临床与法医学中天然来源麻醉品LC-MS/MS生物分析的先进样品前处理方法

《Journal of Chromatography A》:Advanced Sample Preparation Methods for LC–MS/MS Bioanalysis of Naturally Derived Narcotics in Clinical and Forensic Contexts

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月26日 来源:Journal of Chromatography A 4.0

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   •LC–MS/MS 是天然来源麻醉品生物分析的金标准。•样品前处理方法的分类对于麻醉品的生物分析至关重要。•应根据基质和分析物的性质选择合适的萃取技术。•本文对 LC–MS/MS 样品前处理方面的最新进展进行了系统评述。引言精神活性物质被负责监管违禁药物使用方法国际机构的联合

  
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    LC–MS/MS 是天然来源麻醉品生物分析的金标准。
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    样品前处理方法的分类对于麻醉品的生物分析至关重要。
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    应根据基质和分析物的性质选择合适的萃取技术。
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    本文对 LC–MS/MS 样品前处理方面的最新进展进行了系统评述。

引言

精神活性物质被负责监管违禁药物使用方法国际机构的联合国毒品和犯罪问题办公室(UNODC)划分为六大类。该分类基于其在中枢神经系统(CNS)中的精神药理影响,包括合成 cannabinoid 受体激动剂、经典致幻剂、兴奋剂、阿片受体激动剂、镇静催眠剂和解离剂 [1]。这种方法与世界卫生组织(WHO)和欧洲药物 agency(EUDA,前身为 EMCDDA)所界定的框架相一致,这些框架建立在评估药物的药理作用和毒理特征的基础上 [2,3]。
在这六大类中,阿片受体激动剂通过高亲和力结合 μ(mu)、κ(kappa)和 δ(delta)阿片受体,发挥强效的镇痛作用。阿片类镇痛药常用于治疗对非甾体抗炎药(NSAIDs)无反应的剧烈疼痛 [4],以及晚期癌症的疼痛管理 [5]。除了通过 μ-阿片受体激活在中枢神经系统产生的镇痛作用外,这些药物还能刺激多巴胺能奖赏通路,产生以欣快感和压力抑制为特征的中毒效应 [6]。这一影响增加了物质使用障碍的风险,其特征表现为剂量依赖性的耐受性和依赖性出现 [7,8];因此,这些药物被正式归类为麻醉品。麻醉品在过量时会引发呼吸抑制 [9],并导致全球高死亡率,构成一个重大的公共卫生问题。根据 WHO 的报告,2022 年约 6000 万人参与了非医疗阿片类药物使用。此外,阿片类药物约占全球报告的 60 万例药物相关死亡的 75% [10]。总体而言,这些数据突显了与药物相关死亡率方面,阿片类药物是比其它精神活性物质风险更高的类别。
阿片类药物的长期施用会给患者带来巨大的临床风险,特别是在长期治疗管理方面。已报告的处方阿片类药物滥用和阿片类药物使用障碍发生率为 1–40% [11]。长期使用这些药物往往会导致药动学耐受,需要通过增加剂量来维持镇痛效果 [6]。强效阿片受体激动剂剂量的增加与显著的滥用风险相关 [12],而这种药动学特征增加了致命性过量的风险 [13]。
麻醉品可分为天然、半合成或合成生物碱衍生物。天然生物碱通常来源于鸦片(罂粟 Papaver somniferum)。然而,最近的研究表明,阿片类药物可以通过酵母 [14] 和大肠杆菌 Escherichia coli [15] 进行生物合成。从鸦片中天然分离出的主要生物碱为吗啡、可待因和蒂巴因(图 1)。
吗啡(约占P. somniferum生物碱含量的 ~10%)于 1803 年由德国药剂师 Friedrich Sertürner 分离得到 [16]。此外,它于 1941 年通过美国食品药品监督管理局(FDA)的批准 [17]。它仍是强效镇痛药的药理学参照 [16]。在肝脏中,吗啡会转化为吗啡-3-葡萄糖苷酸(M3G;45–55%)和吗啡-6-葡萄糖苷酸(M6G;10–15%)。吗啡的镇痛作用主要由 M6G 归因 [18]。可待因是另一种天然发生的阿片类药物 [19],在较高剂量下用于剧烈疼痛,在较低剂量下用作镇咳剂 [16]。可待因主要代谢为可待因-6-葡萄糖苷酸(C6G;≈70–80%),少量转化为吗啡(5–10%)和无活性的 norcodeine(10%)[20]。尽管吗啡和可待因被列入 WHO 基本药物模型清单 [21],但全球药物警戒数据仍突显了其明显的滥用倾向和依赖性潜力 [22]。蒂巴因是另一种天然发生的阿片类药物,主要是半合成阿片类药物的前体。由于其在常规毒理学分析中相关性有限,蒂巴因未纳入本研究框架。
尽管一些最近的综述涉及了麻醉品及相关化合物,但其主要分析重点与本工作不同。现有综述主要讨论分析前稳定性 [23]、电化学 [[24], [25], [26], [27], [28]] 和生物传感方法 [29]、光谱学方法 [30]、环境监测 [31]、食品相关鸦片生物碱 [32],或对植物来源生物活性生物碱的更广泛分析 [33]。虽然这些研究在各自领域做出了宝贵贡献,但它们并未特别关注在天然来源麻醉品的定量 LC–MS/MS 生物分析之前的样品前处理策略。为弥补这一空白,本综述首次系统地对专门应用于临床和法医生物基质中天然来源麻醉品的 LC–MS/MS 生物分析的样品前处理策略进行分类和关键评估,并特别关注吗啡和可待因。这些方法根据其在基础原理进行分类,并从分析性能、优势、局限性和在不同生物基质中的适用性方面进行关键评估。本文并非提供麻醉品分析的一般性概述,而是特别关注样品前处理在定量临床和法医生物分析中的作用。文中识别出现有文献中的方法学局限性和空白,并讨论了最新进展和新兴方法,以突显该领域的未来机遇。

