技术领域
[0001] 本
发明涉及海洛因来源地判别技术领域，特别是一种基于中性或酸性杂质和偏最小二乘法判别分析法(PLS-DA)的海洛因来源地判别方法。
背景技术
[0002] 海洛因作为目前国内最为常见和吸食量最大的毒品之一，对社会危害极大，因此海洛因来源更引起人们的关注。海洛因来源地的判别分析将有利于分析海洛因的入境渠道和贩运路径，可以为全国或某一地区海洛因毒情的战略评价以及为禁毒部
门的政策制定、情报研判提供数据支持。
[0003] 海洛因，又称为二乙酰吗啡，是一种半合成毒品，是由鸦片中的主要
生物碱吗啡经乙酰化后制得。海洛因在非法加工过程中还生成了大量的中性或酸性杂质，这些中性或酸性杂质是
醋酸酐与鸦片中的吗啡、可待因、罂粟碱、蒂巴因、那可汀等生物碱反应生成的。海洛因中所含有的这些杂质的种类和数量，直接反应出海洛因的加工工艺，在某些程度上也能反应出鸦片的产地。利用海洛因中的这些特征性的中性或酸性杂质，可进行海洛因不同来源地的分类判别。由于受降雨量，平均气温及
土壤类型的影响，目前世界上大面积种植罂粟
植物的地区主要有4大区域：东南亚、西南亚、南美和墨西哥。通常本地产的罂粟植物都在本地加工成海洛因。
[0004] 现有的关于采用中性或酸性杂质进行海洛因来源地分类判别的文献中，均未采用任何化学计量学方法，判别的依据主要是根据海洛因样品中所含有的特征中性或酸性杂质的种类和相对含量，所以判别过程较为复杂，更多地依靠经验，判定结果受人为因素的影响较大。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提出一种基于中性或酸性杂质和PLS-DA的海洛因来源地判别方法，该方法仅需知道海洛因中25种中性或酸性杂质的峰面积数值，代入本发明提出判别函数，经简单计算即可实现海洛因“东南亚”和“西南亚”两来源地的快速、有效区分。
[0006] 一种基于海洛因中中性或酸性杂质的海洛因来源地判别方法，通过对中性或酸性杂质进行测定，确定海洛因的来源，其特征在于：通过超高效液相色谱-
串联四极杆飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF)法检测得到海洛因样品中25种中性或酸性杂质化合物的峰面积数值，对上述峰面积数值进行处理得到分类
阀值，确定海洛因来源地东南亚、西南亚的分布区间，计算未知海洛因样品的数值，根据其落入东南亚或西南亚分布区间，确定海洛因的来源。
[0007] 一种基于海洛因中中性或酸性杂质的海洛因来源地判别方法，适用于判别“东南亚”和“西南亚”两个来源地的海洛因归属，其特征在于：
[0008] 步骤1)构建海洛因来源地的偏最小二乘判别分析函数(PLS-DA)，该函数的表达式为公式(1)：
[0009] 公式(1)
[0010] 其中 公式(2)
[0011] 公式(3)
[0012] 其中ai1表示25个中性或酸性杂质变量对应的相关性系数值， 和σi分别表示75份“东南亚”和75份“西南亚”海洛因母本样品经过峰面积归一化后的各自变量值的平均值和标准偏差，其数值具体见表3；Ai表示25个中性或酸性杂质化合物对应的峰面积数值，xi表示经过峰面积归一化后的各变量值，m＝25；
[0013] 步骤2)，将150份海洛因母本样品的t分布区间定义为判别模型的分类
阈值，上述150份海洛因母本样品中“东南亚”和“西南亚”海洛因母本样品各75份，见图1：“东南亚”和“西南亚”海洛因PLS‐DA分类图，由图1中可以看出“东南亚”海洛因的t满足：0
[0014] 步骤3)，计算未知缴获海洛因样品的t数值；
[0015] 步骤4)，确定其在“东南亚”和“西南亚”海洛因PLS-DA分类图上的分布区域，据此实现其来源地的分类判别。
[0016] 在本发明一
实施例中，所述海洛因来源地的PLS-DA判别的方法包括：
[0017] 所述步骤1)中海洛因来源地的偏最小二乘判别分析函数(PLS-DA)的方法包括：
[0018] 首先，通过超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF)检测得到海洛因样品中25种中性或酸性杂质化合物的峰面积数值，包括以下的步骤：
[0019] (1)海洛因样品中待测中性或酸性杂质的提取
