第一章 緒論
1-1 研究目的
現今社會中濫用藥物往往是各界的社會問題，濫用藥物不但會使人 產生依賴性亦會使人產生迷幻、興奮等作用，對人們的生理以及心理 造成嚴重的危害。而不法集團往往為了逃避法律責任，會自行製造主 架構相同但官能基不同的毒品，而此類毒品被稱為狡詐家藥物。近年 來此類毒品的濫用越來越氾濫，因此為了達到加強濫用藥物檢驗的機 制來嚇阻藥物濫用的擴大，降低毒品對社會的危害。
過去在台灣法定的檢測濫用藥物之儀器為氣象層析質譜儀，但由 於質量偵測範圍較小且無法較極性的藥物。在此本實驗室設計出能兼 具快速定性分析以及高效能分離的技術，藉由本實驗來分析狡詐家類 藥物-鹵素安非他命類，並且成功地將其應用在唾液檢體上進行分 析。
2
1-2 分析物簡介
鹵素安非他命類濫用藥物為位置異構物，均是以苯乙胺類的安非 他命為主架構，並且在苯環上接上不同位置的官能基 (F、Cl)，分別 在鄰 (ortho)、間 (meta)、對 (para)的位置上。
鹵素安非他命類藥物在 98 年以五星圖案的藍色藥錠(Cl)、黃色圓 形錠(F)被使用做當時最新的毒品，並且於 99 年在台北查獲製作鹵素 安非他命的製毒工廠，由於此藥物並無醫療用途且在過去並無相關成 癮的研究，為了避免遭濫用，台灣在 100 年 10 月已經將 4-氯安非他 命 (4-Chloroamphetamine)列為第三級管制藥品。
鹵素安非他命在藥理上與一般安非他命相當類似，屬於苯乙胺類 中樞神經興奮劑及抗鬱症藥，起初被用來殺死動物血清性神經元的神 經毒素，而長期使用並觀察發現會造成記憶損傷、高血壓及心跳加速，
此外鹵素安非他命的神經毒性也較 MDMA[1]來得更強，致死量計範 圍也小，具有高度的危險性。此外不法集團甚至將鹵素安非他命與其 他毒品進行混和後製藥，進而大幅提升致死率。
3
1-2-1 鹵素安非他命結構圖
圖 1-1 鹵素安非他命類基本結構
表 1-1 鹵素安非他命類對照表
Name R2 R3 R4 R5 R6
2-fluoro-amphetamine F H H H H 3-fluoro-amphetamine H F H H H 4-fluoro-amphetamine H H F H H 2-chloro-amphetamine Cl H H H H 3-chloro-amphetamine H Cl H H H 4-chloro-amphetamine H H Cl H H
NH 2
5
6
2 3
3
4
4
4
1-3 濫用藥物的檢驗技術
近年來較新的技術有大氣壓基質輔助雷射脫附游離法
(AP-MALDI)[2-5]、電噴灑輔助雷射脫附游離法(ELDI)[6-9]及紙片電噴灑 游離質譜法(PS-MS)[10-14]被開發。
大氣壓基質輔助雷射脫附游離法(AP-MALDI)被用來分析毒品的 開發已經相當多[15-17]，實驗上需要選擇好適當的基質避免干擾到待測 物即可進行快速分析，常見的基質有
CHCA(α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid)[18-19]、 DHB(2,
5-dihydroxybenzoic acid)[20-22]，在常壓下將分析物與基質充分混合後，
將其置乾後利用脈衝式紫外光雷射(337 nm)[23-24]進行游離後分析，在 實驗上必頇要進行基質混合的步驟，因此在快速分析上並沒有太大的 幫助，此外在雷射脫附游離上，脈衝式雷射所打的每個點會因為分析 物與基質的結晶程度不同而造成譜峰的不同，也就是甜點(sweet spots) 的問題，因此在定量上有一定的困難度。
電噴灑輔助雷射脫附游離法(ELDI)是為了解決加入基質後產生 的干擾而被開發出來，實驗上僅需要將分析物置乾於不鏽鋼基材上即 可用脈衝式雷射進行游離，實驗中去除了加入基質的步驟，因此較 AP-MALDI 來得快速許多，但是此分析方法仍然是用氮氣脈衝式雷射
