水环境中精神活性物质检测技术研究进展

蒋力维，霍雨萌，师博远，吴一荻，余 磊

(北京市禁毒科技中心，中国 北京 100000)

精神活性物质是一类对人体中枢神经系统具有强烈的精神药理作用与成瘾性的化合物，其滥用可导致多种神经行为障碍。毒品是典型的精神活性物质，按其来源和出现的时间，可分为3代：第一代毒品，即直接从植物中提取加工的传统毒品，如海洛因、大麻、鸦片、可卡因等；第二代毒品为人工合成毒品，如氯胺酮、安非他明类兴奋剂等；第三代毒品是新精神活性物质，指没有被联合国《1961年麻醉品单一公约》和《1971年精神药品公约》所列管，但具有滥用潜力，可以引起公共健康风险的精神活性物质，如合成大麻素、合成卡西酮等。与其他药物一样，精神活性物质也是通过其生产、销售和消费等人类活动进入环境的，表1列出了常见的精神活性物质及其代谢物[1-11]。精神活性物质进入生物体后不能被完全代谢，未被代谢的母体化合物或代谢产物可经尿液或粪便等排泄物进入污水系统[12]。目前，我国污水处理厂的工艺还无法完全除去精神活性物质及其代谢物，部分未被去除的物质则会随污水进入自然水体，对水生生态系统和公众健康造成潜在风险，因而可将精神活性物质视为一类新型环境污染物[13]。

表1 常见精神活性物质及其代谢物Table 1 Commonly detected psychoactive substances and their metabolites

1 精神活性物质的水生生态毒性

随着国际毒品形势日趋严峻，大量的毒品及其代谢物不断进入水环境中。表2列出了欧洲、亚洲多个国家和澳大利亚对水环境中精神活性物质的研究[14-20]。精神活性物质可调节生物体的中枢神经系统，其会导致暴露于水环境中的生物体的行为如社会特征、进食速度、昼夜节律等的改变，进而可能引起水生物种整个种群重要的生态变化。LIAO等[21]将青鳉鱼胚胎暴露在0.004 μmol·L-1氯胺酮和甲基苯丙胺环境中，发现青鳉鱼胚胎的血液循环和孵化时间有显著延迟，幼虫的游泳行为有明显改变。WANG等[22]将成年青鳉鱼暴露在不同浓度的甲基苯丙胺环境中，发现青鳉鱼的运动活性和最大速度在低浓度(0.2～0.5 μg·L-1)时显著增加，而高浓度时(25～100 μg·L-1)时则明显降低，这种影响可能会增加鱼类被捕食的风险。此外，甲基苯丙胺还可能会诱导F1代幼虫发育缺陷，进而导致鱼类繁殖能力显著下降。CAPALDO等[23,24]将欧洲鳗鱼暴露于20 ng·L-1的可卡因溶液中50天，期间欧洲鳗鱼不仅表现过度活跃，而且腮和骨骼肌也出现严重的损伤。在结束暴露实验10天后，欧洲鳗鱼的这些损伤仍然无法恢复。

表2 不同地区对水环境中精神活性物质的研究Table 2 The study on psychoactive substances in environmental waters in different regions

与传统毒品对水环境生态影响的报道相比，关于第三代新精神活性物质水生生态毒理方面的系统研究较少。一方面可能是由于水中新精神活性物质浓度极低，仅为ng·L-1级别，一般不会引起水生生物的急性中毒；另一方面则可能是由于它们不受大众欢迎或被列入管制物质的清单，无法再合法销售而在市场上消失，导致此类物质更新太快，从而缺乏其在水生生物体内的研究。若使水生生物体长期处于含低浓度的精神活性物质环境中，生物体可能会逐渐表现出慢性中毒现象。此外，水环境中还存在多环芳烃、农药残留、工业中间体、治疗药物等多种有机污染物及重金属等，这些物质可能会进一步引发协同作用或相加作用，对水生生物产生更大的毒性。人类和生物的生存都离不开水环境，可能会直接或间接受到水中精神活性物质的影响，因此精神活性物质的生态毒性分析应该受到重视。

