卡痛检测技术比较、当前挑战与发展策略 

　　

卡痛检测技术比较、当前挑战与发展策略

梅恒辉

（中国刑事警察学院 禁毒与治安学院，辽宁，沈阳 110854）

摘要：卡痛（Kratom）作为具有潜在滥用风险的新精神活性物质，其检测技术体系涵盖色谱、质谱及快速筛查等多维度方法。传统色谱技术中HPLC具有经济性优势但受基质干扰明显；GC-MS可检测非法添加物但灵敏度不足。质谱联用技术中LC-MS/MS可实现微量检测，UPLC-MS/MS可分析10种生物碱，但面临标准品缺失及稳定性挑战。快速检测技术中DART-HRMS能实现30秒内高通量筛查，免疫分析法便携性强但存在假阳性风险。当前技术难点集中低丰度生物碱检测、复杂基质干扰、标准品制备难度大成本高、检测设备难以满足复杂需求等问题。未来发展方向需聚焦高灵敏度检测方法、提升检测技术效能、检测流程标准化及相关数据库建设等方面。为卡痛制品的精准监管提供技术支撑。

关键词：卡痛生物碱；检测技术；质谱联用；复杂机制干扰

中图分类号：​D918.9

Kratom Detection Technologies: A Comparative Analysis of Current Challenges and Development Strategies

Mei Henghui

(College of Drug Control and Public Security, Criminal Investigation Police University of China, Shenyang, Liaoning 110854, China)

Abstract: As a novel psychoactive substance (NPS) with potential abuse risks, kratom (Mitragyna speciosa) necessitates a multi-dimensional detection framework integrating chromatographic, mass spectrometric, and rapid screening technologies. Traditional chromatographic methods include ​high-performance liquid chromatography (HPLC)​, which is cost-effective but prone to matrix interference, and ​gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)​, capable of detecting illicit additives but limited by insufficient sensitivity for trace alkaloids. Advanced hyphenated techniques such as ​liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS)​​ enable precise quantification of trace compounds, while ​ultra-performance LC-MS/MS (UPLC-MS/MS)​​ allows simultaneous analysis of 10 major alkaloids (e.g., mitragynine, 7-hydroxymitragynine), though challenges persist in reference standard availability and method stability. Rapid screening tools like ​direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry (DART-HRMS)​​ achieve high-throughput detection within 30 seconds, and portable immunoassays are widely used but suffer from false positives due to cross-reactivity. Current technical bottlenecks include detecting low-abundance alkaloids (<0.1% in crude extracts), mitigating complex matrix interference (e.g., in urine or hair samples), overcoming technical and cost barriers in preparing high-purity reference standards (≥98%), and optimizing equipment to meet evolving detection demands. Future advancements should prioritize high-sensitivity methods (e.g., nano-LC-MS, ion mobility spectrometry), enhanced analytical efficiency through automation and AI-driven workflows, standardization of protocols, and robust database development for alkaloid spectra and pharmacokinetic profiles, thereby supporting precise regulatory oversight of kratom products.

Key words: ​Kratom Alkaloids; Detection Technologies; Hyphenated Mass Spectrometry; Complex Matrix Interference

引 言

卡痛，又称Kratom 或者Mitragyna speciosa Korth，主要分布在泰国、印度尼西亚、马来西亚、缅甸、菲律宾和巴布亚新几内亚等东南亚地区，属于茜草科热带植物，生长环境多为沼泽、河岸及其他较为潮湿的地方。卡痛叶中存在多种生物碱、相关研究中对其包含的生物碱数量预估最多达到了四十多种，最主要的包括两种，一是Hooper于1907年首次分离，Field于1921年首次命名的帽柱木碱（mitragynine），另一种是7α-羟基帽柱木碱（7α-hydroxymitragynine）。卡痛的使用方式多种多样，包括咀嚼、吸烟、或者简单加工制成饮料、粉末以及通过工业生产制成的胶囊。由于卡痛具有镇痛、抗炎、局部麻醉、抗疟疾等特性，传统上东南亚地区有咀嚼叶子减轻疲劳，提高工作耐力的传统。还有许多农村地区也有将其作为药物，用以治疗发烧、疟疾，等疾病，另外卡痛还有作为麻醉剂使用的历史^[1]。如今，传统的毒品价格由于司法打击已经大幅提高，卡痛由于其具有类似兴奋剂或者阿片的作用，逐渐面临被滥用的趋势，通常情况下他们被添加在各种饮料中或者伪装成植物提取物制成胶囊或汤剂。

