1升污水仅需10分钟！Empore™膜式固相萃取在“污水验毒”中的应用

2022-08-12 11:32:53, 莱伯泰科北京莱伯泰科仪器股份有限公司

摘要

对比传统填料固相萃取柱同CDS公司Empore^TM膜式固相萃取柱（MPC）和EZdisk 滤器式固相萃取盘（MPC），应用于从污水中提取10种毒品及其代谢物。发现相较传统填料固相萃取柱，Empore^TM膜式固相萃取产品所需洗脱体积更少，适用流速范围更宽，提取效率更高。

前言

毒品问题一直是社会高度关注的焦点，污水中毒品及其代谢物的检测不仅能够反映当地的毒品滥用情况，更能反映某个特定区域禁毒工作效果，警方通过对污水中毒品检测数据的客观分析，构建毒情形势监测体系，有利于把控毒品发展态势，全面科学分析毒品滥用情况、确定毒情泛滥区域，进而强有力地推进禁毒工作^[1]。

美国CDS公司Empore^TM系列膜式固相萃取产品，具有上样速度快、重现性高、填料流失量低、洗脱体积少等特点。

通过实验对比了传统填料固相萃取柱同CDS公司EmporeTM膜式固相萃取柱（MPC，7mm/3mL）和EZdisk 滤器式固相萃取盘（MPC，13mm）应用于污水样品中毒品及其代谢物的提取并用LC-MS/MS分析^[2,3,4]。

1. 实验过程

1.1 仪器与试剂

1.1.1 SPE1000全自动固相萃取系统（莱伯泰科）；

1.1.2 Extrapid固相萃取装置（北京莱伯帕兹检测科技有限公司）；

1.1.3 M64高通量平行浓缩仪（莱伯泰科）；

1.1.4 SCIEX Exion LC™液相系统+Triple Quad™4500质谱系统（SCIEX）；

1.1.5 甲醇（色谱纯，Fischer ）；

1.1.6 乙腈（色谱纯，Fischer ）；

1.1.7 甲酸；

1.1.8 浓氨水；

1.1.9 浓盐酸；

1.1.10 酸化水：用浓盐酸调节pH=2的水；

1.1.11 5%氨水甲醇溶液：量取氨水5mL，加甲醇稀释至100mL，混匀；

1.1.12 玻璃纤维滤膜：1.2μm；

1.1.13 200μL内衬管；

1.1.14 微孔滤膜 0.22μm，PTFE ；

1.1.15传统散装填料固相萃取柱（MCX, 60mg/3mL，北京莱伯帕兹检测科技有限公司）；

1.1.15 Empore^TM膜式固相萃取柱（MPC，7mm/3mL，98-0604-0181-7 EA, 美国CDS Analytical）；

1.1.16 EZdisk 滤器式固相萃取盘（MPC,13mm，98-0706-0120-1 EA, 北京莱伯帕兹检测科技有限公司）。

1.2 工作液配置

1.2.1 10种毒品混标标准溶液（甲基苯丙胺、苯丙胺、吗啡、O6-单乙酰吗啡、可卡因、苯甲酰安康宁、氯胺酮、去甲氯胺酮、MDMA、MDA, 均为1000ng/mL，溶剂为甲醇，购自坛墨质检标准物质中心）

1.2.2 10种毒品混标标准工作溶液：25ng/mL，移取0.5mL 10种毒品混标标准溶液置于20mL容量瓶中，用0.1%甲酸水定容。

1.2.3 10种毒品内标标准溶液：（甲基苯丙胺-D5、苯丙胺-D5、吗啡-D3、O6-单乙酰吗啡-D3、可卡因-D3、苯甲酰安康宁-D3、氯胺酮-D4、去甲氯胺酮-D4、MDMA-D5、MDA-D5, 均为1000ng/mL，溶剂为甲醇，购自坛墨质检标准物质中心）

1.2.4 10种毒品内标标准工作溶液：25ng/mL，移取0.25mL毒品内标标准溶液置10mL容量瓶，用甲醇定容。

1.3 实验部分

1.3.1 样品制备

将污水检材样品解冻并充分摇匀，以浓盐酸调节pH值小于2，使用溶剂过滤器和玻璃纤维滤膜过滤，取滤液待分析用。在固相萃取之前，取50mL已过滤样品加入100μL 10种毒品内标标准工作溶液（25ng/mL）混匀待净化。

