導(dǎo)讀

近日，廈門(mén)海關(guān)所屬機(jī)場(chǎng)海關(guān)在入境旅客行李中查獲12株多肉植物，為強(qiáng)致幻性仙人掌烏羽玉，這也是該海關(guān)首次查獲該類(lèi)植物。仙人掌烏羽玉的種子、花球可提取有強(qiáng)致幻性的麥司卡林，如誤食會(huì)造成頭暈腹痛，可令人長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生幻覺(jué)、精神錯(cuò)亂，嚴(yán)重的甚至威脅生命。此事件引發(fā)了社會(huì)上廣泛關(guān)注和熱議。

司法鑒定科學(xué)研究院法醫(yī)毒物化學(xué)研究室向平團(tuán)隊(duì)與島津分析中心攜手合作，應(yīng)用成像質(zhì)譜顯微鏡可視化麥司卡林在仙人掌中的空間分布，發(fā)現(xiàn)麥司卡林在天然植物中的分布，集中在植株的活性分生組織、表皮組織和突出部分。然而，人工摻入麥司卡林的翠冠玉仙人掌，在空間分布上則沒(méi)有這種差異（據(jù)悉，國(guó)際販毒團(tuán)伙可能通過(guò)將普通仙人掌花浸泡麥司卡林晶體溶液后，逃避管制非法運(yùn)輸麥司卡林）。利用這種分布模式的差異可以區(qū)分天然合成麥司卡林的花以及人為添加麥司卡林的花。相關(guān)合作成果發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Frontiers in Plant Science》上。

關(guān)于麥司卡林

仙人掌科包括各種各樣的多肉植物，這些植物原產(chǎn)于美洲大陸，但已被引入幾乎所有其他大陸，主要用于觀賞目的。幾種仙人掌，包括圣佩德羅仙人掌（Trichocereus pachanoi）和烏羽玉仙人掌（Lophophora williamsii），含有一種叫做麥司卡林(β-3,4,5-三甲氧基苯乙胺)的致幻生物堿。然而，與這些植物同屬的其他物種不含麥司卡林，例如翠冠玉仙人掌（Lophophora diffusa）。

麥司卡林是一種5-羥色胺受體激動(dòng)劑，對(duì)5-HT1A和5-HT2A/B/C 5-羥色胺受體具有親和力，主要作用于5-HT2C受體。在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，麥司卡林被認(rèn)為起到防止食草動(dòng)物啃食的作用。對(duì)人體而言，麥司卡林中毒會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似精神病的癥狀，包括情緒和感官知覺(jué)的變化、思維和視覺(jué)障礙、觸覺(jué)受損、聯(lián)覺(jué)和各種幻覺(jué)等。與傳統(tǒng)藥物如冰毒(約70%)相比，麥司卡林產(chǎn)品的劑量相對(duì)較小(百萬(wàn)分之一)。這使得麥司卡林更容易運(yùn)輸，而不會(huì)被傳統(tǒng)的禁毒機(jī)構(gòu)沒(méi)收。  

麥司卡林在中國(guó)被列為受管制的I類(lèi)精神藥物，國(guó)際不法商販可能通過(guò)將普通園藝仙人掌品種浸泡在溶解的麥司卡林溶液中，逃避管制，達(dá)到非法運(yùn)輸毒品的目的。就禁毒工作而言，追查和打擊麥司卡林的來(lái)源比查獲的物品是否含有毒品更重要。了解這些藥物是自然產(chǎn)生的還是人為添加到植物中的，可以幫助確定調(diào)查的方向。

分析利器

l                      質(zhì)譜采集

樣品使用島津成像質(zhì)譜顯微鏡iMScope QT進(jìn)行質(zhì)譜采集，該儀器包括光學(xué)顯微鏡、大氣壓MALDI源的質(zhì)譜成像前端和高分辨四極桿-飛行時(shí)間（Q-TOF）質(zhì)譜儀。

