芬太尼是一种合成的麻醉性阿片类镇痛药，最初于1968年在美国获准用于医疗用途，其镇痛效果比吗啡高50~100倍，不良反应比吗啡少，所需剂量相对较小，可稳定心血管活性，常作为临床镇痛和麻醉辅助药物。在20世纪90年代中期，芬太尼类物质大量出现，应用范围扩大，如用于治疗各种慢性疼痛，但其具有阿片类药物容易成瘾、依赖性强的特点，可引起恶心、呕吐、便秘、瘙痒等，大剂量使用还可导致昏迷、抑制呼吸甚至死亡等，产生了过量用药、使人成瘾等社会问题。

     在体育运动领域，世界反兴奋剂机构将芬太尼及其衍生物列为S7类赛内禁用物质，由于芬太尼的结构易修饰，芬太尼类物质制备简单、成本低廉、衍生技术要求低，因此各种新型芬太尼类物质层出不穷，全球范围内滥用芬太尼类物质的案例亦不断增加，引起了国际社会的高度关注，而对其快速检测具有重大挑战。鉴于此，本工作对芬太尼类物质的结构特点、药理毒理作用和体内代谢、滥用及管控情况进行概述，系统综述了芬太尼类物质的快速检测方法，以期为芬太尼类物质的快速检测等相关研究提供参考。

1.芬太尼类物质的概述

1.1 结构特点

      芬太尼类物质是指与芬太尼[N-[1（-2-苯乙基）-4-哌啶基 ]-N-苯基丙酰胺 ] 具有相似的母核结构，同时符合表1中一个或多个结构修饰条件的物质。芬太尼及其常见衍生物，如舒芬太尼、阿芬太尼等，均属于4-苯胺基哌啶类化合物，这些化合物通常以N-苯乙基-4-哌啶酮和4-苯胺基-N-苯乙基哌啶为前体，通过化学反应衍生。常用于临床的部分芬太尼类物质的结构式如图1。

1.2 药理毒理作用和体内代谢

     芬太尼类物质作为m型阿片受体的激动剂可与中枢神经系统中的受体发生反应，其药理作用和吗啡较为相似，但结构与吗啡不同，芬太尼类物质的高亲脂性使其能够迅速扩散并通过膜和血脑屏障，使得血浆水平在60min内初步下降，其消除半衰期约为219min。不同给药途径的效果有所不同，如采用经皮给药时，芬太尼在移除贴片后12h内会持续被吸收，采用鼻内给药时，芬太尼的效果只持续约1~2h。

    与吗啡相比，芬太尼类物质的代谢产物大多无活性，代谢产物主要存在于唾液、尿液、粪便和血浆中，约70%给药剂量在72h内可通过尿液排出。芬太尼的代谢主要由细胞色素P450酶系统中的CYP3A4 和CYP3A5酶介导，通过哌啶环的氧化和N-脱烷基化途径代谢，其他可能的代谢产物包括羟基芬太尼、羟基诺芬太尼和去丙酰芬太尼。文献表明，芬太尼类物质在白种人中的致死率非常高，由于白种人的等位基因频率较高，在摄入芬太尼类物质后无法有效代谢，其在体内毒性增强导致死亡。

1.3 滥用及管控

     芬太尼类物质易被皮肤吸收，通常掺杂于海洛因或伪装成处方药如羟考酮进行出售贩卖，掺杂滥用较多的芬太尼类物质有芬太尼、瑞芬太尼、舒芬太尼、卡芬太尼、阿芬太尼和乙酰芬太尼等6种，常见的滥用形式包括吸食、鼻内给药、嗅闻、口服和注射等，自1993年起已有数百万人死于此类药物。此外在新冠病毒流行期间，芬太尼类处方药物过量摄入的数量有所增加，导致的死亡人数急剧上升，相比其他阿片类药物，芬太尼类物质已成为药物过量致死率增加的主要因素，其滥用已经上升为威胁全球性公共健康的问题。

