布魯克Toxtyper解決方案應(yīng)用：正交方法對麻醉品進行快速分析

 
對全世界執(zhí)法部門而言，檢測非法藥物是一場持久戰(zhàn)。麻醉品分析的主要難點在于，需對可疑物質(zhì)進行準(zhǔn)確的識別以及合理的量化分析。所獲得的數(shù)據(jù)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(zhì)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(zhì)。通過改變一些化學(xué)結(jié)構(gòu)，這些新型物質(zhì)不僅能模仿經(jīng)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(zhì)（NPS）。由于傳統(tǒng)方法很難識別這些物質(zhì)，并且這些NPS一直在演化且不受管控，因此基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的方法往往不太適用。
 
這些新型物質(zhì)層出不窮，最終在2017年5月，誕生了一個經(jīng)同行評審的、非商業(yè)性的分析數(shù)據(jù)共享平臺——The NPS Data Hub。該平臺由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）、德國聯(lián)邦刑警局和美國緝毒局（DEA）共同運營，可為執(zhí)法部門提供數(shù)據(jù)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(yī)相關(guān)應(yīng)用提供最全面的分析技術(shù)以及全球獨一無二的解決方案。對于那些應(yīng)用于法醫(yī)領(lǐng)域的正交方法而言，布魯克是當(dāng)之無愧的唯一的一站式服務(wù)平臺。核磁共振（NMR）和質(zhì)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(xué)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(shù)通常作為互補技術(shù)，被廣泛應(yīng)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(shù)，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(jié)果。并且對于法律訴訟程序而言，正交方法所得到的數(shù)據(jù)非常堅實可靠，因此大多數(shù)國家都明文立法規(guī)定需使用正交方法進行檢測。

Toxtyper 質(zhì)譜分析
布魯克可提供所有的相關(guān)儀器，以實現(xiàn)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(xué)篩查，可在11分鐘內(nèi)完成單次分析。Toxtyper可開啟數(shù)據(jù)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(jié)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(fù)雜的物質(zhì)（如合成大麻）以及對完全未知的物質(zhì)進行篩查。此外，通過使用maxtrac這類工具，該技術(shù)還能連接到諸如ChemSpider、 CABI或Capcom之類的外部數(shù)據(jù)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(fā)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(yīng)用范圍很廣，包括對可疑物質(zhì)進行法醫(yī)鑒定和量化分析，以及對食品摻假、化學(xué)戰(zhàn)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(gòu)提供了超過80臺落地式NMR系統(tǒng)。
 
布魯克臺式NMR系統(tǒng)于2019年在歐洲市場推出。歷經(jīng)了60余年經(jīng)驗的沉淀，布魯克成功地將NMR改頭換面，設(shè)計成一種緊湊的、交叉決策的形式，使得這一技術(shù)能夠應(yīng)用于更多的實驗室。
 
臺式系統(tǒng)不需要新的基礎(chǔ)設(shè)施，可安裝在通風(fēng)櫥或工作臺上。Fourier 80 采用免制冷劑的永磁體設(shè)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(tǒng)的法醫(yī)學(xué)版本。它結(jié)合了專為法醫(yī)學(xué)應(yīng)用所設(shè)計的專業(yè)軟件工具以及工作流程，可讓用戶在高場和低場NMR系統(tǒng)上實現(xiàn)方法統(tǒng)一，并且還能使用所有TopSpin脈沖程序庫。
由于法醫(yī)實驗室之間通常會緊密合作，一起創(chuàng)建新的工作流程以及互相學(xué)習(xí)新的方法，因此兼容性是至關(guān)重要的，尤其考慮到那些尚未被收錄到標(biāo)準(zhǔn)庫中的NPS。

一套典型的NMR工作流程
NMR因其在已知/未知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)鑒定、驗證、識別以及量化方面的優(yōu)異表現(xiàn)而聞名。即便在非靶向方法中，NMR依舊表現(xiàn)出眾。NPS通常具有與已知分子相似但略有不同的結(jié)構(gòu)。這些不同之處在NMR波譜中往往是顯而易見的。采用質(zhì)譜相關(guān)的正交方法，能更可靠地對兩者進行區(qū)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(xiàn)有的落地式系統(tǒng)上使用TopSpin，可以讓不同國際/國內(nèi)工作流程間的方法轉(zhuǎn)換變得更為簡單。GoScan工作流程中包含了數(shù)據(jù)處理。這一步驟可通過Fourier CrimeLab中預(yù)定義的、可個性化制定的程序完成。
對可疑物質(zhì)進行識別，需將所采集的核磁譜圖與內(nèi)部數(shù)據(jù)庫或與非商業(yè)性的共享數(shù)據(jù)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可完美地完成這類任務(wù)，尤其是在NPS層出不窮的情況下。
 
NMR的優(yōu)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(nèi)便可實現(xiàn)樣品制備到獲得可視化結(jié)果的整個過程。
 
結(jié)論
NPS的出現(xiàn)，是全世界執(zhí)法部門長期以來一直面臨的嚴峻問題。相關(guān)法律訴訟程序則需要一種堅實可靠的方法，對NPS進行準(zhǔn)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(xué)原理的技術(shù)，來檢測同一種物質(zhì)。這樣可以避免假陽性或假陰性的結(jié)果。
布魯克Toxtyper解決方案可用于MS分析，而布魯克Fourier 80 NMR系統(tǒng)以及Fourier CrimeLab可用于NMR分析。將這兩種技術(shù)進行正交結(jié)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。