张勋 王佳慧 宋远航 王准 陈光宇 姜雪 齐鹤鸣 胡婷婷

张 勋 ¹ 王佳慧 ¹ 宋远航 ¹ 王 准 ¹ 陈光宇 ¹ 姜 雪 ¹ 齐鹤鸣 ² 胡婷婷 ^{1 *}

摘 要 本研究针对化妆品中6种大麻素建立快速高效的前处理方法，采用高效液相色谱-串联质谱法对6种大麻素进行了精确的定性测定和定量分析。样品经过乙腈提取后，使用QuEChERS法进行净化处理。流动相选用乙腈-10 mmol/L乙酸铵水溶液进行梯度洗脱，正/负离子模式同时扫描，同位素内标法定量。6种大麻素在其对应的浓度范围内线性关系良好，相关系数R≥0.9993。方法的检出限在0.2～5.0 μg/kg 之间，定量限在0.5～10.0 μg/kg之间。阴性样品（乳液、化妆水、面霜）中，添加水平分别为5 μg/kg、10 μg/kg、20 μg/kg的加标平均回收率在63.7%～116.5%之间，测定结果的相对标准偏差在1.6%～10.4%之间。该方法具有灵敏度高、快速高效、准确度高等特点，能够快速检测化妆水、乳液和面霜3种化妆品基质中6种大麻素并进行准确的定性定量分析。

关键词 大麻素；化妆品；QuEChERS；高效液相色谱-串联质谱

Determination of Six Cannabinoids in Cosmetics by QuEChERS-HPLC-MS/MS

ZHANG Xun¹ WANG Jia-Hui¹ SONG Yuan-Hang¹ WANG Zhun¹

CHEN Guang-Yu¹ JIANG Xue¹ QI He-Ming² HU Ting-Ting^1*

Abstract This study aimed to establish a rapid and efficient sample preparation method for the determination of six cannabinoids in cosmetics using high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS). After extraction with acetonitrile, the samples were purified using the QuEChERS method. The mobile phase was eluted with acetonitrile-10 mmol/L ammonium acetate in aqueous solution. The positive/negative ion mode was scanned simultaneously, and the isotope internal standard method was quantified. The six cannabinoids had a good linear relationship with a correlation coefficient of R≥0.9993 in their corresponding concentration ranges. The limit of detection of the method was between 0.2-5.0 μg/kg and the limit of quantification was between 0.5-10.0 μg/kg. In the negative samples (lotion, toner and cream), the average recoveries of the spiked samples at the addition levels of 5 μg/kg, 10 μg/kg, and 20 μg/kg were 63.7%-116.5%, and the relative standard deviations of the measured results were between 1.6%-10.4%. This method has the characteristics of high sensitivity, efficiency and accuracy, enabling rapid detection and precise qualitative and quantitative analysis of six cannabinoids in the three cosmetic matrices of toner, lotion, and cream.

Keywords cannabinoids; cosmetics; QuEChERS; HPLC-MS/MS

本论文由参茸及参茸制品1+X研究室资助

基金项目：吉林省科技发展计划项目（20240304117SF）；海关总署科研项目（2023HK140）；海关总署科研项目（2024HK013）；长春海关科技项目（CCHG2023KY04）；中国海关科学技术研究中心研课 （2023HX07）

