基于直接进样UPLC-MS/MS技术的污水新型精神活性物质高通量筛查方法开发与应用

为应对新型精神活性物质(NPS)全球蔓延的公共卫生挑战，上海团队开发了一种基于直接进样UPLC-MS/MS的高通量筛查方法，可同时检测污水中8类311种NPS及其代谢物。该方法仅需16分钟分析时间，95.8%物质的检测限(LOD)≤10 ng/L，回收率达71.01-119.88%，并在中国某城市976份实际样本中检出32种物质。该研究为污水流行病学(WBE)监测提供了高效工具，对打击毒品犯罪具有重要意义。

　　

随着全球毒品形势日益复杂，新型精神活性物质(NPS)以每年上百种的速度涌现，其结构多变、毒性未知的特性给公共卫生安全带来严峻挑战。联合国毒品和犯罪问题办公室(UNODC)将NPS定义为不受国际公约管制但具有滥用潜力的物质，目前已分为15大类。这些物质不仅导致严重的精神障碍和身体损害，更对全球禁毒体系形成"猫鼠游戏"式的考验。传统污水监测依赖固相萃取(SPE)技术，存在前处理繁琐、耗时长等缺陷，难以应对NPS快速迭代的监测需求。

针对这一技术瓶颈，上海司法鉴定科学研究院的研究团队在《Journal of Chromatography B》发表创新成果，开发出基于直接进样超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)的高通量筛查方法。该方法突破性地实现了污水中8大类311种NPS及其代谢物的同步检测，包括87种合成大麻素(SCs)、43种合成卡西酮、71种苯乙胺类等，为全球NPS污水监测提供了迄今最全面的技术方案。

研究团队采用直接进样技术替代传统SPE，通过优化流动相梯度（0.1%甲酸水溶液和乙腈体系），在16分钟内完成分析，并成功分离15组37种异构体。方法学验证显示，95.8%物质的检测限(LOD)≤10 ng/L（其中27.6%达1 ng/L），回收率71.01-119.88%，基质效应控制在合理范围。应用该技术对中国某城市976份24小时污水样本分析，检出32种NPS，其中氯胺酮检出率最高。

UPLC方法优化
通过调整流动相B（乙腈）比例梯度，在保证37种关键异构体分离度的前提下，将分析时间压缩至16分钟。采用0.3 mL/min流速和ACQUITY UPLC^?
BEH C₁₈
色谱柱（2.1×100 mm，1.7 μm）实现最佳分离效果。

质谱参数优化
采用电喷雾电离源(ESI)正负离子切换模式，对每种物质优化去簇电压(DP)和碰撞能量(CE)。通过多反应监测(MRM)模式提升灵敏度，同位素内标（如MDMB-4en-PINACA Acid-D₄
）校正基质效应。

实际样本检测
在验证的311种物质中，32种在中国城市污水样本中被检出，包括合成卡西酮类（如甲卡西酮）、苯乙胺类及氯胺酮等，证实方法具备实际监测能力。

该研究开创性地建立了目前覆盖最广的NPS污水直接检测技术，其高通量特性（每日可处理90个样本）显著提升监测效率。相比传统SPE方法，直接进样技术节省了80%有机溶剂消耗，更符合绿色化学理念。研究不仅为污水流行病学(WBE)提供了标准化工具，更通过大样本验证揭示了特定地区NPS滥用模式，为禁毒决策提供数据支撑。随着NPS持续变异，该方法可快速整合新出现物质，有望成为全球毒品早期预警系统的重要组成部分。特别值得注意的是，研究中发现的氯胺酮高检出现象，为中国实施精准禁毒策略提供了重要靶点。这项技术突破标志着环境法医学在应对新型毒品挑战方面迈出了关键一步，其技术路线还可拓展至其他新兴污染物的监测领域。