卡痛中含有的各种生物碱会造成各种毒性反应，其中帽柱木碱会显著增高血压水平，也可能会诱导重度肝毒性和轻度的肾毒性。Sabetghadam等人（2013）通过对肝肾组织的病理变化研究和血液的生化变化研究发现，帽柱木碱在较低的亚慢性剂量下相对安全（1-10 mg/kg），但在最高剂量下显示毒性（亚慢性28天：100 mg/kg）^[2]。

Singh等人的调查研究显示，在使用卡痛超过六个月后，一半以上的使用者产生了严重的依赖性，45%的使用者产生了轻度的依赖性^[3]。McWhirter等人（2010）的研究报告进一步揭示这种依赖性因为7α-羟基帽柱木碱对μ-阿片受体具有部分激动作用，其效力约为吗啡的13倍。戒断后，身体戒断症状包括痉挛、疼痛、睡眠障碍、流涕、发烧、腹泻、食欲不振等，心理戒断症状包括紧张、愤怒、悲伤、坐立不安等。

当前不同的国家对于卡痛持有明显不同的态度，一方面是消费国或者潜在消费国对卡痛持有明显反对的态度。美国卡痛存在阿片类物质替代危险，为严格对其管制，食品药品监督管理局（FDA）和缉毒局（DEA）已将其列为“一级管制药物”。另一方面卡痛的产地国对其管制政策较为宽松，较为典型的是泰国采取的“部分合法化”，泰国对卡痛采取非刑事化的态度，并且允许其用于医疗和研究目的，以及个人和传统用途^[4]。2024年6月16日，中国将卡痛作为新精神活性物质列入《非药用类麻醉药品和精神药品管制品种增补目录》，并对有关非法行为进行全链条的打击。由于临近东南亚国家，加之中国毒情由于严格管制已经逐渐转向滥用毒品替代物，有必要在技术上有所准备，防范卡痛的流入。

1 卡痛生物碱检测技术体系

1.1 色谱分析技术

高效液相色谱法（HPLC）通过反相色谱柱分离目标生物碱，如C18色谱柱（如Waters Atlantis T3），流动相采用乙腈与甲酸缓冲液（pH 5.0）的梯度洗脱系统。样本的处理步骤包括卡痛叶的干燥、粉碎，之后通过甲醇或者氯仿超声波进行提取。检测波长通常设定为225 nm或254 nm，帽柱木碱的保留时间约为6.2分钟，总分析时间可缩短至8分钟。一方面高效液相色谱法经济性较好，这主要是因为设备的普及率较高且运行成本较低；另一方面这种方法可以分离帽柱木碱与7α-羟基帽柱木碱，对紫外吸收峰具有一定的抗干扰能力。但是这种方法对异构体的区分程度较低，紫外检测过程中也会受到复杂基质的干扰，对其准确性造成了一定的影响^[5]。

气相色谱-质谱联用（GC-MS） 的作用机制是利用生物碱挥发性的差异实现定性与定量分析。通过生物碱的挥发性差异及质谱碎片特征实现定性与定量分析。为提升帽柱木碱的热稳定性，需要对样本进行衍生化处理。色谱条件多采用CD-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm），程序升温（初始100℃保持1分钟，以20℃/min升至280℃），氦气作为载气（流速1.5 mL/min）。质谱采用电子轰击离子源（EI，70 eV），扫描范围覆盖m/z 40-550。这种方法定性快速，同时可以检测O-去甲基曲马多等非法添加物；适用范围较广，可以适用于液体、粉末等多种样态的样本。但是这种方法的样本处理较为复杂，耗时较长。在灵敏度上要低于LC-MS/MS技术。

1.2 质谱联用技术

液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）LC-MS/MS结合色谱分离与多反应监测（MRM）模式，通过母离子-子离子对实现高特异性检测。样本的前处理包括固相萃取（SPE）或液液萃取（LLE），如果样本是是血液生物样本需要需经酶解或去蛋白化处理，毛发样本需经甲醇洗涤、液氮粉碎及碱性水解。色谱条件多使用Zorbax RRHD C18柱（1.8 μm），流动相为乙腈与含0.2%甲酸的甲酸铵水溶液，梯度洗脱总时间约11分钟。质谱参数设置为电喷雾电离（ESI+），实现MRM模式监测帽柱木碱^[6]。这种方法具有高灵敏度的特点，可以检测较长时间滥用后的残留；可以同时开展多组检测；同时具有较强的抗干扰能力。但是这种方法对设备依赖程度高，且维护成本高昂。而且针对复杂样本的检测需要优化前处理步骤，以减少离子抑制率的影响。