第一作者：张勋（1982—），男，汉族，吉林长春人，博士，高级工程师，主要从事进出口食品安全检测研究工作，E-mail: 50874724@ qq.com

通信作者：胡婷婷（1985—），女，汉族，吉林长春人，博士，高级工程师，主要从事食品安全检测研究工作，E-mail: 178068609@ qq.com

1. 长春海关技术中心 长春 130062

2. 中国海关科学技术研究中心 北京 100026

1. Changchun Customs Technical Centre, Changchun 130062

2. Science and Technology Research Center of China Customs, Beijing 100026

大麻作为重要的经济作物，因其特有的纤维特性，通常被应用于纺织业、制造业以及建筑材料等领域。随着对大麻的深入探索，其花和叶中富含的多种大麻素的药用价值已经成为国内外医疗、美容等领域研究的焦点^[1-2]。大麻素具有多重生物活性，通常被分为三类：内源性大麻素、植物大麻素以及合成大麻素。迄今为止，从大麻植物中分离鉴定出的大麻素种类超过70种，其中包括Δ9-THC（四氢大麻酚）、CBD（大麻二酚）、CBC（大麻环萜酚）、CBN（大麻酚）以及CBG（大麻萜酚）。这些化合物展现出多种药理活性，包括在抗肿瘤领域的应用潜力，抗氧化以及皮肤的生长修复等方面拥有较高的药用价值等。在这几种大麻素中，CBD和Δ9-THC二者为同分异构体且在大麻中含量最大。近年来，因CBD等大麻素在皮肤生长调节、抗炎抗氧化等方面的显著功效，大大加速了其在化妆品行业内的应用。然而，CBD等大麻素成分的安全性和用量风险等问题也成为了各界关注和讨论的重点^[3-5]。

合成大麻素则属于一类新型精神活性物质，作用机制类似于天然大麻素，但精神活性作用通常更为强烈。合成大麻素种类较多，根据其化学结构特征可分为天然大麻素类似物、吲哚类、吲唑类、4-氮杂吲唑类、苯并咪唑类、茚类、咔唑类、吡咯类、吡唑类等^[6-8]。其中，吲哚类化合物是近年国内市场上出现的主要合成大麻素类型之一。目前在化妆品领域对合成大麻素的应用和研究还很少，但因作用机制与四氢大麻酚等天然大麻素类似，其应用在化妆品领域的安全风险也不容小觑。因此，化妆品中多种大麻素的快速准确的检测方法也成为了研究焦点。国内外对大麻素的检测方法包括气相色谱法^[9-10]、液相色谱法^[11-12]、气相色谱-串联质谱法^[13-17]、高效液相色谱-串联质谱法^[18]以及超高效液相色谱-串联质谱法^[19]等，因四氢大麻酚（Δ9-THC）具有热不稳定性，故选用高效液相色谱-串联质谱法对6种大麻素进行测定。实验选取化妆水、乳液及面霜3种具有代表性的化妆品基质，建立高效液相色谱-串联质谱法测定6种具有代表性的大麻素的方法，以期为化妆品的安全监管及风险防范提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

四氢大麻酚（Δ9-THC）、大麻酚（CBN）、大麻二酚（CBD）3种天然大麻素标准溶液（纯度均99%以上，含量均100 μg/mL）；顺式-5-（1,1-二甲基庚基）-2[(1R,3S)-3-羟基环己基]苯酚（CP-47497）、戊基-3-（4-乙基-1-萘甲酰基）吲哚（JWH-210）、戊基-3-（4-甲氧基苯甲酰基）吲哚（RCS-4）3种合成大麻素标准溶液（纯度均99%以上，含量均100 μg/mL）；Δ9-THC-d3标准溶液（纯度98.3%，10 μg/mL）（天津阿尔塔科技有限公司）；甲醇、乙腈、正己烷（色谱纯，美国Thermo Fisher Scientific公司）；乙酸铵（优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；HLB固相萃取柱（60 mg，3 mL）（美国Waters公司）；PSA、C18（分析纯，北京迪马科技有限公司）；GCB（分析纯，美国Waters公司）；实验用水为超纯水。化妆水、乳液及面霜样品均购自当地市场。

1.2 仪器与设备

API 4500三重四极杆串联质谱仪（美国ABSCIEX公司）；ExionLC型高效液相色谱仪（日本岛津公司）；kq-600型超声波清洗器（中国昆山市超声仪器有限责任公司）；AL204型电子分析天平（瑞士梅特勒-托利多公司）；N-EVAP 112氮吹仪（美国Organomation Associates公司）；X-22R高速冷冻离心机（美国Beckman公司）；GENIUS 3031氮气发生器（英国PEAK公司）；B-491旋转蒸发仪（瑞士BUCHI公司）；Milli-Q超纯水系统（美国MilliPore公司）；A11 basic型样品粉碎机（德国IKA公司）。

1.3 色谱-质谱条件

1.3.1 液相色谱条件

色谱柱：XBridge C18型色谱柱（150 mm×2.1 mm，3.5 μm，美国Waters公司）；柱温：30℃；进样体积：10 μL；流动相：10 mmol/L乙酸铵溶液（A相），乙腈（B相），流速为0.25 mL·min^-1；洗脱程序为梯度模式，梯度设置见表1。