2 水环境中精神活性物质检测现状

水生态环境较为复杂，污染物会随着时间、位点的变化而不同，故而水环境中污染物的监测难度较大。由于水中精神活性物质含量极低，故需将水样经前处理萃取富集后再进行检测。有文献已证明将水质酸化到pH 为2时，可提高水环境中苯乙胺、阿片类衍生物和安非他明类兴奋剂稳定性到14天[25]。如果样品不能酸化，建议在样品处理前将其冷藏(4 ℃)或冷冻(-20 ℃)，并在一周内完成相关前处理。

2.1 水环境样品前处理过程

固相萃取具有操作简单快速、易于实现自动化等特点，是水环境样品前处理的主流技术。根据目标物的极性、分子量、pKa等性质的差异，不同类型的萃取柱如HLB，MAX，WAX，MCX及WCX等被广泛应用于从水样品中富集和净化毒品、药品等物质[26,27]。Oasis HLB和Oasis MCX萃取小柱由于具有较高的回收率，是精神活性物质前处理中最常采用的SPE柱。DAMIEN等[28]在中性条件下，采用Oasis HLB柱，以甲醇为洗脱溶剂，实现了水中包括可卡因、吗啡、苯丙胺、四氢大麻酸等17种毒品及代谢物的检测。YUAN等[29]采用Oasis MCX柱，在pH为2、洗脱溶剂为5%氨甲醇溶液的条件下，对污水中的吗啡、甲基苯丙胺、可待因、苯甲酰爱康宁等多种精神活性物质进行吸附除杂，各物质的加标回收率均为94%～105%。高婷婷等[30]采用Oasis HLB和Oasis MCX柱对废水中苯丙胺、甲基苯丙胺、美沙酮、氯胺酮等11种精神活性物质进行了富集检测，通过考察pH、SPE前处理步骤与条件对回收率的影响，发现Oasis MCX柱的回收率更高。陈培培等[31]比较了Oasis HLB和Oasis MCX柱对废水中氯胺酮、4-甲氧基甲基苯丙胺、2-甲基氨基-1-( 3，4-亚甲二氧苯基)-1-丙酮、卡西酮、甲氧麻黄酮、甲卡西酮及2，5-二甲氧基-4-苯乙胺等11种目标物的富集效果，证实Oasis MCX柱更适合于水环境中常见精神活性物质的前处理。这可能是由于Oasis HLB柱是亲水亲脂反相萃取柱，填料为多聚相二乙烯苯结合极性基团，如N-乙烯吡咯烷酮，它对极性物质有一定的保留效果；Oasis MCX是强阳离子交换固相萃取小柱，吸附剂采用的是水可浸润性聚合物，其对碱性化合物具有较高的选择性和灵敏度。一般而言，大部分精神活性物质均具有含N的碱性基团，故而更适合用Oasis MCX柱对其进行离线SPE前处理，但Oasis HLB柱可以保留更宽范围的极性分析物，其在对不同种类的精神活性物质(如样品中含四氢大麻酸、四氢大麻酚)同时富集方面更具优势。

2.2 水环境样品分析方法

精神活性物质的分析方法主要包括液相色谱-质谱串联技术和气相色谱-质谱串联技术。其中，由于大部分精神活性物质不易挥发且溶于水，又以液相色谱-质谱串联技术在水环境中的检测应用最为广泛。

2.2.1 液相色谱-质谱串联技术 液相色谱(LC)-质谱(MS)串联系统不仅具有较高的灵敏度和选择性等优点，而且操作简便、无需衍生化处理，能用于高极性、低挥发性和热稳定性的化合物的测定，对于高浓度水样甚至可以直接进样分析，因而是精神活性物质首选的分析技术。