[0020] 称取海洛因样品，置于玻璃离心管中，加入
酸化溶剂，超声处理，加入提取溶剂，震荡提取后离心，经过滤膜处理，得到样品溶液。
[0022] (2)中性或酸性杂质的测定
[0023] 设定相应的液相色谱条件和质谱条件，包括设定的分子式、保留时间、二级碎片离子参数，通过超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF)，对待侧的25种中性或酸性杂质化合物进行积分处理，得到各化合物的峰面积数值。
[0024] 优选地，酸化溶剂为0.25M的H2SO4溶液，提取溶剂为石油醚:二氯甲烷＝3mL:2mL的
混合液，超声时间为10min，震荡提取时间为30min，离心速度为5000r/min。
[0025] 优选地，离心时间为5-20min，进一步优选为10min。
[0026] 优选地，滤膜为0.22μm有机系滤膜。
[0027] 液相色谱条件为：
[0028] 色谱柱：Agilent Eclipse Plus C18 RRHD(1.8μm，2.1×100mm)；进样浓度：40mg/mL；进样体积：0.5μL；柱温：40℃；流动相A：乙腈，流动相B：10mmol/L
甲酸铵溶液；流速：0.4mL/min。梯度洗脱程序见表1。
[0029] 表1 梯度洗脱程序
[0030]时间/min A(％) B(％)
0 30 70
1 30 70
10 55 45
11 95 5
12 95 5
12.5 30 70
17 30 70
[0031] 质谱条件为：
[0032] 一级质谱。采用ESI离子源，正离子模式；离子喷雾
电压：5.5kV；去簇电压(DP)：80V；喷雾
温度：600℃；雾化气(N2，GS1)柱前压：50psi；脱溶剂气(N2，GS2)柱前压：50psi；
气帘气(N2，CUR)柱前压：30psi；碰撞
能量(CE)：10V；
质量轴：100～1000amu。
[0033] 二级质谱。采用ESI离子源，正离子模式；MS/MS切换扫描(IDA)；离子喷雾电压：5.5kV；去簇电压(DP)：80V；喷雾温度：600℃；雾化气(N2，GS1)柱前压：50psi；脱溶剂气(N2，GS2)柱前压：50psi；气帘气(N2，CUR)柱前压：30psi；碰撞能量(CE)：40V，碰撞能量扩展(CES)：15V；质量轴：100～1000amu。
[0034] 在相应的参数条件下，参见表2，对25种中性或酸性杂质化合物进行积分处理，得到各化合物的峰面积数值。
[0035] 表2 25种中性或酸性杂质各化合物的液质参数列表
[0036]
[0037]
[0038] 表2中，已知结构的中性或酸性杂质变量用其名称表示，未知结构的中性或酸性杂质变量用“提取质量数/保留时间”表示”。
[0039] 其次，根据公式(2)和公式(3)对各中性或酸性杂质化合物的峰面积数据进行数据预处理；
[0040] 再次，将经过数据预处理的中性或酸性杂质化合物数据代入公式(1)，计算得到t数值。
[0041] 在本发明一实施例中，还包括PLS-DA判别函数的验证：
[0042] 首先，进行训练样本的回代判别，获得回代正判率；
[0043] 其次，采用外部验证样本验证判别函数的判别效果。
[0044] 偏最小二乘法判别分析法(PLS-DA)是一种有监督的
模式识别方法。有监督的模式识别方法是指用一组已知类别的变量作为训练集，并由这个训练集得到判别模型，该判别模型可实现对“未知样品”类别的判别。PLS-DA法是一种基于PLS回归的判别分析方法，在构造因素时考虑了辅助矩阵以代码形式提供的类成员信息。因此，PLS-DA法与其它的模式识别方法如“簇类的独立软模式方法(SIMCA)”相比表现出更高效的
鉴别能
力。PLS-DA法的优点还在于它产生的模型质量好，并且
软件容易得到，使得它的实现比较简单。
[0045] 在海洛因领域，本发明首次提出基于中性或酸性杂质和PLS-DA的海洛因来源地判别方法，所提出的技术明显优于目前已有方法。现有的基于中性或酸性杂质的判别方法，均是基于中性或酸性杂质的有无和含量的高低，均未采用任何化学计量学方法。(1)本发明的优势之处在于：首次将PLD-DA判别分析法应用于基于中性或酸性杂质的海洛因来源地的分类判别。(2)本发明所应用的PLS-DA判别分析法一步
