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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2025-03-21 16:43
芬太尼是一種合成的麻醉性阿片類鎮(zhèn)痛藥，最初于1968年在美國(guó)獲準(zhǔn)用于醫(yī)療用途，其鎮(zhèn)痛效果比嗎啡高50~100倍，不良反應(yīng)比嗎啡少，所需劑量相對(duì)較小，可穩(wěn)定心血管活性，常作為臨床鎮(zhèn)痛和麻醉輔助藥物。在20世紀(jì)90年代中期，芬太尼類物質(zhì)大量出現(xiàn)，應(yīng)用范圍擴(kuò)大，如用于治療各種慢性疼痛，但其具有阿片類藥物容易成癮、依賴性強(qiáng)的特點(diǎn)，可引起惡心、嘔吐、便秘、瘙癢等，大劑量使用還可導(dǎo)致昏迷、抑制呼吸甚至死亡等，產(chǎn)生了過(guò)量用藥、使人成癮等社會(huì)問(wèn)題。
在體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，世界反興奮劑機(jī)構(gòu)將芬太尼及其衍生物列為S7類賽內(nèi)禁用物質(zhì)，由于芬太尼的結(jié)構(gòu)易修飾，芬太尼類物質(zhì)制備簡(jiǎn)單、成本低廉、衍生技術(shù)要求低，因此各種新型芬太尼類物質(zhì)層出不窮，全球范圍內(nèi)濫用芬太尼類物質(zhì)的案例亦不斷增加，引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注，而對(duì)其快速檢測(cè)具有重大挑戰(zhàn)。鑒于此，本工作對(duì)芬太尼類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、藥理毒理作用和體內(nèi)代謝、濫用及管控情況進(jìn)行概述，系統(tǒng)綜述了芬太尼類物質(zhì)的快速檢測(cè)方法，以期為芬太尼類物質(zhì)的快速檢測(cè)等相關(guān)研究提供參考。
1.芬太尼類物質(zhì)的概述
1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
芬太尼類物質(zhì)是指與芬太尼[N-[1（-2-苯乙基）-4-哌啶基 ]-N-苯基丙酰胺 ] 具有相似的母核結(jié)構(gòu)，同時(shí)符合表1中一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)修飾條件的物質(zhì)。芬太尼及其常見(jiàn)衍生物，如舒芬太尼、阿芬太尼等，均屬于4-苯胺基哌啶類化合物，這些化合物通常以N-苯乙基-4-哌啶酮和4-苯胺基-N-苯乙基哌啶為前體，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)衍生。常用于臨床的部分芬太尼類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式如圖1。
1.2 藥理毒理作用和體內(nèi)代謝
芬太尼類物質(zhì)作為m型阿片受體的激動(dòng)劑可與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的受體發(fā)生反應(yīng)，其藥理作用和嗎啡較為相似，但結(jié)構(gòu)與嗎啡不同，芬太尼類物質(zhì)的高親脂性使其能夠迅速擴(kuò)散并通過(guò)膜和血腦屏障，使得血漿水平在60min內(nèi)初步下降，其消除半衰期約為219min。不同給藥途徑的效果有所不同，如采用經(jīng)皮給藥時(shí)，芬太尼在移除貼片后12h內(nèi)會(huì)持續(xù)被吸收，采用鼻內(nèi)給藥時(shí)，芬太尼的效果只持續(xù)約1~2h。
與嗎啡相比，芬太尼類物質(zhì)的代謝產(chǎn)物大多無(wú)活性，代謝產(chǎn)物主要存在于唾液、尿液、糞便和血漿中，約70%給藥劑量在72h內(nèi)可通過(guò)尿液排出。芬太尼的代謝主要由細(xì)胞色素P450酶系統(tǒng)中的CYP3A4 和CYP3A5酶介導(dǎo)，通過(guò)哌啶環(huán)的氧化和N-脫烷基化途徑代謝，其他可能的代謝產(chǎn)物包括羥基芬太尼、羥基諾芬太尼和去丙酰芬太尼。文獻(xiàn)表明，芬太尼類物質(zhì)在白種人中的致死率非常高，由于白種人的等位基因頻率較高，在攝入芬太尼類物質(zhì)后無(wú)法有效代謝，其在體內(nèi)毒性增強(qiáng)導(dǎo)致死亡。
1.3 濫用及管控
