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      “微管紙噴霧+小型質譜”——輕松實現芬太尼的現場快速檢測

      清譜科技發布時間:2020/05/11 16:55 點擊: 加載中..

      ?? 2020年4月,清華大學歐陽證教授團隊與上海市公安局物證鑒定中心、公安部物證鑒定中心、清譜科技有限公司合作,在《TALANTA》上發表了名為“Rapid and on-site detection of multiple fentanyl compounds by dual-ion trap miniature mass spectrometry system”的科研文章,對芬太尼及其衍生物的快速現場檢測進行了探索性研究,為芬太尼樣品現場確證及例行安全檢查提供了可行解決方案。該文中開發了一種基于雙線性離子阱小型質譜儀的方法,結合高效原位采樣方法可快速分析多種復雜基質中的芬太尼化合物(如物體表面、生物樣本及飲料中)。此外,該團隊還開發了一種前體離子掃描方法,可快速、有效地發現和鑒定非目標芬太尼類未知物。


      背景:

      ? ? 2019年,芬太尼被社會輿論推到了風口浪尖。這個近年來興起的新型毒品效力極強,美國在2017年因濫用芬太尼類物質死亡2.9萬人,同比增長45%。白宮官方網站首頁上,“阿片類藥物危機”與經濟、國家安全、預算和移民并列在首行最顯眼處。而芬太尼原料出口問題也曾使中美關系受到一定影響,最終雙方達成一致,共同抵制芬太尼及其衍生物的擴散。目前中國已列管25種芬太尼及2種前體,并于2019年5月1日起,執行芬太尼類物質整類管控。

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      ?? 作為快速發展的“新生代毒品”,芬太尼管制方法正面臨著巨大挑戰,而快速檢測手段(尤其是現場檢測)也變得尤為重要,從藥物濫用分析管控的角度看,這更像是一場有機化學家與分析化學家的對決?!拔⒐芗垏婌F+小型質譜”的現場快速檢測解決方案可有效的助力監管部門對可疑芬太尼化合物進行快速甄別。


      應用研究1:藏身于飲料或粉末中的芬太尼無處遁形

      ?? 在此項研究中,作者使用微管紙噴霧試劑盒(PCS Cartridge),開發了適用于現場的便捷采樣流程,它可直接對復雜基質中的芬太尼化合物進行采樣,無需前處理直接進行質譜檢測(如下圖)。雙線性離子阱小型質譜儀可通過高效串聯質譜(MS/MS)掃描和碰撞誘導解離(beam-type CID)功能,將分析物和內標離子捕獲在第一個線性離子阱(LIT)中,然后將其質量選擇性轉移到第二個阱中進行分析,這種掃描模式可用于復雜樣品中芬太尼化合物的直接定量分析。文中以偽裝形態的樣品為例,利用該系統快速準確地分析了可樂、啤酒、牛奶、粉末等樣品中的芬太尼類物質。

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      應用研究2:法醫鑒定生物檢材中的芬太尼?

      ? 尿液中的芬太尼化合物及其代謝產物的測定常被用于測試藥物濫用或法醫鑒定。針對生物檢材,“微管紙噴霧+小型質譜”也展現了它便捷的檢測流程及過硬的檢測能力。該流程只需將尿液滴于試劑盒中,快速烘干后可直接進行質譜系統測試,獲得的檢出限低至10 ng/mL。


      應用研究3:擦拭采樣檢測物體表面痕量芬太尼

      ? 在調查取證中,對物體表面可能沾染的痕量物證進行快速提取及現場檢測,可以極大的提高勘查能力。本文中,作者開發了一種痕量擦拭的取樣方式,能夠檢測到殘留于塑料袋表面的1ng芬太尼類物質。該方式還適用于郵件、行李、貨物等的日常安全查驗。


      應用研究4:前體離子掃描模式快速分析鑒定非目標芬太尼類未知物

      ? 當前檢測手段僅適用于目標物定向檢測,但芬太尼類物質不斷被新合成,根據結構推算,芬太尼類物質可能存在2000余種變體。作者基于雙線性離子阱小型質譜儀開發了一種前體離子掃描監測方法,可快速、有效地發現和鑒定非目標芬太尼類未知物。


      本文使用的雙線性離子阱小型質譜技術,于2019年榮登Analytical Chemistry封面。

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      更多:
      ???? 歐陽證教授團隊的技術已經在清譜科技實現產業化,Miniβ小型質譜分析系統配置芬太尼類物質及前體物質二級質譜譜庫28種,能夠為芬太尼監管檢測提供高效的現場解決方案。同時支持譜庫的遠程擴充及非目標芬太尼類未知物鑒定的功能擴展升級。


      [參考資料]
      1) J. Fan, P. Lian, M. Li, X. Liu, X. Zhou and Z. Ouyang; "Ion Mobility Separation Using a Dual-LIT Miniature Mass Spectrometer", Analytical Chemistry, 2020, 92, 2573-2579, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b0427.
      2) Xinwei Liu, Xiao Wang, Jiexun Bu, Xiaoyu Zhou , and Zheng Ouyang. "Tandem Analysis by a Dual-Trap Miniature Mass Spectrometer", Analytical Chemistry, 2019, 91(2): 1391-1398.
      3) M. Kang, W. Zhang, L. Dong, X. Ren, Y. Zhu, Z. Wang, L. Liang, J. Xue, Y. Zhang, W. Zhang and Z. Ouyang; "On-site testing of multiple drugs of abuse in urine by a miniature dual-LIT mass spectrometer", Analytica Chimica Acta, 2020, 1101, 74-80, DOI: 10.1016/j.aca.2019.12.028.
      4) Linfan Li, Tsung-Chi Chen, Yue Ren, Paul I. Hendricks, R. Graham Cooks and Zheng Ouyang. "Mini 12, Miniature Mass Spectrometer for Clinical and Other Applications-Introduction and Characterization." Analytical Chemistry, 2014, 86(6): 2909–2916.
      5) Yue. Ren, Spencer. Chiang , Wenpeng. Zhang , Xiao. Wang , Ziqing. Lin , Zheng. Ouyang, "Paper-Capillary Spray for Direct Mass Spectrometry Analysis of Biofluid Samples", Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2016.

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