超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS/MS）采用1.7 μm细粒径色谱柱与高压系统，可以有效提升分离效率。样本前处理包括乙醇提取、酸-碱纯化或冻干茶粉溶解。色谱条件为Waters Acquity BEH C18柱（2.1×100 mm），乙腈-醋酸铵缓冲液梯度洗脱，总运行时间22.5分钟。在检测范围上，质谱参数经过优化，可同时检测十种生物碱（包括次要成分corynantheidine），并通过内标法（phenacetin）进行定量检测^[7]。但是这种方法对检材的稳定性要求较为严格，有些生物碱在48小时后降解的偏差达到了10.3%。

1.3 快速检测技术

直接分析实时高分辨质谱（DART-HRMS）的工作机制是利用氦等离子体直接电离样本，卡痛粉末经甲醇浸泡后，在玻璃毛细管自动进样。相关条件中氦气流速为2 L/min，离子源温度为350℃。高分辨质谱（分辨率6000 (FWHM, m/z 200)）在正离子模式下采集帽柱木碱及内标帽柱木碱-d3信号^[8]。这种方法的样本前处理极为简单，在30秒内就可以完成16个样本的提取与进样。同时溶剂消耗量也较小，对环境较为友好。但是由于电离环境容易受湿度与气流干扰，该技术对操作环境提出了一定的要求。

还有研究提出通过免疫分析法对卡通进行检测，免疫分析法利用抗原与抗体之间的特异性亲和反应来检验目标物。帽柱木碱缺乏免疫表位,需要首先与载体蛋白(如阳离子牛血清白蛋白(sBSA)、卵清蛋白(OVA)等)结合形成免疫原,之后将其注射到家兔或小鼠体内以获得单克隆或多克隆抗体^[9]。 研究表明,该抗体与生物碱speciogynine、paynantheine和mitraciliat⁃ine的交叉反应活性分别为30.54%、24.83%和8.63%。利用该抗体建立测定帽柱木碱的间接竞争酶联免疫吸附法(icELISA),方法线性范围为32.92~250 μg/mL,LOD为32.47 μg/mL,其定量结果与高效液相色谱法具有良好的相关性(r2 = 0.994),是检测卡痛叶中帽柱木碱的有效工具;四年后,该课题组又研发了竞争性的侧流免疫层析试纸,该试纸条的检测灵敏度低于icELISA,仅为1 mg/mL,在低温(4 ℃)下可稳定保存两个月,具有便携、结果直观、易解释等优点。但是也存在着灵敏度不足与假阳性问题。

总的来看，卡痛生物碱的检测技术体系覆盖了从实验室高精度分析到现场快速筛查的全场景需求，各种技术在其使用场景中有其优点和长处，也存在可以进一步提升的空间。色谱与质谱技术凭借高灵敏度与特异性，是面对复杂样本的首选；

2 卡痛检测技术存在的难点

2.1 检测灵敏度与选择性不足

一是低丰度成分检测困难。在卡痛中，生物碱含量较为丰富的是帽柱木碱，其它生物碱的含量很低，例如7α-羟基帽柱木碱天然含量在0.01-0.04%范围内，代谢物在毛发中的浓度仅为pg/mg（（斜体表示变量）此外，卡痛包含的生物碱成分较为复杂，目前已经检出的已经有40多种，部分生物碱（如paynantheine）因标准品缺失，难以进行准确的定量分析^[10]。

二是复杂基质干扰 。 在检测过程中，来自不同方面的影响都可能对检测结果造成影响，首先如果卡痛液体样本颜色深（如棕黑色）会干扰显色反应（VanUrk试剂），可能导致假阴性。植物样本中的叶绿素、生物样本中的蛋白质及代谢物会掩盖目标峰，需额外净化步骤。另外不同的掺杂剂也可能影响检测效果，卡痛加工者常常会添加各种杂质，单一的检测技术无法有效检测中性质各异的掺杂剂。例如采用光谱法对这些杂质进行检测时常常面临灵敏度受限的问题，对葡萄糖、咖啡因等掺杂剂需要质量分数≥10%才能检出。

