一种基于保留时间、迁移率和质谱碎裂模式对芬太尼类似物进行筛查的方法。
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摘要
摘要
近年来，芬太尼的使用及其类似物的出现已引起社会广泛关注。芬太尼及其类似物是导致美国致命性和非致命性药物过量的主要原因。最近的芬太尼相关过量案例大多与非法制造的芬太尼及其极强的药效有关。在本研究中，我们描述了一种用于筛查芬太尼类似物的高通量分析方案。通过结合液相色谱、捕集离子淌度谱和串联质谱技术，可在单次扫描中从单一样品中分离并鉴定出数百种芬太尼类似物。该方法利用了近年来发展的数据依赖性采集和数据非依赖性采集技术，先在淌度捕集装置中进行平行累积，随后通过碰撞诱导解离实现连续碎裂。芬太尼类似物的鉴定基于其保留时间、淌度值以及质谱碎裂模式，具有高度可信度。
引言
芬太尼及其类似物是导致美国致命和非致命过量用药的主要原因1，2。美国疾病控制与预防中心（CDC）报告指出，2013年至2021年间，与合成阿片类药物相关的过量死亡人数超过258,000人。仅在2021年，就有超过68,000例过量死亡可归因于合成阿片类药物，占全国所有与过量用药相关死亡总数的82%3。自2013年以来，已鉴定出数百种芬太尼类似物，其药效强度各不相同4。尽管非法制造的芬太尼类似物不断出现，但作为二级管制物质的合成阿片类药物芬太尼本身，仍然是美国最普遍的合成阿片类药物3。根据法医科学研究中心与教育中心（CFSRE）的数据，2022年报告最多的芬太尼类似物是氟芬太尼，此外，越来越多与芬太尼无关的合成阿片类药物正迅速进入动荡的毒品市场供应体系5。
由于芬太尼及芬太尼相关类似物在毒品市场中流通数量巨大，美国缉毒局（DEA）已实施一项名为“死亡之龙行动”（Operation Death Dragon）的芬太尼特征分析计划，旨在追踪这些化合物的合成方法，并希望通过将缴获的毒品与其来源地关联起来以加强管控6。2018年，94....
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方案
1. 样品制备
- 收到芬太尼类似物筛查试剂盒后，应将其在 -20 °C 下保存。加入 500 µL 纯的液相色谱/质谱级甲醇，使每种样品重悬至终浓度为 400 µg/mL。
- 使用板式混合器或涡旋振荡器以 400 rpm 混合 1 小时，或以中等速度涡旋 15 分钟。重悬后，将小瓶在 -20 °C 下保存。
- 使用纯的液相色谱/质谱级甲醇将每种标准品稀释至终浓度为 1 ng/mL。
- 将标准品分组，确保每组中不包含任何同分异构体标准品。芬太尼标准品的 14 个分组详情见补充表 1。
2. 高效液相色谱流动相的配制
- 使用5 mM/L甲酸铵（NH₄HCOO）溶液制备流动相A（MPA）4HCO2) 在 H2O 含 0.05% 甲酸（85%）
- 称取 0.078 g NH4HCO2，倒入250 mL容量瓶中，加水至约2/3处rd轻轻涡旋以充分混匀。
- 完全溶解后，加入0.125 mL甲酸（85%），加水至刻度线（250 mL），混匀。
- 使用甲醇-乙腈（1....
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结果
将含有250种芬太尼类似物标准品的筛查试剂盒分为14组：12组每组17种类似物，2组每组16种类似物，以避免质荷比（m/z）干扰。每种类似物均通过其质荷比（m/z）、保留时间（RT）、迁移率（K）以及二级质谱（MS/MS）碎裂图谱进行进一步表征。
异构体分离的示例如下所示 图3 和 图4 对于 C22H28N2O2 和 C21H28N2OS 化学式，分别。
芬太尼类似物筛查试剂盒包含四种具有 C22H28N2O2 化学式的异构体（见图3）。观察.......
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讨论
含有高异构体含量的生物样品的分析分离在分析上可能具有挑战性。本文所述方法旨在表征来自一套250种阿片类标准品试剂盒中的29组异构体，共计185种类似物。在制备测试组时，重要的是确保不存在质荷比（m/z）在实验上无法区分的两种类似物。本文所描述的数据使用的是非人源基质中的标准品；如果该方法将用于现场实验，则有必要使用目标基质进行额外试验，以确保方法的适用性。基质可能导致分析物的电离行为与无基质实验中的电离行为不同，因此必须确定将观察到的主要离子形式。在分析过程中，鉴定依据是最丰富离子形式的同位素分布模式（例如，[M+H]+1 和 [M+Na]+1）。
在离子淌度域中无法分离异构体的情况下，选择液相色谱程序至关重要。降低梯度斜率可通过增大色谱峰之间的差异来提高方法的专属性。
在数据分析过程中，确定保留时间和迁移率时应忽略无关信号。高分辨质谱（HRMS）的优势在于可使用较窄的质荷比（m/z）窗口（典型质量分辨率为约50,000），并结合额外的迁移率过滤，从而降低化学噪声。
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披露
Matthew Willetts 和 Melvin A. Park 是布鲁克道尔顿公司（Bruker Daltonics Inc）的员工，该公司是 timsTOF Pro2 商用仪器的制造商。其余所有作者声明无利益冲突。
致谢
作者希望感谢 Cesar Ramirez 博士在最初方法开发过程中提供的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 用于高效液相色谱的甲酸铵 | Fluka | 17843-50G | |
| Eppendorf Snap-Cap 微量离心安全锁管 | Fisher | 05-402-25 | |
| ESI-L 低浓度调谐混合物 | Agilent | G1969-85000 | |
| 芬太尼类似物筛查（FAS）试剂盒 | Cayman Chemical | 9003237, 9003286, 9003380, 9003381 | 包含250种合成阿片类药物和210种芬太尼类似物的试剂盒，分为一个主试剂盒和1-4号应急面板版本 |
| Optima LC/MS级甲酸 | Fisher | A117-50 | |
| Onyx保护柱（5 × 4.6 mm） | Phenomenex | CHO-7649 | C18色谱柱用保护柱 |
| Onyx整体式C18高效液相色谱柱（100 × 4.6 mm） | Phenomenex | CHO-7643 | 反相C18液相色谱柱 |
| Optima级乙腈 | Fisher | A996-4 | |
| Optima级甲醇 | Fisher | A454-4 | |
| Optima级水 | Fisher | W7-4 | |
| 移液器 | Fisher | 05-719-510 | 包含1–10 µL、10–100 µL 和 100–1000 µL 的移液器套装 |
| 10µL移液器吸头 | Fisher | 94060100 | |
| 1000µL移液器吸头 | Fisher | 94056710 | |
| 200µL移液器吸头 | Fisher | 94060310 | |
| 板式混合器 | IKA | MS 3 D S1 | IKA MS 3 数字式 |
| Prominence LC-20 CE 超快速液相色谱仪 | Shimadzu, Japan | 配备DGU-20A5、LC-20AD、SIL-20AC、CTO-20A、SPD-M20A、CBM-20A、SPD-20A | |
| timsTOF Pro | Bruker Daltonics Inc., Billerica, MA | 配备PASEF 技术的timsTOF仪器 |
参考文献
- Gladden, R. M., Martinez, P., Seth, P. Fentanyl Law Enforcement Submissions and Increases in Synthetic Opioid-Involved Overdose Deaths - 27 States, 2013-2014. Morbidity and Mortality Weekly Report. 65 (33), 837-843 (2016).
- Rudd, R. A., Seth, P., David, F., Scholl, L.
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