     2018年，联合国累计列管了21种芬太尼类物质，美国缉毒署将芬太尼类物质整类列入Ⅰ类药品并进行两年的临时管制。2019年5月1日，我国将芬太尼类物质全部列入《非药用类麻醉药品和精神药品管制品种增补目录》中，对其实行整类列管。

2.快速检测方法

     目前芬太尼类物质的检测方法有高效液相色谱法、液相色谱 -串联质谱法、气相色谱-质谱法等，这些方法灵敏度高、结果准确，但样品前处理过程复杂、检测周期较长，无法满足现场监管快速检测的需求。近年来，出现了基于便携式分析仪器的快速检测方法，仅需几微克的样品便可快速筛查芬太尼类物质，操作简单，几乎不需要前处理，对实现快速检测芬太尼类物质具有重大意义，表2列举了芬太尼类物质的快速检测方法。

2.1 光谱法

2.1.1 拉曼光谱法

     拉曼光谱对非极性基团与骨架的对称振动有特征响应，如N―N、C―C键等非极性键振动具备较好的化合物指纹特性，芬太尼类物质在1001~1002cm−1处存在强的拉曼响应，结合表面增强拉曼光谱法（SERS），可显著提高灵敏度。WANG 等以银溶胶作为基底，采用表面增强拉曼光谱进行表征，研究阿片类药物的分子吸附机制并解释SERS信号差异，经过多变量数据分析实现二元和三元阿片类药物混合物中芬太尼的分离，结果表明可在尿液中检测到 5μg·L−1的芬太尼。WANG等利用SERS建立了一种通过简单的无机盐诱导金纳米颗粒底物聚集的方法，实现了海洛因中芬太尼10μg·L−1的选择性检测，并借助主成分分析对芬太尼和吗啡进行分类。此外，对于一些药物中非法掺杂的痕量芬太尼类物质，结合新型SERS增强基底的研究，可以显著提高现场检测痕量芬太尼的效率。HADDAD等使用一种载有银纳米颗粒的纸质基底回收可卡因中少量的芬太尼，芬太尼在1205cm−1处具有C―C 对称振动，可卡因在884cm−1处具有C― C振动，在1719cm−1处具有C=O振动，因此很容易区分可卡因和芬太尼，提供了一种高灵敏快速定性分析可卡因中掺杂芬太尼的方法。随着多波长集成化激光光源等技术发展，出现了差分拉曼光谱仪等产品，有效去除了背景荧光干扰，得到了高质量的拉曼特征峰，田陆川等利用手持式差分拉曼光谱仪分析了7种芬太尼类物质并提取相应的特征峰，将特征峰进行归属，实现了对塑料和玻璃包装物穿透式的快速检测。

2.1.2 红外光谱法

      红外光谱法常用于研究极性基团如芬太尼类物质中存在的C―H、N―H和O― H键等的非对称振动，在鉴别标准品结构的领域应用较多，在定性检测分子基团方面与拉曼光谱形成了较好的互补，但该方法灵敏度不高，需要结合化学计量学等方法用于芬太尼的定性研究。王巧英等通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法对海关缉私提供的袋装粉末进行定性检测。刘翠梅等考察了红外光谱法对芬太尼等物质整体区分的能力，特征吸收峰相对于匹配度系数法的鉴定更为可靠，在650~2500cm−1内选取8个相对强度较高的吸收峰作为特征吸收峰，结果表明，该方法对于结构差异仅为一个甲基或卤代基团芬太尼类物质也可进行有效鉴别。SHAN等采用红外吸收光谱技术对芬太尼、卡芬太尼和瑞芬太尼进行区分，鉴定效率较高。徐琳等发现芬太尼类物质的红外光谱在1630~1750cm−1内存在由酰胺的C=O键伸缩振动引起的吸收峰，芬太尼类物质与不同酸（如盐酸、柠檬酸）反应后形成的化合物在2000~3200cm−1内差异明显，表明红外光谱法可区分所有芬太尼类物质，与拉曼光谱方法相比，定性效果较好，高效、成本低。