1.3.2 质谱条件

电离模式为电喷雾离子源（ESI）；离子源温度为550℃；质谱扫描模式为正/负离子模式扫描，多反应监测模式（MRM）；喷雾电压（IS）为5500 V；辅助气压力（GS2）为0.310 MPa；雾化气压（GS1）为0.310 mPa；碰撞气压力（CAD）为0.048 mPa；气帘气压（CUR）为0.207 mPa；质谱参数见表2。

1.4 标准系列溶液的配制

混合标准中间液：分别移取适量大麻素标准溶液（Δ9-THC、CBD、CBN、JWH-210、RCS-4、CP47,497）于容量瓶中，用甲醇配制稀释定容，得到浓度为10.0 μg/mL的混合标准中间液，并在-20℃的冰箱中避光保存。

内标中间溶液：移取适量内标溶液（Δ9-THC-d3）于容量瓶中，用甲醇配制稀释定容，得到浓度为1.0 µg/mL的内标中间液，并在-20℃的冰箱中避光保存。

混合标准工作液：准确移取一定量的混合标准溶液和内标溶液，用初始流动相配制成质量浓度为0.2 µg/L、0.5 µg/L、1.0 µg/L、2.0 µg/L、5.0 µg/L、10.0 µg/L、20.0 µg/L、50.0 µg/L、100.0 µg/L（分别含50.0 µg/L内标）的混合标准工作曲线。

1.5 样品的前处理

1.5.1 样品的提取

准确称取1.0 g样品（精确至0.01 g），加入50 µL内标中间液（浓度为1.0 µg/mL），加入10 mL乙腈，置混匀器涡旋混匀，用超声波仪器提取15 min，-20℃冷冻30 min，加入4 g硫酸镁和1 g氯化钠，涡旋震荡2 min，10000 r/min冷冻离心5 min，待净化。

1.5.2 样品的净化

将提取液全部转移至50 mL离心管中，准确称取200 mg PSA、200 mg C18和50 mg GCB加入离心管，涡旋混匀后，经10000 r/min离心3 min，吸取全部上清液40℃氮吹至近干，加入的10 mmol/L乙酸铵-乙腈溶液（9+1，v/v）定容至1 mL，涡旋震荡混匀，过0.22 μm滤膜后待测定。

2 结果与分析

2.1 液相条件优化

本实验用乙腈和甲醇作为有机相，分别与水、0.1%甲酸水、10 mmol/L乙酸铵、10 mmol/L乙酸铵+0.1%甲酸水作为水相进行实验对比，对不同流动相条件下的6种大麻素以及内标分离和响应值情况进行了考察，如图1所示。当水相含有甲酸时，内标（Δ9-THC-d3）响应值较无甲酸的水相时低很多，不能满足实验要求，因此排除含有甲酸的水相；随即分别从分离度和响应强度等方面考察了甲醇-水、甲醇-10 mmol/L乙酸铵、乙腈-水、乙腈-10 mmol/L乙酸铵这四种液相条件，实验结果如图2和图3所示。当水相为10 mmol/L乙酸铵，有机相为乙腈时，正负模式下6种大麻素的分离度都更好，响应值也更强。因此，实验选择乙腈-10 mmol/L乙酸铵作为流动相。

图1 正/负离子模式下内标（Δ9-THC-d3）色谱图

Fig.1 Chromatograms of the internal standard

(Δ9-THC-d3) in positive /negative ion mode

图2 负离子模式下4种大麻素色谱图

Fig.2 Chromatograms of four cannabinoids in negative ion mode

2.2 提取试剂的选择

选取6种大麻素均无检出的化妆水、乳液及面霜样品进行加标试验。通过空白样品加标回收的方式，比较了甲醇和乙腈作为提取溶剂的提取率，以乳液样品结果为例，具体提取率情况如图4所示。从图4中可以看出，甲醇对CBN提取回收率超过120%且JWH-210的回收率未达到60%；乙腈作为提取液时，6种大麻素的回收率在60%～120%范围内，满足实验需求，因此选用乙腈作为样品的提取试剂。

