使用分子印迹聚合物SPE提取安非他明及相关药物

By: Christine Widstrand, Staffan Bergström, Anna-Karin Wihlborg1, An Trinh2 Reporter US Volume 26.1


 援引文章

以下内容通过使用Sigma-Aldrich产品的外部资源整理而成。

1. MIP Technologies AB, Scheelevägen 22, 220 07, Lund, Sweden
2. Supelco, 595 North Harrison Road, Bellefonte, PA, 16823, USA

an.trinh@sial.com


 简介

安非他明和安非他明相关药物由一类兴奋剂和致幻剂组成,其常被学生、运动员和休闲吸毒者使用。在过去的15年中,这些药物的滥用已成为一个全球性问题。2004年,美国有超过17,000个甲基苯丙胺实验室被缉获;因此,2005年制定的“打击甲基苯丙胺法”于2006年被签署成为法律,以规范麻黄素、伪麻黄碱、以及苯丙醇胺等产品的非处方销售,这些产品可作为非法制造安非他明和甲基苯丙胺的前体(1)。在2005年欧洲毒品和毒瘾监测中心的一份报告中显示,整个欧洲的安非他明和摇头丸的使用一直在增加(2)。近年来,各种筛选/检测技术已经可以通过市场购买到,例如ELISA和其他基于免疫的比色和收集点(POC)试剂盒/装置。尽管此类检测方法快速有效,但其中许多检测方法不具有选择性,其仅能够检测某些安非他明而非其他类别安非他明(3)。或者,一些免疫测定方法不够具有选择性,其能够识别非常广泛的拟交感神经胺,使得其阳性预测值(PPV)可在0-90%范围内变化(4)。不论在何种情况下,人们都需要另一种高选择性的类别特异性的检测方法来验证基于免疫的筛查结果。

在本报告中,我们描述了一种简单、快速且具有选择性的方法:通过使用分子印迹聚合物SPE(SupelMIP)从尿样中提取微量苯丙胺相关药物。其可专门用于选择性提取苯丙胺相关药物(图1)。同时,我们也将SupelMIP技术与最近发表的使用常规亲水聚合物SPE相的提取技术进行了比较(5)。

 

所研究安非他明及相关药物的化学结构


图1.所研究安非他明及相关药物的化学结构


 分子印迹聚合物

分子印迹聚合物(MIPs)是一类高度交联的基于聚合物的分子识别元件,其被设计成可以高选择性与一种目标化合物或一类结构相关化合物进行结合。在MIP合成期间,通过使用可以模拟分析物的模板分子引导特定空腔或印迹的形成,从而引入选择性,这些空腔或印记在空间上和化学上能够与目标分析物互补。因而,在MIP空腔和分析物官能团之间可发生多种相互作用(例如,氢键、离子、范德华、疏水性)。MIP相与其目标分析物之间所产生的强保留作用力,使得在固相提取期间可以进行更加彻底的洗涤过程,从而在分析之前实现优秀的样品纯化。

由此可以获得更加干净的提取物、更低的检测限、以及更有效的样品纯化过程。选择腔的图示如图2所示。

 

选择性MIP腔图示

 

图2.选择性MIP腔图示


 苯丙胺和安非他明相关药物的提取与分析

使用SupelMIP SPE和常规亲水聚合物SPE,通过表1中所述的步骤从尿样中对苯丙胺和相关药物甲基苯丙胺、芬特明、MDA、MDMA、以及MDEA进行提取。对提取物通过LC-MS-MS进一步进行分析 (表2)。

 

SupelMIP SPE -安非他明方法与常规亲水聚合物SPE方法的比较(53228-U)


表1.SupelMIP SPE -安非他明方法与常规亲水聚合物SPE方法的比较(53228-U
 

LC-MS-MS条件(581304-U)


表2.LC-MS-MS条件(581304-U


 使用SupelMIP SPE实现更低的定量限制

将列于图1中的安非他明药物以15和50 ng/mL的浓度掺入尿液中,并使用表1和表2中所述的方法进行提取/分析。对SupelMIP SPE和常规亲水SPE两种方法(信噪比为10:1)中每种分析物的定量下限(LLOQ)进行估算并总结于 表3中。使用SupelMIP方法,实现了LLOQ在2.5-43.0pg/mL范围内(比常规亲水聚合物SPE方法低一个数量级)。为了进一步说明使用SupelMIP SPE提取方法所实现的高选择性,将15μg/mL苯丙胺加入尿液中并如上所述进行提取/分析。结果表明使用SupelMIP SPE提取法可以容易地检测出苯丙胺峰。相反,使用常规亲水聚合物SPE方法未观察到苯丙胺信号(图3)。
 

SupelMIP SPE与常规亲水聚合物SPE的LLOQ


表3.SupelMIP SPE与常规亲水聚合物SPE的LLOQ
 

使用SupelMIP SPE与常规亲水聚合物SPE纯化添加有安非他明的尿液样品(15 pg/mL)

 

图3.使用SupelMIP SPE与常规亲水聚合物SPE纯化添加有安非他明的尿液样品(15 pg/mL)


 使用SupelMIP SPE改善回收率和减少离子抑制

向尿液样本中加入了图1中所列出的苯丙胺类药物,溶度水平为0.010、0.015、0.50、1.0和5.0 ng/mL,并使用表1和表2中所描述的方法进行提取/分析。根据氘化内标确定每种添加药物浓度的相对回收率。使用SupelMIP SPE方法进行检测的所有添加药物水平(MDA除外)均达到了80%以上的相对回收率。相反,在采用常规亲水聚合物方法(数据未显示)的实验中,所有苯丙胺类药物在添加水平为0.010和0.015 ng/mL时均观察到0%的回收率,在添加水平为0.5、1.0和5.0 ng/mL时,仅观察到甲基苯丙胺和MDMA的回收率高于80%。

根据两种SPE程序对空白尿样进行纯化。在提取后,向SPE提取物中掺入苯丙胺药物的混合物。并在重构溶剂中制备校准曲线的标准品。

在不使用内标的情况下,将校正标准校准曲线与两种方法的基质匹配样品进行比较。表4 总结了SupelMIP SPE和亲水聚合物SPE两种方法在10和100 ng/mL时的离子抑制百分比。从表中可以看出,SupelMIP SPE的离子抑制明显较少。
 


表4.
SupelMIP SPE与亲水性聚合物SPE的离子抑制百分比


 结论

在本报告中,我们证明了分子印迹聚合物SPE(SupelMIP)方法的实用性,该方法设计用于从尿液中选择性地提取安非他明及相关药物。与最近发布的常规亲水聚合物SPE方法相比,SupelMIP方法能够减少离子抑制并实现更低的LOQ/LOD(低一个数量级)。高选择性的SupelMIP方法还提供更高的回收率和重现性,以获得更好的灵敏度、精度和准确度。


 材料


 参考文献

  1. The Combat Meth Act of 2005. Available at: http://www.deadiversion.usdoj. gov/meth/q_a.htm
  2. European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction, Annual Report 2005. Available at: http://www.emcdda.eu.int/.
  3. Walsh, Forensic Science International, 2007. In Press
  4. Woodworth et al., Clinical Chemistry 52, No. 4, 2006
  5. M.-R. Fuh, T.-Y. Wu and T.-Y. Lin, Talanta, 2006, 68:987-991