性較 MDMA 強,造成致死的劑量範圍值小,具高度危險性。雖 目前無關成癮性之研究文獻,但國內已有多起查獲案例,甚至破獲對 -氯安非他命之製毒工廠,且本身亦不具醫療用途,所以法務部於民 國 100 年四月將其提列為第三級毒品,詳見附錄。
氟安非他命 (fluoroamphetamine)
就氟安非他命而言,作用和結構類似氯安非他命,只是效用較 氯安非他命低,外觀為黃色的圓形錠,立陶宛於 2009 年七月將其列 為管制藥品,而瑞士則在 2010 年十二月列為管制藥品,其他像是波 蘭以及瑞典均陸續將其列為管制藥品。台灣雖尚未立法,但其氾濫的 情形也日趨嚴重。
圖 1-1 安非他命類的基本結構
表 1-1 安非他命衍生物
Name R1 R2 R3
ortho-fluoroamphetamine F H H
meta-fluoroamphetamine H F H
para-fluoroamphetamine H H F
ortho-chloroamphetamine Cl H H
meta-chloroamphetamine H Cl H
para-chloroamphetamine (PCA) H H Cl
PCA 為第三級毒品
第二章 分析方法及原理
2-1 毛細管電泳分析法之發展
電泳(electrophoresis)指帶電粒子受外加電場作用,以不同速 度朝與電荷電性相反的電極方向移動之現象。表 2-1 為其發展史。
表 2-1 毛細管電泳發展史
西元(年) 科學家 事件
1886 Lodge 使用含有膠質的電解液,在兩端加以電壓,發現顏色
產生的變化[18]
1892 Picton 使用含有離子性色素的電解液
1899 Hardy 使用含有膠質粒子的 U 型管,發現了電泳的現象 1937 Tiselius 應用於離子性物質的分離與精製[19]
1948 Tiselius Tiselius 因電泳法-吸附現象及分離血清蛋白等相關研 究得諾貝爾化學獎
1965 Konstantinov 首度使用毛細管進行電泳分離的嘗試
1967 Hjerten 提出在高壓電場,直徑 3mm 毛細管中作自由溶液毛細 管區帶電泳[20-21]
1981 Jorgenson 使用內徑 75 µm 的石英毛細管,以螢光的方式進行型 研究,確立了一般所稱毛細管區帶電泳法(CZE) [22-23]
1984 Terabe 提出了膠束電動層析法 (Micellar electrokinetic chromatography, MEKC)。 [24]
1987 Hjerten 把傳統的等電聚焦法,應用到毛細管電泳法來,提出 了毛細管等電聚焦法(Capillary isoelectric focusing, CIEF) [25-26]
1987 Cohen 提出了毛細管凝膠電泳法(Capillary gel electrophoresis, CGE) [27]
1990 Honda 最早將毛細管電泳應用於中芍藥 Paeoniflorin 及
2-2 毛細管電泳分離模式
毛細管電泳具有多種操作模式,其分析原理主要利用電滲流及 樣品溶液間的作用[30-32],每種模式分離機制也都不盡相同,而毛細 管電泳基本操作模式包含有:毛細管區帶電泳(CZE) [33-34]、毛 細管微胞電動層析(MEKC) [35-37]、毛細管凝膠電泳(CGE) [38]、
毛細管等電聚焦(CIEF) [39-40]、毛細管等速電泳(CITP) [41-44]
以及毛細管電層析法(CEC)[45-48],其分離機制如表 2-2 所示。
表 2-2 毛細管電泳常見分離模式與機制
分離模式 分離機制
毛細管區帶電泳(CZE)
Capillary zone electrophoresis 自由溶液中電泳遷移率 微胞電動層析(MEKC)
Micellar electrokinetic chromatography 分析物與微胞間相互作用力差異 毛細管凝膠電泳(CGE)
Capillary gel electrophoresis 分析物大小及電荷不同 毛細管等電聚焦(CIEF)
Capillary isoelectric focusing 依等電點不同(pKI) 毛細管等速電泳(CITP)
Capillary isotachophoresis 界面移動促使分析物分離 毛細管電層析法(CEC)
Capillary electrochromatography 分析物與靜相間作用力
2-2-1 毛細管區帶電泳(Capillary zone electrophoresis, CZE)
CZE 是毛細管電泳中最基本、最為廣泛的一種操作模式,如圖 2-1 所顯示[49]。在不同 pH 值之下,帶電荷粒子有不同的質荷比
(m/z),會直接影響粒子遷移的速度,這也是關鍵。有時會針對不同 的需求在背景溶液中添加修飾劑,像是有機修飾劑、界面活性劑或對 掌性選擇劑(chiral selectors)等,藉由不同的作用機制,以達分離 之效果 [50-54] 。
2-2-2 微胞電動層析法(Micellar electrokinetic chromatogray, MEKC)
微胞電動層析(MEKC)技術起源於西元 1984 年,由 Terabe 等 人首先提出[55-56],此一技術最大之特點是可同時分離離子型化合物 與中性物質。在 MEKC 模式中,是在背景溶液中加入界面活性劑,
而加入界面活性劑之濃度大於其臨界微胞濃度(critical micelles concentration , CMC)時,界面活性劑之單體會聚集形成球狀體,稱 微胞(micelle),以圖 2-2 所示[57],在電泳過程中分析物身處在兩相 之間分配,由於微胞與分析物之間親合力不同,造成其滯留程度有所 差異。在一般狀況來說,電滲流流速大於微膠粒的遷移速度,微膠粒 最終以較低速度朝陰極方向移動,進而達到分離分析物的目的。
圖 2-2 MEKC 分離模式示意圖
S1及 S2分別代表不同的溶質粒子,因與微胞產生作用力之不同,而
2-2-3 毛細管電泳線上掃集法(sweeping)
西元 1998 年,Quirino 與 Terabe 發表一種稱為掃集法(sweeping)
的線上樣品濃縮技術[58-62],本濃縮技術的特色在於利用界面活性劑 形成的微胞,在電場中為移動相,由於親和力之關係來對樣品進行掃 集濃縮,其機制如圖 2-3[63],爾後結合 sweeping 的 MEKC 濃縮技術 就被廣泛地運用在毛細管電泳分析上[64-66]。
圖 2-3 掃集(sweeping)濃縮機制示意圖
A:首先毛細管內注入背景溶液(BGS),之後注射一段樣品(S)。
B:施加負電場後微胞進入 S 區將分析物掃集至一狹窄區帶,而圖中 所標 PS vacancy 則是指前導 BGS 中的微胞往前移動,導致的一段 不含微胞的背景溶液。
C:電泳時間的增長,所有樣品區帶都被掃集過後,分析物完全被濃 縮在此一黑色區帶上,隨著微胞繼續遷移,被濃縮的分析物區帶
2-2-4 毛細管電泳線上堆積法(stacking)
由 Chien 與 Burgi 在西元 1991 年所發表的場放大樣品堆積(field
由 Chien 與 Burgi 在西元 1991 年所發表的場放大樣品堆積(field