定位、快速、有效。即本发明采用SIMCA-P统计软件下的PLS-DA模
块即可完成，无需分多分析模块进行。(3)该判别技术成熟，分析结果客观，方法简单易行，便于推广应用。
[0046] 本发明提出的判别函数的正判率达99％，判别效果良好。且简单易行，只需知道待判海洛因样品中25种中性或酸性杂质的峰面积数据，经简单计算即可实现海洛因“东南亚”、“西南亚”两来源地的快速、有效区分，能够满足大批量海洛因来源地快速判别分析的要求。
附图说明：
[0047] 图1“东南亚”和“西南亚”海洛因PLS-DA分类图。
具体实施方式
[0048] 本实施例提供一种基于中性或酸性杂质和PLS-DA的海洛因来源地判别方法，适用于判别“东南亚”和“西南亚”两个来源地的海洛因归属，构建海洛因来源地的PLS-DA判别函数，该函数的表达式为公式(1)：
[0049] 公式(1)
[0050] 其中 公式(2)
[0051] 公式(3)
[0052] 其中ai1示25个中性或酸性杂质变量对应的相关性系数值， 和σi分别表示75份“东南亚”和75份“西南亚”海洛因母本样品经过峰面积归一化后的各自变量值的平均值和标准偏差，其数值具体见表3；Ai表示各中性或酸性杂质化合物对应的峰面积数值，xi表示经过峰面积归一化后的各变量值。
[0053] 将150份海洛因母本样品(“东南亚”和“西南亚”海洛因母本样品各75份)的t分布区间定义为判别模型的分类阈值，即当0
[0054] 表3 中性或酸性杂质PLS-DA分类判别模型的各变量均值、标准偏差和因子相关性系数值
[0055]
[0056]
[0057] 上表中，已知结构的中性或酸性杂质变量用其名称表示，未知结构的中性或酸性杂质变量用“提取质量数/保留时间”表示”。
[0058] 实施例1
[0059] 对于已知来源地的海洛因样品S1，首先采用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF)方法对样品S1中25种中性或酸性杂质的进行检测，得到各中性或酸性杂质峰面积的数值，具体参见表4，其中A1-A25对应于表2中编号1-25的杂质。
[0060] 超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF)同时测定海洛因中25种中性或酸性杂质的方法包括以下的步骤：
[0061] (1)海洛因样品中待测中性或酸性杂质的提取
[0062] 称取“东南亚”海洛因样品100mg，置于8mL玻璃离心管中，用5mL
瓶口移液器移取2mL酸化溶剂于玻璃离心管中，酸化溶剂为：0.25M H2SO4溶液，超声10min。用5mL瓶口移液器移取2.5mL提取溶剂加入上述玻璃离心管，提取溶剂为：石油醚:二氯甲烷＝3mL:2mL的混合液，震荡提取30min。以5000r/min转速离心10min。移取上层有机相1mL，避免夹带
水层，过0.22μm有机系滤膜，转移至1.5mL进样瓶中，进样分析。
[0063] 随同样品做试剂空白。
[0064] (2)中性或酸性杂质的测定
[0065] 样品溶液在设定的超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF)的液相和质谱条件下进样分析。
[0066] 方法中设定的液相色谱参数如下：
[0067] 色谱柱：Agilent Eclipse Plus C18 RRHD(1.8μm，2.1×100mm)；进样浓度：40mg/mL；进样体积：0.5μL；柱温：40℃；流动相A：乙腈，流动相B：甲酸铵(10mmol/L)；流速：0.4mL/min。梯度洗脱程序见表1。
[0068] 方法中设定的质谱条件参数如下：
[0069] 一级质谱。采用ESI离子源，正离子模式；离子喷雾电压：5.5kV；去簇电压(DP)：80V；喷雾温度：600℃；雾化气(N2，GS1)柱前压：50psi；脱溶剂气(N2，GS2)柱前压：50psi；
气帘气(N2，CUR)柱前压：30psi；碰撞能量(CE)：10V；质量轴：100～1000amu。