1)色谱仪与色谱柱的类型 随着色谱柱内径与流速的逐渐变小，高效液相色谱(HPLC)扩展出了流动相消耗更少、灵敏度与分离度更高的超高效液相色谱(UPLC)和微升液相色谱(μLC)。这些类型的色谱仪均可与质谱仪串联使用，在微量分析中具有广阔的应用前景。CASTILIONI等[32]采用Atlantis©T3反相C18色谱柱，在pH值为2的条件下使用Oasis MCX 固相萃取柱进行离线前处理，建立了水中30种精神活性物质的HPLC-MS/MS分析方法，所有分析物的定量限处于0.06～15 ng·L-1浓度范围内，回收率为75%～116%，变异性均低于14%。同时，CASTILIONI等采用此方法对2016年至2017年收集的来自欧洲14个国家22个城市未经处理的废水样本进行了测定，可卡因、苯甲酰爱康宁、苯丙胺、甲基苯丙胺及合成卡西酮类物质均有发现，其中甲卡西酮检出率最高(在65%的废水样品中检出)。CELMA等[33]采用BEH反相C18色谱柱，比较了μLC-MS/MS与UPLC-MS/MS在水中精神活性物质方面的应用：尽管μLC-MS/MS方法灵敏度更高，有机溶剂的消耗更少，更符合绿色分析化学的发展要求，但是将μLC-MS/MS方法应用于废水分析时，某些精神活性物质的保留时间偏差可高达0.4 min，即方法的重现性和再现性受到了严重影响，其并不适宜于废水中精神活性物质的检测；UPLC-MS/MS方法则成功应用于周末废水样品分析，不仅证实了可卡因、苯丙胺、3,4-亚甲基二氧基甲基苯丙胺是当地使用量较大的毒品，还在废水中发现了6种新精神活性物质，提示新型毒品的使用也在增加。

反相色谱柱在分离低极性到非极性范围内化合物，特别是在对大量的精神活性物质监测时有良好的分离效果，但是安非他明类、合成卡西酮类等强极性精神活性物质在C18色谱柱上的色谱行为却并不理想，而采用亲水作用色谱柱(HILIC)则可以明显改善保留效果。KINYUA等[34]选用Phenomenex Luna HILIC色谱柱，利用梯度洗脱于19 min内成功实现了3种合成卡西酮和3种安非他明类兴奋剂的分析。6种精神活性物质的定量下限处在0.5～5 ng·L-1，日内和日间精密度小于5%，其结果符合欧洲药品管理局(EMEA)提供的生物分析方法验证指南的要求。VAN NUIJS[35]等基于HILIC-MS/MS技术，建立了苯丙胺、6-单乙酰吗啡、可卡因及其代谢物苯甲酰爱康宁、强极性的爱康宁甲酯等9种精神活性物质的定量分析方法，除6-单乙酰吗啡、爱康宁甲酯和苯丙胺的定量限为2 ng·L-1外，其余分析物的定量限均为1 ng·L-1。此外，该方法首次在废水中确证了爱康宁甲酯的存在。