芬太尼類物質(zhì)易被皮膚吸收，通常摻雜于海洛因或偽裝成處方藥如羥考酮進(jìn)行出售販賣，摻雜濫用較多的芬太尼類物質(zhì)有芬太尼、瑞芬太尼、舒芬太尼、卡芬太尼、阿芬太尼和乙酰芬太尼等6種，常見(jiàn)的濫用形式包括吸食、鼻內(nèi)給藥、嗅聞、口服和注射等，自1993年起已有數(shù)百萬(wàn)人死于此類藥物。此外在新冠病毒流行期間，芬太尼類處方藥物過(guò)量攝入的數(shù)量有所增加，導(dǎo)致的死亡人數(shù)急劇上升，相比其他阿片類藥物，芬太尼類物質(zhì)已成為藥物過(guò)量致死率增加的主要因素，其濫用已經(jīng)上升為威脅全球性公共健康的問(wèn)題。
2018年，聯(lián)合國(guó)累計(jì)列管了21種芬太尼類物質(zhì)，美國(guó)緝毒署將芬太尼類物質(zhì)整類列入Ⅰ類藥品并進(jìn)行兩年的臨時(shí)管制。2019年5月1日，我國(guó)將芬太尼類物質(zhì)全部列入《非藥用類麻醉藥品和精神藥品管制品種增補(bǔ)目錄》中，對(duì)其實(shí)行整類列管。
2.快速檢測(cè)方法
目前芬太尼類物質(zhì)的檢測(cè)方法有高效液相色譜法、液相色譜 -串聯(lián)質(zhì)譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法等，這些方法靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確，但樣品前處理過(guò)程復(fù)雜、檢測(cè)周期較長(zhǎng)，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管快速檢測(cè)的需求。近年來(lái)，出現(xiàn)了基于便攜式分析儀器的快速檢測(cè)方法，僅需幾微克的樣品便可快速篩查芬太尼類物質(zhì)，操作簡(jiǎn)單，幾乎不需要前處理，對(duì)實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)芬太尼類物質(zhì)具有重大意義，表2列舉了芬太尼類物質(zhì)的快速檢測(cè)方法。
2.1 光譜法
2.1.1 拉曼光譜法
拉曼光譜對(duì)非極性基團(tuán)與骨架的對(duì)稱振動(dòng)有特征響應(yīng)，如N―N、C―C鍵等非極性鍵振動(dòng)具備較好的化合物指紋特性，芬太尼類物質(zhì)在1001~1002cm−1處存在強(qiáng)的拉曼響應(yīng)，結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼光譜法（SERS），可顯著提高靈敏度。WANG 等以銀溶膠作為基底，采用表面增強(qiáng)拉曼光譜進(jìn)行表征，研究阿片類藥物的分子吸附機(jī)制并解釋SERS信號(hào)差異，經(jīng)過(guò)多變量數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)二元和三元阿片類藥物混合物中芬太尼的分離，結(jié)果表明可在尿液中檢測(cè)到 5μg·L−1的芬太尼。WANG等利用SERS建立了一種通過(guò)簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)鹽誘導(dǎo)金納米顆粒底物聚集的方法，實(shí)現(xiàn)了海洛因中芬太尼10μg·L−1的選擇性檢測(cè)，并借助主成分分析對(duì)芬太尼和嗎啡進(jìn)行分類。此外，對(duì)于一些藥物中非法摻雜的痕量芬太尼類物質(zhì)，結(jié)合新型SERS增強(qiáng)基底的研究，可以顯著提高現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)痕量芬太尼的效率。HADDAD等使用一種載有銀納米顆粒的紙質(zhì)基底回收可卡因中少量的芬太尼，芬太尼在1205cm−1處具有C―C 對(duì)稱振動(dòng)，可卡因在884cm−1處具有C― C振動(dòng)，在1719cm−1處具有C=O振動(dòng)，因此很容易區(qū)分可卡因和芬太尼，提供了一種高靈敏快速定性分析可卡因中摻雜芬太尼的方法。隨著多波長(zhǎng)集成化激光光源等技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了差分拉曼光譜儀等產(chǎn)品，有效去除了背景熒光干擾，得到了高質(zhì)量的拉曼特征峰，田陸川等利用手持式差分拉曼光譜儀分析了7種芬太尼類物質(zhì)并提取相應(yīng)的特征峰，將特征峰進(jìn)行歸屬，實(shí)現(xiàn)了對(duì)塑料和玻璃包裝物穿透式的快速檢測(cè)。