[0070] 二级质谱。采用ESI离子源，正离子模式；MS/MS切换扫描(IDA)；离子喷雾电压：5.5kV；去簇电压(DP)：80V；喷雾温度：600℃；雾化气(N2，GS1)柱前压：50psi；脱溶剂气(N2，GS2)柱前压：50psi；气帘气(N2，CUR)柱前压：30psi；碰撞能量(CE)：40V，(CES)：15V；
质量轴：100～1000amu。
[0071] 在设定的分子式、保留时间、二级碎片离子参数条件下，参见表2，对给定25种中性或酸性杂质化合物进行积分处理，得到各化合物的峰面积数值。
[0072] 将S1样品25个中性或酸性杂质的数值代入判别函数t，得到t(S1)＝0.737；由于0
[0073] 实施例2
[0074] 对于已知来源地的海洛因样品S2，首先采用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF)方法对样品S2中25种中性或酸性杂质的进行检测，得到各中性或酸性杂质峰面积的数值，具体参见表4。
[0075] 实施例2与实施例1的不同仅在于已知样品来源于西南亚。
[0076] 将S2样品的25个中性或酸性杂质的数值代入判别函数t，得到t(S2)＝-5.116；由于-6
[0077] 表4 两份海洛因样品(S1和S2)的25种中性或酸性杂质峰面积数值列表[0078]A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9
S1 14879 21067 2281 195 4547 424 44380 2834 70267
S2 1680 231212 30158 35784 176 7365 8006 62954 221072
A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18
S1 3405 175497 517 44516 8508 1718 8759 5452 2421
S2 60550 563090 12925 5853 3090 4667 1616 137 890
A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25
[0079]S1 1786 1039 1846 1412 258 46 203
S2 2383 63923 99268 196622 6513 3199 7089
[0080] 利用该方法对100份已知原产地的海洛因样品进行分析判别，仅第30号样品判定结果错误，判定结果准确率为99％，具体数据见表5。
[0081] 表5 100份已知原产地的海洛因样品分析结果
[0082]
[0083]
[0084] 这里要说明的是，本发明的关键在于提出了一种PLS-DA判别函数，通过所述自变量代入该函数，即可得出判别结果，这里为了让本领域的技术人员更好的理解上述PLS-DA判别函数符合判别标准，下面对该函数的构建方式及验证方式进行简单的介绍，要说明的是，该构建原理并不是用于限制本发明判别方法的技术方案。
[0085] 所述海洛因来源地的PLS-DA判别函数的建立方法包括：
[0086] 首先，采用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF)方法对75份“东南亚”和75份“西南亚”海洛因母本样品中25种中性或酸性杂质的进行检测，得到各中性或酸性杂质峰面积的数值。
[0087] 其次，将150母本海洛因中的25种中性或酸性杂质的峰面积数值代入公式(2)和公式(3)进行数据的预处理，然后采用SIMCA-P软件的PLS模块建立PLS-DA分类判别模型，并得到各变量的因子相关性系数值，据此得到PLS-DA判别函数公式(1)。
[0088] 该判别函数的验证包括：
[0089] 首先，进行训练样品的回代判别，获得回代正判率；即将全体训练样本作为新样本，逐个回代已建立的判别函数中判别归属。
[0090] 其次，采用外部验证样本验证判别函数的判别效果，即验证判别函数分类是否正确，判别函数是否具有实际应用价值。一般正判率在99％以上，判别函数具有应用价值。
[0091] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明
申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
