利用胶囊相微萃取技术的同时测定死亡性中毒病例死后样本中的麻醉剂和阿片类药物的潜力

《Journal of Chromatography Open》：Leveraging the potential of Capsule Phase Microextraction for simultaneous determination of anaesthetic and opioid drugs in postmortem samples of its fatal intoxication

本研究开发了基于胶囊相微萃取（CPME）结合气相色谱-质谱（GC-MS）的分析方法，用于高效萃取并定量检测血液及肝、肾等组织中的局部麻醉药（如利多卡因、普鲁卡因等）和 tramadol。该方法具有线性范围广（0.01-1.0 μg/mL或μg/g）、检出限低（0.006-0.009 μg/mL或μg/g）、重复性好（RSD<10%）等特点，并通过环境可持续性评估工具证实其环保优势。成功应用于一例医疗事故的法医毒理分析，证实了其可靠性和实用性。

　　### 一种新型胶囊相微萃取技术在法医学药物分析中的应用

在法医学和毒理学领域，识别麻醉剂和阿片类药物在生物基质中的含量具有至关重要的意义，尤其是在涉及药物滥用和疑似医疗过失的案件中。由于这些药物在尸检样本中的浓度通常较低，因此需要一种高效、精确的提取和富集策略。为此，研究团队开发了一种基于溶胶-凝胶技术的新型胶囊相微萃取（Capsule Phase Microextraction, CPME）方法，用于选择性提取麻醉剂（布比卡因、利多卡因、罗哌卡因和普鲁卡因）以及阿片类药物曲马多，从而实现了对尸检血液和组织样本（肝脏、肾脏、胃和脾）中目标药物的高效分析。该方法结合了气相色谱-质谱联用技术（GC-MS），不仅在分析性能上表现出色，还在环境可持续性和操作简便性方面具有显著优势。

CPME技术通过将吸附材料封装在多孔管状聚合物膜中，实现了一种统一且高效的样本处理流程。与传统的固相萃取（SPE）和液液萃取（LLE）相比，CPME在减少溶剂使用量、提高提取效率以及简化操作步骤方面表现出色。此外，该方法还能够有效过滤样本中的悬浮颗粒和不溶性干扰物质，从而保护吸附材料的完整性并提高处理复杂样本的能力。通过这一创新技术，研究人员成功地在实际的尸检样本中检测到麻醉剂和阿片类药物，并进一步评估了其在法医学分析中的适用性。

### 技术原理与操作流程

CPME技术的核心在于其独特的结构设计和操作流程。该技术使用了两个聚丙烯管，其中一根管内装有磁性杆，另一根管则填充了溶胶-凝胶吸附材料。通过将这两根管精确地融合并密封，形成了一种具有内部磁性核心的微萃取胶囊。这种结构不仅增强了吸附材料的稳定性，还通过磁性搅拌加速了药物的提取过程。此外，微萃取胶囊的多孔膜能够选择性地过滤样本中的大分子物质，从而减少污染并提高分析的准确性。

在实际操作中，CPME设备首先被浸入2 mL的甲醇中进行5分钟的清洗和活化，随后将10 mL的样本溶液（血液或组织匀浆）加入到Eppendorf管中。通过磁性搅拌，药物在溶液中与微萃取胶囊中的吸附材料发生相互作用，实现高效提取。提取完成后，将设备从溶液中取出，并在250 μL的乙酸乙酯中进行解吸，以回收目标药物。解吸过程仅需5分钟，且不会出现交叉污染问题。这一流程不仅减少了溶剂的使用量，还降低了对环境的影响，使CPME成为一种更加绿色的分析方法。

### 分析性能与优化参数

为了确保CPME-GC-MS方法的分析性能，研究人员对多种参数进行了优化，包括搅拌速度、提取时间、解吸溶剂种类和体积以及样本体积等。通过实验发现，搅拌速度在200-400 rpm之间时，药物的回收率最佳；而提取时间在45分钟时，提取效率达到峰值。解吸溶剂的选择方面，乙酸乙酯被证明是最佳的解吸介质，因为它能够有效回收目标药物而不影响其浓度。样本体积的优化表明，10 mL的样本量能够实现最佳的提取效果，而更大的样本体积会导致药物浓度的轻微下降。