2)流动相的选择 用液相色谱分析精神活性物质时，通常选用不同比例的水与甲醇或乙腈为流动相。精神活性物质多为碱性物质，当仅使用纯水、甲醇、乙醇为流动相时，部分物质的峰型并不理想；而在流动相中加入甲酸、甲酸铵、乙酸铵等改性剂后，峰型可显著改善。这可能是由于加入改性剂后流动相的pH值发生了改变，使各类物质的质子化分子形式增多引起的。此外，当加入甲酸、乙酸等酸性改性剂时，各物质的响应也会明显增强，这可能是由于当ESI源处于正模式工作时，酸性添加剂更支持基本分子的质子化，能有效提高目标分子的质谱离子化效率[36]。SENTA等[37]采用醚联苯基为固定相的反相色谱柱，考察了0.1%甲酸、0.1%乙酸、10 mmol·L-1甲酸铵/0.1%甲酸及10 mmol·L-1乙酸铵/0.1%乙酸等不同添加剂的影响，发现使用甲醇为有机相，0.1%甲酸为改性剂时，精神活性物质的分离效果最佳。高婷婷等[30]在使用亲水性色谱柱HILIC时，以含一定量甲酸的乙腈和水为流动相时的峰有拖尾现象，而加入甲酸铵后峰型有明显改善，其最终选择流动相为10 mmol·L-1甲酸铵-0.2%甲酸水溶液(A相)和90%乙腈+10 mmol·L-1甲酸铵-0.2%甲酸水溶液( B相)。实际上，当与质谱仪串联时，液相色谱分离并不是关键，因为不同化合物具有相同的保留时间、母离子与子离子的概率是相当低的。然而，高效的液相色谱分离是避免或消除基质效应的关键，故而流动相的选择十分重要。

3)质量分析器的选择 尽管三重四极杆(QqQ)的分辨率不高，但由于其具有良好的选择性和高灵敏度，而且在选择反应监测(SRM)模式下能消除背景噪音，因而它是最常用的质量分析器。GONZLEZ-MARIO等[38]基于以三重四级杆为质量分析器的UPLC与MS/MS串联技术，完成了对废水中38种精神活性药物的同时测定，该方法的回收率为65%～137%，除苯丙胺、甲氧麻黄酮与1-(3-氯苯基)哌嗪等3种物质外，其他物质在废水中的定量限为0.3～30 ng·L-1。张艳等[39]采用三重四级杆分析器，检测了北京市地表水和地下水中甲基苯丙胺、苯丙胺、氯胺酮、麻黄碱、甲卡西酮和羟亚胺等6种典型精神活性物质分布情况。结果表明，精神活性物质在地表水中的含量明显高于地下水，某个位点的麻黄碱甚至高达70.9 ng·L-1。

随着第三代毒品新精神活性物质种类的不断增多，仅限于有限物质分析的三重四级杆已难满足新出现的精神活性物质及其代谢物的分析检测。HRMS具有高质量分辨率和质量精度，能以良好的灵敏度获得准确的质量全谱数据，故而其在物质监测方面具有强大的优势。飞行时间(TOF)和Orbitrap是最常用的HRMS分析仪。CAUSANILLES等[40]使用LC-QTOF-MS和LC-LTQ-Orbitrap对荷兰节日期间收集的废水样本进行监测，发现了多种新精神活性物质，并在废水中首次检验出了1-(3-氯苯基)哌嗪(mCPP)、2,5-二甲氧基-4-溴苯乙胺(2C-B)和4-氟苯丙胺(FA)。SALGUEIRO-GONZALEZ等[41]将Q Exactive Orbitrap LC-MS/MS用于评估欧洲不同国家废水中精神活性物质情况，通过对200种物质进行筛选，在废水中发现了13种新精神活性物质，而其中属于新精神活性物质的苯乙胺类占一大半。

HRMS能在没有预定目标列表的情况下完成对精神活性物质的定性筛选，但其对低浓度的分析物检测能力有限。将高灵敏度的三重四级杆与高分辨的HRMS联合使用可大大提高对精神活性物质的定性与定量分析能力。BADE等[42]先采用LC-QTOF-MS对澳大利亚废水中潜在的346种化合物进行了定性筛选，证实了100种化合物的存在；随后采用LC-QqQ-MS对其中的61种化合物进行追踪分析，数据显示甲基苯丙胺的使用量呈明显减少的趋势，吗啡和美沙酮等阿片类药物的使用量则保持相对平稳，而亚甲基二氧基吡咯烷酮和1-苯基-2-(吡咯烷基)-1-己酮等新精神活性物质的使用变化没有明显趋势。

