综述：复杂样品中阿片类药物微提取方法的发展趋势

《Journal of Chromatography A》：Trends of Microextraction Methods for Opioids in Complex Samples

针对全球阿片类药物滥用问题，综述了液相微萃取（LPME）和固相微萃取（SPME）技术进展，包括新型材料（如胺功能介孔泡沫、石墨烯氧化物）和高效溶剂（如深共熔溶剂、离子液体），以及与便携式质谱联用和纸基试纸开发。强调绿色化学原则，提出未来整合微萃取与便携分析平台的方向。

　　

王美娣|张媛|张萍媛|张云阳|于莉|冯学松|刘晓丹

中国医科大学药学院，沈阳，110122，中国

摘要

全球阿片类药物危机日益严重，2013年至2017年间过量死亡人数增加了90%，美国每天报告的死亡人数超过130人，这凸显了迫切需要先进的检测方法。阿片类药物包括天然生物碱（如吗啡）、半合成衍生物（如羟考酮）和合成类似物（如芬太尼），由于滥用严重，对公共健康构成了重大威胁。本文重点介绍了前沿的微提取技术，特别是液相微提取（LPME）和固相微提取（SPME），这些技术旨在有效解决这些挑战。LPME的最新进展包括表面活性剂辅助的单滴微提取和用胺功能化介孔泡沫制成的中空纤维LPME。这些技术实现了高回收率，同时大幅减少了溶剂的使用。此外，深共晶溶剂和离子液体（如[C?MIM][PF?]）作为环保替代品，提高了选择性和富集效果。对于SPME，分子印迹聚合物和氧化石墨烯纳米片等技术的进步带来了出色的特异性和重复使用性，以及高回收率。新型材料，如电化学共沉积的溶胶-凝胶/Cu纳米复合纤维和磁性材料，进一步提高了操作效率并缩短了处理时间。这些发展提高了分析精度，符合绿色化学的原则，便于在复杂基质中大规模和高通量检测阿片类药物。未来的研究应致力于将这些技术与便携式分析平台集成，以实现实际应用。薄膜微提取装置可以直接与手持质谱仪或微型GC-MS系统结合，从而在法医或临床环境中快速进行现场检测。此外，微提取吸附剂可以应用于基于纸张的侧向流动分析装置，实现简单、经济且一次性的现场阿片类药物残留检测。

引言

阿片类药物与中枢神经系统中的特定受体相互作用，提供有效的止痛效果并产生欣快感[1]。几个世纪以来，它们在人类历史上一直被用于医疗和娱乐目的。阿片类药物模仿吗啡（MOR）的作用，分为天然、半合成和合成化合物，每种化合物具有不同的药理特性[2]。其中，天然阿片生物碱是由罂粟（papaver somniferum）自然产生的，包括可待因（COD）和吗啡（MOR）。这些化合物的基本特性在表S1中总结。半合成衍生物是通过化学修饰天然阿片类药物制成的，通常涉及在分子上添加或修改功能基团以增强其效力、稳定性或其他药理特性。典型的半合成阿片类药物包括从吗啡衍生出的海洛因（HER）和从蒂巴因合成的羟考酮（OXY）。合成阿片类镇痛药完全在实验室中合成，旨在模拟天然阿片类药物的止痛效果，但不含任何罂粟衍生物。这类药物包括芬太尼（FEN）和美沙酮（MET），它们在医疗领域因其强效镇痛作用而被广泛使用[3]。这些类型的阿片类药物在疼痛管理和治疗多种疾病方面发挥着重要作用，但也存在滥用风险。接受慢性非恶性疼痛治疗的门诊患者中，每年因过量用药死亡的比率在0.2%到1.8%之间[4]。在美国，与阿片类药物相关的过量死亡人数从2013年的25,052人增加到2017年的47,600人，占当年所有70,237例过量死亡病例的约67.8%[5]。美国每天平均有超过130人因阿片类药物过量死亡[6]。阿片类药物的滥用每年导致全球数万人死亡。阿片类药物危机凸显了可靠检测技术的迫切需求，这些技术必须易于获取且有效。

由于生物和环境基质的复杂性，阿片类药物的分析面临独特的分析挑战。这些挑战包括目标药物浓度通常较低、存在结构相似的代谢物和干扰化合物，以及不同阿片类药物的物理化学性质差异较大。这些因素会显著影响传统预处理方法的效率、选择性和灵敏度。因此，迫切需要先进的微提取策略来有效克服这些限制，从而在各种样品类型中准确可靠地检测阿片类药物。

高效的预处理技术对于提高分析性能至关重要。传统上，各种样品中的阿片类药物通常使用溶剂提取和固相提取等方法进行预处理。然而，近年来，包括微提取在内的创新预处理技术取得了显著进展，并受到更多关注。微提取是一种结合了固相和液相方法的现代提取技术，相比传统提取方法具有许多优势[5]。液相微提取（LPME）是一种简单、经济且环保的方法，具有高富集效果和高效提取能力，同时溶剂使用量极少。另一方面，固相微提取（SPME）将采样、提取和浓缩整合到一个步骤中，无需使用溶剂即可实现快速、选择性和灵敏的分析。这些微提取技术的提取机制比较概述在表S2中。

最近的综述研究了生物基质中非法药物的样品制备和微提取技术[6,7]。然而，阿片类药物具有独特的物理化学特性，如强蛋白质结合能力、结构多样性和极性依赖的提取行为，这些特性显著影响其分析响应[8,9]。因此，需要针对复杂基质中阿片类药物检测的新兴微提取策略进行专门研究。本文系统地回顾了微提取技术的最新进展，旨在实现两个主要目标：（1）明确当前研究趋势并加深对现有方法的理解；（2）建立全面的理论框架，以支持创新微提取技术的发展。通过解决提取效率和分析精度方面的关键问题，本文旨在提高阿片类药物检测方法的可靠性和通量。

部分摘录

用于阿片类药物的LPME方法

LPME是一种溶剂用量极少的液-液提取（LLE）技术，仅使用微升量的有机溶剂。这大大减少了传统LLE所需的数百毫升溶剂量。LPME与主要分离平台（如高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）和毛细管电泳法（CE）兼容性良好。常用的阿片类药物LPME方法

固相微提取

SPME是一种多功能且无需溶剂的样品制备技术，将采样、提取和浓缩整合到一个步骤中。SPME使用涂有选择性吸附材料的纤维从各种基质中提取分析物，可通过直接浸没或顶空暴露实现。用于阿片类药物分析的主要SPME变体包括填充吸附剂微提取（MEPS）、纤维固相微提取（Fiber SPME）和薄膜

阿片类药物的物理化学性质与微提取机制之间的关系

阿片类药物通常具有弱碱性、结构多样性和广泛的极性，这些特性对其微提取行为有重要影响。理解这些物理化学性质与提取机制之间的关系对于合理选择液相和固相微提取策略至关重要。

大多数阿片类药物的弱碱性使其能够实现有效的pH控制电离，这在液相微提取中得到了广泛应用

结论与未来展望

总之，用于分析和检测阿片类药物的样品预处理方法的发展面临诸多挑战，同时也取得了显著进展。这些方法必须应对阿片类药物微量浓度和多种基质的复杂性。此外，它们还需要适应分析技术的发展趋势，这些技术注重高效率、准确性和环保性。

作者贡献声明

王美娣：撰写——初稿。张媛：撰写——初稿。张萍媛：方法学设计。张云阳：实验研究。于莉：撰写——审稿与编辑，概念构思。冯学松：撰写——审稿与编辑，概念构思。刘晓丹：撰写——审稿与编辑，概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。