Автореферат (Разработка методик хроматомасс-спектрометрического определения наркотических средств, психотропных веществ и лекарственных препаратов в биообъектах), страница 2

Petersburg, 2015.Публикации. Основное содержание работы отражено в 21 печатнойработе, в том числе в 6 научных статьях в журналах, рекомендуемых ВАК, 6тезисах докладов на международных и российских конференциях и 9методиках.Структура и объем работы.

Работа изложена на 147 страницахмашинописного текста, включающего 38 таблиц и 58 рисунков.Диссертация состоит из введения, двух глав, выводов и списка цитируемыхисточников, включающего 146 наименования.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо введении обоснована актуальность и практическая значимостьработы, сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе«Литературный обзор» изложены особенности изучаемых биологическихобъектов и анализируемых в них веществ, а также представлены основныеэтапы подготовки и инструментального анализа данных биообъектов.Во второй главе представлены условия проведения исследований:аппаратура, материалы и реагенты, использованные в работе.Использовали следующее оборудование: ГХ-МС систему,состоящую из газового хроматографа «5890», оборудованного системойавтоматического ввода пробы, соединенного с одноквадрупольным массспектрометром «5975С» фирмы «Agilent Technologies» (США); ВЭЖХМС/МС системы, состоящие из: 1. Высокоэффективного жидкостногохроматографа «Accela», оборудованного системой автоматического вводапробы, с тройным квадрупольным масс-анализатором «TSQ Quantum AccessMAX» фирмы «Thermo Scientific» (США), и 2.

Высокоэффективногожидкостного хроматографа серии 1200 фирмы “Agilent Technologies”(США), оборудованного системой автоматического ввода пробы и8соединенного с трехквадрупольным масс-селективным детектором TSQQuantum фирмы “Thermo Scientific” (США); ГХ-МС/МС систему,состоящую из газового хроматографа модели «7890», оборудованногосистемой автоматического ввода пробы, соединенного с квадрупольныммасс-спектрометром модели «7000А» фирмы «Agilent Technologies» (США).Разделение проводили на хроматографических колонках: 1.

ВЭЖХ:Hypersil Gold Biphenyl размером 75х4.6мм, с диаметром частиц сорбента3.5мкм «Thermo Scientific» (США); Hypersil Gold Biphenyl размером50х4.6мм, с диаметром частиц сорбента 1.9мкм «Thermo Scientific» (США);Zorbax Eclipse Plus C18 размером 2.1 мм х 150 мм с диаметром частицсорбент1.8 мкм (Agilent, США). 2. ГХ: HP-5MS и DB-5MS размерами 30 мх0.25 мм, толщина неподвижной фазы 0.25 мкм (Agilent, США).Втретьейглавеприведенырезультатыисследованиявзаимодействия (1-пентил-1H-индол-3-ил)-(4-этилнафталин-1-ил)метанона споверхностью волос.

Литературные данные по проведению адсорбционныхэкспериментов веществ на волосах крайне редки, что делает проведенныеисследования уникальными.Дляисследованийбылвыбран(1-пентил-1Н-индол-3-ил)(4этилнафталин-1-ил)метанон (известный как JWH-210). Данное соединениепредставляет практический интерес в области химико-токсикологическогоанализа, так как входит в состав курительных смесей типа «Spice» испособно как адсорбироваться на поверхности прикорневой области волосиз дыма, предварительно растворяясь в пото-жировых выделениях кожи, таки проникать в структуру волоса из кровотока в результате курения смесей.Исследование адсорбции проводили методом ГХ-МС. Адсорбциюпроводили из метанольных растворов JWH-210 различных концентраций начерных и русых волосах людей, не употребляющих наркотических средств ипсихотропных веществ.

Применение метанольных растворов адсорбатамоделирует процесс адсорбции экзогенных веществ в структуру волоса изпото-жировых выделений кожи.В результате проведенных исследований были рассчитаны величиныадсорбции (1-пентил-1Н-индол-3-ил)(4-этилнафталин-1-ил)метанона натемных и светлых волосах из растворов различных концентраций.

Длякаждого уровня концентраций адсорбата были определены скорости W егоадсорбции, характеризующую силу центров (табл. 1).9Таблица 1. Результаты анализа кинетических зависимостей адсорбцииJWH-210 на темных (Т) и светлых (С) волосах.Исходнаяконцентрацияадсорбата,мкг/мл501002505007501000Скорость напервом типецентровадсорбции(быстрая),ммоль/(г*мин)Скорость навтором типецентровадсорбции(средняя),ммоль/(г*мин)Скорость натретьем типецентровадсорбции(медленная),ммоль/(г*мин)х103Nравновесная,ммоль/гТСТСТСТС2.472.112.382.362.523.042.552.302.602.602.664.691.951.520.240.502.282.410.180.080.070.041.522.172.982.444.881.904.345.152.441.634.071.082.713.250.270.330.702.877.9433.960.270.330.571.545.5628.54По величине скорости адсорбции центры делятся на быстрые,медленные и средние.

Адсорбция на быстрых центрах носит физическийхарактер и может быть связана с пористостью адсорбента. Адсорбция насреднихцентрах,вероятно,характеризуетсяэлектростатическимпритяжением природного компонента волос – кератина с молекулойадсорбата (рис. 2), а на медленных − хемосорбцией основного компонентаволос – меланина с молекулой адсорбата, путем образования водородныхсвязей между кетонной группой в молекуле JWH-210 и карбоксильными илиNH-группами меланина (рис. 2).Рисунок 2.

