【アプリケーションノート】可搬型FT-IRと混合物サーチ機能を用いた薬物の定性分析　ALPHA II

Bruker Optics Application Note 可搬型FT-IRと混合物サーチ機能を 用いた薬物の定性分析 はじめに 　薬物には、覚せい剤、麻薬、大麻、危険ドラッグなどが 含まれ、さまざまな化学的特徴および薬理学的特徴を有し ます。法律では規制薬物の対象範囲が広げられてはいるも のの、近年、社会問題になっている危険ドラッグについて は、その規制の網をすり抜けるために化学構造や作用が類 似した薬物が新たに作り出され、市場に流通する種類は絶 えず増え続けています。薬物は、単一成分から成ることも ありますが、多くの場合、多成分の混合物として存在しま す。これは、化学的性質の類似した希釈成分を加え、高価 な主成分の使用量を減らすために行われます。また、一部 の物理的性質の類似した希釈成分が混合され、重量や体積 の調整に使用されることもあります。その結果、化学的に 図 1．可搬型 FT-IR ALPHA-P も物理的にも類似した性質をもつ薬物となるため、規制さ れている薬物か否かを簡単に見分けることは困難となりま 分析方法 す。そして、このような混合薬物の副作用がトラブルを招 　可搬型 FT-IR ALPHAは、A4サイズというコンパクト き、最悪の場合、死をもたらすこともあります。規制薬物 さ故に使用場所を選ばず、純品の規制薬物や危険ドラッグ の密輸や販売といった犯罪行為を摘発するためにも、薬物 の識別に有効な分析ツールです。測定の原理は赤外分光法 に含まれている各成分を迅速に同定することが今まさに強 に基づきます。物質に赤外 (IR)光を照射すると分子振動が く必要とされています。ここでは、薬物の分析に最適な赤 誘起され、その振動モードに伴った特定波長のエネルギー 外分光計と、そのスペクトル解析ツールとして有効な混合 が選択的に吸収されます。測定で得られるスペクトルは、 物サーチ機能を用いた、危険ドラッグの定性分析事例につ IR光の各波長における吸収強度で表され、分析対象物の いて紹介します。 化学構造を反映することから、薬物の識別や定性にも有効

です。薬物の測定は、一回反射ダイヤモンド ATRモジュー の類似性はヒットクオリティという数値で表され、1000 ルを装備する ALPHA（ALPHA-P）により、簡単、迅速 ポイントが最大であり、このとき、両者が完全に一致して に行うことができます。試料をダイヤモンドプリズムの上 いることを示します。このサーチ結果では、ヒットクオリ に置き、圧力クランプで密着させるだけで、20秒程度で ティは 967ポイントと非常に高く、スペクトルパターンも 測定が完了します。ATR法は試料調製を必要としないため、 ほぼ一致していることから、本試料はメフェドロンの純物 追加で使用する薬品や消耗品もありません。 質であると判断できます。 しかしながら、このような純物質のケースは稀であり、現 ライブラリ・混合物サーチ機能 実的には、複数の成分が混合された状態で流通しています。 　それぞれの薬物試料の同定は、成分が特定されてい る物質の IRスペクトルデータが収録されたライブラリ 例：コカイン塩酸塩混合薬物の分析 と、ALPHAの制御およびスペクトルの解析に使用される OPUSソフトウェアの自動スペクトルサーチ機能によって 　ここでは、コカイン塩酸塩が別の物質で希釈された混合 行われます。このアプリケーションノートの中で紹介する 薬物の分析例を示します。図 3に、ALPHA-Pを用いて測 薬物のサーチ分析は、最新の薬物が 200件以上収録された 定した混合薬物のスペクトルと、その混合物サーチの結果 TICTACライブラリ（http://www.tictac.org.uk/）と、多 を示します。赤色は測定した試料のスペクトル、紫色は検 分野にわたるさまざまな物質が 26,000件以上収録された 索で得られた 2成分のスペクトルを足し合わせた複合スペ ATRコンプリートライブラリを使用して行われました。 クトル、緑色は試料のスペクトル（赤色）から複合スペク FT-IR分光計 ALPHA-Pとこれらのライブラリとを組み トル（紫色）を差分した残差スペクトルを示します。 合わせることで、純物質の薬物のみならず、混合薬物も同 定することができます。OPUSソフトウェアの “ 標準サー チアルゴリズム”は、測定したスペクトルをライブラリデー タに照合させ、その中から最もスペクトルパターンが類似 する物質を見つけ出す強力な機能を有します。しかし混合 薬物の場合、測定したスペクトルは複数の成分に由来する ピークが混在するため、各成分を同定することは困難にな ります。このような混合スペクトルの定性的な解析には、 OPUSの “ 混合物サーチアルゴリズム ” が威力を発揮しま す。混合物サーチ機能を実行すると、スペクトルパターン が最も類似する複数成分の組み合わせが自動計算され、最 終的に混合物に含まれる各成分の候補が導き出されます。 例：純物質薬物の分析 　メフェドロンは世界的に規制薬物と定められており、日 図 3．コカイン塩酸塩を含む混合薬物の混合物サーチ結果（ 赤色 ＝ 測定スペクトル、 紫色 ＝ 検索結果の 2 成分のスペクトルを足し 本でも麻薬のひとつとして指定され、輸入や所持等が全面 合わせた複合スペクトル、緑色＝残差スペクトル；赤色－紫色） 禁止されています。図 2に、ALPHA-Pを用いて測定した メフェドロンの IRスペクトルと、そのライブラリサーチ 結果を示します。測定スペクトルとライブラリスペクトル 図 2．メフェドロンのライブラリサーチ結果（赤＝測定スペクト 図 4．コカイン塩酸塩を含む混合薬物の測定スペクトルと ル、青＝ライブラリスペクトル） 検索でヒットした化合物のスペクトル