此外，研究还评估了CPME-GC-MS方法的线性范围、检测限（LOD）、定量限（LOQ）以及精密度。结果显示，该方法在血液样本中的线性范围为0.01-1.0 μg mL?1，而在组织样本中的线性范围为0.01-1.0 μg g?1。检测限（LOD）在血液样本中为0.0060-0.0079 μg mL?1，而在组织样本中为0.0080–0.0099 μg g?1。精密度测试进一步确认了该方法的可靠性，其日内重复性低于5%，日间再现性低于10%。这些数据表明，CPME-GC-MS方法在分析精度和重复性方面均表现出色。

### 绿色化学与环境可持续性评估

为了全面评估CPME方法的绿色化学特性，研究人员使用了ComplexMoGAPI、AGREE和CACI等评估工具。这些工具分别从不同角度衡量了方法的环境友好性、操作可行性和整体性能。ComplexMoGAPI工具通过对多个参数的综合评分，提供了关于方法生态可持续性的详细信息。结果显示，CPME-GC-MS方法的绿色评分达到了75，高于其他传统方法的评分，表明其在减少废物产生和降低溶剂使用量方面具有明显优势。

AGREE工具则进一步验证了CPME方法的绿色特性，通过量化评估其在环境可持续性方面的表现。CPME-GC-MS方法的绿色评分达到了0.6，高于其他方法的评分，如DI-SPME-GC-MS（0.53）、UA-DMSPE-GC-MS（0.56）等。这些评分差异主要源于样本体积的使用、测试药物种类和矩阵数量以及废物产生量的不同。CACI工具则用于评估方法的实用性和分析性能，结果显示CPME-GC-MS方法的实用性评分为80，高于其他方法，如DI-SPME-GC-MS（65）、UA-DMSPE-GC-MS（72）等。这些评估结果表明，CPME-GC-MS方法不仅在分析性能上表现出色，而且在环境可持续性和操作简便性方面也具有显著优势。

### 实际应用与案例分析

为了验证CPME-GC-MS方法的实际应用价值，研究人员将其应用于一起疑似医疗过失导致的致命中毒案件。该案件涉及一名24岁女性患者，在接受鼻中隔成形术的过程中因医疗失误而死亡。尸检样本包括血液和多种组织（肝脏、肾脏、胃和脾），这些样本被送往实验室进行毒理学分析。通过CPME-GC-MS方法，研究人员成功地检测到了利多卡因和曲马多的含量，并进一步分析了这些药物在样本中的分布情况。这一实际应用不仅证明了CPME-GC-MS方法的可靠性，还展示了其在法医学中的重要价值。

### 技术优势与未来展望

CPME-GC-MS方法在多个方面表现出显著优势。首先，它能够实现高效的样本处理，减少溶剂的使用量和废物的产生，从而降低对环境的影响。其次，该方法在操作流程上更加简便，不需要复杂的预处理步骤，如蛋白质沉淀和离心，这大大提高了工作效率。此外，CPME技术还具有较高的提取效率和良好的重复性，使其成为一种适用于高通量分析的工具。这些特点使得CPME-GC-MS方法在法医学、环境监测和生物分析等领域具有广泛的应用前景。

未来，CPME技术有望在更多复杂样本的分析中得到应用。例如，研究人员可以进一步探索其在环境水样、食品和土壤样本中的适用性。此外，随着绿色化学理念的不断推广，CPME技术还可以与其他先进的分析方法相结合，以提高检测的灵敏度和准确性。总之，CPME-GC-MS方法不仅为法医学中的药物分析提供了新的解决方案，也为实现环境可持续的分析流程做出了重要贡献。