導讀

近日，廈門海關(guān)所屬機場海關(guān)在入境旅客行李中查獲12株多肉植物，為強致幻性仙人掌烏羽玉，這也是該海關(guān)首次查獲該類植物。仙人掌烏羽玉的種子、花球可提取有強致幻性的麥司卡林，如誤食會造成頭暈腹痛，可令人長時間產(chǎn)生幻覺、精神錯亂，嚴重的甚至威脅生命。此事件引發(fā)了社會上廣泛關(guān)注和熱議。

司法鑒定科學研究院法醫(yī)毒物化學研究室向平團隊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，在空間分布上則沒有這種差異（據(jù)悉，國際販毒團伙可能通過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)表在國際知名學術(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-羥色胺受體激動劑，對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。在植物生長過程中，麥司卡林被認為起到防止食草動物啃食的作用。對人體而言，麥司卡林中毒會產(chǎn)生類似精神病的癥狀，包括情緒和感官知覺的變化、思維和視覺障礙、觸覺受損、聯(lián)覺和各種幻覺等。與傳統(tǒng)藥物如冰毒(約70%)相比，麥司卡林產(chǎn)品的劑量相對較小(百萬分之一)。這使得麥司卡林更容易運輸，而不會被傳統(tǒng)的禁毒機構(gòu)沒收。  

麥司卡林在中國被列為受管制的I類精神藥物，國際不法商販可能通過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，達到非法運輸毒品的目的。就禁毒工作而言，追查和打擊麥司卡林的來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進行質(zhì)譜采集，該儀器包括光學顯微鏡、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，以排除與目標離子相鄰的離子的干擾。IMAGEREVEAL MS專為成像設(shè)計，提供化合物成像分析、差異分析、定量分析等功能，滿足質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)分析的需要。

研究結(jié)果快覽

通過對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L. williamsii花瓣中麥司卡林的含量進行感興趣區(qū)域(ROI)半定量分析，每個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)譜信號的相對強度(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準品的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均勻，ROI均值偏差為26.0，極差為67.40。未噴灑麥司卡林標準品的L.diffusa花瓣未檢測到麥司卡林信號(圖6C)。

圖6. 正離子模式下不同花瓣樣品MALDI-MSI的光學成像、

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，對地下莖的組織切片進行MALDI-MSI分析（圖7）。維管束和非維管束區(qū)域各自共選擇7個相同大小的ROI(每個ROI包含250像素)來計算質(zhì)譜信號相對強度。維管束區(qū)域的平均相對強度值為1444.51±236.63，非維管束區(qū)域的平均強度值為632.21±68.18。維管束ROI區(qū)域的相對信號強度顯著高于非維管束區(qū)域(獨立樣本T檢驗，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

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中的分布無明顯差異。應(yīng)用IMAGEREVEAL MS的ROI半定量分析功能，還可以對不同區(qū)域中的麥司卡林的相對強度進行定量分析。本文的研究結(jié)果表明可以通過化合物的空間分析來區(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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