《Microchemical Journal》：Screening of new psychoactive substance and abuse drugs in South Korean wastewater: Comparative insights from Orbitrap/MS, Q-TOF, and Q-Trap mass spectrometry
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•共有107种新型精神活性物质通过三种质谱仪进行了方法验证。•在16座污水处理厂中对107种新型精神活性物质及滥用药物进行目标筛查，分别使用Orbitrap/MS、Q-TOF和Q-Trap检测出了9种、14种和12种化合物。•不同质谱仪在检测废水中的新型精神活性物质时存在差异，这
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共有107种新型精神活性物质通过三种质谱仪进行了方法验证。
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在16座污水处理厂中对107种新型精神活性物质及滥用药物进行目标筛查，分别使用Orbitrap/MS、Q-TOF和Q-Trap检测出了9种、14种和12种化合物。
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不同质谱仪在检测废水中的新型精神活性物质时存在差异，这源于各仪器检测限及数据采集策略的不同。
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在可疑物质分析中，两种处方药（加巴喷丁和文拉法辛）在CL 2a水平被检测到，而苯乙丁胺则在CL1水平被确认。
引言
全球范围内，精神活性物质的使用引发了致命的成瘾危机以及严重的社会问题。此外，新型精神活性物质的快速出现也成为一个日益严重的问题，给公共卫生带来了巨大挑战。这些物质的不断演变速度往往快于许多国家的监管机制，导致药品管控法规存在漏洞，使得人们更容易接触到这类物质。这种监管滞后现象助长了新型精神活性物质的传播，它们通常通过黑市流通，由于其缺乏监管且药理作用难以预测，因此会带来严重的健康风险[1]。在欧盟，非法毒品的供应趋势不仅显示出新型精神活性物质的持续合成，还反映出其摄入途径的日益多样化。这些情况凸显出迫切需要创新的分析方法来检测和监控市场上出现的各类物质[2]。因此，人们正在开展大量研究，试图通过废水检测和识别新型精神活性物质，因为大多数药物在人体代谢后会通过尿液或粪便排出体外[3]。传统的目标分析方法依赖于预先确定的标准物质，往往难以跟上未知化合物的快速发展。为此，人们越来越多地使用先进的筛选技术，包括利用高分辨率质谱仪如Orbitrap/MS和四极杆飞行时间质谱仪Q-TOF进行可疑物质及非目标分析，这类技术能够实现高分辨率和全谱段化合物识别[4]、[5]、[6]。即使在没有参考标准的情况下，这些方法也能在复杂的环境样本中精准检测和表征新型精神活性物质及其代谢物，是应对这类物质快速演变的宝贵工具[7]。最近，高分辨率质谱仪还发展出了数据依赖型采集模式和数据独立型采集模式，通过Orbitrap的dd-MS/MS模式（Q Exactive）和Q-TOF的All Ions MS/MS模式，既可以进行定量分析，也可以进行定性筛查[8]、[9]。
除了高分辨率质谱仪外，使用四极杆线性离子阱质谱仪结合计划性多反应监测技术也能提供较高的灵敏度和重复性，当有参考标准物质时，可更可靠地进行定性分析和定量分析。值得注意的是，在较低样品浓度下，多反应监测技术能给出更准确的定性结果[10]、[11]、[12]。尤其是sMRM的信息依赖型采集模式下的增强产物离子模式，能够对符合条件的化合物进行强化产物离子收集，进而通过与内置数据库比对实现初步识别[13]。
已有许多研究采用不同的提取方法和液相色谱高分辨率质谱仪，尝试检测多种新型精神活性物质[14]、[15]、[16]、[17]、[18]。然而，迄今为止还没有研究比较过不同类型质谱仪在检测新型精神活性物质方面的筛查性能和灵敏度。
因此，本研究的目的是评估并比较三种不同质谱仪——液相色谱Orbitrap/MS、Q-TOF和Q-Trap在筛查废水样本中的107种新型精神活性物质及滥用药物方面的分析性能。这些废水样本仅经过常用的单层亲水亲油平衡吸附剂预处理。研究评估了这三种仪器对107种目标化合物在废水中的回收率和灵敏度。此外，还使用液相色谱Orbitrap/MS对来自韩国75座污水处理厂的废水样本中的未知新型精神活性物质进行了可疑物质分析。据我们所知，这是韩国首个大规模的废水筛查研究，采用了包含107种新型精神活性物质及滥用药物的参考标准物质，以及基于HighResNPS、EMCDDA和联合国毒品和犯罪问题办公室报告构建的内部可疑物质数据库。
章节摘要
试剂与标准物质
共获得了107种参考标准物质，其中包括新型精神活性物质和滥用药物，这些标准物质来自Cerilliant（美国得克萨斯州朗德罗克市；纯度经认证高于99%）和韩国食品药品安全处。其中有29种是同位素标记的化合物（25C-NBOMe-d3、安非他明-d6、BE-d8、安非他酮-d9、丁酮酮-d3、咖啡因-d3、可卡乙烯-d8、可卡因-d3、可待因-d3、EDDP-d3、麻黄碱-d3、乙氧酮-d5、芬太尼-d5、氯胺酮-d4、LSD-d3、MDA-d5、MDEA-d5、MDMA-d5、哌替啶-d4、甲基苯丙胺-d3、美沙酮-d3）。
不同质谱仪检测新型精神活性物质及滥用药物的分析方法评估
研究了在复合进水废水体系中，使用三种不同质谱仪检测包含107种新型精神活性物质及滥用药物的分析方法，评估指标包括校准线性、回收率、精密度以及方法检测限。通过107种天然标准物质和29种内标物质的系列稀释，建立了浓度范围为0.1–100?ng/mL的校准曲线。如表1所示，大多数化合物都表现出良好的线性关系，其相关系数为
结论
在本研究中，我们评估并比较了液相色谱高分辨率质谱仪（Orbitrap/MS、Q-TOF）和低分辨率质谱仪（Q-Trap）在目标离子采集方面的性能，包括线性、准确性、精密度以及方法检测限，结果表明灵敏度和数据采集策略的差异是检测低浓度新型精神活性物质及滥用药物时的关键因素。总体而言，对于目标分析物，这些仪器均取得了令人满意的分析性能。基于数据库，对16座污水处理厂的废水进行了分析
作者贡献说明
Na Mi Lee：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，软件应用，资源准备，方法设计，实验研究，数据整理，概念构思。Jeong-Eun Oh：写作——审阅与编辑，项目监督，项目管理，方法设计，资金申请，概念构思。
资助情况
本研究得到了韩国国家研究基金会基础科学研究计划的支持，该计划由韩国教育部门资助（项目编号：RS-2024–00355206和RS-2021-NR060122）。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
Na Mi Lee|Jeong-Eun Oh
