近畿大学物理与工学部生物信息学系教授(和歌山县纪之川市) 桂财津(研究时为名古屋大学),爱知县警察本部法证科学研究所首席研究员(爱知县名古屋市) 久音和明,国立产业技术综合研究所首席研究员(筑波市)茨城县)由名古屋市公共卫生研究所(爱知县名古屋市)研究员井口亮(Ryo Iguchi)、金城学院大学生命环境学部(爱知县名古屋市)讲师谷口健(Ken Taniguchi)和浅野智美(Tomomi Asano)领导的研究小组开发了一种名为“RaDPi-U”的新方法,可以快速分析尿液中的药物。该方法不需要任何复杂的样品制备或高度专业化的设备操作,只需3分钟即可直接从尿液样本中分析40种药物。与传统方法相比,该方法极其快速、简单,分析结果可靠性高,可为未来毒品犯罪调查和急性药物中毒药物分析做出巨大贡献。
这项研究成果将于 2024 年 3 月 25 日星期一上午 9:00(日本时间)发表在分析科学领域的国际学术期刊上。分析和生物分析化学”

RaDPi-U 图像(由名古屋大学讲师 Issei Takahashi 创建)
如果您怀疑自己摄入了兴奋剂或麻醉剂等受控物质,则必须进行药物分析以证明摄入了该药物。另外,急性药物中毒※1可能已经发生,还需要进行药物分析以确定致病药物。然而,在实际刑事侦查和中毒事故中,当事人并不知道自己摄入了什么药物的情况也不少。在这种情况下,以易于收集的尿液为目标。药物筛选分析※2快速查明所涉及的药物种类是很常见的。药物筛选分析方法的典型例子是免疫测定法※3其优点是任何人都可以使用简单的套件进行测试。另一方面,只能估计一组具有相似化学结构的药物,而无法准确识别药物。交叉反应※4都有可能发生。另一方面,它是一种更专业的分析方法质谱※5(质谱)可以鉴定尿样中所含的药物,但另一方面,质谱需要高度的专业知识,并且具有样品制备复杂和分析耗时的缺点。
研究小组已经能够直接从动物生物样本中快速分析目标成分尖端电喷雾电离串联质谱法※6进行各种研究(探针电喷雾电离串联质谱法:PESI/MS/MS)。这次,我们尝试利用这种方法开发一种新的药物筛选方法,既像免疫分析方法一样简单、超快速,又具有质谱法的高药物鉴定能力。
首先,我们选择了在毒品犯罪调查中最重要的 40 种毒品进行分析。我们设计了这种分析方法,通过三个简单的步骤完成这些药物的分析(1)将尿液与标准溶液和乙醇混合,2)将混合物放在平板上,3)用PESI/MS/MS进行分析,并将这种分析方法命名为“RaDPi-U”。结果,即使是不熟悉操作的人也可以使用 RaDPi-U 进行分析,并且我们能够在短短 3 分钟内获得结果。此外,使用RaDPi-U分析实际尿液样本的结果证明了其高度实用性。
已出版的杂志:
分析和生物分析化学(影响因子:43@2022)
论文标题:通过探针电喷雾电离串联质谱法开发人尿快速药物筛选方法 (RaDPi-U)
(开发 RaDPi-U,一种使用尖端电喷雾电离串联质谱法对人尿液中药物进行超快速分析的方法)
作者:久音和明1*,村田正2,谷口肯3,浅野友美4,绪方是嗣2,井口亮5,桂财津6,7*
*通讯作者
隶属机构:1 爱知县警察本部法医科学实验室、2 岛津制作所、3 名古屋市卫生研究所、4 金城学院大学生活环境学部、5 国立产业技术综合研究所、6 近畿大学物理与工学部、7 名古屋大学高等研究院
研究小组利用PESI/MS/MS开发了一种新的尿液药物筛查分析方法“RaDPi-U”(拉pid-fired药物筛选方法p长袍电喷雾i人类电离串联质谱 (PESI/MS/MS)urine) 被开发出来。除了受控物质兴奋剂和麻醉品可卡因外,我们还挑选了40种在毒品犯罪调查中最重要的药物,重点关注苯二氮卓类安眠药和精神药物。迄今为止,该研究小组已经报道了多种使用PESI/MS/MS直接分析动物脑样本中目标成分的方法(引用参考文献1至5)。基于这一经验,我们开发了一种直接从尿液样本中分析上述40种药物的方法。该分析方法的步骤如图1所示。

图 1 RaDPi-U 的分析流程
向10 μL尿样中加入内标溶液(地西泮-d5)和少量乙醇,搅拌1分钟。之后,只需将样品放入专用样品板中,按下PESI/MS/MS启动按钮即可完成分析并输出结果。特别是在质谱分析过程中预定 SRM 方法※7,可以同时分析多种成分,15分钟即可完成40种药物的质谱分析。与气相色谱-质谱(GC/MS)和液相色谱-串联质谱(LC/MS/MS)等至少需要20分钟才能分析多个成分的质谱方法相比,RaDPi-U成功地在极短的时间内获得了质谱结果。
此外,使用RaDPi-U,如果尿液样本中包含40种目标药物,则可以同时计算药物浓度。在 RaDPi-U 中,对于每种药物内标法※8分析方法验证※9最后,使用 RaDPi-U 分析了三个实际尿液样本。作为示例,图 2 显示了尿液样本 1 的结果。

图 2 从样本 1 尿液样本获得的结果示例。纵轴表示药物检测强度
(a) 检测到精神药物利培酮。 (b) 检出镇咳药物二氢可待因。
(c) 如果未检测到药物(在本例中为安眠药依替唑仑),则不会显示波形。
样本1的尿液样本中含有精神药物利培酮(尿液浓度:143ng/mL)和镇咳药物二氢可待因(尿液浓度:101ng/mL),样本2的尿液样本中含有抗组胺药苯海拉明(尿液浓度:215)镇咳药物二氢可待因(尿液浓度:样品3的尿液样本中检测到了安眠药佐匹克隆(尿液浓度:186 ng/mL)和安眠药佐匹克隆(尿液浓度:186 ng/mL),表明RaDPi-U可以轻松快速地从实际样本中检测出药物
RaDPi-U是一种非常实用的分析方法,不需要复杂的样品制备,即使不熟悉质谱的人也可以轻松获得分析结果。因此,可以说,这项技术将在未来的毒品犯罪调查和毒瘾药物分析方面做出巨大贡献。