2.2 样品前处理复杂性

一是操作步骤繁琐。针对卡痛的检测技术中，部分检测技术对样本的前处理步骤较为繁琐。其中毛细管电泳、薄层色谱需多次溶剂萃取（如乙酸乙酯）和离心分离，过多的前处理步骤可能导致挥发性成分损失，进而影响成分的定性与定量分析。

二是存在稳定性问题。卡痛的检测技术会涉及到温度变化，因此有必要考虑到生物碱的热稳定性问题，例如GC-MS检测时高温汽化可能导致7α-羟基帽柱木碱分解^[11]。此外部分样本还要考虑到光敏性问题，例如血液样本中psilocin需避光保存并添加抗坏血酸以维持稳定性。

2.3标准品资源缺乏

卡痛检测标准品制备的核心难题在于缺少微量生物碱的高效分离技术。以7-羟基帽柱木碱（7-hydroxymitragynine）为例，其在卡痛叶片中的天然含量仅占生物碱总量的0.01%-2%，且与结构近似的speciociliatine等非对映异构体共存。传统柱层析技术需经过10次以上梯度洗脱才能获得纯度≥95%的标准品，单批次制备耗时超200小时，而新型超声提取法虽将提取时间缩短至2小时，但最终产出率仍低于0.1%。技术瓶颈直接导致商业标准品成本高昂，高达5万元/毫克，远超常规实验室承受能力。化学合成法虽能突破天然资源限制，但卡痛生物碱的立体异构控制仍是核心难题。以帽柱木碱为例，其分子含5个手性中心，现有合成技术的光学纯度仅能达到85%-90%，而检测标准品要求≥99%。生物合成路径中，关键酶P450氧化酶的活性调控尚未突破，实验室级发酵产率低于0.05g/L，批次间差异达±20%，远高于《中国药典》对标准物质均匀性的要求（RSD≤2%）。

2.4检测设备存在局限

一是设备依赖性高。NMR、LC-MS/MS等高端仪器一方面价值较高，另一方面操作复杂，这些对实验室的运营成本以及检测人员的技术水平提出较高的要求，导致基层实验室难以普及。

二是快检技术灵敏度不足。当前手持式检测设备受限于便携性要求，在供电、检测环境等方面都难以满足理想的测试条件。这些限制使得快速检测的灵敏度相对较低。例如手持式FTIR和离子迁移谱（IMS）对低含量样本检测阈值限制在80ng及以上，无法满足法庭科学需求。

3 卡痛检测技术的发展方向

3.1开发高灵敏度和特异性的检测方法

根据上文的结论，检测技术的难点问题在于两点，一是如何提高灵敏度解决目标物含量过低问题，二是提高检测技术选择性解决掺杂物的干扰问题。针对第一点应当开发高灵敏度的检测技术，近年来表面增强拉曼光谱（SERS）技术因其独特的信号放大能力和分子指纹识别特性，成为该领域的研究热点。表面增强拉曼光谱通过金属纳米结构（如银或金纳米颗粒）的局域表面等离子体共振效应，可以将目标分子的拉曼信号增强数百万倍。当前在芬太尼类物质检测中，银溶胶基底已经可以使检测限度下探至5μg/L，并显著区分目标物与背景干扰。为提高灵敏度，还可以通过优化纳米结构形貌（如核壳结构、多孔纳米粒子）和表面功能化（如巯基修饰）进一步提升信号稳定性。因此应当深入探讨该技术在卡通检测领域的应用，提高对低含量生物碱的灵敏度。针对第二点应当优化针对基质的选择性。卡痛生物碱检测的核心干扰源于抗体交叉反应与基质效应。现有免疫传感器虽将检测灵敏度提升至0.018μg/mL，但抗帽柱木碱抗体仍与speciogynine等结构类似物存在8%-30%的交叉反应。未来可以通过表位精准定位技术改造抗体结合域，如采用噬菌体展示技术筛选对7-羟基帽柱木碱具有单一位点识别的纳米抗体。同时可借鉴阻断剂优化策略，在试剂体系中添加含卡痛特异性生物碱片段的多肽阻断剂，通过竞争性结合非目标分子，将交叉反应率降至5%以下。

