论文部分内容阅读
苯二氮(艹卓)类药物(BZD)在临床上广泛应用于抗焦虑、镇静、催眠、抗惊厥、抗癫痫等。Z-催眠药佐匹克隆和唑吡坦在结构上与BZD不同,但作用机制相同,均是通过增强γ-氨基丁酸能神经传递功能和突触抑制效应发挥中枢抑制作用。除治疗作用外,BZD/Z-药物与其他镇静剂、抗精神病药、抗抑郁药、吗啡样物质以及酒精合用时,可以产生协同效应,可能导致中毒甚至死亡。在药驾造成的交通事故以及在毒品促成的犯罪中,经常检测到BZD/Z-药物。因此,无论是医学实验室还是法医实验室均需对BZD/Z-药物进行常规分析检测。样品前处理是分析化学中的基本步骤,以消除基质成分,避免在定量过程中产生干扰,并最大程度地减少污染分析仪器的机会。尤其是在对高度复杂的基质进行分析时,对样品进行彻底地净化已成为必然。在法医毒物分析实践中,复杂生物样品的分析仍然是一项艰巨的任务。在整个分析过程中,样品的前处理是最繁杂、最耗时的步骤。在采用色谱等仪器进行分析的过程中,实际仪器检测仅占总分析时间的30%,而高达60%的时间花费在对样品进行前处理的过程中。目前毒物分析中常用的分离纯化方法大多存在费时耗力、有机试剂用量大、环境不友好等缺点。理想的前处理方法应操作简单、快速、灵敏度高、特异性好,适用于大批量样本的检测及临床常规分析。固相萃取(SPE)技术是样品前处理领域的研究热点,该技术基于固相吸附介质对化合物的吸附作用实现生物样本中目标物的有效提取。吸附介质是SPE技术的核心,其对目标物的选择性及吸附效率是高效萃取目标物的关键指标。纳米材料具有高比表面积,可提供数量巨大的作用位点,为复杂基质中目标物的高效分离、提取和富集奠定了基础,逐渐成为新兴的SPE吸附介质。基于纳米材料的固相萃取技术因其优越性已成为新的研究方向。本研究制备了聚苯乙烯纳米纤维及Fe3O4@SiO2-NH2-G5磁性纳米粒子,研究了其作为固相萃取吸附介质用于生物样本中镇静催眠类药物分离纯化的可行性,并结合液相质谱检测技术最终建立了准确、灵敏、可靠的分离分析方法,为镇静催眠类药物滥用筛查、法医毒物分析和中毒临床救治提供技术支持,为该类药物相关的法医案件调查取证提供基础数据。主要内容如下:第一部分聚苯乙烯纳米纤维的制备及其对氯硝西泮吸附性能研究目的:制备聚苯乙烯纳米纤维并考察其对苯二氮(艹卓)类药物(BZDs)的吸附性能。为聚苯乙烯纳米纤维应用于苯二氮(艹卓)类药物样品前处理提供基础理论支持。方法:取聚苯乙烯原料1.5 g,加入四氢呋喃-N,N-二甲基甲酰胺(1:1,m:m)混合溶剂10 mL,室温下搅拌4 h,制成浓度为15 wt%的聚苯乙烯溶液。在纺丝电压23 kV、推进速度0.08 mm/min,纺丝距离30 cm条件下,收集静电纺丝8-12小时,制得聚苯乙烯纳米纤维。氯硝西泮被选为BZDs的代表性药物,进行聚苯乙烯纳米纤维吸附性能研究试验。优化了吸附时间、溶液pH和吸附剂用量等吸附条件,并在优化的条件下研究了聚苯乙烯纳米纤维对氯硝西泮的吸附动力学和热力学特性。结果:准二级动力学模型能够很好地拟合聚苯乙烯纳米纤维对氯硝西泮的吸附过程,表明纤维内的扩散过程是吸附过程的限速步骤。吸附平衡数据符合Freundlich等温模型,最大吸附容量值为3.2 mg/g,吸附过程本质上是吸热的,自发的。结论:试验表明电纺聚苯乙烯纳米纤维作为一种新型的吸附材料,能有效吸附氯硝西泮,具有从水溶性基质中分离纯化苯二氮(艹卓)类药物的良好潜力。第二部分基于聚苯乙烯纳米纤维固相萃取-HPLC-UV法检测同时分析尿液样本中8种镇静催眠药目的:建立一种基于纳米纤维的新型固相萃取方法,并将其用于人尿液样本中扎来普隆、唑吡坦、氯硝西泮、艾司唑仑、劳拉西泮、氯氮(艹卓)、咪达唑仑、地西泮的提取和纯化。方法:采用聚苯乙烯纳米纤维作为吸附介质,自制固相萃取小柱。优化了吸附剂用量和脱附条件等影响萃取效率的因素。尿液样本经优化的固相萃取程序制得供试品溶液,取20μL供试品溶液注入高效液相色谱系统检测分析。色谱柱:Dikma Diamonsil C18(2)(5μm,250×4.6 mm),流动相为50 mmol/L KH2PO4水溶液(A)-乙腈(B),流速1 mL/min,梯度洗脱,检测波长为220 nm。