Структурные формулы адсорбата (JWH-210) и фрагментовкомпонентов матрицы волос (кератин и меланин)Cкорость быстрой адсорбции на светлых волосах выше, чем на темных.Данный факт можно объяснить различной пористостью измельченныхтемных и светлых волос, полученной вследствие их измельчения в10криомельнице. На рис. 3 представлены их фотографии, полученные при120 кратном увеличении, из которых видно, что пористость измельченныхбелых волос выше, чем темных.Рисунок 3. Фотография измельченных в криомельнице темных (а) исветлых (б) волос (масштаб 1:120).Исследование показало, что размер пор темных волос составляет8,68*10-8 м, а светлых – 12,84*10-8 м. Площадь поверхности измельченныхтемных волос составляет 1,13 м2/г, а светлых – 2,47 м2/г.

Полученныерезультаты хорошо коррелируют с данными по адсорбции JWH-210 наисследуемых образцах: если пористость больше, то скорость быстройадсорбции выше (см. рис. 4).Рисунок 4. Диаграммы пористости (верхний) и скоростей медленнойадсорбции при различных исходных концентрациях адсорбата (нижние) длятемных (красный цвет) и светлых (синий цвет) волос.Экспериментальные данные по адсорбции JWH-210 на поверхностиволос были обработаны в линейных координатах данных уравненийЛэнгмюра, Фрейндлиха, Темкина и Дубинина-Радушкевича.Установлено, что с наибольшим коэффициентом корреляции адсорбциицелевого вещества как на светлых, так и на темных волосах описываетсямоделью Фрейндлиха (рис.

5).11Рисунок 5. Изотермы адсорбции (1-пентил-1Н-индол-3-ил)(4этилнафталин-1-ил)метанона на темных и светлых волосах, построенные влинейных координатах Фрейндлиха.Полученные изотермы описывают сильное межмолекулярноевзаимодействие в веществе сорбата, из чего следует, что связь экзогенныхвеществ со структурой волос характеризуется преимущественнохемосорбцией.Согласно литературным данным, подтверждением хемосорбцииявляется пересечение в одной точке линейных изотерм уравненияФрейндлиха, полученных при различных температурах. Для этогопроведена адсорбция JWH-210 на темных и светлых волосах притемпературах 21, 36 и 45°С (рис.

6).а)б)Рисунок 6. Изотермы уравнения Фрейндлиха.Из рис. 6 видно, что в обоих случаях изотермы адсорбции при всех трехтемпературах пересекаются в одной точке, что служит косвеннымподтверждениемхемосорбционноговзаимодействияJWH-210споверхностью волос.Хемосорбция органических веществ на волосах, как полагают многиеисследователи, основана на химическом взаимодействии аминогруппвеществ основной природы с карбоксильными группами меланина: 1.

чем12богаче волосы этим пигментом, тем большее количество веществахемосорбируется на них; 2. чем основность адсорбата больше, тем вышеадсорбция. На фотографии измельченных темных волос, полученной спомощью микроскопа в режиме 240 кратного увеличения (рис. 7), выделеныпредположительныепигментированныецентры,отвечающиезахемосорбцию экзогенных веществ в матрице волос.Рисунок 7. Фотография темных волос, полученная при 240 кратномувеличении.По адсорбции пиридина определено количество кислотных центровповерхности, которое для темных волос составило 3,5х10 -4 моль/г, длясветлых – 1,9х10-4 моль/г. Полученные данные доказывают, что предельнаяадсорбция JWH-210 на темных волосах (33,96 мкмоль/мг) выше, чем насветлых (28,54 мкмоль/мг), что объясняет различие их кислотности,связанной с содержанием в них меланина.Таким образом, адсорбция JWH-210 из раствора на реальных образцахволос, моделирующая процесс попадания экзогенных соединений в ихструктуру из кровотока, доказывает образование химических связей данныхсоединений с компонентами волос.

Следовательно, для извлечения веществиз волос требуется проведение специальной пробоподготовки, котораяпозволила бы разрушать химические связи адсорбат-адсорбент дляпроведения десорбции экзогенных ФАВ из структуры данного биообъекта.Разработка методов извлечения целевых веществ из матрицы волос,оптимизация инструментальных ХМС методов идентификации целевыхвеществ и проведение валидации разработанных методик анализанаркотических средств и психотропных веществ в волосах изложены вчетвертой главе.С точки зрения ХТА исследование волос делится на следующие этапы:Анализ внешней поверхности.Промывка от внешних загрязнений.Анализ внутренней области волос.Внешний смыв с волос проводится для установления факта контакта сцелевымиэкзогеннымивеществами.Например,присудебном13делопроизводстве для доказательства контакта с наркотическимисредствами и психотропными веществами.Проведена серия экспериментов по определению условий проведениявнешнего смыва методом ГХ-МС.

В качестве анализируемых веществ былииспользованы:МДМА(экстази),кокаин,морфин,кодеин,тетрагидроканнабинол (ТГК, основной компонент марихуаны), героин исинтетические каннабиноиды (AB-Fubinaca, AM-2201, JWH-210).Экспериментальное сравнение эффективности четырех основных схемвнешнего смыва (табл.