干血斑(Dried Blood Spot, DBS)结合液相色谱-高分辨质谱(Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry, LC-HRMS)工作流用于同步鉴定新型阿片类物质的方法学验证
《Forensic Science International》:Validation of a Dried Blood Spot (DBS) liquid chromatography – high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) workflow for simultaneous identification of emerging opioids
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新型合成阿片类(包括芬太尼类似物与硝嗪类)的快速涌现是重大公共卫生问题。其高 potency 与持续结构修饰要求分析手段具备高灵敏度与可适应性。研究人员评估了干血斑(DBS)采样作为常规液体基质在合成阿片鉴定中的稳健替代方案。研究建立并验证了基于液相色谱-高分
新型合成阿片类(包括芬太尼类似物与硝嗪类)的快速涌现是重大公共卫生问题。其高 potency 与持续结构修饰要求分析手段具备高灵敏度与可适应性。研究人员评估了干血斑(DBS)采样作为常规液体基质在合成阿片鉴定中的稳健替代方案。研究建立并验证了基于液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)的方法,数据采集采用全扫描数据依赖采集(full-scan Data-Dependent Acquisition, DDA)模式。该 DBS–LC-HRMS 联合方法适用于已知芬太尼类似物与硝嗪类的检测,并可通过数据分析鉴定潜在未知物。检测限(Limit of Detection, LOD)与定量限(Limit of Quantification, LOQ)分别为 0.05–0.2 ng/mL 与 0.1–0.75 ng/mL,所有分析物线性范围 0.5–3 ng/mL。稳定性评估显示 DBS 在 7 天期内较冷冻全血更稳健经济。方法成功应用于真实样本,确认其作为法医毒理学筛查工具的可行性,可对 37 种合成阿片进行鉴定与定量,为应对非法合成阿片动态演化提供了灵活高效的常规化策略。
研究背景与立题依据
近年来,新型合成阿片类(synthetic opioids)在非法药物市场持续涌现,因其极高效价(potency)、结构快速演化及与致死性过量高度相关,已成为关键公共卫生挑战。联合国毒品和犯罪问题办公室(UNODC)数据显示,合成阿片使用规模居非法药物第二,且阿片类占药物直接相关死亡约三分之二。本研究聚焦最具影响的芬太尼类似物(fentanyl analogues)与硝嗪类(nitazenes):芬太尼效价约为吗啡 50–100 倍,部分硝嗪类临床前研究报道效价达吗啡数百至千倍以上。因高 poten cy,生物样本中常仅存极低浓度,传统毒理筛查在死后样本等场景中易假阴性。常规血液、血浆等液体基质存在需专业人员采集、生物危害、冷链依赖、现场采样受限等缺陷。干血斑(Dried Blood Spot, DBS)技术以微量采血、室温干燥、免冷藏、普通邮寄、低生物危害等优势,成为颇具潜力的替代基质。研究人员旨在验证 DBS 耦合 LC-HRMS 工作流对芬太尼类似物与硝嗪类同步鉴定与定量的适用性,论文发表于《Forensic Science International》。
主要技术方法概括
研究人员采用 QIAGEN QIAcard 血迹卡采集 DBS,以药物空白人全血加标构建校准与质控体系,每样本分三个 30 μL 斑点室温干燥后整斑剪取,甲醇/0.1% 甲酸超声提取,加内标 fentanyl-D5,氮吹复溶后进样。仪器端使用 Orbitrap Exploris 120 高分辨质谱仪耦联 Vanquish HPLC,Raptor Biphenyl 柱,流动相为含 5 mM 甲酸铵与 0.1% 甲酸的水(A)及含 0.1% 甲酸的甲醇(B),正离子 H-ESI 源,全扫描 m/z 100–500(分辨率 120,000)配合靶向质量表的数据依赖二级(ddMS2/HCD)采集。验证参数涵盖选择性、LOD、LOQ、线性、精密度准确度、回收率、基质效应及 7 天稳定性;真实样本来自 10 例接受芬太尼治疗患者的常规血涂 DBS。
研究结果
3.1 方法验证:以 10 份阴性 DBS 评估选择性无内源干扰;校准初设 0.05–3 ng/mL,因低于 0.5 ng/mL 部分分析物准确精密度不达标,最终线性锁定 0.5–3 ng/mL。LOD 0.05–0.2 ng/mL(protonitazene 例外 0.5 ng/mL),LOQ 0.1–0.75 ng/mL(protonitazene 0.75 ng/mL),方法定位于痕量识别。
3.2 精密度与准确度:在 1.5 与 3 ng/mL 两个 QC 水平,绝大多数分析物日内/日间 CV%≤20%,E% 多在 ±20% 内;etonitazepipne、butonitazene、furanyl norfentanyl 等少数偏差较大(最高 E% 约 ±58%),但整体满足法医筛查容忍度。
3.3 基质效应:多数分析物呈信号增强(ME%>100%),常稳定在 80–120%,高 QC 下少数 ME% 超 200–250%;提示 DBS 纸基质与提取液引入的离子化影响以增强为主,与其余文献常见抑制不同。
3.4 回收率:芬太尼类似物绝对回收率多 70–130%,硝嗪类偏低,protonitazene 仅 55%,反映化合物极性、蛋白结合及纤维素亲和差异。
3.5 稳定性:7 天室温 DBS 与 ?20 ℃ 冷冻全血对比,两者偏差多 20–50%,但冷冻全血下降幅度总体等于或大于 DBS,DBS 在免冷链前提下保存完整性不劣于冷冻血。
3.6 真实样本应用:10 例芬太尼治疗者 DBS 中检出 fentanyl 0.13–0.50 ng/mL,1 例阴性,3 例介于 LOD–LOQ 间只能定性不能定量,norfentanyl 均 < />
讨论与结论翻译
讨论指出,DBS–LC-HRMS 可同步识别 37 种阿片新精神活性物质(NPS),HRMS 全扫描 DDA 兼具准确质量、丰富碎片与回溯再处理潜力,未知类似物亦可事后挖掘。DBS 较液体血简化采集运输、降生物危害;全斑提取缓解了 hematocrit 导致的穿刺体积偏差,但死后血黏度/溶血/凝血仍可能引入残留偏倚。基质效应以增强为主,回收率因化合物而异,强调按化合物单独验证及使用结构匹配内标。7 天稳定性实验显示 DBS 保存不劣于冷冻全血,但部分物显著降解,提示短时稳定性亦需化合物级评估。欧洲(含意大利)真实案例稀缺使验证以加标为主,但真实治疗血样已佐证方法可用,且治疗浓度与中毒/致死浓度同量级或更低,说明更高浓度亦能覆盖。
结论部分译文:
鉴于新型合成阿片持续涌现与结构演化,建立能在低浓度检测此类化合物的联用分析方法至关重要。常规筛查与靶向方法常漏检未报告或结构修饰物,而高分辨质谱(HRMS)提供宽口径灵活策略,可同时覆盖已知与潜在未知类似物;全扫描 DDA 模式使原始数据具回溯再处理价值。干血斑(DBS)进一步赋予样品处理实操优势。本研究方法特意锚定极低浓度区间,可可靠识别该类化合物并容忍收样后稳定性损失。综上,所提 DBS–LC-HRMS 方案为广谱合成阿片分析提供操作优势,展现出面向常规法医毒理学应用的潜力。
Serena Mestria、Sara Odoardi、Valeria Valentini、Giulia Biosa、Sabina Strano-Rossi 等完成本工作,单位系意大利罗马 Università Cattolica del Sacro Cuore Fondazione Policlinico Gemelli IRCCS 健康监护与生命伦理系法医毒理学实验室。