Enzyme Digestion LC-MS/MS Detection of Etomidate， Ketamine， Methamphe‑ tamine and Codeine in Hair

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2025.350801

Abstract

Abstract:

Objective To establish a liquid chromatography-tandem mass spectrometry （LC-MS/MS）method based on enzymatic digestion for the rapid qualitative and quantitative detection of drugs in hair. Methods The enzymatic digestion parameters for etomidate, ketamine, methamphetamine, and codeine, including dithiothreitol （DTT） concentration, proteinase K concentration, incubation temperature and digestion time were optimized using controlled-variable experiments. After digestion, hair samples were filtered through a 0.22 μm membrane and separated on a C18 column with a gradient elution using 0.1% formic acid in water and 0.1% formic acid in acetonitrile and analyzed using electrospray ionization （ESI） in multiple reaction monitoring （MRM） mode. After validation, the method was applied to 155 drug-related hair samples and compared with the cryogenic wet-grinding method. Results Etomidate, ketamine, methamphetamine, and codeine in hair samples all showed good linearity with their respective linear ranges （R²>0.998 0）, with limits of detection （LOD） of 0.005-0.010 ng/mg and limits of quantification （LOQ） of 0.02-0.04 ng/mg. Matrix effects ranged from -12.09% to 8.23%, while the relative standard deviations of intra-day precision and inter-day precision were 2.56%-10.37% and 5.50%-15.11%, respectively. Average recoveries （88.97%-104.05%） met analytical requirements. Results from drug-related hair samples suggested good consistency between enzymatic digestion and cryogenic grinding pretreatment method, while enzymatic digestion demonstrated higher extraction amounts for codeine than cryogenic grinding pretreatment method. Conclusion The established method is simple to operate, highly sensitive, and reproducible, making it suitable for high-throughput hair drug analysis, providing an efficient and reliable analytical method for forensic identification.

Key words: forensic medicine, toxicological analysis, hair analysis, enzymatic digestion method, LC-MS/MS, drugs

CLC Number:

Mingjin YANG, Meiyun HE, Weian DU, Pengfei MEI, Xuelian CHENG, Xin LIU, Yuesen SHI, Hao JIN, Yiling HU, Meixin HE, Ling CHEN, Chao LIU. Enzyme Digestion LC-MS/MS Detection of Etomidate， Ketamine， Methamphe‑ tamine and Codeine in Hair[J]. Journal of Forensic Medicine, 2026, 42(3): 261-268.

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Figures/Tables 8

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毒品	保留时间/min	定量离子对	定性离子对	锥孔电压/V	碰撞能量/eV
依托咪酯	5.34	245.1/141.1	245.1/141.1 245.1/95.1	22	8，22
氯胺酮	3.43	238.1/207.1	238.1/207.1 238.1/125.1	30	25，10
甲基苯丙胺	2.97	150.1/119.1	150.1/119.1 150.1/91.1	30	15，8
可待因	2.37	300.1/215.1	300.1/215.1 300.1/165.1	24	20，50

毒品	保留时间/min	定量离子对	定性离子对	锥孔电压/V	碰撞能量/eV
依托咪酯	5.34	245.1/141.1	245.1/141.1 245.1/95.1	22	8，22
氯胺酮	3.43	238.1/207.1	238.1/207.1 238.1/125.1	30	25，10
甲基苯丙胺	2.97	150.1/119.1	150.1/119.1 150.1/91.1	30	15，8
可待因	2.37	300.1/215.1	300.1/215.1 300.1/165.1	24	20，50

DTT/（mg∙mL^-1）	依托咪酯	氯胺酮	甲基苯丙胺	可待因
0	2.374±0.008	1.208±0.068	2.521±0.089	2.708±0.232
3	5.542±0.082^1）	3.648±0.460^1）	4.517±0.278^1）	8.601±0.471^1）
6	5.500±0.125^1）	4.011±0.435^1）	4.023±0.487^1）	8.321±0.166^1）
12	5.783±0.152^1）	3.589±0.950^1）	4.152±0.585^1）	7.865±0.689^1）

DTT/（mg∙mL^-1）	依托咪酯	氯胺酮	甲基苯丙胺	可待因
0	2.374±0.008	1.208±0.068	2.521±0.089	2.708±0.232
3	5.542±0.082^1）	3.648±0.460^1）	4.517±0.278^1）	8.601±0.471^1）
6	5.500±0.125^1）	4.011±0.435^1）	4.023±0.487^1）	8.321±0.166^1）
12	5.783±0.152^1）	3.589±0.950^1）	4.152±0.585^1）	7.865±0.689^1）

蛋白酶K/U∙mL^-1	依托咪酯	氯胺酮	甲基苯丙胺	可待因
0	2.439±0.157	2.381±0.110	0.400±0.002	0.584±0.027
2.5	2.705±0.124	2.701±0.030^1）	0.492±0.046^1）	0.719±0.070
5	3.139±0.265^1）	3.383±0.052^1）2）	0.600±0.035^1）2）	0.800±0.035^1）
10	3.025±0.232^1）	3.400±0.072^1）	0.581±0.026^1）	0.797±0.081^1）