Abstract
Synthetic opioids, such as fentanyl and its analogues, are a new public health warning. Clandestine laboratories produce drug analogues at a faster rate than these compounds can be controlled or scheduled by drug agencies. Detection requires specific testing and clinicians may be confronted with a sequence of severe issues concerning the diagnosis and management of these contemporary opioid overdoses. This paper deals with methods for biological sample treatment, as well as the methodologies of analysis that have been reported, in the last decade, in the field of fentanyl-like compounds. From this analysis, it emerges that the gold standard for the identification and quantification of 4-anilinopiperidines is LC-MS/MS, coupled with liquid-liquid or solid-phase extraction. In the end, the return to the scene of illicit fentanyls can be considered as a critical problem that can be tackled only with a global multidisciplinary approach.
Similar content being viewed by others
References
L. Hikin, P. R. Smith, E. Ringland, S. Hudson, and S. R. Morley, Forensic Sci. Int., 2018, 282, 179.
M.-L. W. Kinshella, T. Gauthier, and M. Lysyshyn, Harm Reduct. J., 2018, 15, 64.
V. C. Ziesenitz, J. D. Vaughns, G. Koch, G. Mikus, and J. N. van den Anker, Clin. Pharmacokinet., 2018, 57, 125.
S. D. Comer and C. M. Cahill, Neurosci. Biobehav. Rev., in press.
S. G. Mars, D. Rosenblum, and D. Ciccarone, Addiction, in press.
P. J. Jannetto, A. Helander, U. Garg, G. C. Janis, B. Goldberger, and H. Ketha, Clin. Chem., 2018, 65, 242.
M. Concheiro, R. Chesser, J. Pardi, and G. Cooper, Front. Pharmacol., 2018, 9, 1210.
P. M. Beardsley and Y. Zhang, Handb. Exp. Pharmacol., 2018, 252, 353.
L. Karila, M. Marillier, B. Chaumette, J. Billieux, N. Franchitto, and A. Benyamina, Neurosci. Biobehav. Rev., in press.
J. B. Zawilska, Front. Psychiatry, 2017, 8, 110.
C. Ramos-Matos and W. Lopez, Univers. J. Clin. Med., 2015, 3, 6.
J. M. Miller, J. M. Stogner, B. L. Miller, and S. Blough, Drug Alcohol Rev., 2018, 37, 121.
M. J. Lozier, M. Boyd, C. Stanley, L. Ogilvie, E. King, C. Martin, and L. Lewis, J. Med. Toxicol., 2015, 11, 208.
S. N. Lucyk and L. S. Nelson, Ann. Emerg. Med., 2017, 69, 91.
P. Armenian, K. T. Vo, J. Barr-Walker, and K. L. Lynch, Neuropharmacology, 2018, 134, 121.
M. P. Prekupec, P. A. Mansky, and M. H. Baumann, J. Addict. Med., 2017, 11, 256.
A. T. Caspar, A. B. Kollas, H. H. Maurer, and M. R. Meyer, Talanta, 2018, 176, 635.
G. Roda, F. Farè, L. Dell’Acqua, S. Arnoldi, V. Gambaro, A. Argo, G. Visconti, E. Casagni, P. Procaccianti, and M. Cippitelli, Pharm. Anal. Acta, 2015, 6, 1.
V. Gambaro, A. Argo, M. Cippitelli, L. Dell’Acqua, F. Fare, R. Froldi, K. Guerrini, G. Roda, C. Rusconi, and P. Procaccianti, J. Anal. Toxicol., 2014, 38, 289.
K. Guerrini, A. Argo, C. Borroni, D. Catalano, L. Dell’Acqua, F. Farè, P. Procaccianti, G. Roda, and V. Gambaro, J. Pharm. Biomed. Anal., 2013, 73, 125.
P. Procaccianti, F. Farè, A. Argo, E. Casagni, S. Arnoldi, S. Facheris, G. L. Visconti, G. Roda, and V. Gambaro, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 771.
F. Farè, M. Dei Cas, S. Arnoldi, E. Casagni, G. L. Visconti, G. Parnisari, C. Bolchi, M. Pallavicini, V. Gambaro, and G. Roda, Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2018, 120.