2.2 免疫分析法

     免疫分析法在滥用药物筛查领域报道较多。GUERRIERI等评估了酶联免疫吸附测定试剂盒对全血样品中芬太尼类物质的检测能力，结果显示所有参与检测的9 种芬太尼类物质均显示出显著的交叉反应性，说明该方法对芬太尼类物质的一般筛查是有效的。WHARTON等用19种市售的免疫分析试剂盒检测30种芬太尼类物质，结果显示该方法能够覆盖到大部分，但对结构多样的芬太尼类物质如4-甲氧基 -丁酰基芬太尼和3-甲基芬太尼，无法有效区分。PARK等采用芬太尼试纸条对执法中获得的违禁药物进行检测，结果显示水中芬太尼的检出限为200μg·L−1，总灵敏度和特异性分别为98.5%，89.2%，假阴性率和假阳性率分别为1.5%，10.9%。

2.3 原位电离质谱技术

2.3.1 实时直接分析串联质谱法

     实时直接分析串联质谱法（DART-MS/MS）通过电晕放电生成激发态的氦原子，其对被测样品表面的物质进行冲击电离，然后将其引入到质谱仪中进行分析，DART避免了繁琐的样品前处理和色谱分离过程，提高了分析效率。季佳华等采用DART串联四极杆质谱法筛查了人体全血和尿液中的8种芬太尼类物质，结果显示检出限均小于0.05μg·L−1。DART结合质谱检测的非定向筛查方法，可对芬太尼进行溯源，MÖRÉN等采用DART与高分辨质谱（HRMS）联用快速检测卡芬太尼，基于DART-HRMS数据构建了卡芬太尼的3种合成路线分类模型，利用正交偏最小二乘法判别区分合成方法，可对卡芬太尼的合成路线进行追溯，对分析鉴定芬太尼类物质具有较大的潜力。

2.3.2 纸喷雾质谱法

     纸喷雾质谱法将样品放在三角形的纸上，施加高电压，分析物在电场驱动下到达纸尖，气化形成电喷雾，在离子化后进入质谱分析，这是一种实时、简便、廉价的检测方法，可应用于很多药物的快速检测，但检测复杂样品时会产生基质效应，导致准确度降低。KENNEDY等采用纸喷雾串联质谱法鉴定并定量分析尿液中的芬太尼类物质，该方法中纸喷雾盒作为收集装置可有效减少生物体液相关的暴露和运输风险。RYDBERG等采用自动化的纸喷雾串联质谱系统，在葡萄糖醛酸酶反应后，对尿液中芬太尼类物质其及代谢物等15种常见滥用药物进行半定量筛查，该方法适用于临床和法医毒理学实验室检测，允许在样品没有提取、分离和处理的情况下自动筛查复杂药物。BORDEN等使用纸喷雾质谱法对49种药物进行了靶向定量和非靶向全扫描分析，在59份预期含有芬太尼的样品中检测到45份样品含有芬太尼，其质量分数的中位数为3.6%。

2.4 电化学法

     电化学法适用于测定简单基质中的痕量芬太尼类物质，常见的电化学法有伏安法、电位滴定法、电化学发光法等，通过与基于微导管或膜微萃取技术的高分子材料传感方式结合，可以分析血液或其他复杂生物基质中的芬太尼类物质。MISHRA等将激光诱导的纳米多孔碳结构用于市售聚酰亚胺片材，结合多孔碳表面的形态学分析，考察了不同激光能量密度对芬太尼传感特性的影响，结果显示采用31J·cm− 2激光能量密度时制备的激光碳化电极的孔隙率和表面粗糙度最高，这提高了方波伏安法检测芬太尼的灵敏度，检出限为1μmol·L−1。AKBARI等利用多壁碳纳米管、羟基磷灰石和铜基金属有机骨架的纳米复合材料修饰的玻碳电极测定水中的芬太尼，检出限为3nmol·L−1，并定量分析血清样品中的芬太尼，芬太尼测定值的相对标准偏差为3.7%，说明重现性和稳定性较好。SOHOULI等基于碳纳米粒子修饰的玻碳电极，优化了检测芬太尼的试验参数，包括积累时间、积累电位和电解液酸度等，结果显示，碳纳米粒子的高比表面积、良好导电性和优异电催化活性提升了电极的检测性能，在 pH7.0的磷酸盐缓冲液中，芬太尼的还原峰和氧化峰的峰电流值与其浓度呈线性关系。

