DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-025-36425-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40259082
تاريخ النشر: 2025-04-21
المؤلف: Emma L Keller وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الأدوية البيطرية والتخدير
نظرة عامة
تتناول هذه الفقرة ظهور النيتازينات، وهي فئة من المواد الأفيونية الاصطناعية القوية، والزلازين، وهو مهدئ غير أفيوني، في سوق المخدرات غير المشروعة، مع تسليط الضوء على المخاطر الصحية العامة المرتبطة بها بسبب ارتفاع إمكانيات الجرعة الزائدة. تتناول الدراسة التحديات في مراقبة هذه المواد، خاصة بالنظر إلى مستويات استهلاكها المنخفضة، من خلال استخدام تحليل مياه الصرف كطريقة لتقييم استخدام المواد النفسية الجديدة على مستوى السكان.
قام الباحثون بالتحقق من طريقة تحليل حساسة للكشف عن وتقدير مستويات النيتازينات والزلازين في عينات مياه الصرف التي تم جمعها في أستراليا. باستخدام تقنية استخراج الطور الصلب، حققوا عامل تركيز يبلغ 1000 ضعف. كشفت النتائج عن اكتشاف خمسة نيتازينات مختلفة بالقرب من حدود الكشف والتقدير، مع ترددات تتراوح من 3% إلى 6% عبر جميع العينات التي تم تحليلها. بالمقابل، تم تحديد الزلازين في 26% من العينات، مما يشير إلى وجود أكثر انتشارًا. يمكن أن تكون الطريقة المقترحة نظام إنذار مبكر فعال لمراقبة استخدام هذه المواد على نطاق دولي.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث النيتازينات، وهي فئة من المواد الأفيونية الاصطناعية القوية التي ظهرت في الخمسينيات ولكن لم تتم الموافقة عليها للاستخدام الطبي بسبب قوتها الشديدة، التي يمكن أن تتجاوز تلك الخاصة بالفنتانيل والمورفين. إن الزيادة في وجود النيتازينات في سوق المخدرات غير المشروعة تشكل مخاطر صحية عامة كبيرة، خاصة مع ارتفاع تحديدها منذ عام 2019، بالتزامن مع انخفاض في نظائر الفنتانيل الجديدة. أفاد مكتب الأمم المتحدة المعني بالمخدرات والجريمة (UNODC) بوجود 32 نيتازين فريد بحلول عام 2023، مع توقعات بظهور المزيد في المستقبل. تثير هذه الاتجاهات مخاوف بشأن إمكانية تطوير مشتقات جديدة لتجنب التدابير التنظيمية.
بالإضافة إلى ذلك، تسلط الورقة الضوء على ظهور الزلازين، وهو مهدئ غير أفيوني وجد كمواد مضافة في المخدرات غير المشروعة، بما في ذلك الفنتانيل. زادت انتشار الزلازين في أدوات المخدرات بشكل كبير، مع دراسات تشير إلى أن جزءًا كبيرًا من المستخدمين لم يكونوا على علم بوجوده في المخدرات التي تناولها. تعقد مجموعة الزلازين مع الأفيونيات علاج الجرعة الزائدة، حيث تكون التدخلات القياسية مثل النالوكسون غير فعالة ضد آثار الزلازين. تهدف الدراسة إلى معالجة فجوة المعرفة بشأن وجود النيتازينات والزلازين في مياه الصرف الأسترالية من خلال تطوير طريقة تحليل LC-MS/MS موثوقة للكشف عن هذه المواد، مما يساهم في مراقبة الصحة العامة وصياغة السياسات.
طرق
تحدد فقرة “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. توضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية البروتوكولات لجمع البيانات، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد تصف الفقرة الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، المدة، والضوابط التي تم تنفيذها للتحقق من النتائج. من خلال تقديم نظرة شاملة على الطرق، تهدف الفقرة إلى تسهيل فهم الإطار التجريبي ودعم موثوقية الاستنتاجات المستخلصة من البحث.
