开发并验证了一种简单快速的方法,该方法利用蛋白质沉淀技术和超高效液相色谱-质谱联用技术(UHPLC-MS/MS),对全血中的新型合成阿片类药物和致幻剂进行常规分析
《Food Wellness》:Development and Validation of a Simple and Fast Method for Routine Analysis of New Synthetic Opioids and Hallucinogens in Whole Blood using Protein Precipitation and UHPLC-MS/MS
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时间:2025年11月08日
来源:Food Wellness
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本研究开发了并验证了一种简捷、灵敏的LC-MS/MS方法,用于同时检测全血中6种新型合成阿片类物质(卡芬太尼、芬太尼等)和2种致幻剂(裸盖菇素、麦角酸)及其主要代谢物。方法采用蛋白质沉淀前处理,优化了沉淀溶剂体积、甲酸浓度和离心时间,在0.1-20 ng/mL范围内实现高线性(R2>0.99),检测限低至0.05 ng/mL(除麦角酸为1 ng/mL),且适用于活体和死后样本分析。实验验证了方法的准确性、精密度(%RSD<13%)及抗基质干扰能力,样本用量仅需50 μL,显著提升法医实验室的检测效率和绿色化学实践水平。
### 对合成阿片类药物和致幻剂在法医毒理学中的快速检测方法研究
在法医毒理学领域,快速且可靠的检测新兴合成阿片类药物和致幻剂对于案件调查和公共卫生监测至关重要。随着全球非法药物市场的变化,尤其是新精神活性物质(NPS)的迅速增长,法医实验室面临着前所未有的挑战。这些NPS通常未被国际公约所管控,但其对公众健康的威胁不容忽视。合成阿片类药物因其高度的效力和潜在的致命性,成为法医毒理学研究的重点对象。本研究旨在开发一种高效、快速、简便且敏感的方法,用于同时检测六种新的合成阿片类药物(卡芬太尼、芬太尼、异托尼塔泽那、甲托尼塔泽那、诺芬太尼和苏芬太尼)以及两种经典的致幻剂(麦角酸二乙胺,即LSD和仙人掌碱)及其主要代谢产物2-氧-3-羟基麦角酸(LSD-OH)。
该方法基于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术,采用蛋白质沉淀作为样品前处理手段,仅需50微升全血即可完成分析。这种方法不仅减少了样品的使用量,还显著提升了分析效率,为法医实验室提供了切实可行的解决方案。通过优化实验条件,该方法在检测灵敏度、准确性和重复性方面均表现出色,能够在极低浓度下(如0.1纳克/毫升)准确识别目标化合物,且未观察到明显的基质效应或交叉污染。
### 方法的优化与验证
在方法开发过程中,采用了设计实验(DoE)方法对蛋白质沉淀步骤进行系统优化。通过分析三种关键因素——沉淀溶剂体积、加入的甲酸百分比以及离心时间——对目标化合物提取效率的影响,研究人员确定了最佳的实验条件。这些条件不仅保证了蛋白质的有效沉淀,还确保了样品中目标化合物的充分提取,同时避免了样品过度稀释。通过全因子设计实验,研究人员能够全面评估各因素对分析结果的影响,并识别出最佳的参数组合,以提高方法的可靠性和适用性。
在方法验证阶段,按照ANSI/ASB标准进行了一系列测试,包括干扰研究、离子抑制/增强、检测限(LOD)和定量限(LOQ)、校准模型、交叉污染、精密度、准确度、稀释完整性以及处理后样品的稳定性。结果显示,所有化合物的检测限和定量限均达到或优于文献报道的水平,尤其是考虑到样品体积较小的情况下。同时,该方法在不同浓度水平下均表现出良好的线性关系,重复性和再现性均符合标准要求。对于某些化合物,如麦角酸二乙胺,虽然存在一定程度的离子增强,但并未影响其检测和定量的准确性。
此外,通过测试处理后样品在自动进样器中的稳定性,研究人员确认了该方法在长时间存储条件下仍能保持分析结果的可靠性。这一特性对于法医实验室处理大量样本尤为重要,因为样品往往需要在进样前等待较长时间。同时,稀释完整性测试表明,当样品浓度超出方法的线性范围时,可以通过适当的稀释操作确保准确的定量分析。
### 方法的绿色化学特性
在评估该方法的环境影响时,研究人员使用了Analytical Greenness (AGREE)和AGREEprep计算器,对每个步骤的绿色性进行了量化分析。结果显示,该方法在多个方面表现出较高的绿色性,包括样品和溶剂的使用量较少、分析步骤简单快速,以及整体的环境影响较低。这些特点使其符合绿色化学的原则,有助于减少实验室的废弃物排放,提高资源利用效率。
然而,该方法仍存在一些局限性,例如对高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)设备的依赖,这可能带来较高的能耗和对特定试剂来源的依赖。尽管如此,该方法在灵敏度、准确性、精密度和环境友好性方面均优于许多现有的分析策略,成为法医毒理学领域中一个具有重要应用价值的工具。
### 实际应用与案例分析
为了验证该方法的实际应用价值,研究人员将其应用于19个真实的法医样本,包括死亡案例和生前案例。结果显示,其中10个样本中检测到了芬太尼、诺芬太尼和/或苏芬太尼。这些检测结果不仅符合文献中报道的浓度范围,也证明了该方法在实际案件分析中的有效性。此外,该方法还被用于分析由ARVECON GmbH组织的实验室间能力测试中的血清样本,结果显示芬太尼和苏芬太尼的浓度分别为4.6纳克/毫升和1.1纳克/毫升,且其z值均在可接受范围内,进一步证明了该方法的准确性和适用性。
### 方法的综合优势
综上所述,该方法在多个方面展现出显著的优势。首先,它能够同时检测来自不同家族的精神活性物质,为法医实验室提供了全面的分析能力。其次,该方法所需的样品量和溶剂量都非常少,这不仅降低了成本,还减少了环境负担。再者,分析过程快速且易于操作,适合日常使用。此外,该方法在灵敏度、准确性和重复性方面均表现出色,能够满足法医毒理学对高精度检测的需求。
该方法的开发和应用,不仅提高了法医实验室的工作效率,还为应对日益复杂和多样化的药物滥用问题提供了新的技术手段。随着合成阿片类药物和致幻剂的不断出现,这种快速、简便且敏感的检测方法将在未来的法医实践中发挥越来越重要的作用。通过不断优化和验证,该方法有望成为法医毒理学领域的一项标准技术,为案件调查和公共卫生监测提供可靠的数据支持。
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