2.5 其他方法

     核磁共振波谱技术是解析未知物结构较为有效的方法，特别适合于快速分析鉴定结构变化迅速的新精神活性物质。低场核磁共振波谱技术在药物分析方面 具 有 潜 力，如DUFFY等使用低场 （62MHz）氢谱测定了65种芬太尼类物质，包括各种类型的位置异构体，并在600MHz进行自旋系统分析。

     混合药物中芬太尼类物质的鉴定方法如离子迁移谱法，也有报道。FULTON等 提出了手持式离子迁移谱法检测 N-苯基丙酰胺的方法，并对常见的掺杂物和非处方药进行了测试，结果显示该方法的准确度为100%，这种实时的非接触式方法对芬太尼类物质的现场检测具有非常大的应用前景。

     直接采样电离与小型质谱结合也对芬太尼类物质的现场检测具有重要意义。吴俊函等开发了一种基于快速采样萃取的新型直接毛细管喷雾方法并制备了与方法配套的一体化试剂盒，其中，试剂盒用于采样和溶剂洗脱，毛细管喷雾法用于电喷雾电离及质谱检测，二者结合完成对包装袋表面的芬太尼类物质的分析。结果显示，奥芬太尼的检出限为0.2ng·cm−2，该方法具有良好的定性、定量能力。

3.检测技术的展望

3.1 光谱法

    对于拉曼光谱法，增强纳米材料的表面粗糙度对提高灵敏度有较大影响，采用条件可控的合成方式，制备特异性高效的增强基底材料，形成前处理、富集净化和表面增强一体化的方法，是未来便携式拉曼光谱法的研究方向。对于红外光谱法，需要进一步结合化学计量学研究模型数据库，维护多元定量和定性校正，从而提高模型预测的准确度和稳定性，同时有必要构建芬太尼类物质的图谱库。

3.2 免疫分析法

     免疫分析法对试剂盒标记物的纯度、稳定性、亲和力等因素要求较高，制备特异性强、效价高的抗体以及提高抗体的稳定性是今后的关注点。此外，基于纳米酶的免疫检测技术逐渐发展，通过将其与新材料、生物技术和微模块设备集成来不断扩展免疫分析的应用，实现即时检测和现场分析。

3.3 原位电离质谱技术

     原位电离与小型便携式质谱的结合在一定程度上已实现了商品化，但仍需进一步提升结构设计、仪器性能，推进商品化进程。原位电离一般在敞开式环境中进行，对环境温度、湿度以及样品接触面积等要求高，需进一步减少相关因素的干扰，以得到稳定精确的测定结果。

3.4 电化学法

    电化学法可使用一次性检测器防止生物样本的交叉感染，但需要关注纳米材料在复杂介质中的稳定性，同时复杂介质中的电活性基底可能会影响实际应用中的传感性能，因此开发基于电化学横向流动分析的传感器可解决上述干扰问题。

     综上，开发快速、便捷、准确测定芬太尼类物质等滥用药物的技术将成为未来筛查工作的主流方向。随着检测技术的不断发展，还需进一步评估出最适合用于快速检测芬太尼类物质的方法，为打击和管控毒品市场中芬太尼类物质的滥用提供一定的技术支撑。

作者：许文诺1，汪洋2，钮冰1，陈沁1，伊雄海3，古淑青3，丁涛4，邓晓军2

单位：1. 上海大学 生命科学学院；

2. 上海体育学院；

3. 上海海关动植物与食品检验检疫技术中心；

4. 南京海关动植物与食品检测中心

来源：《理化检验-化学分册》2025年第1期