2.2.2 气相色谱-质谱串联技术 气相色谱(GC)-质谱串联技术(MS)是以气相色谱仪作为进样和分离载体，质谱仪为检测器的一种分析工具。它既具有GC方法的高分离效果，又具有MS方法的高分辨能力，且通常都配有庞大的数据库，即使在没有标准样品的情况下也能快速定性，因此其在精神活性物质的鉴定方面有广泛应用。

衍生化技术是实现GC-MS/MS分析的关键步骤，它是一种将目标分析物与具有特定官能团的衍生化试剂通过醇化、硅烷化、乙酰化等化学反应衍生成其他物质，然后通过GC-MS/MS手段检测衍生物的含量而间接测定目标物的方法。通过衍生技术，不仅可改变目标物的极性和挥发性以使其更适用于气相色谱进样，而且由于引入了易电离的基团，也能显著提高质谱部分的选择性和灵敏度。鉴于大部分精神活性物质均可能含有羟基、羧基或胺基等极性官能团，已有多种衍生化试剂被用于GC的柱前衍生过程：GONZLEZ-MARIO等[43]在乙酸乙酯的有机介质中使用N-甲基三甲基硅基三氟乙酰胺(MSTFA)对水中的可卡因、四氢大麻酸、吗啡、可待因、苯丙胺等14种物质进行了衍生化处理，首次建立了用GC-MS/MS测定水样中精神活性物质的方法。该方法成本较低，但由于空间位阻效应的存在，其并不适用于季胺类物质如EDDP的衍生。曹禹等[44]将50 mL污水样品经MCX固相萃取柱预处理后，对收集的洗脱液采用了不同方式的衍生化处理：针对样本中可能存在的吗啡和苯甲酰爱康宁，采用双三甲基硅烷基三氟乙酰胺(BSTFA)来进行衍生化反应，两种物质的检出限分别为0.11和0.15 ng·L-1，回收率77%～89%；针对甲基苯丙胺、3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺和氯胺酮，则采用三氟乙酸酐(TFA)进行衍生化，3种物质的回收率可达93%以上，而氯胺酮的检出限最低，可至0.08 ng·L-1。孙鹏[45]分别选择七氟丁酸酐(HFBA)和三氟乙酸酐(TFA)对生活污水中苯丙胺和甲基苯丙胺进行衍生处理，并对衍生化反应的时间、温度等条件进行考察，发现TFA的衍生化效率更快，更适合于这两种物质的衍生化，结合GC-MS/MS技术，该方法的检出限可低至3 ng·L-1左右。

3 精神活性物质分析检测中存在的问题

随着精神活性物质检测技术的不断发展，相关问题逐渐暴露，主要体现在以下几个方面。首先，抽取水样的代表性不强。水样的抽取是检测过程中至关重要的环节，是保证分析结果准确、有效的前提。国内外关于水环境中精神活性物质的研究多采用主动采样监测方法进行。由于主动采样方式的随机性强，并且采取的水样体积有限(通常<5 L)，因此其分析结果只能表示水环境中分析物的瞬时情况。尽管可以通过增加采样频率以实现一定周期内的连续监测，但是这会增加分析成本，不利于大规模水环境的实时监测。

其次，某些样品的前处理方法繁琐。在常见的精神活性物质固相萃取前处理过程中，为去除可能影响萃取柱效果的固体颗粒或细菌，通常需先对样品进行过滤。但由于某些精神活性物质(如合成大麻素)是亲脂性的，它们可能以固体颗粒的形式分布在水中，过滤则会极大地影响整体回收率，造成检测的浓度偏低。此外，由于某些合成大麻素在pH值为2的废水中并不稳定，因而当分析含有这些物质的样品时，需要对水样分别进行前处理，增加了方法的复杂性。