نتائج
تقدم الدراسة طريقة تحليل موثوقة لفصل وكشف 11 نيتازين، الزلازين، و4-هيدروكسيزلازين، مع التأكيد على أهمية الفصل الكروماتوغرافي لتمييز الأيزومرات مثل الإيزوتونيتازين والبروتونيتازين. أظهرت مخططات المعايرة خطية مقبولة عبر نطاق تركيز يتراوح من 0.5-48 نانوغرام/لتر، مع حدود الكشف (LOD) والتقدير (LOQ) أقل من 1 نانوغرام/لتر لمعظم المواد المحللة. تراوحت معدلات الاسترداد بعد الترشيح من 79% إلى 108%، على الرغم من أن تأثيرات المصفوفة كانت متغيرة، مع ملاحظة قمع كبير لبعض المواد المحللة. أظهرت الطريقة دقة وموثوقية جيدة، على الرغم من أن بوتونيتازين وبروتونيتازين لم تستوفِ إرشادات الأداء، مما يتطلب معايير داخلية متطابقة للتقدير الدقيق.
أظهر التطبيق الميداني للطريقة على عينات مياه الصرف من محطات المعالجة الأسترالية معدلات كشف منخفضة للنيتازينات، مع اكتشاف الزلازين في 26% من العينات بتركيزات تتراوح من 0.1 نانوغرام/لتر إلى 207 نانوغرام/لتر. تسلط الدراسة الضوء على إمكانية الطريقة كنظام إنذار مبكر لمراقبة استخدام الزلازين والنيتازينات، مع ملاحظة أيضًا قابلية تعديل الطريقة لاستيعاب مشتقات المخدرات الجديدة عند ظهورها في السوق غير المشروعة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تطوير طريقة تحليل شاملة للكشف عن وتقدير مختلف النيتازينات والزلازين في عينات مياه الصرف. تضمنت المنهجية استخدام مواد مرجعية معتمدة ومواد كيميائية من الدرجة التحليلية، مع جمع عينات مياه الصرف من محطات المعالجة الأسترالية. تم تحليل ما مجموعه 180 عينة مركبة، باستخدام استخراج الطور الصلب (SPE) مع خراطيش UCT XtracT Clean Screen DAU، التي أظهرت استردادًا متفوقًا مقارنة بخراطيش التوازن بين المحبة للماء والمحبة للدهون. تم تحسين عملية الاستخراج بدقة، بما في ذلك التعديلات على الرقم الهيدروجيني واستخدام المذيبات المحددة، مما أدى إلى استرداد فعال للمواد المحللة.
تم إجراء التحليل باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة-مطياف الكتلة (LC-MS/MS)، مع عمود Kinetex ثنائي الفينيل الذي يوفر فصل كروماتوغرافي مثالي. تبعت عملية التحقق من الطريقة إرشادات معتمدة، حيث تم تقييم معايير مثل حد الكشف (LOD)، حد التقدير (LOQ)، الدقة، الموثوقية، واستقرار المواد المحللة. أظهرت النتائج معدلات استرداد ودقة مقبولة، مع حدود الكشف تتراوح من 0.075 إلى 0.4 نانوغرام/لتر للنيتازينات ومن 0.05 إلى 0.15 نانوغرام/لتر للزلازين وموادها الأيضية. أكدت اختبارات الاستقرار سلامة المواد المحللة على مر الزمن تحت ظروف تخزين مختلفة، مما يضمن موثوقية الطريقة للاستخدامات المستقبلية في المراقبة البيئية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-025-36425-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40259082
Publication Date: 2025-04-21
Author(s): Emma L Keller et al.
Primary Topic: Veterinary Pharmacology and Anesthesia
Overview
This section discusses the emergence of nitazenes, a class of potent synthetic opioids, and xylazine, a non-opiate sedative, in the illicit drug market, highlighting their associated public health risks due to high overdose potential. The study addresses the challenges in monitoring these substances, particularly given their low consumption levels, by employing wastewater analysis as a method to assess population-level use of novel psychoactive substances.