5
(337 nm)[25-26]進行脫附游離，因此仍會有甜點影響分析結果，所以 ELDI 僅適合用來快速的定性分析。
最近較熱門的分析方法是利用沾濕的濾紙當作游離源進行分析 也就是紙片電噴灑游離質譜法(PS-MS)，實驗上僅需在濾紙上施加一 高電壓即可藉此達到電噴灑的目的，接著將分析物滴在濾紙的尖端即 可觀察到分析物的譜峰，更何況濾紙能讓取樣者攜帶方便得隨處採樣 後帶回實驗室再進行分析，此方法相較於前兩者來得簡單且快速，因 此更適合用來快速的定性分析。
以上均是近年來的分析技術，反觀過去傳統的分析技術有氣相層 析質譜法(GC-MS)、液相層析質譜法(LC-MS)[27-39]以及毛細管電泳電 噴灑質譜法(CE-ESI-MS)[40-45]等等。
在氣相層析質譜法(GC-MS)[46-68]上對於分析濫用藥物的發展已 經相當純熟，GC-MS 是利用電子游離法(electron ionization,EI)的方式 使分析物帶有電荷，進而進入質譜後進行分析，而 GC-MS 具有較高 的再現性，並且可以依照特有的滯留時間(retention time)、離子強度 (ion ratio)、離子碎片的片段(ion fragments)進行分析，而在此方法上 也建立許多提供比對的資料庫，但是在分析物上必頇受到限制，由於 傳統 GC-MS 僅能分析質荷比(mass-to-charge ratio, m/z)在 1000 以內的
6
分析物，除此之外，分析物也必頇滿足就有高揮發性、對熱穩定、非 極性的性質才可分析。
液相層析質譜法(LC-MS)由於可以直接分析極性、無揮發性、熱 不穩定性與大分子的分析物，因此近年來在分析濫用藥物上相當熱門，
LC-MS 不需進行額外的衍生反應因此可簡化樣品前處理的步驟，並 且隨著串聯式質譜(tandem mass spectrometry, MS/MS)[69-70]的問世，實 驗上能透過選擇前置離子(precursor ion)後進行二次碎裂，藉由碎裂後 的分析結果來推測可能的分析物官能基，此外當 LC-MS 結合電噴灑 游離(electrospray Ionization, ESI)[71-74]後所能偵測的範圍更為廣，泛指 非極性、中性、極性物質均可偵測，除此之外亦能讓蛋白質大分子形 成多電荷離子，藉此能使高分子量的分析物可在低質荷比處被偵測到，
所以 LC-ESI-MS 在分析大分子上扮演相當重要的角色，但是要配合 近年來的環保概念上仍有為人詬病的地方，即是在 LC-MS 上流動相 的使用量是相當多。
為了能解決浪費的問題且又能有高靈敏度的分析技術，後期發展 出將毛細管電泳電噴灑質譜技術(CE-ESI-MS)，CE-ESI-MS 結合了毛 細管電泳(capillary electrophoresis, CE)的高分離效率以及質譜的高選 擇性，此外電灑游離法具有高離子化效率，且為大氣壓力下的游離法，
7
因此電灑法質譜儀已成為毛細管電泳質譜儀與液相層析質譜的主要 離子化方法。
8
1-4 生物檢體之檢驗分析
在濫用藥物分析上生物檢體的檢驗方法常見的有三種，分別是 尿液篩檢、毛髮檢驗及唾液檢驗。
在尿液篩檢上一般來說毒品或藥物經過吸食或施打進入人體後，
先會經由肝臟分解成各種代謝物，再經由血液循環分佈全身，大約 有 70%至 80%的毒品或其代謝物，會在吸食或施打後漸漸由尿液排 出，取出尿液檢體後必頇經前處理、萃取、衍生化、經氣相毛細管 柱層析分離，最後以質譜儀偵測。尿液是目前濫用藥物檢驗的主要 檢體，也是台灣目前的法定檢體。
毛髮檢驗會保存受檢者的用藥紀錄。一般而言，在使用完毒品 後一段時間，除了在尿液外，其他如血液、汗液、唾液、指甲、毛 髮等生物檢體，或多或少都會含有使用過的藥物或其代謝物，因此 也可以作為監測毒品的證據。指甲與毛髮由於可以不斷生長，只要 不被剪下，都可長久保存。唯獨檢體處理需費時且成本較高。
