使用GC-MS、HPLC-UV和HPLC-ESI-MS/MS方法检测并定量固体样本、尿液样本和血清样本中的新型精神活性物质

时间:2026年5月28日
来源:International Journal of Mass Spectrometry

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埃娃-玛丽亚·胡布纳(Eva-Maria Hubner)| 海克·格伦泽(Heike Glänzer)| 乔治·拉贝尔(Georg Raber)| 马丁·G·施密德(Martin G. Schmid) 格拉茨大学药学科学研究所,药学化学系,Schubertstraße 1,格拉茨

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埃娃-玛丽亚·胡布纳(Eva-Maria Hubner)| 海克·格伦泽(Heike Glänzer)| 乔治·拉贝尔(Georg Raber)| 马丁·G·施密德(Martin G. Schmid)
格拉茨大学药学科学研究所,药学化学系,Schubertstraße 1,格拉茨,奥地利A-8010

摘要

在过去的二十年中,非法药物的消费模式发生了变化。除了已知的毒品(如可卡因和安非他明)之外,所谓的新精神活性物质(New Psychoactive Substances,NPS)也进入了药物市场。这些新物质的目的是规避法律限制,并制造出与经典毒品具有相似化学结构的新化合物。由于缺乏质量控制和临床研究,这些全新的化合物构成了潜在的安全隐患。截至2023年底,欧盟药物管理局(European Union Drugs Agency,EUDA)已监测到超过1000种不同的NPS。
为了更深入地了解这些化合物,欧盟启动了一个名为NextGenPS的项目,该项目旨在从三类不同的化合物中挑选并研究八种物质:两种苯乙胺类(25B-NBF和25I-NBF)、三种色胺类(5-MeO-MALT、5-MeO-pyrT和5-Cl-DMT)以及三种卡西酮类(4F-3Me-α-PVP、α-D2PV和3F-NBF)。选择这些化合物是因为它们预计会进入全球药物市场。在合作团队合成这些化合物后,通过高效液相色谱法(HPLC)结合紫外检测技术以及对质谱法(MS)进行了表征分析。此外,还对这些化合物在血清和合成尿液中的浓度(5至100 ng/mL)进行了检测。在此过程中,使用固相萃取法对样本进行了预处理,随后通过液相色谱-电喷雾离子化串联质谱法(LC-MS/MS)进行了定量分析。所有方法均经过验证,并确定了回收率。