The researchers validated a sensitive analytical method for detecting and quantifying trace levels of nitazenes and xylazine in wastewater samples collected in Australia. Utilizing a solid phase extraction technique, they achieved a concentration factor of 1000-fold. The findings revealed that five different nitazenes were detected near the limits of detection and quantitation, with frequencies ranging from 3% to 6% across all samples analyzed. In contrast, xylazine was identified in 26% of the samples, indicating a more widespread presence. The proposed method could serve as an effective early warning system for monitoring the use of these substances on an international scale.
Introduction
The introduction of the research paper discusses nitazenes, a class of potent synthetic opioids that emerged in the 1950s but were never approved for medical use due to their extreme potency, which can exceed that of fentanyl and morphine. The increasing presence of nitazenes in the illicit drug market poses significant public health risks, particularly as their identification has surged since 2019, coinciding with a decline in new fentanyl analogues. The United Nations Office of Drugs and Crime (UNODC) has reported 32 unique nitazenes by 2023, with expectations for more in the future. This trend raises concerns about the potential for new derivatives to be developed to evade regulatory measures.
Additionally, the paper highlights the emergence of xylazine, a non-opioid sedative found as an adulterant in illicit drugs, including fentanyl. The prevalence of xylazine in drug paraphernalia has increased dramatically, with studies indicating that a significant portion of users were unaware of its presence in the drugs they consumed. The combination of xylazine with opioids complicates overdose treatment, as standard interventions like naloxone are ineffective against xylazine’s effects. The study aims to address the knowledge gap regarding the presence of nitazenes and xylazine in Australian wastewater by developing a validated LC-MS/MS analytical method to detect these substances, thereby contributing to public health monitoring and policy formulation.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the protocols for data collection, including any statistical analyses performed to interpret the results.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, such as temperature, duration, and controls implemented to validate the findings. By providing a comprehensive overview of the methods, the section aims to facilitate understanding of the experimental framework and support the reliability of the conclusions drawn from the research.
Results
The study presents a validated analytical method for the separation and detection of 11 nitazenes, xylazine, and 4-hydroxyxylazine, emphasizing the importance of chromatographic separation to distinguish isomers such as isotonitazene and protonitazene. Calibration plots demonstrated acceptable linearity across a concentration range of 0.5-48 ng/L, with limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) below 1 ng/L for most analytes. Recovery rates post-filtration ranged from 79% to 108%, although matrix effects varied, with significant suppression observed for some analytes. The method exhibited good precision and accuracy, although butonitazene and protonitazene did not meet performance guidelines, necessitating matched internal standards for accurate quantification.
Field application of the method to wastewater samples from Australian treatment plants revealed low detection rates for nitazenes, with xylazine detected in 26% of samples at concentrations ranging from 0.1 ng/L to 207 ng/L. The study highlights the method’s potential as an early warning system for monitoring the use of xylazine and nitazenes, while also noting the adaptability of the method to accommodate new drug derivatives as they emerge in the illicit market.
Discussion
In this study, a comprehensive analytical method was developed for the detection and quantification of various nitazenes and xylazine in wastewater samples. The methodology involved the use of certified reference materials and analytical-grade reagents, with wastewater samples collected from Australian treatment plants. A total of 180 composite samples were analyzed, employing solid phase extraction (SPE) with UCT XtracT Clean Screen DAU cartridges, which demonstrated superior recovery compared to hydrophilic lipophilic balance cartridges. The extraction process was meticulously optimized, including adjustments to pH and the use of specific solvents, leading to effective analyte recovery.
The analysis was conducted using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), with a Kinetex biphenyl column providing optimal chromatographic separation. Method validation followed established guidelines, assessing parameters such as limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), precision, accuracy, and stability of the analytes. Results indicated acceptable recovery rates and precision, with LODs ranging from 0.075 to 0.4 ng/L for the nitazenes and 0.05 to 0.15 ng/L for xylazine and its metabolite. Stability tests confirmed the integrity of the analytes over time under various storage conditions, ensuring the reliability of the method for future applications in environmental monitoring.