另外利用唾液當作檢體，除了採集上快速簡便且不具侵入性，
不需專業技能即可操作，採樣時亦可在現場監控，因此也減少檢體 被摻假、掉包的情形。唾液中的藥物為由血液分佈而來，亦較能反
9
應採樣當時體內血液之藥物濃度。上述優點使唾液作為濫用藥物篩 檢的實用性逐漸受到重視。
此外檢體的前處理也相當重要，如果前處理未確實則容易汙染 儀器進而造成儀器的維修，而常見的檢體前處理是液相萃取法 (liquid-liquid extraction, LLE)[75-77]及固相萃取法(solid-phase extraction, SPE)[78-79]。
10
第二章分析方法及原理
2-1 毛細管電泳電噴灑質譜法 (CE-ESI-MS)
毛細管電泳 (Capillary Electrophoresis)為一種高效率、快速的分 離方法，尤其在分離複雜的生物樣品與樣品量極少時，更顯得 CE 的 優越性質。質譜儀 (Mass spectrometer)在許多分離方法中廣泛應用的 一種選擇性偵測器，它能提供樣品中未知成分的結構訊息，並且具有 較高的選擇性及靈敏度，且被認為是近年來較理想的檢測器。
目前應用在 CE-MS 中的游離源相當多種，其中以電噴灑游離法 的型式為最具低背景噪音且高靈敏度的優點，因此 CE-ESI-MS 被視 為較理想的實驗方法。
一般而言，毛細管電泳電噴灑法質譜儀最佳的適用流速與液體出 口之管徑有關，而一般鞘流介面所使用的管徑大約 300~400 µm，此 管徑的最佳流速大約在數個 µL/min 的範圍，然而在無鞘流介面的設 計上，由於毛細管電泳的流速極低(大約在 nL/min)，無法達到最佳流 速的要求，為了使電灑法的最佳流速範圍符合毛細管電泳的流速，使 用出口拉尖的毛細管則可將電灑法適用的最佳流速降低到毛細電泳 流速的範圍，拉尖的程度大約是毛細管原來口徑的二分之一或三分之 一或是更低。雖然使用拉尖的毛細管使電灑法離子化效率最佳化，但 口徑的縮小卻使得毛細電泳的電滲流受到阻礙而降低分離效率，也使
11
得毛細管的拉尖部分也變得極容易阻塞或是斷裂。
由於無鞘流介面的拉尖毛細管容易有以上問題，因此在實驗設計 上採用僅需要鞘流液體的鞘流介面進行實驗，雖然傳統上含有鞘流介 面的系統在偵測極限上不如無鞘流介面的系統，但是在方便性以及簡 易性來說較無鞘流介面來得方便許多，此外本實驗方法的偵測極限亦 能低於法定濃度標準，因此本實驗利用自製 CE-ESI 噴頭搭配一般未 拉尖之毛細管進行實驗。
12
2-2 離子阱質量分析器簡介
離子阱 (ion trap)質量分析器主要由一個環電極(ring electrode)加 上兩個端蓋電極 (endcap electrode)所組成，如圖 2-4 當離子由第二個 八級棒 (second octapole)進入質量分析器中，再利用不同交流電壓加 在環電極跟蓋端電極達成捕捉、斷裂及釋放不同質荷比之離子。環電 極之交流電壓隨時間變化可使離子往軸向 (endcap electrode)或縱向 (ring electrode)移動，將離子收集在阱中時，離子必頇在這兩個方向 都穩定，而在掃描離子時，視需要產生可將特定質荷比的離子變成不
離子阱 (ion trap)質量分析器主要由一個環電極(ring electrode)加 上兩個端蓋電極 (endcap electrode)所組成，如圖 2-4 當離子由第二個 八級棒 (second octapole)進入質量分析器中，再利用不同交流電壓加 在環電極跟蓋端電極達成捕捉、斷裂及釋放不同質荷比之離子。環電 極之交流電壓隨時間變化可使離子往軸向 (endcap electrode)或縱向 (ring electrode)移動，將離子收集在阱中時，離子必頇在這兩個方向 都穩定，而在掃描離子時，視需要產生可將特定質荷比的離子變成不