G. Roda, S. Arnoldi, M. Dei Cas, V. Ottaviano, E. Casagni, F. Tregambe, G. L. Visconti, F. Farè, R. Froldi, and V. Gambaro, J. Anal. Toxicol., 2018, 42, 51.
F. Donnarumma, R. Wintersteiger, M. Schober, J. Greilberger, V. Matzi, A. Maier, M. Schwarz, and A. Ortner, Anal. Sci., 2013, 396, 2629.
J. Fu, J. Chu, X. Sun, J. Wang, and C. Yan, Anal. Sci., 2012, 28, 1081.
K. Eckart, J. Röhrich, D. Breitmeier, M. Ferner, R. Laufenberg-Feldmann, and R. Urban, J. Chromatogr. B, 2015, 1001, 1.
M. T. Moody, S. Diaz, P. Shah, D. Papsun, and B. K. Logan, Drug Test. Anal., 2018, 10, 1358.
A. L. Patton, K. A. Seely, S. Pulla, N. J. Rusch, C. L. Moran, W. E. Fantegrossi, L. D. Knight, J. M. Marraffa, P. D. Kennedy, L. P. James, G. W. Endres, and J. H. Moran, Anal. Chem., 2014, 86, 1760.
M. R. Boleda, M. T. Galceran, and F. Ventura, J. Chromatogr. A, 2007, 1175, 38.
J. Seither and L. Reidy, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 493.
S. Sofalvi, H. E. Schueler, E. S. Lavins, C. K. Kaspar, I. T. Brooker, C. D. Mazzola, D. Dolinak, T. P. Gilson, and S. Perch, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 473.
S. W. Fleming, J. C. Cooley, L. Johnson, C. Clinton Frazee, K. Domanski, K. Kleinschmidt, and U. Garg, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 173.
S. Odoardi, L. Anzillotti, and S. Strano-Rossi, Forensic Sci. Int., 2014, 243, 61.
S. R. Bista, M. Lobb, A. Haywood, J. Hardy, A. Tapuni, and R. Norris, J. Chromatogr. B, 2014, 960, 27.
V. A. Boumba, M. Di Rago, M. Peka, O. H. Drummer, and D. Gerostamoulos, Forensic Sci. Int., 2017, 279, 192.
N. M. Lafreniere and J. H. Watterson, Forensic Sci. Int., 2010, 194, 60.
P. de Bruijn, E. J. M. Kuip, M. H. Lam, R. H. J. Mathijssen, and S. L. W. Koolen, J. Pharm. Biomed. Anal., 2018, 149, 475.
D. Remane, D. Montenarh, M. R. Meyer, and H. H. Maurer, Ther. Drug Monit., 2014, 36, 257.
M. Gergov, P. Nokua, E. Vuori, and I. Ojanperä, Forensic Sci. Int., 2009, 186, 36.
C. Fort, B. Curtis, C. Nichols, and C. Niblo, J. Anal. Toxicol., 2016, 40, 754.
D. M. Swanson, L. S. Hair, S. R. S. Rivers, B. C. Smyth, S. C. Brogan, A. D. Ventoso, S. L. Vaccaro, and J. M. Pearson, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 498.