　残差スペクトルが平坦に近づくほど、両者の類似性が高 明しました。アセトフェネチジンは弛緩薬や抗うつ剤とし いことを表します。この解析結果では、残差スペクトルの て使用されていましたが、その腎臓毒性により現在ではほ 強度は小さく、測定したスペクトルと複合スペクトルはほ とんどの国で使用が禁止されています。しかし現在でも、 ぼ一致していることから、主成分のコカイン塩酸塩に加え、 希釈物質として使用されており、この分析結果のように高 局所麻酔薬のアネステジン（ベンゾカイン）が含まれてい 濃度で検出されることがあります。 ると考えられます。また、サーチ結果において成分 [%]に 示される数値から、試料に含まれる各成分のおおよその濃 まとめ 度を見積もることもできます。図 4は、図 3で表示した測 定スペクトルと、検索で得られた複合スペクトルおよび各 　可搬型 FT-IR ALPHAは、使用場所を選ばず簡単な操作 単一成分のスペクトルを並べて表示したものです。コカイ で、純物質の薬物および混合薬物を迅速に測定すること ン塩酸塩とベンゾカインのスペクトルは非常に類似してい ができます。測定した IRスペクトルの定性的な解析には、 ますが、混合物サーチ機能は、混合薬物中の各成分を的確 最新の薬物が収録された TICTACライブラリと多分野に に捉えることができました。 わたる化合物が収録された ATRコンプリートライブラリ を使用できます。また、ユーザ自身が測定した新たな薬物 のスペクトルをライブラリに追加登録することも可能で 例：クラックの分析 す。近年、社会問題となっている危険ドラッグにおいては、 　クラックは、コカイン塩（多くはコカイン塩酸塩）を炭 類似した化合物が年々増え続けていることから、ライブラ 酸水素ナトリウム（重曹）と共に加熱することにより生成 リを更新することは重要です。このようなライブラリを元 される高純度コカインを主成分とします。高純度コカイン に、OPUSソフトウェアの混合物サーチ機能を用いて解 はコカイン塩酸塩とは対照的に融点が低く揮発性が高いた 析することで、広範な薬物を迅速に同定することができ、 め、クラックを喫煙する形で体内に取り込まれます。クラッ 密輸や販売などの犯罪行為の摘発に役立つことが期待さ クも通常は他の成分と混合されており、純品として扱われ れます。 ることは稀です。図 5に、ALPHA-Pを用いて測定した実 際のストリートドラッグの混合物サーチ結果を示します。 その結果、本試料も局所麻酔薬のアネステジンが混合され ていることがわかりました。さらに、鎮痛剤のアセトフェ ネチジン（フェナセチン）も相当量含まれていることが判 図 5．クラックの混合物サーチ結果（赤色＝測定スペクトル、紫 色＝検索結果の 3 成分のスペクトルを足し合わせた複合ス ペクトル、緑色＝残差スペクトル；赤色－紫色） ブルカー・オプティクス株式会社 本社： 〒104-0033 東京都中央区新川 1-4-1 住友不動産六甲ビル Phone: 03-3523-6870　Fax: 03-3523-6871 大阪営業所： 〒532-0004 大阪市淀川区西宮原 1-8-29 テラサキ第2ビル Phone: 06-6394-8118　Fax: 06-6394-9003 www.bruker.com marketing@bruker-optics.jp Application.Note.AN-JP.11