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【热点文章】复杂基质中新精神活性物质分析方法研究进展


背景介绍



新精神活性物质(NPS)是指未被国际禁毒公约列管、具有滥用潜力并可对公共健康构成严重威胁的一类物质。截至202210月,全球已有137个国家和地区报告出现1150多种NPS。该类物质常通过结构修饰规避法律监管,在生物体液、污水及毛发等复杂基质中以痕量形式存在,并广泛代谢为结合态产物,结合前处理与高效可靠的分析方法能够提高NPS检测效率。本文综述了复杂基质中NPS的前处理技术与分析检测方法的研究进展,旨在为NPS的精准识别与快速响应提供参考










文章亮点

1. 梳理了固相萃取、QuEChERS、微萃取等前处理技术的进展,介绍了在线固相萃取与磁性固相萃取等自动化、绿色化新技术,提升了复杂基质中痕量NPS的富集效率

2. 评述了液相色谱-高分辨质谱在未知NPS识别中的核心优势,实现了从“被动检测”到“主动发现”的范式转变

3. 展望了智能化数据处理、便携式检测设备及高通量自动化分析的发展方向,实现NPS的早期预警与现场快速筛查



内容介绍


1 NPS前处理技术的研究进展

Chen[8]讨了在线固相萃取技术的进展,如图1所示,离线固相萃取操作繁琐,耗时且样品需求量大,而在线固相萃取则将样品富集与净化一体化,通过阀切换技术,在封闭系统中自动完成样品的加载、吸附、冲洗、洗脱,洗脱后的目标物直接进入液相色谱-质谱进行分离与检测,极大提升了检测通量与连续性,为蕴含大量干扰物与结合态代谢物的生物样本的高效分析提供方法

1.1  固相萃取法

SPE是复杂基质中NPS富集分析的常用技术,核心价值在于其选择性和净化能力,核心优势为活化-上样-淋洗-洗脱步骤,像一个多级过滤系统,去除生物基质中的蛋白质、脂质、盐类和其他内源性干扰物,还能够将大体积样品中的痕量NPS浓缩到小体积的洗脱液中,实现几百至上千倍的富集。

基于这些局限性,枪头式固相微萃取和磁性分散固相萃取代表了SPE技术的进步,枪头式分散固相微萃取技术集成C18吸附树脂,使二苯基乙基哌啶类更快速的相分离并减少溶剂用量[11] 。新型功能材料可以提高SPE技术的竞争力,如图2所示。

1.2  QuEChERS

NPS种类繁多、结构多样,QuEChERS将萃取与净化步骤合二为一,通过振荡离心和分散固相萃取快速完成样品前处理,同时高效提取不同极性的多种NPS。在生物样品等复杂样品基质中,QuEChERS中的分散固相萃取净化步骤能特异性吸附磷脂、有机酸、糖类等基质干扰物,显著降低基质效应,为后续高灵敏度LC-MS/MS分析提供了洁净的样品,确保检测结果准确可靠。

2NPS分析检测技术研究进展及应用

2.1 LC-MS/MS

    NPS在生物体液或环境样本中通常以10-12~10-9 g/L的痕量水平存在。液相色谱串联质谱法(Liquid Chromatography-Tandem Mass SpectrometryLC-MS/MS)具备极高的灵敏度,对微量摄入或高度稀释的样本,也能实现精准的定性与定量。

2.2  HRMS

   常规LC-MS/MS多采用靶向分析,只能检测已知并预先列入清单的化合物,对于层出不穷、结构未知的新型NPS,则存在局限性。

2.3  GC-MS/MS

GC及其联用技术被广泛应用于沸点较低、挥发性好、热稳定性物质的定性与定量检测,基于气相色谱与质谱联用技术(Gas Chromatography-Mass SpectrometryGC-MS)的高灵敏度检测体系实现了NPS的精准检测,检测限与定量限可达ng/mL级,广泛用于色胺类、卡西酮类、合成大麻素、芬太尼类等药物定性、定量分析[45-47]

3结论与展望   

在线富集-高分辨联用方案已能在污水、血液等基质中对潜在NPS进行检测,实现此类物质的早期监测与预警。若将现有污水监测或快递抽检流程衔接,就能把新物质出现信息提前纳入例行通报,减少事后追溯工作量。目前仍需解决以下问题,如基质抑制导致信号波动、新结构缺少参考谱图、设备采购与维护成本偏高等。发展兼具广谱性与高选择性的微萃取材料,以简化前处理步骤,降低对高分辨率质谱仪的依赖;同时加快谱库更新速度,缩短新型结构类似物的谱图入库周期。把富集-检测环节嵌入既有采样网络,NPS筛查作为日常监测任务,有利于持续推动简便高效的前处理方法与智能检测技术的深度融合。除此之外,检测流程的智能化与绿色化升级,便携式设备集成应用都将增强新型NPS的识别与监管能力。

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通讯作者介绍

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贺锦灿



个人简介

博士,副教授,硕士生导师。参与国家自然科学基金、省部级项目等10项;以通讯作者在《Food control》《Analytical and Bioanalytical Chemistry》等国内外重要期刊发表学术论文10余篇;发表代表性10授权专利或成果转化。长期从事卫生检验与检疫、快检试纸条研制领域的教学与科研工作,主讲《高等仪器分析》《分析化学》等研究生/本科生课程;注重理论与实践结合。

主要研究方向

卫生检验与检疫、微生物检验、快检试纸条研制、表面增强拉曼光谱分析、纳米生物分析

近五年代表作

1. Zhou Siwei#, Qiu Peipe#, Feng Ruihua, Zhang Junhe, Su Zhengquan*, Bai Yan*, HeJincan*. Talanta, 2025, 287:127633.

2. Deng Zhichen, Zhong Zihui, Li Li, Su Zhengquan, Bai Yan*, He Jincan*. Journal of Food Composition and Analysis, 2024, 131: 106213.

3. Yuan Ping, Deng Zhichen, Qiu Peipei, Yin Zhina, Bai Yan*, Su Zhengquan*, JincanHe*. Food Control, 2023, 144, 109357.

4. Deng Zhichen, Zhang Jiahua, Su Zhengquan, Bai Yan*, Jincan He*. Microchemical Journal, 2023, 185, 108280.

5. Qiu Peipei, Yuan Ping, Deng Zhichen, Su Zhengquan, Bai Yan*, He Jincan*.Microchimica Acta, 2021, 188:322.




程良红



个人简介

从事司法鉴定工作20年,擅长毒品鉴定、毒物筛查鉴定、交通事故中的DNA个体识别鉴定等。主持省级科研项目1项、市厅级科研项目3项、获广东省科技进步成果奖三等奖1次、深圳市科技进步成果奖一等奖2次。在《Tissue Antigens》、《中华检验医学杂志》、《中华医学遗传学》、《第一军医大学学报》、《中国法医学杂志》、《法医学杂志》等发表论文20余篇。

主要研究方向

法医物证/法医毒物

近五年代表作

[1] 6965名汉族骨髓供者HLA多态性分析.中华血液学杂志,2004(08)116

[2] 中华骨髓库造血干细胞捐献志愿者HLA-A-B-C-DRB1-DQB1高分辨等位基因频率分析. 中国输血杂志,2009(04)33

[3] 中国南北汉族人群HLA-A*02等位基因的分布差异. 第一军医大学学报,2005(03)30

[4] 13STR基因座在亲子鉴定案例中的基因突变观察.中国法医学杂志,2003(03)25

[5]中国南方汉族人群HLA-ABDRB1基因的序列分析和单体型分布中国输血杂志,2009(11) 

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