犯罪捜査における薬物スクリーニング用の万能かつパワフルなツール

INTERVIEW 04

バージニア州法科学局 主任法科学者・機器分析スペシャリスト
Robert Steiner, M.S. (理学修士)

革新的なDART質量分析計は未知薬物の同定と解明をスピードアップ・簡素化しました。

バージニア州法科学局の中央法規制物質研究室には毎月、1,000～1,200個もの（犯罪の)証拠品の包みが届けられます。これらの証拠品は様々な形（白い粉末、植物の切れ端、カプセル、錠剤、等々）を取っており、個々の包みには複数の分析すべき試料が入っています。時にはそれらは注射器、秤、パイプまたはその他の薬物摂取・取引用品です。これらの試料の全ては、疑わしい薬物事件の証拠品であり、これらの同定はBob Steiner氏と彼の同僚の肩にかかっています。

「これが何であるか、誰も知らないのです。その白い粉末はコカインかもしれません。あるいは、単なるコーンスターチか砂糖かもしれません。そのカプセルは最新の合成麻薬かもしれませんし、違法医薬品または海外からの偽造品かもしれません」。Steiner氏の話は続きます、「これらが何であるかを知る秘訣は、得られたデータを正確に理解する能力を備えることです」

Steiner氏のラボはこれほど多くの試料を極めて短時間で処理しながら、素早く分析データを解析し、かつ、その結果は最大の信頼性を有していなければなりません。ここが正に、JEOLのAccuTOF™-DART質量分析計が必要とされる場なのです。

DART: Direct Analysis in Real Time

まず初めに、DARTは、法科学分析で典型的に使用されている他の分析手法であるクロマトグラフィー、LC-MSまたはGC-MS等と比較して極めて迅速な手法と言えます。開始から終了まで、ひとつの分析に要する時間は約10分であり、これは45分以上かかる他の手法に比べ迅速です。「完全未知物質に対してクロマトグラフィーの技法を使ってスクリーニングする迅速な方法は、存在はします。しかし、この手法では、スクリーニングしている化合物の本当の正体が分かりません。AccuTOF™-DARTを使うことにより、存在している化合物を発見し、どのような標準試薬が薬物の最終確認のために必要かを即座に決定することができます」とSteiner氏は力説します。

AccuTOF™-DARTは、よりシンプルでもあります。生来の形のままの試料をDARTイオン源とAccuTOF™質量分析計の導入口の間にかざすだけで、本装置は、即座に高分解能状態でのマススペクトルを測定し、精密質量の値から化学組成を決定することができます。

Steiner氏は30年以上もの経験を有する薬物化学者及び質量分析研究者として、法科学分析のためにDARTテクノロジーを利用する積極的な先駆者であり続けています。彼は、2005年のSanibel Conferenceで、本装置の発明者の一人であるJEOL USA, Inc. のDr. Robert (Chip) CodyがDARTを発表した、正にその「誕生」に立ち会いました。そしてSteiner氏は、次のように考えたことをはっきり覚えています。「もし、このDARTテクノロジーが、彼が言っていることの半分だけでも遂行することができれば、私達の仕事に革命をもたらすでしょう」

今にしてみると、それは実現したのです。

「デザイナードラッグ」との戦いにおけるパワフルな武器

Steiner氏のラボでは、より一般的な乱用薬物だけでなく、最近ではより多くのデザイナードラッグ（いわゆる「危険ドラッグ」の一種）を調べています。デザイナードラッグは調査すべき事件数の大きな部分を占めるようになってきており、彼のチームは、法律違反者に先んじることができるよう、可能なことの全てを実施しています。

デザイナードラッグは、法規制物質の構造的あるいは機能的な類似体で、元来の化合物の薬理的効果を模倣するものです。これらの薬物は、既存の薬物規制法を逃れるため意図的に造られ、大変危険です。なぜなら、デザイナードラッグは規制されておらず、治験されておらず、その起源が未知だからです。もっとも一般的なデザイナードラッグは既存の薬物の化学構造を部分的に変更して造られていますが、完全に新しい構造で合成されているものも多くあります。

歴史的にみると、殆どのデザイナードラッグはオピオイド、幻覚剤またはアナボリックステロイド（筋肉増強剤）です。これらは、いわゆる「快楽を得るための」または、「運動能力を高める（スポーツドーピング）ための」薬物です。しかしながら、デザイナードラッグの範囲は、デザイナー覚醒剤、デザイナー鎮静剤、デザイナー シルデナフィル（バイアグラ）にまで拡大しました。実際のところ、偽造薬剤のワールドワイドなブラック市場の規模は、今では2千億ドル（24兆円）以上と推定されています。