C. Noble, P. Weihe Dalsgaard, S. Stybe Johansen, and K. Linnet, Drug Test. Anal., 2018, 10, 651.
N. S. Nosseir, G. Michels, P. Binder, M. H. J. Wiesen, and C. Müller, J. Chromatogr. B, 2014, 973, 133.
A. R. Fakhari, H. Tabani, and S. Nojavan, Drug Test. Anal., 2013, 5, 589.
M. Saraji, M. Khalili Boroujeni, and A. A. Hajialiakbari Bidgoli, Anal. Bioanal. Chem., 2011, 400, 2149.
P. Zahedi, S. S. H. Davarani, H. R. Moazami, and S. Nojavan, J. Pharm. Biomed. Anal., 2016, 117, 485.
M. A. Gardner, S. Sampsel, W. W. Jenkins, and J. E. Owens, J. Anal. Toxicol., 2015, 39, 118.
R. Said, A. Pohanka, M. Andersson, O. Beck, and M. Abdel-Rehim, J. Chromatogr. B, 2011, 879, 815.
A. Song, Anal. Sci., 2016, 32, 645.
A. Ando and Y. Satomi, Anal. Sci., 2018, 34, 177.
H. Nakazawa, Y. Iwasaki, and R. Ito, Anal. Sci., 2014, 30, 25.
A. Helander, M. Bäckberg, and O. Beck, Clin. Toxicol., 2016, 54, 324.
K. E. Strayer, H. M. Antonides, M. P. Juhascik, R. Daniulaityte, and I. E. Sizemore, ACS Omega, 2018, 3, 514.
M. F. Fogarty, D. M. Papsun, and B. K. Logan, J. Anal. Toxicol., 2018, 42, 592.
A. J. Pedersen, P. W. Dalsgaard, A. J. Rode, B. S. Rasmussen, I. B. Müller, S. S. Johansen, and K. Linnet, J. Sep. Sci., 2013, 36, 2081.
H. Ohta, S. Suzuki, and K. Ogasawara, J. Anal. Toxicol., 1999, 23, 280.
S. Strano-Rossi, I. Álvarez, M. J. Tabernero, P. Cabarcos, P. Fernández, and A. M. Bermejo, J. Appl. Toxicol., 2011, 31, 649.
G. Wang, K. Huynh, R. Barhate, W. Rodrigues, C. Moore, C. Coulter, M. Vincent, and J. Soares, Forensic Sci. Int., 2011, 206, 127.
A. Helander, K. Stojanovic, T. Villén, and O. Beck, Drug Test. Anal., 2018, 10, 1297.
T. Breindahl, A. Kimergård, M. F. Andreasen, and D. S. Pedersen, Drug Test. Anal., 2017, 9, 415.
T. Kanamori, Y. T. Iwata, H. Segawa, T. Yamamuro, K. Kuwayama, K. Tsujikawa, and H. Inoue, J. Forensic Sci., 2017, 62, 1472.
M. Chambers and L. Huang, Abstracts of Papers, 253rd ACS National Meeting & Exposition, San Francisco, CA, United States, April 2 - 6, 2017, American Chemical Society, 2017, 468.
J. Casale and J. Mallette, Abstracts of Papers, 253rd ACS National Meeting & Exposition, San Francisco, CA, United States, April 2 - 6, 2017, American Chemical Society, 2017, 293.
P. W. Fedick, B. J. Bills, N. E. Manicke, and R. G. Cooks, Anal. Chem., 2017, 89, 10973.
J. Leonard, A. Haddad, O. Green, R. L. Birke, T. Kubic, A. Kocak, and J. R. Lombardi, J. Raman Spectrosc., 2017, 48, 1323.
F. Inscore, C. Shende, A. Sengupta, H. Huang, and S. Farquharson, Appl. Spectrosc., 2011, 65, 1004.
A. Haddad, M. A. Comanescu, O. Green, T. A. Kubic, and J. R. Lombardi, Anal. Chem., 2018, 90, 12678.
R. Verplaetse and J. Henion, Drug Test. Anal., 2016, 8, 30.
S. P. Elliott and E. Hernandez Lopez, J. Anal. Toxicol., 2018, 42, 41.
I. M. McIntyre, A. Trochta, R. D. Gary, J. Wright, and O. Mena, J. Anal. Toxicol., 2016, 40, 162.
D. Guerrieri, E. Rapp, M. Roman, H. Druid, and R. Kronstrand, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 242.
V. Coopman, J. Cordonnier, M. De Leeuw, and V. Cirimele, Forensic Sci. Int., 2016, 266, 469.
S. Cooreman, C. Deprez, F. Martens, J. Van Bocxlaer, and K. Croes, J. Sep. Sci., 2010, 33, 2654.
N. S. Mahlke, V. Ziesenitz, G. Mikus, and G. Skopp, Int. J. Legal Med., 2014, 128, 771.
M. K. Griswold, P. R. Chai, A. J. Krotulski, M. Friscia, B. P. Chapman, N. Varma, E. W. Boyer, B. K. Logan, and K. M. Babu, J. Med. Toxicol., 2017, 13, 287.