图4 不同提取剂对6种大麻素的提取回收率

Fig.4 Recoveries of six cannabinoids by different extractants

2.3 净化方式的优化

选取6种大麻素均无检出的化妆水、乳液及面霜样品进行加标回收试验。通过空白加标的方法，分别对比了中性氧化铝（Alumina-A）固相萃取柱、HLB固相萃取柱以及QuEChERS快速萃取净化方法来确定最佳净化方式。检测结果见表3。QuEChERS对6种大麻素的回收率均较好，且能满足样品净化需求，因此选择QuEChERS法对化妆品样品进行净化。

表3 化妆品中6种大麻素不同净化方式的回收率

Table 3 Recoveries of six cannabinoids in cosmetics with different purification methods

2.4 标准曲线、检出限和定量限

取合适量的6种大麻素的混合标准中间液，用初始流动相配制成0.2～100 µg/L的混合标准工作液进行测定，以各组分的质量浓度（x，μg/L）作为横坐标，对应的峰面积（y）作为纵坐标来绘制标准曲线，曲线采用线性拟合。结果如表4所示，6种大麻素在其对应的浓度范围内线性关系良好，线性关系r均大于等于0.9993。以3倍信噪比（3 S/N）对应的浓度定为检出限，以10倍信噪比（10 S/N）对应的浓度定为定量限，CBN、CBD的检出限和定量限分别为0.2 μg/kg、0.5 μg/kg，CP47,497、RCS-4、JWH-210的检出限和定量限分别为0.5 μg/kg、1.0 μg/kg，Δ9-THC的检出限和定量限为5 μg/kg、10 μg/kg。

2.5 回收率和精密度

在化妆水、乳液、面霜3种空白基质中加入混合标准中间液，加标浓度分别为5 μg/kg、10 μg/kg、20 μg/kg，每一个加标水平重复测量6次，计算准确度和精密度，具体结果见表5。化妆水的平均回收率为60.4%～117.0%，相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）为1.6%～7.4%，乳液的平均回收率为61.9%～117.0%，RSD为3.4%～7.5%，面霜的平均回收率为61.20%～119.0%，RSD为2.6%～10.4%。从结果可以看出，该方法能够对化妆品中6种大麻素进行准确的定性定量分析，且具有较高的精密度和稳定性，可以满足检测要求。

3 结论

本研究针对化妆水、乳液、面霜3种基质化妆品中6种大麻素进行了前处理方法的选择和优化，采用QuEChERS技术对样品进行净化后，利用高效液相色谱-串联质谱技术对6种大麻素进行了精确的定性与定量分析。经验证，在0.2～100 µg/L浓度范围内6种大麻素均呈现良好的线性关系，相关系数均大于等于0.9993，方法检出限和定量限可以满足测定需求。在5 μg/kg、10 μg/kg、20 μg/kg 3个加标浓度下，化妆水的平均回收率为63.7%～116.5%，RSD为1.6%～7.4%，乳液的平均回收率为65.7%～111.7%，RSD为3.4%～7.5%；面霜的平均回收率为65.0%～114.8%，RSD为2.6%～10.4%，均能满足实验需求。随着大麻素在化妆品行业的广泛应用，以及监管力度的不断增强，对配套检测技术的开发也有了更高需求。该方法快捷高效、灵敏度高，能够为大麻素的进一步研究和应用奠定基础，同时也为其安全性评估以及监督管理等提供了技术支持。

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表1 梯度洗脱程序

Table 1 Gradient elution procedure

表2 6种大麻素及内标物质谱参数

Table 2 Mass spectrometry parameters of six cannabinoids and internal standard

注: “*”为定量离子

图3 正离子模式下2种大麻素色谱图

Fig.3 Chromatograms of two cannabinoids in positive ion mode

表4 6种大麻素的相关系数、线性方程、检出限、定量限及线性范围

Table 4 Correlation coefficients, linear equations, LODs, LOQs and linear ranges for 6 cannabinoids

表5 化妆品中6种大麻素添加回收率和相对标准偏差（n = 6）

Table 5 Recoveries and RSDs of 6 cannabinoids spiked into cosmetics (n = 6)