3.2提高各类检测技术的效能

当前各种检测技术各有优劣，通过建立多组同步分析技术，集合各种技术的优势，可以有效提高卡痛检测技术的效能。卡痛本身含多种天然生物碱（如帽柱木碱、钩藤碱），且可能混合合成物质。当前检测多针对其中一种或几种生物碱，覆盖性并不强。未来可以将多种检测技术连用，例如构建色谱、质谱与免疫检测的联用体系，将高效液相色谱（HPLC）与三重四极杆质谱（LC-MS/MS）联用，通过多反应监测（MRM）模式实现帽柱木碱、7α-羟基帽柱木碱等生物碱的同步定量。也可借鉴毛细管区电泳-串联质谱（CE-MS/MS）的多段注射策略，通过优化背景电解质（如100 mM甲酸体系）提升分离效率，使检测限可低至1 ng/mL。此外还可以结合免疫层析试剂的快速筛查功能，形成“初筛-验证”级联检测流程，将检测周期从传统方法的8小时压缩至2小时。

卡痛作为一种新精神活性物质，对其有关的检测技术必然会应用在缉毒执法场景，发展快速现场检测技术，是卡痛检测技术的必然之路。当前卡痛检测依赖实验室仪器，这些设备普遍体积较大，携带极为不便，而且检测过程耗时较长，不能适应准确快速的现场检测需求。对此应当开发类似红外光谱或者便携式拉曼光谱仪、以及免疫层析试纸之类的快件设备，适应现场检测量大、时间短、方便携带等缉毒执法检测需求。

3.3推动标准化检测流程及数据库建设

检测技术的标准化对于提升检测结果的准确度和公信力具有重要作用，卡痛制品的成分复杂且地域差异大，为全面、准确地进行成分鉴定，应当建立标准化检测流程。样本的前处理是标准化的重要一步，卡痛检测样本前处理的标准化需建立多维度操作规范。对此应当借鉴临床样本处理标准，从提取、预处理、温度等影响量控制、交叉污染防控等方面建立质量控制标准，提升检测结果的科学性。此外针对卡通生物碱检测特异性的需求，应当构建标准品体系，在物质覆盖方面应当包括帽柱木碱、7α-羟基帽柱木碱等6种核心生物碱及其主要代谢物，同时参照WHO标准物质制备规范，其纯度应当≥98%、批次间均匀性RSD≤2%。

毒品犯罪跨国特征明显，为适应这一趋势应当推动建立跨国检测联盟，签订多边互认协议，实现检测报告跨境互认。其中重点协调卡痛生物碱检测阈值（如mitragynine定量限0.1ng/mg）、色谱保留时间偏差容差（±0.1min）等技术参数，制定国际统一的《卡痛检测方法操作指南》，覆盖样本前处理、仪器分析及质控要求，消除技术壁垒。此外，应当构建“检测数据-管制目录”联动机制，每季度更新国际列管物质库，新增物质自动触发检测方法迭代。在权限管理上应当划分数据录入员、分析师、国际审计员三级权限，涉及敏感操作需要进行双因子认证。参照欧盟CE认证数据存储规范，强制要求原始检测数据保存周期在10你那以上，并通过分布式存储集群实现多地备份。

4 结论

总的来说，卡痛生物碱检测技术体系已形成涵盖实验室精密分析与现场快速筛查的多层框架。传统色谱技术凭借设备普及性与经济性，在常规检测中仍占主导地位，但其在灵敏度、基质抗干扰及异构体分离率等方面存在明显局限。质谱联用技术能显著提升微量生物碱的检测能力，但高昂的设备成本和维护成本导致难以普及。快速检测技术在速度与便携性上具有优势，但是存在着假阳性与低丰度检测困难的问题。

关于检测体系面临的挑战，一是基质干扰与低丰度代谢物检测需求间的矛盾，对此可以通过发展新型检测技术与基质选择策略协同解决。二是样本前处理不够规范，相关生物碱缺乏标准品，这些会影响卡通检测的科学性与公信力，对此应当大力推进检测流程的标准化，通过统一的检测流程避免误差。三是不同场景下的检测技术尚存在一些局限，对此应当通过技术联用与新型快检设备提升检测的准确性与便利性。在未来，我们应看到可以通过人工智能赋能数据分析，实现复杂样本的智能化快速解析，同时加强跨国数据共享与检测标准统一，为卡痛制品的全球禁毒监管与协作提供关键技术保障。

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