D. Remane, D. Wetzel, and F. T. Peters, Anal. Bioanal. Chem., 2014, 406, 4411.
S. Ghassabian, S. M. Moosavi, Y. G. Valero, K. Shekar, J. F. Fraser, and M. T. Smith, J. Chromatogr. B, 2012, 903, 126.
R. L. Shaner, P. Kaplan, E. I. Hamelin, W. A. Bragg, and R. C. Johnson, J. Chromatogr. B, 2014, 962, 52.
K. G. Shanks and G. S. Behonick, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 466.
P. Yang, Y. Li, W. Li, H. Zhang, J. Gao, J. Sun, X. Yin, and A. Zheng, Drug Dev. Ind. Pharm., 2018, 44, 953.
R. A. Koster, H. E. M. M. Vereecke, B. Greijdanus, D. J. Touw, M. M. R. F. R. F. Struys, and J. W. C. Alffenaar, Anesth. Analg., 2015, 120, 1235.
C. F. Clavijo, J. J. Thomas, M. Cromie, B. Schniedewind, K. L. Hoffman, U. Christians, and J. L. Galinkin, J. Sep. Sci., 2011, 34, 3568.
A. Helland, W. R. Brede, L. S. Michelsen, P. O. M. Gundersen, H. Aarset, J. E. Skjølås, and L. Slørdal, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 708.
M. A. El Hamd, M. Wada, R. Ikeda, S. Kawakami, N. Kuroda, and K. Nakashima, Biomed. Chromatogr., 2015, 29, 325.
D. C. Butler, K. Shanks, G. S. Behonick, D. Smith, S. E. Presnell, and L. M. Tormos, J. Anal. Toxicol., 2018, 42, e6.
J. Poklis, A. Poklis, C. Wolf, C. Hathaway, E. Arbefeville, L. Chrostowski, K. Devers, L. Hair, M. Mainland, M. Merves, and J. Pearson, J. Anal. Toxicol., 2016, 40, 703.
A. E. Steuer, E. Williner, S. N. Staeheli, and T. Kraemer, Drug Test. Anal., 2017, 9, 1085.
Y. Takashina, T. Naito, Y. Mino, Y. Kagawa, and J. Kawakami, J. Clin. Pharm. Ther., 2009, 34, 523.
E. N. Shoff, M. E. Zaney, J. H. Kahl, G. W. Hime, and D. M. Boland, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 484.
A. L. A. Mohr, M. Friscia, D. Papsun, S. L. Kacinko, D. Buzby, and B. K. Logan, J. Anal. Toxicol., 2016, 40, 709.
J. Poklis, A. Poklis, C. Wolf, M. Mainland, L. Hair, K. Devers, L. Chrostowski, E. Arbefeville, M. Merves, and J. Pearson, Forensic Sci. Int., 2015, 257, 435.
J. Ristimaa, M. Gergov, A. Pelander, E. Halmesmäki, and I. Ojanperä, Anal. Bioanal. Chem., 2010, 398, 925.
T. I. Saari, J. Fechner, H. Ihmsen, J. Schüttler, and C. Jeleazcov, J. Pharm. Biomed. Anal., 2012, 66, 306.
C. Jeleazcov, T. I. Saari, H. Ihmsen, J. Schüttler, and J. Fechner, Br. J. Anaesth., 2012, 109, 698.
L. Liang, S. Wan, J. Xiao, J. Zhang, and M. Gu, J. Pharm. Biomed. Anal., 2011, 54, 838.
M.M. del Ramirez Fernandez, F. Van Durme, S. M. R. Wille, V. di Fazio, N. Kummer, and N. Samyn, J. Anal. Toxicol., 2014, 38, 280.
T. Kim, A. London, and E. D. Kharasch, J. Pharm. Biomed. Anal., 2011, 55, 487.
I. Takase, T. Koizumi, I. Fujimoto, A. Yanai, and T. Fujimiya, Leg. Med., 2016, 21, 38.
A. Mochizuki, H. Nakazawa, N. Adachi, K. Takekawa, and H. Shojo, Forensic Toxicol., 2018, 36, 81.
H. F. H. Martucci, E. A. Ingle, M. D. Hunter, and L. N. Rodda, Forensic Sci. Int., 2017, 283, e13.
A. H. Malkawi, A. M. Al-Ghananeem, and P. A. Crooks, AAPS J., 2008, 10, 261.
I. Sinicina, H. Sachs, and W. Keil, Drug Alcohol Depend., 2017, 180, 286.
P. Quintana, M. Ventura, M. Grifell, A. Palma, L. Galindo, I. Fornís, C. Gil, X. Carbón, F. Caudevilla, M. Farré, and M. Torrens, Int. J. Drug Policy, 2017, 40, 78.