再次，尽管现有的LC-MS/MS与GC-MS/MS在检测上各有优势，但都存在不足之处。采用LC-MS/MS检测时，由于水基质的内源性成分复杂，因而某些干扰成分也会与分析物一起被富集。若干扰物与分析物共流出则可能会影响电喷雾效率，从而导致强烈的基质效应。虽然可采用相应的同位素内标物来克服基质效应，然而同位素内标物不仅价格昂贵，而且商业化的种类有限，故而仅有少量的精神活性物质可采用同位素内标物进行校正。当没有合适的内标物时，应考虑采用其他措施来减少基质效应，如降低某些物质的预富集因子以减少电离抑制、改进分析方法提高检测限等，但不同来源的水样可能需要采取不同的措施，其结果不可控。与LC-MS/MS技术相比，GC-MS/MS使用的电离源为电子轰击源(EI)或化学电离源(CI)，样品的电离基质效应会更小，但由于水样中大多数分析物的挥发性较差或极性太强，故必须对目标物进行衍生处理后才能进入GC-MS/MS系统，而衍生过程需耗费大量时间，并且可能会引入一系列干扰物。

最后，已有的分析方法跟不上社会变化的需要。第三代毒品新精神活性物质是一类对列管毒品的化学结构稍作修饰所得到的毒品类似物，它们在药物市场上是动态变化的。新物质的不断出现，加上参考标准的有限性和购买相关标准品的困难性，使得在监测数百个不断变化的新精神活性物质时，已有的分析方法不再适用。此外，大部分新精神活性物质代谢途径的研究信息有限，潜在生物标记物的确定过程困难。即使从文献中查到主要代谢物的信息，由于缺乏参考标准，它们的分析与监测可能相当复杂。因此，仅是识别新精神活性物质就需要花费大量的时间与精力，后续的定量则仍需要开展大量的工作。

4 精神活性物质检测技术的发展趋势

随着时代的发展，可以预见，对水样中精神活性物质的监测不仅有利于环境保护和公民的身体健康，而且也能揭露出特定人群的毒品滥用情况，从而可将其用于区域内毒品的溯源。基于近年精神活性物质检测技术的研究进展，未来精神活性物质检测技术的发展包括以下4个方面。

4.1 前处理过程中新材料、新方法的研究

一般而言，分析方法的检出限在很大程度上取决于样品前处理技术，所以探索建立复杂基质中痕量精神活性物质的分离富集新材料、新方法将是研究的重点。

传统固相萃取中的吸附剂缺乏选择性，高选择性的新型吸附材料必将成为新趋势：分子印迹聚合物(MIPs)是一种高度交联的合成聚合物，其对与模板分子结构相似的物质具有预定的选择性。BUJAK等[46]选用阿托品和东莨菪碱作为模板分子，2-(三氟甲基)丙烯酸与甲基丙烯酸为单体，合成了多种能用于从水和生物样品中选择性萃取可卡因和苯甲酰爱康宁的分子印迹材料。鉴于磁性固相萃取技术在外加磁场的作用下可以与料液相实现快速分离的优点，张婷等[47]采用化学共沉淀法自制了碳纳米管磁性复合材料(Fe3O4ⓐc-MCWNT)，通过超声提取-磁性分离-超声洗脱-氮吹复溶等过程，建立了水中甲基苯丙胺、3,4-亚甲二氧基苯丙胺和甲卡西酮等3种常见精神活性物质的分析方法，3种苯丙胺类毒品的回收率处于96.7%～104%。该方法操作简单快速、精密度高、重现性好，适用于水环境中微量苯丙胺类毒品的分离富集。