章节要点

化学结构与稳定性

吗啡、可待因及其代谢物(包括极性、蛋白结合、pH 和温度依赖性降解、离子化)的物理化学性质直接影响其在样品前处理过程中在生物基质中的稳定性(表 1)。这些指标还关键地影响电喷雾离子化(ESI)过程中的离子形成,从而影响 LC–MS/MS 系统中的信号强度、检测灵敏度和定量可靠性。维护不充分

定量 LC–MS/MS 麻醉品分析中的样品前处理和萃取策略

已有众多样品前处理技术被引入用于通过 LC–MS/MS 在生物基质中检测麻醉品,包括血清、血浆、全血、死后样品、尿液、毛发和唾液。随着三重四极杆 LC–MS/MS 系统实现了超痕量敏感性和增强选择性,主要的分析局限已逐步向上游转移。基质效应、离子抑制、分析物不稳定以及萃取回收率的变异如今

未来展望

对于麻醉品的 LC–MS/MS 生物分析,重点应放在简单、快速、集成和环保可持续的样品前处理方法上,同时保持高分析性能与实用性。在此背景下,增加样品前处理的自动化程度代表了一个重要的未来方向,特别是在减少操作者依赖的变异和手工处理,同时提高重现性和样品通量方面。自动化或在线萃取的整合与

结论

由于伴随欣快效应而滥用的日益普遍,麻醉品已成为全球关注的问题。其狭窄的治疗指数、代谢的个体间变异以及致命的不良反应,使得药物浓度监测(TDM)成为临床实践中毒性管理的必要要求。此外,麻醉品在兴奋剂使用中的参与度不断增加,提升了其在法医案件中的相关性。因此,准确可靠地测定吗啡和

伦理批准

本文不包含任何作者进行的人类参与者或动物研究。

关于生成式 AI 及 AI 辅助技术在稿件准备过程中的声明

在本工作准备过程中,作者使用了 AI 工具(ChatGPT)进行语言编辑和语法润色。在使用该工具后,作者已根据需要审查并编辑了内容,并对已发表文章的科学内容承担全部责任。

CRediT 作者贡献声明

Melda Aldemir:概念构思、可视化、原稿撰写。Yasin Dar?:可视化、稿件审阅与编辑。Demet Dincel:指导、概念构思、稿件审阅与编辑。

CRediT 作者贡献声明

Melda Aldemir:原稿撰写、可视化、概念构思。Yasin Dar?:稿件审阅与编辑、可视化。Demet Dincel:稿件审阅与编辑、指导、概念构思。

利益冲突声明

作者声明,他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系,这些关系可能会影响本论文所报告的工作。

致谢

本研究未获得任何外部资金。图形摘要中的部分符号是使用 ChemDraw 创建的。
Melda Aldemir | Yasin Dar? | Demet Dincel
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