T. Kudo, F. Kimura, T. Kudo, M. Kudo, and K. Hirota, J. Anesth., 2013, 27, 615.
S. Strano-Rossi, A. M. Bermejo, X. De La Torre, and F. Botrè, Anal. Bioanal. Chem., 2011, 399, 1623.
N. B. Tiscione and K. Wegner, J. Anal. Toxicol., 2017, 41, 313.
M. L. Snyder, P. Jarolim, and S. E. F. Melanson, Clin. Chim. Acta, 2011, 412, 946.
A. Cannaert, L. Ambach, P. Blanckaert, and C. P. Stove, Front. Pharmacol., 2018, 9, 1.
H. Fels, J. Krueger, H. Sachs, F. Musshoff, M. Graw, G. Roider, and A. Stoever, Forensic Sci. Int., 2017, 277, 30.
S. Watanabe, S. Vikingsson, M. Roman, H. Green, R. Kronstrand, and A. Wohlfarth, AAPS J., 2017, 19, 1102.
M. J. Burke, L. R. Soma, R. C. Boston, J. A. Rudy, and T. P. Schaer, J. Vet. Emerg. Crit. Care., 2017, 27, 539.
M. R. Meyer, J. Dinger, A. E. Schwaninger, D. K. Wissenbach, J. Zapp, G. Fritschi, and H. H. Maurer, Anal. Bioanal. Chem., 2012, 402, 1249.
A. J. Krotulski, D. M. Papsun, M. Friscia, J. L. Swartz, B. D. Holsey, and B. K. Logan, J. Anal. Toxicol., 2018, 42, e27.
T. Berg, B. Jørgenrud, and D. H. Strand, J. Anal. Toxicol., 2013, 37, 159.
S. M. Cunningham, N. A. Haikal, and J. C. Kraner, J. Forensic Sci., 2016, 61, 276.
K. Yonemitsu, A. Sasao, S. Mishima, Y. Ohtsu, and Y. Nishitani, Forensic Sci. Int., 2016, 267, e6.
C. Lu, J. Jia, Y. Gui, G. Liu, X. Shi, S. Li, and C. Yu, Biomed. Chromatogr., 2010, 24, 711.
M. E. Blanco, E. Encinas, O. González, E. Rico, V. Vozmediano, E. Suárez, and R. M. Alonso, Drug Test. Anal., 2015, 7, 804.
T. Hisada, M. Katoh, K. Hitoshi, Y. Kondo, M. Fujioka, Y. Toyama, H. Ieda, S. Gocho, and M. Nadai, Biol. Pharm. Bull., 2013, 36, 412.
R. Verplaetse and J. Tytgat, J. Chromatogr. B, 2010, 878, 1987.
N. Allibe, C. Richeval, M. Phanithavong, A. Faure, D. Allorge, F. Paysant, F. Stanke-Labesque, H. Eysseric-Guerin, and J. M. Gaulier, Drug Test. Anal., 2017, 10, 995.
Scientific Working Group for the Analysis of Seized Drugs, http://www.swgdrug.org/.
J. Palaty, D. Konforte, T. Karakosta, E. Wong, and C. Stefan, Clin. Biochem., 2018, 53, 164.
A. J. Krotulski, A. L. A. Mohr, D. M. Papsun, and B. K. Logan, Drug Test. Anal., 2018, 10, 127.
Acknowledgments
MDC was supported by the PhD program in Molecular and Translational Medicine of the University of Milan, Milan.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Roda, G., Faggiani, F., Bolchi, C. et al. Ten Years of Fentanyl-like Drugs: a Technical-analytical Review. ANAL. SCI. 35, 479–491 (2019). https://doi.org/10.2116/analsci.18R004
Received:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.2116/analsci.18R004