极性有机物一体化采样器(Polar Oganic Chemical Integrative Sampler，POCIS)是为富集环境中极性有机物而开发的一种新型采样技术，它可以真实准确地反映出目标物质在被测水体中的时间权重浓度，在环境监测中的应用十分广泛。POCIS的结构类似三明治：以接收相的固相吸附剂为中心层，两侧分别用微孔膜夹封，再由两个不锈钢圆形环将微孔膜与吸附剂固定。目标物依次穿过水相、生物膜，而后在充满水的微孔膜上扩散转移至接收相，整个多相传质过程符合一级动力学模型[48]。目前，POCIS 被动采样已经成功应用于地表水、污水等各种水系统中的精神活性物质的监测：HARMAN等[49]以聚醚砜为微孔膜、Oasis HLB为吸附剂的POCIS 被动采样技术，实现了污水中可卡因、吗啡、二亚甲基双氧苯丙胺及其代谢产物等多种物质的萃取富集，有效证明了POCIS 被动采样技术可应用于水中违禁药物的分析。VYSTAVNA等[50]用聚四氟乙烯包夹Oasis HLB的POCIS为采样方式，结合HPLC-MS/MS技术，研究了诸如阿普唑仑、溴西泮、地西泮等精神活性物质与咖啡因、茶碱等兴奋剂类药物对不同河流的污染情况。

薄膜扩散梯度(Diffusive Gradients in Thin-films，DGT)技术以自由扩散原理为基础来研究目标物在环境介质中的有效态含量与空间分布及缓冲动力学的信息。DGT装置主要由滤膜、扩散膜和吸附膜以及起固定作用的塑料外壳组成：不同孔径的滤膜可阻隔本体环境中大颗粒物进入装置，保护结合相不受环境干扰；离子的传输由扩散膜控制，其能够让离子自由扩散并形成扩散梯度；吸附膜则起选择作用，用于快速稳定地结合目标物[51]。自1994年DAVISON提出此项技术以来，该技术就得到了水环境领域的关注，广泛应用于各种金属离子的测定、生物可利用性评估、风险或毒性预测等[52-54]。GUO等[55]使用基于XAD-18为固定相的DGT技术成功检测了水中氯胺酮、甲基苯丙胺和苯丙胺的含量，发现这些药物的DGT测量过程不受pH值(4～9)、离子浓度(0.001～0.1 mol·L-1)及水流的影响，首次系统地证明DGT能准确有效地实现对污水和地表水中31种非法药物的监测，并为研究这些药物在水生态系统中的存在、迁移和环境行为提供了有力的工具。张艳[56]研究了XAD-18，HLB，MCX和活性炭膜等4种不同类型的吸附膜对水环境中甲基苯丙胺、苯丙胺、氯胺酮、麻黄碱及甲卡西酮等5种精神活性物质的吸附效果，并将建立的DGT方法与传统SPE固相萃取主动采样方法比较，进一步验证了DGT检测精神活性物质方法的可行性和准确性。LIU等[57]在DGT取样器中分别使用HLB，XAD 18和XDA-1等三种类型的树脂凝胶，研究了甲基苯丙胺和海洛因等15种违禁药物与磺胺类及四环素类等18种抗生素的积累效果，并对每种树脂积累目标化合物的能力和准确性进行综合评价，得到了HLB树脂的性能优于XAD 18和XDA-1树脂的结论。

尽管上述新材料和新方法仍有一些问题需要克服或优化，如适用分子印迹材料的目标物有限、POCIS的采样速率(Rs)数据不全面、效能参考化合物(PRCs)选择困难等，但探索选择性高、分离速度快的新材料和开发简单、快速、准确、低能耗的样品前处理方法是精神活性物质检测技术的必然发展趋势。