圖3. 島津新一代成像質(zhì)譜顯微鏡iMScope QT

l                      數(shù)據(jù)分析

質(zhì)譜數(shù)據(jù)使用島津IMAGEREVEAL MS軟件進(jìn)行分析，允許的質(zhì)量誤差范圍設(shè)置為5 ppm，以排除與目標(biāo)離子相鄰的離子的干擾。IMAGEREVEAL MS專(zhuān)為成像設(shè)計(jì)，提供化合物成像分析、差異分析、定量分析等功能，滿(mǎn)足質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)分析的需要。

研究結(jié)果快覽

通過(guò)對(duì)L. williamsii（烏羽玉仙人掌）花的花瓣、萼片、雄蕊和雌蕊的MALDI-MSI分析發(fā)現(xiàn)，麥司卡林(m/z 234.10952，[M+Na]+)主要集中在花瓣的莖部(靠近花托)以及萼片的尖端區(qū)域(遠(yuǎn)離花托)(圖5 F-H)。在雌蕊和雄蕊中，花柱中的麥司卡林含量高于柱頭(圖5 I-K)。

圖5. 烏羽玉仙人掌中麥司卡林的質(zhì)譜成像圖

使用IMAGEREVEAL MS軟件對(duì)L. williamsii花瓣中麥司卡林的含量進(jìn)行感興趣區(qū)域(ROI)半定量分析，每個(gè)ROI的值表示MALDI-MSI分析產(chǎn)生的麥司卡林在給定區(qū)域的平均質(zhì)譜信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度(圖6 A-B)。莖部區(qū)域的平均ROI為285.73，尖部平均ROI為19.81。用同樣的方法獲得人工噴灑麥司卡林標(biāo)準(zhǔn)品的L.diffusa（翠冠玉仙人掌）花瓣中的MALDI-MSI數(shù)據(jù)（圖6 D-E），花瓣中麥司卡林分布相對(duì)均勻，ROI均值偏差為26.0，極差為67.40。未噴灑麥司卡林標(biāo)準(zhǔn)品的L.diffusa花瓣未檢測(cè)到麥司卡林信號(hào)(圖6C)。

圖6. 正離子模式下不同花瓣樣品MALDI-MSI的光學(xué)成像、

麥司卡林(m/z 234.10952，[M + Na]+)的MS成像以及ROI半定量分析

選取維管束較為集中的地下莖，對(duì)地下莖的組織切片進(jìn)行MALDI-MSI分析（圖7）。維管束和非維管束區(qū)域各自共選擇7個(gè)相同大小的ROI(每個(gè)ROI包含250像素)來(lái)計(jì)算質(zhì)譜信號(hào)相對(duì)強(qiáng)度。維管束區(qū)域的平均相對(duì)強(qiáng)度值為1444.51±236.63，非維管束區(qū)域的平均強(qiáng)度值為632.21±68.18。維管束ROI區(qū)域的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度顯著高于非維管束區(qū)域(獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，P<0.05)。

圖7. 烏羽玉仙人掌地下莖切片中麥司卡林的MALDI-MSI分析

結(jié)語(yǔ)

本研究應(yīng)用島津成像質(zhì)譜顯微鏡iMScope QT分析了麥司卡林在天然植株L. williamsii中的空間分布，發(fā)現(xiàn)麥司卡林在維管束富集的區(qū)域含量較多，而在人工處理植株L. diffusa中的分布無(wú)明顯差異。應(yīng)用IMAGEREVEAL MS的ROI半定量分析功能，還可以對(duì)不同區(qū)域中的麥司卡林的相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。本文的研究結(jié)果表明可以通過(guò)化合物的空間分析來(lái)區(qū)分天然或人工模仿的植物產(chǎn)品，充分體現(xiàn)了基于成像質(zhì)譜顯微鏡技術(shù)的質(zhì)譜成像分析在植物研究中的潛力。

撰稿人：頓俊玲

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