Việc chiết xuất amphetamine và các loại thuốc liên quan bằng cách sử dụng Polymer SPE được in phân tử
Giới thiệu
Các loại thuốc liên quan đến amphetamine và amphetamine bao gồm một nhóm chất kích thích và chất gây ảo giác được sử dụng bởi sinh viên, vận động viên và người sử dụng thuốc giải trí. Trong 15 năm qua, lạm dụng các loại thuốc này đã trở thành một vấn đề toàn cầu. Năm 2004, đã có hơn 17.000 vụ co giật trong phòng thí nghiệm methamphetamine ở Mỹ; và kết quả là, Đạo luật chống methamphetamine năm 2005 đã được ký kết theo luật vào năm 2006 để điều chỉnh việc bán ephedrine không kê đơn, pseudoephedrine và phenylpropanolamine các sản phẩm là tiền chất được sử dụng để sản xuất bất hợp pháp amphetamine và methamphetamine (1). Trong một báo cáo năm 2005 được thực hiện bởi Trung tâm giám sát thuốc và nghiện ma túy châu Âu, việc sử dụng amphetamine và ecstacy đã phát triển trên khắp châu Âu (2). Trong những năm gần đây, một loạt các kỹ thuật sàng lọc / phát hiện đã được bán trên thị trường như ELISA và các bộ dụng cụ / thiết bị đo màu dựa trên miễn dịch khác và điểm thu thập (POC). Mặc dù các xét nghiệm như vậy là nhanh chóng và hiệu quả, nhiều trong số đó thường không chọn lọc theo nhóm và sẽ chỉ phát hiện một số amphetamine chứ không phải loại khác (3). Hoặc, một số xét nghiệm miễn dịch không đủ chọn lọc và nhận ra một loạt các amin giao cảm như vậy, giá trị dự đoán dương (PPV) có thể dao động từ 0-90% (4). Trong cả hai trường hợp, cần phải có một xét nghiệm xác nhận thay thế và chọn lọc cao để xác minh kết quả sàng lọc dựa trên miễn dịch.
Trong báo cáo này, chúng tôi mô tả một phương pháp chọn lọc đơn giản, nhanh và nhóm để trích xuất dấu vết các loại thuốc liên quan đến amphetamine từ các mẫu nước tiểu sử dụng một polymer SPE in phân tử (SupelMIP™) được thiết kế đặc biệt để chiết xuất chọn lọc các loại thuốc liên quan đến amphetamine (Hình 1). Kỹ thuật SupelMIP cũng được so sánh với kỹ thuật chiết xuất được công bố gần đây bằng cách sử dụng pha polymer ưa nước thông thường (5).
Hình 1.Cấu trúc hóa học của amphetamine và các loại thuốc liên quan được nghiên cứu
Polyme được in phân tử
Polyme in phân tử (MIPS) là một nhóm các yếu tố nhận dạng phân tử dựa trên polymer có liên kết chéo cao được thiết kế để liên kết một hợp chất mục tiêu hoặc một nhóm các hợp chất liên quan đến cấu trúc với tính chọn lọc cao. Chọn lọc được giới thiệu trong quá trình tổng hợp MIP, trong đó một phân tử mẫu, được thiết kế để bắt chước chất được phân tích, hướng dẫn sự hình thành các lỗ hổng cụ thể hoặc dấu vết phù hợp về mặt y học và hóa học với (các) chất được phân tích đích. Kết quả là, nhiều tương tác (ví dụ, liên kết hydro, ion, Van der Waals, kỵ nước) có thể diễn ra giữa khoang MIP và các nhóm chức chất được phân tích. Khả năng lưu giữ mạnh giữa pha MIP và (các) chất được phân tích mục tiêu của nó cho phép sử dụng các quy trình rửa toàn diện trong quá trình chiết xuất pha rắn dẫn đến việc dọn sạch mẫu vượt trội trước khi phân tích.
Điều này dẫn đến việc chiết xuất chất làm sạch hơn, giảm giới hạn phát hiện và quy trình dọn dẹp mẫu hiệu quả hơn. Một minh họa của khoang chọn lọc được thể hiện trong Hình 2.