4.2 在线SPE-LC-MS/MS技术研究

离线SPE与色谱质谱联用技术不仅需要消耗大量的样品，而且浪费时间、步骤繁琐，因而在线固相萃取-液相色谱-质谱串联技术是精神活性物质分析研究的又一个方向。LPEZ-GARCA等[58]开发了一种基于可浸润性的聚合物吸附剂PLRPs萃取柱(交联苯乙烯-二乙烯基苯聚合物)的在线SPE-LC-MS/MS全自动分析方法，并将其用于废水中可能存在的37种精神活性物质的同时分析。其在线前处理过程如下：提取时，将5 mL废水样品以1 mL·min-1的流速加载至SPE小柱，而后通过阀切换以5 mL·min-1含5%甲醇的水淋洗SPE小柱，之后将系统切换到二元泵，用含有5 mmol·L-1甲酸/甲酸铵水溶液与ACN的流动相将目标物从SPE柱中反冲至LC系统进行分离并采集。该方法基于在线SPE-LCMS/MS，可以快速、简单地测定低ng·L-1范围内的所有目标化合物。殷行行等[59]基于以Oasis HLB在线固相萃取柱的SPE-UPLC-MS/MS系统，建立了水体中苯丙胺、甲基苯丙胺、氯胺酮、可卡因、可替宁等11种精神活性物质的快速分析方法，并将其与经传统Oasis MCX萃取柱离线处理-UPLC-MS得到的回收率进行比较，表明新方法也可以满足实际水样的分析。将此方法应用于北京市污水处理厂采集的进水样和出水样中，发现进水中浓度最高的毒品是甲基苯丙胺、可待因，此结果与我国毒情符合；经过污水厂处理的出水样中，苯丙胺、甲基苯丙胺、可替宁等5种物质的浓度明显降低，但氯胺酮、去甲氯胺酮、可卡因等6种精神活性物质的浓度基本不变，证实了污水厂对部分精神活性物质不具备去除效果。

由于在线固相萃取-液相色谱-质谱串联技术既可以减少样品用量，提高样品利用率，又能够简化实验室分析工作，节约分析成本，其在精神活性物质商业化检测方面具有重大潜力。鉴于在线固相萃取过程中使用的溶剂必须与LC系统的流动相兼容，且目前能匹配的固相萃取柱类型有限，应重点关注在线固相萃取柱的选择与开发。

4.3 新的检测方法研究

开发低成本的新分析方法，如电化学方法，也是水中精神活性物质分析研究的发展方向。YANG等[60]首次提出了一种先将巯基修饰的单链DNA探针与适配体进行杂交，再将其与6-巯基己烷一起固定到金电极上的适配传感器新方法。与基于具有适配体构象变化的信号传感器相比，此传感器对可卡因的检出限可至10 nmol·L-1。MAO等[61,62]开发了一种基于核酸适体和贵金属纳米颗粒的快速双比色法检测废水中违禁药物，合成的Au/Ag纳米颗粒分别用甲基苯丙胺和可卡因的DNA探针进行功能化修饰，设计的生物传感器能够在较大的动态范围内分析痕量水平的甲基苯丙胺和可卡因。到目前为止，采用电化学生物传感器仅能实现单一目标物的检测分析，其在水中精神活性物质方面的研究还没有商业化，但仍具有很大的发展潜力。

4.4 开发新精神活性物质数据库

由于大多数新精神活性物质的理化性质相似且化学主干的差异微小，故而对其定性是一个严重的挑战。鉴于此，开发或共建公共新精神活性物质数据库十分有必要。URBAS等[63]结合HRMS、核磁共振(NMR)和红外(FT-IR)技术，开发了一套新精神活性物质的网上数据库，旨在从全球法医界获取数据，以促进对未知物质的鉴定，为司法鉴定应用中新精神活性物质的识别提供有力的工具。在未来几年里，HRMS仪器的质量分辨率与扫描速度都有望提高，其不仅有助于母体化合物的分离，而且有助于发现特征片段离子，从而使开发和更新新精神活性物质数据库更加顺利，鉴定结果更可信。

综上，精神活性物质的滥用已遍及全球，水环境样品中精神活性物质的研究不仅有利于环境监测，而且可为禁毒工作提供精准线索，在打击毒品犯罪与防治等方面发挥至关重要的作用。在此基础上，应密切关注精神活性物质滥用形势的变化，开发更加简单方便、高效快速的样品前处理方法以及高灵敏的检测方法，提高对水中精神活性物质的筛查和分析能力。