2.1.2 紅外光譜法
紅外光譜法常用于研究極性基團(tuán)如芬太尼類物質(zhì)中存在的C―H、N―H和O― H鍵等的非對(duì)稱振動(dòng)，在鑒別標(biāo)準(zhǔn)品結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域應(yīng)用較多，在定性檢測(cè)分子基團(tuán)方面與拉曼光譜形成了較好的互補(bǔ)，但該方法靈敏度不高，需要結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)等方法用于芬太尼的定性研究。王巧英等通過(guò)衰減全反射傅里葉變換紅外光譜法對(duì)海關(guān)緝私提供的袋裝粉末進(jìn)行定性檢測(cè)。劉翠梅等考察了紅外光譜法對(duì)芬太尼等物質(zhì)整體區(qū)分的能力，特征吸收峰相對(duì)于匹配度系數(shù)法的鑒定更為可靠，在650~2500cm−1內(nèi)選取8個(gè)相對(duì)強(qiáng)度較高的吸收峰作為特征吸收峰，結(jié)果表明，該方法對(duì)于結(jié)構(gòu)差異僅為一個(gè)甲基或鹵代基團(tuán)芬太尼類物質(zhì)也可進(jìn)行有效鑒別。SHAN等采用紅外吸收光譜技術(shù)對(duì)芬太尼、卡芬太尼和瑞芬太尼進(jìn)行區(qū)分，鑒定效率較高。徐琳等發(fā)現(xiàn)芬太尼類物質(zhì)的紅外光譜在1630~1750cm−1內(nèi)存在由酰胺的C=O鍵伸縮振動(dòng)引起的吸收峰，芬太尼類物質(zhì)與不同酸（如鹽酸、檸檬酸）反應(yīng)后形成的化合物在2000~3200cm−1內(nèi)差異明顯，表明紅外光譜法可區(qū)分所有芬太尼類物質(zhì)，與拉曼光譜方法相比，定性效果較好，高效、成本低。
2.2 免疫分析法
免疫分析法在濫用藥物篩查領(lǐng)域報(bào)道較多。GUERRIERI等評(píng)估了酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定試劑盒對(duì)全血樣品中芬太尼類物質(zhì)的檢測(cè)能力，結(jié)果顯示所有參與檢測(cè)的9 種芬太尼類物質(zhì)均顯示出顯著的交叉反應(yīng)性，說(shuō)明該方法對(duì)芬太尼類物質(zhì)的一般篩查是有效的。WHARTON等用19種市售的免疫分析試劑盒檢測(cè)30種芬太尼類物質(zhì)，結(jié)果顯示該方法能夠覆蓋到大部分，但對(duì)結(jié)構(gòu)多樣的芬太尼類物質(zhì)如4-甲氧基 -丁酰基芬太尼和3-甲基芬太尼，無(wú)法有效區(qū)分。PARK等采用芬太尼試紙條對(duì)執(zhí)法中獲得的違禁藥物進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示水中芬太尼的檢出限為200μg·L−1，總靈敏度和特異性分別為98.5%，89.2%，假陰性率和假陽(yáng)性率分別為1.5%，10.9%。
2.3 原位電離質(zhì)譜技術(shù)
2.3.1 實(shí)時(shí)直接分析串聯(lián)質(zhì)譜法
實(shí)時(shí)直接分析串聯(lián)質(zhì)譜法（DART-MS/MS）通過(guò)電暈放電生成激發(fā)態(tài)的氦原子，其對(duì)被測(cè)樣品表面的物質(zhì)進(jìn)行沖擊電離，然后將其引入到質(zhì)譜儀中進(jìn)行分析，DART避免了繁瑣的樣品前處理和色譜分離過(guò)程，提高了分析效率。季佳華等采用DART串聯(lián)四極桿質(zhì)譜法篩查了人體全血和尿液中的8種芬太尼類物質(zhì)，結(jié)果顯示檢出限均小于0.05μg·L−1。DART結(jié)合質(zhì)譜檢測(cè)的非定向篩查方法，可對(duì)芬太尼進(jìn)行溯源，MÖRÉN等采用DART與高分辨質(zhì)譜（HRMS）聯(lián)用快速檢測(cè)卡芬太尼，基于DART-HRMS數(shù)據(jù)構(gòu)建了卡芬太尼的3種合成路線分類模型，利用正交偏最小二乘法判別區(qū)分合成方法，可對(duì)卡芬太尼的合成路線進(jìn)行追溯，對(duì)分析鑒定芬太尼類物質(zhì)具有較大的潛力。
2.3.2 紙噴霧質(zhì)譜法