1.3.2 净化与浓缩

Empore^TM膜式固相萃取柱、EZdisk 滤器式固相萃取盘及传统散装填料固相萃取柱（MCX， 60mg/3mL，）依次以4mL甲醇、4mL酸性水进行活化，之后以2mL/min上样，上样结束后用4mL水、4mL甲醇淋洗萃取柱，在690mmHg真空状态下干燥5min，最后用2mL 5%氨水甲醇溶液进行洗脱（传统散装填料固相萃取柱（MCX 60mg/3mL）用5mL 5%氨水甲醇溶液进行洗脱）。使用同一批次小柱，分别在流速5mL/min、10mL/min下，进行对比实验。

洗脱液经50℃氮吹至干，然后加入0.1%甲酸水溶液250μL复溶，混匀后用微孔滤膜过滤，装于200μL内衬管中，供仪器检测。

1.3.3 标准曲线配置

取与检材样品等量的纯净水，添加适量的10种毒品混标标准工作溶液，分别配制目标物的浓度为1ng/L、5ng/L、10ng/L、50ng/L、100ng/L、500ng/L溶液，与检材样品平行，经1.3.1、1.3.2的方法进行处理，供仪器检测

1.3.4 LC-MS/MS分析

色谱柱：Shim-pack Velox C18（2.7μm，2.1*100mm）；

柱温：40℃；

流动相：A: 0.1％甲酸水溶液；B:乙腈；

流速：0.3 mL/ min；

进样量：5μL；

表1 梯度洗脱程序

离子源：ESI源，正离子模式；

离子源参数：

IS电压：5500V ；气帘气CUR:35psi；

雾化气GS1:55 psi ；辅助气GS2:60psi；

源温度TEM:600 ℃。

2. 实验结果

图1 标准样品图谱

图2 加标样品谱图

3. 结果与讨论

在本次实验中，膜式固相萃取柱和滤器式固相萃取盘的10种毒品及其代谢物的平均加标回收率为88.4%~112.5%，相对标准偏差RSD为0.9%-8.7%（表2），取得满意效果,传统式固相萃取柱的平均加标回收率为84.6%~131.3%，相对标准偏差RSD为1.6%-10.8%，除MDA回收率偏大外，其他物质均满足要求。但在同样实验条件下，膜式固相萃取产品可使用更小洗脱体积（2mL），有效缩短了浓缩时间。且在上样速度为10mL/min时，六次平行实验RSD仍小于10.0%。

表 2 加标回收率和精密度汇总表

图3 样品洗脱体积对比表

4. 参考文献

[1] Detection and Quantification of Ketamine HCl in Alcohol/Water Matrices using ESI-MSn and LC-ESI-MS, Justin Lygrisse, Martin Lapp, Kelsey Witherspoon and Michael Van Stipdonk, Proceedings of the 5th Annual GRASP Symposium, Wichita State University, 2009

[2] 向平, 施妍, 沈保华,等. 一种同时测定生活污水中11种毒品及其代谢物的分析方法:, CN111426768A[P]. 2020.

[3] Xylazine, Ketamine and their Combination for Lumbar Epidural Analgesia in Water Buffalo Calves (Bubalus bubalis)，P. Singh, K. Pratap, Amarpal, P. Kinjavdekar et al. J. Vet. Med. A 53, 423–431 (2006)

[4] 污水中新精神活性物质的分析方法优化及验证, 陈培培, 杜鹏, 周子雷. 环境科学, 2018, 39(8): 3736-3743.

关于莱伯泰科

北京莱伯泰科仪器股份有限公司（股票代码：688056.SH）成立于2002年，是一家专业从事实验分析仪器的研发、生产和销售的科技型公司。公司自成立之初便专注于科学仪器设备的研发，立志为环境检测、食品安全、医疗卫生、疾病控制、材料研究等众多基础科学及行业应用提供实用可靠的实验室设备和整体解决方案。公司发展至今已拥有各类专利及软件著作权100余项，持续通过高新技术企业认证，连续多年被业内媒体评为中国仪器仪表行业“最具影响力企业”，是全球范围内能将多种类和多功能的样品前处理技术与全自动实验分析检测平台组合成全自动实验分析仪器系统的主要实验分析仪器供应商之一。

公司拥有LabTech、CDS、Empore等行业知名品牌，在中国和美国设有研发和生产基地，并在中国内地主要城市、中国香港、美国马萨诸塞州和宾夕法尼亚州等地设有产品营销和服务中心。公司产品服务涵盖实验室分析仪器、样品前处理仪器、实验室设备、医疗设备、实验室耗材和实验室工程建设等，可为全球多种类型用户提供从实验室建设到样品分析的一站式解决方案。目前，公司产品已销往全球90多个国家，累计服务客户3万余家。

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