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布魯克磁共振事業部

利用正交方法對麻醉品進行快速分析

時間:2023-3-15 閱讀:177
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對執法部門而言,檢測非法藥物是一場持久戰。麻醉品分析的主要難點在于,需對可疑物質進行準確的識別以及合理的量化分析。所獲得的數據必須堅實可靠,才能提交上去,用于法律訴訟程序。

被檢測的物質分為兩大類:已知的、典型的非法藥品(如,很常見的可卡因)以及新型物質。通過改變一些化學結構,這些新型物質不僅能模仿經典麻醉品的效用,還能躲避檢測。這些衍生藥物被稱為新型精神活性物質(NPS)。由于傳統方法很難識別這些物質,并且這些NPS一直在演化且不受管控,因此基于標準數據庫的方法往往不太適用。

這些新型物質層出不窮,最終在2017年5月,誕生了一個經同行評審的、非商業性的分析數據共享平臺——The NPS Data Hub。該平臺由美國國家標準與技術研究院(NIST)、德國聯邦刑警局和美國緝毒局(DEA)共同運營,可為執法部門提供數據且目前已有約440位用戶。

用于NPS分析的正交方法

布魯克可為法醫相關應用提供全面的分析技術以及解決方案。對于那些應用于法醫領域的正交方法而言,布魯克是一站式服務平臺。核磁共振(NMR)和質譜分析(MS)是兩種常用且成熟的麻醉品分析方法。由于這兩種方法是基于不同的科學原理,因此殊途同歸,可對被測物提供明確的識別分析。

這兩種技術通常作為互補技術,被廣泛應用于分析一個事物的不同方面。它們還可另作他用,那就是正交方法——通過使用兩種基于不同工作原理的技術,來分析問題的同一個方面。通過正交方法(如MS和NMR)進行識別和量化分析,可很大程度上避免假陽性或假陰性的結果。并且對于法律訴訟程序而言,正交方法所得到的數據非常堅實可靠,因此大多數國家都明文立法規定需使用正交方法進行檢測。

Toxtyper 質譜分析

布魯克可提供所有的相關儀器,以實現可靠的NPS表征。Toxtyper是一款用戶友好的即用型LC-MSn解決方案,專用于藥物和毒理學篩查,可在11分鐘內完成單次分析。Toxtyper可開啟數據依賴型 MSn 模式,且無需正負離子模式切換。通過與開放式譜庫(用戶可以自行更新譜庫)進行匹配,可對化合物進行識別。Toxtyper還能提供半定量結果,包括使用在線SPE自動樣品制備這一選項。

這款軟件適用于各種不同類型的樣品以及譜庫,如CIF材料、SAP庫(可在單次檢測中同時進行篩查和半定量分析)。不僅如此,它還可分析復雜的物質(如合成大麻)以及對完全未知的物質進行篩查。此外,通過使用maxtrac這類工具,該技術還能連接到諸如ChemSpider、 CABI或Capcom之類的外部數據庫,從而更好地進行篩查。檢測報告可生成為PDF格式并通過電子郵件發送。

Fourier 80 臺式核磁共振波譜儀和 Fourier CrimeLab 麻醉品分析模塊

NMR的應用范圍很廣,包括對可疑物質進行法醫鑒定和量化分析,以及對食品摻假、化學戰劑(CWA)、爆炸物和固體廢料進行分析。布魯克為全球40多個法證機構提供了超過80臺落地式NMR系統。

布魯克臺式NMR系統于2019年在歐洲市場推出。歷經了60余年經驗的沉淀,布魯克成功地將NMR改頭換面,設計成一種緊湊的、交叉決策的形式,使得這一技術能夠應用于更多的實驗室。

臺式系統不需要新的基礎設施,可安裝在通風櫥或工作臺上。Fourier 80 采用免制冷劑的永磁體設計,易于維護且擁有成本低廉。

Fourier CrimeLab是最新款布魯克Fourier 80臺式NMR系統的法醫學版本。它結合了專為法醫學應用所設計的專業軟件工具以及工作流程,可讓用戶在高場和低場NMR系統上實現方法統一,并且還能使用所有TopSpin脈沖程序庫。

由于法醫實驗室之間通常會緊密合作,一起創建新的工作流程以及互相學習新的方法,因此兼容性是至關重要的,尤其考慮到那些尚未被收錄到標準庫中的NPS。

一套典型的NMR工作流程

NMR因其在已知/未知物質的結構鑒定、驗證、識別以及量化方面的優異表現而聞名。即便在非靶向方法中,NMR依舊表現出眾。NPS通常具有與已知分子相似但略有不同的結構。這些不同之處在NMR波譜中往往是顯而易見的。采用質譜相關的正交方法,能更可靠地對兩者進行區分。

所有NMR工作流程都是從樣品制備開始的。樣品制備也非常簡單——只需在幾十毫克的樣品中加入2毫升諸如水這樣的無毒溶劑。

在臺式以及現有的落地式系統上使用TopSpin,可以讓不同國際/國內工作流程間的方法轉換變得更為簡單。GoScan工作流程中包含了數據處理。這一步驟可通過Fourier CrimeLab中預定義的、可個性化制定的程序完成。

對可疑物質進行識別,需將所采集的核磁譜圖與內部數據庫或與非商業性的共享數據庫(如NPS-Datahub)進行匹配,亦或兩者兼之。

NMR可對混合物中的任一化合物進行量化分析,無需使用任何針對該化合物的參照物。因此,NMR可出色地完成這類任務,尤其是在NPS層出不窮的情況下。

NMR的優勢在于:檢測前無需分離各個成分以及可加速整個流程——在幾分鐘內便可實現樣品制備到獲得可視化結果的整個過程。

結論

NPS的出現,是執法部門長期以來一直面臨的嚴峻問題。相關法律訴訟程序則需要一種堅實可靠的方法,對NPS進行準確的識別和量化分析。正交方法實為理想之選——使用兩種基于不同科學原理的技術,來檢測同一種物質。這樣可以避免假陽性或假陰性的結果。

布魯克Toxtyper解決方案可用于MS分析,而布魯克Fourier 80 NMR系統以及Fourier CrimeLab可用于NMR分析。將這兩種技術進行正交結合,可得到一個用于NPS的識別及量化分析的堅實、可靠的解決方案。

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