紙噴霧質(zhì)譜法將樣品放在三角形的紙上，施加高電壓，分析物在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下到達(dá)紙尖，氣化形成電噴霧，在離子化后進(jìn)入質(zhì)譜分析，這是一種實(shí)時(shí)、簡(jiǎn)便、廉價(jià)的檢測(cè)方法，可應(yīng)用于很多藥物的快速檢測(cè)，但檢測(cè)復(fù)雜樣品時(shí)會(huì)產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)，導(dǎo)致準(zhǔn)確度降低。KENNEDY等采用紙噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法鑒定并定量分析尿液中的芬太尼類物質(zhì)，該方法中紙噴霧盒作為收集裝置可有效減少生物體液相關(guān)的暴露和運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。RYDBERG等采用自動(dòng)化的紙噴霧串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)，在葡萄糖醛酸酶反應(yīng)后，對(duì)尿液中芬太尼類物質(zhì)其及代謝物等15種常見(jiàn)濫用藥物進(jìn)行半定量篩查，該方法適用于臨床和法醫(yī)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，允許在樣品沒(méi)有提取、分離和處理的情況下自動(dòng)篩查復(fù)雜藥物。BORDEN等使用紙噴霧質(zhì)譜法對(duì)49種藥物進(jìn)行了靶向定量和非靶向全掃描分析，在59份預(yù)期含有芬太尼的樣品中檢測(cè)到45份樣品含有芬太尼，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)的中位數(shù)為3.6%。
2.4 電化學(xué)法
電化學(xué)法適用于測(cè)定簡(jiǎn)單基質(zhì)中的痕量芬太尼類物質(zhì)，常見(jiàn)的電化學(xué)法有伏安法、電位滴定法、電化學(xué)發(fā)光法等，通過(guò)與基于微導(dǎo)管或膜微萃取技術(shù)的高分子材料傳感方式結(jié)合，可以分析血液或其他復(fù)雜生物基質(zhì)中的芬太尼類物質(zhì)。MISHRA等將激光誘導(dǎo)的納米多孔碳結(jié)構(gòu)用于市售聚酰亞胺片材，結(jié)合多孔碳表面的形態(tài)學(xué)分析，考察了不同激光能量密度對(duì)芬太尼傳感特性的影響，結(jié)果顯示采用31J·cm− 2激光能量密度時(shí)制備的激光碳化電極的孔隙率和表面粗糙度最高，這提高了方波伏安法檢測(cè)芬太尼的靈敏度，檢出限為1μmol·L−1。AKBARI等利用多壁碳納米管、羥基磷灰石和銅基金屬有機(jī)骨架的納米復(fù)合材料修飾的玻碳電極測(cè)定水中的芬太尼，檢出限為3nmol·L−1，并定量分析血清樣品中的芬太尼，芬太尼測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.7%，說(shuō)明重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較好。SOHOULI等基于碳納米粒子修飾的玻碳電極，優(yōu)化了檢測(cè)芬太尼的試驗(yàn)參數(shù)，包括積累時(shí)間、積累電位和電解液酸度等，結(jié)果顯示，碳納米粒子的高比表面積、良好導(dǎo)電性和優(yōu)異電催化活性提升了電極的檢測(cè)性能，在 pH7.0的磷酸鹽緩沖液中，芬太尼的還原峰和氧化峰的峰電流值與其濃度呈線性關(guān)系。
2.5 其他方法
核磁共振波譜技術(shù)是解析未知物結(jié)構(gòu)較為有效的方法，特別適合于快速分析鑒定結(jié)構(gòu)變化迅速的新精神活性物質(zhì)。低場(chǎng)核磁共振波譜技術(shù)在藥物分析方面 具 有 潛 力，如DUFFY等使用低場(chǎng) （62MHz）氫譜測(cè)定了65種芬太尼類物質(zhì)，包括各種類型的位置異構(gòu)體，并在600MHz進(jìn)行自旋系統(tǒng)分析。
混合藥物中芬太尼類物質(zhì)的鑒定方法如離子遷移譜法，也有報(bào)道。FULTON等 提出了手持式離子遷移譜法檢測(cè) N-苯基丙酰胺的方法，并對(duì)常見(jiàn)的摻雜物和非處方藥進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果顯示該方法的準(zhǔn)確度為100%，這種實(shí)時(shí)的非接觸式方法對(duì)芬太尼類物質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)具有非常大的應(yīng)用前景。