引言

新精神活性物质(NPS)成为传统毒品消费的一种替代品。它们在21世纪初进入药物市场,旨在取代传统的非法毒品,如安非他明、可卡因、MDMA和LSD,主要原因有两点:首先,这些物质大多未经掺假且价格较低;其次,它们是完全新的化合物,因此未被列入法规管制范围。由于法规最初仅通过清单形式禁止非法毒品,因此对这些化合物的微小修改即可实现规避禁令的目的。作为应对措施,相关药物法规进行了相应调整,例如增加了针对NPS的专门法律。尽管二十年后许多毒品使用者仍然偏好传统非法毒品,但据报道已有大量NPS被上报给欧盟药物管理局(EUDA)。目前已知有大约1000种不同类别的NPS,包括兴奋剂、抑制剂、抗抑郁药、抗精神病药和致幻剂[1]。
基于此,本研究是一个欧盟项目,旨在从三类不同的化合物中挑选八种物质进行进一步研究。所选化合物不应在市场上出现得太新、相关报道太少,而应是被NPS使用者认知较多的物质,以便对其效果、副作用和风险进行评估。因此,一个合作团队合成了两种致幻性苯乙胺类(25B-NBF和25I-NBF)、三种具有精神活性的色胺类(5-MeO-MALT、5-MeO-pyrT和5-Cl-DMT)以及三种作为兴奋剂和致幻剂的卡西酮类(4F-3Me-α-PVP、α-D2PV和3F-NBF),随后由我们的团队对其进行了表征分析。
苯乙胺类是一大类兴奋剂和精神活性物质,其中包括已知的非法毒品(如安非他明、3,4-亚甲基二氧甲基苯丙胺(MDMA,“摇头丸”)和麦斯卡林),以及基于这些化合物设计的一系列新型药物。本研究中关注的两种2,5-二甲氧基苯乙胺类化合物为25B-NBF和25I-NBF。这两种化合物的化学结构见第2.2节的表格1。目前已知这些物质的效果与剂量有关:低剂量下表现为轻微的致幻和致幻效果,高剂量下则具有更强的兴奋效果。它们常被用作LSD或MDMA的替代品[2]。
色胺类是一类天然存在于动物和植物体内的吲哚生物碱,包括血清素和褪黑素等神经递质,以及某些“魔法蘑菇”中常见的致幻物质裸盖菇素(psilocybin)和裸盖菇素(psilocin)[3]。本研究中分析的三种色胺类化合物(5-MeO-MALT、5-MeO-pyrT和5-Cl-DMT)可作为天然吲哚生物碱的替代品(化学结构见第2.2节的表格1)。
卡西酮类是NPS中规模最大的一个类别,来源于卡塔植物(Catha edulis)中的天然化合物,具有与安非他明或MDMA类似的兴奋效果[4]。大约85%的NPS缴获案例涉及此类化合物[1]。本研究中分析了三种卡西酮类化合物(4F-3Me-α-PVP、α-D2PV和3F-NBF),具体信息见第2.2节的表格1。
尽管相关研究不断进步[5],但对大多数这些化合物的药理作用仍知之甚少。Kim等人的最新体外研究表明,25B-NBF在人体肝细胞培养后会产生33种代谢物[6];De Abreu等人和Pottie等人通过体外实验研究了其他苯乙胺类化合物与微管和血清素受体的相互作用[7,8]。
Puigseslloses等人对色胺类的结构-活性关系进行了研究,包括本研究中分析的化合物[9]。他们探讨了5-MeO-色胺类化合物与血清素受体和转运体的相互作用、体温降低效应以及致幻效果,以期发现具有治疗价值的非致幻衍生物[9]。
虽然关于4-F-3-Me-α-PVP的研究文献有限[10],但总体而言,卡西酮类是NPS中研究最为深入的化合物类别之一,这一点从PubMed上的近期出版物数量可见一斑[10]
由于对这类化合物在生物样本中的代谢过程及其代谢产物的了解不足,阻碍了相应方法的发展。此外,由于摄入剂量和浓度存在较大差异,这也给预测样本中的实际浓度带来了困难。通过对NPS进行更详细的分析[11,12],有助于大致估算其在生物样本中的可能浓度。
在分析溶解态NPS样本的方法中,气相色谱(GC)或配有质谱检测(MS)的技术是常用的识别方法。之后,采用紫外检测的HPLC方法可用于这些样本的定量分析,这些方法适用于多种类似的NPS。
相比之下,生物样本的分析需要更多的准备工作。在定量或鉴定之前,通常需要先去除生物基质。针对个别案例开发了不同的处理方法[10,13],也有在更大规模上进行尝试的案例[14-28]。
前述出版物为开发适用于这些目标化合物的分析方法提供了参考。本研究采用固相萃取法对尿液和血清样本进行预处理。然而,主要问题在于缺乏真实的生物样本,因此通过向样本中添加已知浓度的NPS来模拟实际样本。
本研究的目的是为所选的八种化合物开发合适的分析方法,这些方法既适用于固体样本,也适用于经过适当稀释后的模拟生物样本(尿液和血清)。这项工作旨在通过提供通用策略,帮助解决当前NPS样本分析中的问题,未来也可应用于其他NPS样本的分析。

研究片段

化学物质与溶剂

甲醇、己烷、乙腈和分析纯级水均从Fisher Scientific(英国拉夫堡)购买;二氨磷酸氢盐和二氢磷酸铵则从Sigma Aldrich/Merck KGaA(德国达姆施塔特)采购。
氨、醋酸、甲酸和磷酸(均为浓缩形式)来自Gatt-Koller GmbH(奥地利阿萨姆),硫酸钠来自Carl Roth GmbH(德国卡尔斯鲁厄)。
Sigmatrix尿液稀释液和人男性AB型血清

GC-MS鉴定

为了鉴定这些潜在的NPS,需要运行简单的GC-MS分析。通过这种方法可以获得每种化合物的保留时间和质谱图。质谱数据可添加到现有数据库中。由GC-MS(70 eV)获得的质谱图见补充材料第一部分。为了确认这8种NPS的质谱图是否已存在于相关数据库中,我们检查了三个数据库。

结论

本研究的目的是根据欧盟NextGenPS项目的要求,开发一套针对八种选定NPS的定性及定量分析方法。定性分析中成功使用了传统的HP5色谱柱和质谱技术;对于纯化合物的定量分析,简单的等效HPLC-UV方法也被证明是适用的

作者贡献声明

埃娃-玛丽亚·胡布纳(Eva-Maria Hubner):负责研究、方法论设计、方法验证、初稿撰写及审阅编辑。海克·格伦泽(Heike Glänzer):负责研究、方法论设计、方法验证以及审阅编辑。乔治·拉贝尔(Georg Raber):负责研究、方法验证、撰写及审阅编辑。马丁·G·施密德(Martin G. Schmid):负责整体规划、资金申请、资源协调、项目监督以及撰写和审阅编辑。

利益冲突声明

作者声明如下可能的利益冲突:马丁·施密德和埃娃-玛丽亚·胡布纳获得了欧盟委员会的财政支持。其他作者声明没有任何可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。

致谢

本项目得到了欧盟委员会(European Commission,提案编号:101045825)的资助。
我们感谢巴塞罗那大学Jordi Camarasa教授团队和巴塞罗那Ramon Llull大学的Xavier Berzosa团队提供的NPS样本。
同时,我们也感谢格拉茨大学的财政支持。

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