Hình 2.Minh họa khoang MIP chọn lọc
Trích xuất và phân tích các thuốc liên quan đến amphetamine và amphetamine
Amphetamine và các loại thuốc liên quan methamphetamine, phentermine, MDA, MDMA và MDEA được chiết xuất từ nước tiểu sử dụng cả SuppelMIP SPE và SPE ưa nước thông thường thông qua các thủ tục được mô tả trong Bảng 1. Các trích đoạn được phân tích thêm thông qua LC-MS-MS (Bảng 2).
Giới hạn định lượng thấp hơn đạt được bằng SuppelMIP SPE
Các loại thuốc amphetamine được liệt kê trong Hình 1were được pha vào nước tiểu ở mức 15 và 50 ng/mL, và được chiết xuất/ phân tích bằng các thủ tục được mô tả trong Bảng 1and 2. Giới hạn dưới của định lượng (LLOQ) cho mỗi chất được phân tích được ước tính cho cả hai phương pháp SPE SupelMIP và SPE ưa nước thông thường (tỷ lệ tín hiệu / nhiễu là 10: 1) và được tóm tắt trong Bảng 3. Sử dụng phương pháp SuppelMIP, LLOQs trong phạm vi 2,5 – 43,0 pg/mL (thấp hơn so với phương pháp SPE polymer ưa nước thông thường). Để minh họa thêm tính chọn lọc cao đạt được bằng phương pháp chiết tách SuppelMIP SPE, nước tiểu được pha với 15 pg/mL amphetamine và chiết xuất/phân tích như trên. Một đỉnh amphetamine dễ dàng được phát hiện bằng phương pháp chiết tách SuppelMIP SPE. Ngược lại, không có phản ứng amphetamine được quan sát bằng phương pháp polymer ưa nước thông thường SPE (Hình 3).
Hình 3.Các mẫu nước tiểu pha amphetamine (15 pg/mL) được làm sạch bằng SuppelMIP SPE so với Polymer ưa nước thông thường
Cải thiện Phục hồi & Giảm khả năng loại bỏ ion bằng SPE SuppelMIP
Mẫu nước tiểu được pha với thuốc amphetamine được liệt kê trong Hình 1at mức 0,010, 0,015, 0,50, 1,0 và 5,0 ng/mL và được chiết xuất/phân tích bằng các phương pháp được mô tả trong Bảng 1and 2. Sự phục hồi tương đối cho mỗi nồng độ tăng đột biến được xác định theo các tiêu chuẩn nội bộ khử tử. Hơn 80% sự phục hồi tương đối đạt được cho tất cả các mức tăng đột biến được kiểm tra (ngoại trừ MDA) bằng phương pháp SuppelMIP SPE. Ngược lại, 0% phục hồi đã được quan sát thấy đối với tất cả các loại thuốc amphetamine ở mức tăng vọt 0,010 và 0,015 ng/mL, và ở mức tăng vọt 0,5, 1,0 và 5,0 ng/mL, sự phục hồi trên 80% chỉ được quan sát thấy đối với methamphetamine và MDMA bằng phương pháp polymer ưa nước thông thường (dữ liệu không hiển thị).
Mẫu nước tiểu trắng được làm sạch theo cả hai thủ tục SPE. Các chiết xuất SPE được pha với hỗn hợp của thuốc amphetamine sau chiết xuất. Các tiêu chuẩn cho đường cong hiệu chuẩn đã được chuẩn bị trong dung môi phục hồi.
Các đường cong hiệu chỉnh tiêu chuẩn được so sánh với các mẫu phù hợp với ma trận cho cả hai phương pháp, mà không sử dụng các hiệu chỉnh tiêu chuẩn bên trong. Bảng 4summarizes Tỷ lệ phần trăm ức chế ion ở 10 và 100 ng/mL đối với SuppelMIP SPE và phương pháp SPE polymer ưa nước. Từ bảng, triệt ion ít hơn đáng kể cho SuppelMIP SPE.
Kết luận
Trong báo cáo này, chúng tôi đã chứng minh sự hữu ích của phương pháp polymer SPE (SupelMIP) được in phân tử được thiết kế để chiết xuất chọn lọc nhóm amphetamine và các loại thuốc liên quan từ nước tiểu. Khi so sánh với một phương pháp SPE polymer ưa nước thông thường được công bố gần đây, phương pháp SuppelMIP giảm sự ức chế ion và đạt được LOQ / LOD thấp hơn theo thứ tự cường độ. Phương pháp SuppelMIP có tính chọn lọc cao cũng tăng khả năng phục hồi và tái tạo để có độ nhạy, độ chính xác và độ chính xác tốt hơn.