直接采樣電離與小型質(zhì)譜結(jié)合也對(duì)芬太尼類物質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)具有重要意義。吳俊函等開(kāi)發(fā)了一種基于快速采樣萃取的新型直接毛細(xì)管噴霧方法并制備了與方法配套的一體化試劑盒，其中，試劑盒用于采樣和溶劑洗脫，毛細(xì)管噴霧法用于電噴霧電離及質(zhì)譜檢測(cè)，二者結(jié)合完成對(duì)包裝袋表面的芬太尼類物質(zhì)的分析。結(jié)果顯示，奧芬太尼的檢出限為0.2ng·cm−2，該方法具有良好的定性、定量能力。
3.檢測(cè)技術(shù)的展望
3.1 光譜法
對(duì)于拉曼光譜法，增強(qiáng)納米材料的表面粗糙度對(duì)提高靈敏度有較大影響，采用條件可控的合成方式，制備特異性高效的增強(qiáng)基底材料，形成前處理、富集凈化和表面增強(qiáng)一體化的方法，是未來(lái)便攜式拉曼光譜法的研究方向。對(duì)于紅外光譜法，需要進(jìn)一步結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)研究模型數(shù)據(jù)庫(kù)，維護(hù)多元定量和定性校正，從而提高模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，同時(shí)有必要構(gòu)建芬太尼類物質(zhì)的圖譜庫(kù)。
3.2 免疫分析法
免疫分析法對(duì)試劑盒標(biāo)記物的純度、穩(wěn)定性、親和力等因素要求較高，制備特異性強(qiáng)、效價(jià)高的抗體以及提高抗體的穩(wěn)定性是今后的關(guān)注點(diǎn)。此外，基于納米酶的免疫檢測(cè)技術(shù)逐漸發(fā)展，通過(guò)將其與新材料、生物技術(shù)和微模塊設(shè)備集成來(lái)不斷擴(kuò)展免疫分析的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)即時(shí)檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)分析。
3.3 原位電離質(zhì)譜技術(shù)
原位電離與小型便攜式質(zhì)譜的結(jié)合在一定程度上已實(shí)現(xiàn)了商品化，但仍需進(jìn)一步提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、儀器性能，推進(jìn)商品化進(jìn)程。原位電離一般在敞開(kāi)式環(huán)境中進(jìn)行，對(duì)環(huán)境溫度、濕度以及樣品接觸面積等要求高，需進(jìn)一步減少相關(guān)因素的干擾，以得到穩(wěn)定精確的測(cè)定結(jié)果。
3.4 電化學(xué)法
電化學(xué)法可使用一次性檢測(cè)器防止生物樣本的交叉感染，但需要關(guān)注納米材料在復(fù)雜介質(zhì)中的穩(wěn)定性，同時(shí)復(fù)雜介質(zhì)中的電活性基底可能會(huì)影響實(shí)際應(yīng)用中的傳感性能，因此開(kāi)發(fā)基于電化學(xué)橫向流動(dòng)分析的傳感器可解決上述干擾問(wèn)題。
綜上，開(kāi)發(fā)快速、便捷、準(zhǔn)確測(cè)定芬太尼類物質(zhì)等濫用藥物的技術(shù)將成為未來(lái)篩查工作的主流方向。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，還需進(jìn)一步評(píng)估出最適合用于快速檢測(cè)芬太尼類物質(zhì)的方法，為打擊和管控毒品市場(chǎng)中芬太尼類物質(zhì)的濫用提供一定的技術(shù)支撐。
作者：許文諾1，汪洋2，鈕冰1，陳沁1，伊雄海3，古淑青3，丁濤4，鄧曉軍2
單位：1. 上海大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院；
2. 上海體育學(xué)院；
3. 上海海關(guān)動(dòng)植物與食品檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心；
4. 南京海關(guān)動(dòng)植物與食品檢測(cè)中心
來(lái)源：《理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)》2025年第1期
來(lái)源：理化檢驗(yàn)化學(xué)分冊(cè)