Steiner氏は、2,300以上もの化合物に関するマススペクトルと構造情報を含む包括的な参照ライブラリーを研究所内で構築しており、AccuTOF™-DARTを使うことにより、疑わしいデザイナードラッグについて、このライブラリーに対して、素早く信頼性が高い比較をすることができます。新しいデザイナードラッグが市場に出ると（時には毎週、数種類が市場に出ます）、それらのデータがライブラリーに追加されます。

「これは極めてパワフルなツールです」とSteiner氏は力説します。「私達は最近、ドイツから新規の『スケジュールI 薬物（医学的用途が無く、依存性・乱用性の危険が高い）』の通知を受け、私達のライブラリーに追加しました。通知の2週間後、これにぴったり合致する試料がやって来たのです！AccuTOF™-DARTで得られた豊富なデータのお陰で、従来のGC-EI-MS装置だけでは実現し得なかった「その試料の同定」が可能となりました」

「スパイス」ドラッグに関する特有の課題

マリファナの合法的な代替品として、しばしば「安全」な薬物として市場に出回っている、いわゆるスパイスドラッグは、デザイナードラッグの一種で、合成カンナビノイド化合物を含みます。スパイスドラッグの製造業者は、それらの混合物の中の異なる化合物を入れ替えることによって法的な規制を逃れようとしています。これらの化合物は、文字通り何百種類もありますが、法科学分析の作業負荷上、急速に増え続けているのです。

Steiner氏は次のとおり説明します。「これらの薬物の数は急増し、私達は四六時中、より多くの薬物を目にしています。アマチュア化学者はインターネット上で、簡単に、このような薬物を作る方法に関する記事を見つけてしまいます。彼らは、あちこちにフッ素または塩素を付加して、その構造を僅かに変化させ、今や、新たな化合物を手に入れてしまうのです」と。
「素晴らしいことはAccuTOF™-DARTが精密な分子量を提供することです。したがって私達は、その質量から化学組成式を得ることができ、その組成式に基づいて更に調査します。私達はこの手法で大いなる成功を収めました。DART無しではどうにもならなかったのです」

「この装置は文字通り、私達の仕事のやり方を転換させました。」

Steiner氏のラボでの成功が大きな理由となり、バージニア州内の他の3箇所の法規制物質研究室が、新しいAccuTOF™-DART を得て使うことになります。「これは大きな前進です」とSteiner氏は続けます。「私達が2006年にAccuTOF™-DARTを手に入れて以来、私達が調べた薬物の数は飛躍的に増えました。本装置はこのラボにおいて極めて重要なツールになり、私達の任務がより容易に遂行できるようになりました。そしてもっとも重要な事は、AccuTOF™-DARTは私達に違法薬物に関する全ての変化に対して、遅れずについていく能力を与えてくれたことです」

DARTの動作原理

DARTの中では、ガス(通常ヘリウムまたは窒素ガス)の流れに対して高電圧が印加され、放電によりプラズマが発生します。そしてこのガスは、イオン源と分析部入口の間のギャップに置かれた試料の表面上に吹き付けられます。この過程により、試料表面の分子がイオンに変わり、これらのイオンは飛行時間型質量分析計(TOF-MS)へ導かれます。DARTは外気に開放された状態の試料をイオン化できるので、サンプルを溶媒に溶解したり、特別な前処理することなしに測定を行うことができます。

25I-NBOH, or 2C-I?

2C-I は、アメリカで法規制されているスケジュールI 薬物です。そして25I-NBOHは、より強力な合成派生物で、アミンにN-(2-hydroxybenzyl)を付加することによって作られます。これは現在、アメリカでは法規制の対象ではありません。AccuTOF™-DARTでは、プロトン化した25I-NBOH分子全体が明瞭に観測されて明確な同定につながります。この 25I-NBOH を誘導体化することなく GC-EI-MS で分析を行った場合、高温の GC 注入口での熱分解により 25I-NBOH が 2C-I に変化してしまうため、誤った同定結果を得る危険性があります。

医薬品を確認する斬新な技法

Steiner氏の法科学ラボは、毎月100以上の医薬品試料を確認のために分析しています。Steiner氏は次のように述べています。「私達は、疑わしい法規制物質事件に関連して、四六時中、医薬品のカプセルや錠剤を分析しています。私達は錠剤に付けられたマークを観察し、そのマークに関する公開済みのデータベースを検索調査し、その試料をDARTに入れることができます。そして10分間で、その医薬品試料の組成を確認し、分析を完了できます」

掲載:2015年7月