结果:8种被分析物在1-10μg/mL浓度范围内呈良好的线性关系,相关系数r大于0.99,LODs和LOQs分别为0.2-0.4μg/mL、0.4-1μg/mL。在低、中、高三个浓度水平,8种化合物的回收率为90.4-113.3%。方法的日内和日间精度(RSDs)分别为1.3-15.2%和3.7-15.0%。结论:开发的基于聚苯乙烯纳米纤维的固相萃取新方法对8种被分析物具有优异的吸附效能。方法操作简单、提取效率高、准确可靠。第三部分基于聚苯乙烯纳米纤维固相萃取结合液质联用技术同时检测人尿液和血浆中的12种镇静催眠药目的:开发和验证聚苯乙烯纳米纤维固相萃取技术结合液质联用技术,用于人尿液及血浆样本中12种镇静催眠药的检测分析。方法:采用静电纺丝技术制备聚苯乙烯纳米纤维,并以聚苯乙烯纳米纤维为吸附剂制备固相萃取小柱,分离纯化人尿液和血浆中的12种镇静催眠药。优化了聚苯乙烯纤维用量,上样速度,杂质淋洗溶液,脱附溶剂体积等萃取参数。所得供试品溶液采用Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm)分离,柱温40℃;流动相为乙腈-0.1%氨水溶液,梯度洗脱,流速0.3 mL/min。电喷雾离子化,多反应离子监测,正离子模式。结果:尿液样本中12种被测物在0.1-20 ng/mL浓度范围内成良好的线性关系,相关系数r>0.99;血浆样本中除劳拉西泮和氯硝西泮线性范围为1-100 ng/mL,其他10种被测物在0.5-100 ng/mL浓度范围内成良好的线性关系,相关系数r>0.99。尿液样本中,除硝西泮、氯硝西泮的低浓度点日间精密度分别为16.0%、15.2%外,12种物质的其他各浓度点日内、日间精密度均<15.0%;准确度用回收率表示,12种被分析物回收率在85.1-110.9%之间。血浆样本中12种被测物的日内、日间RSD范围为1.4-15.7%;回收率为93.4%-116.1%。12种被测组分在尿液和血浆中的提取回收率分别为43.82-114.6%和47.24-98.3%。12种被测组分在尿液和血浆中的定量下限为0.01-0.1 ng/mL和0.1-1 ng/mL。结论:该分析方法灵敏、准确、高效,适用于分析生物样本等复杂基质中的痕量目标化合物,为镇静催眠药的检测提供了可靠的分析手段,尤其适用于法医毒物分析和药物滥用或中毒筛查。第四部分基于磁性树枝状结构纳米材料的固相萃取法结合液质联用技术用于人尿中4种催眠药的分析目的:开发一种以复合磁性纳米粒子作为吸附剂的磁性固相萃取(MSPE)技术结合液相质谱检测法来分析人尿液样品中的地西泮、咪达唑仑、唑吡坦、扎来普隆。方法:本文以Fe3O4@SiO2-NH2为中心核,由三聚氯氰和咪唑交替接枝组成的树枝状聚合物(G5)为基础,合成了Fe3O4@SiO2-NH2-G5。应用透射电子显微镜(TEM),傅立叶变换红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)表征了磁性材料的形貌、结构。优化了影响萃取效率的关键参数,在样品pH为9、萃取时间为120 s,洗脱溶剂为甲醇/乙腈(1:1),解吸时间为30 s条件下,对4种催眠药进行磁固相萃取,得供试品溶液。取供试品溶液5μL注入液相质谱系统进行检测。色谱柱:Waters ACQUITY UPLC BEH C18(1.7μm,2.1×100 mm),柱温:40℃;流动相A:0.1%氨水溶液,流动相B:乙腈,梯度洗脱,流速为0.3 mL/min。结果:对所建方法进行了方法学验证,扎来普隆、地西泮、唑吡坦、咪达唑仑的检测限分别为0.05、0.05、0.02、0.02 ng/mL,4种被分析物的线性相关系数r均大于0.996,日内精密度在1.4%-9.4%之间,回收率在88.3%-104.8%之间,日间精密度在3.9%-15.2%,回收率在94.1%-108.3%之间。结论:首次成功应用磁性树枝状结构纳米材料Fe3O4@SiO2-NH2-G5提取人尿液样本中的镇静催眠类药物。基于Fe3O4@SiO2-NH2-G5的磁性固相萃取法无需传统提取中的离心、过滤、吹干等步骤,仅一步涡旋分散萃取即可实现对目标化合物的分离纯化。方法简单、快速、绿色环保、适用于人尿液中镇静催眠类药物的检测分析。