Возможности поиска маркеров каннабимиметиков в моче методом ГХ-МС-МС

Возможности поиска маркеров каннабимиметиков в моче методом ГХ-МС-МС (тройной квадруполь) Лабутин Андрей Томский наркодиспансер

n n Доклад основан на публикации Идентификация метаболитов каннабимиметика AM(N)-2201 методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием © Шитов Леонид Николаевич, Лабутин Андрей Валерьевич, Катаев Сергей Сергеевич, Печников Александр Леонидович, Колосова Мария Викторовна, Шабров Виталий Николаевич, Джурко Юрий Александрович и Ершов Михаил Борисович Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 38. № 4.

n n Преимущества применения тандемной газовой массспектрометрии 1. Возможность получать воспроизводимые результаты количественного анализа даже при экстремально низких концентрациях за счет повышения соотношения сигналшум 2. крайне высокая селективность определения 3. возможность получения дополнительной структурной информации 4. относительная дешевизна обслуживания прибора

n Аналогично вышеописанному подходу для идентификации метаболитов методом ВЭЖХ-МСМСВР, при идентификации методом гх-мс-мс делается предположение что базовая часть молекулы нативного соединения не изменяется в ходе метаболизма, неизменными также остаются основные пути фрагментации.

n Таким образом, установив основные мсмс переходы для нативного соединения, можно осуществлять поиск метаболитов в образцах основываясь на этой информации.

n Для конкретного примера рассмотрим поиск метаболитов синтетического каннабимиметика AM(N)-2201 в образце мочи. (смешанный гидролиз, экстракция циклогексан-этилацетат 7/1, дериватизация – BSTFA)

Исходя из структуры исходного вещества и его массспектра в качестве целевых выбраны ионы с m/z 271, 285, 155, 257 и 129, присутствие которых наиболее вероятно в масс-спектрах метаболитов

n n По полученным результатам были выбраны наиболее интенсивные ионные переходы: 285→ 129, 129→ 102, 271→ 215, 257→ 102 и 155→ 127. В ходе исследования образца мочи потребителя курительной смеси с применением метода ГХ/МС-МС в режиме сканирования спектров родительских ионов 285, 129, 271, 257, 155 были получена хроматограммы (см. рис), где показаны приведенные выше ионные переходы.

n Как можно видеть максимумы совпадают только для пиков со временами 16. 2, 18. 4 и 16. 2 20. 6 мин

n n n Далее приведены вторичные масс-спектры ионов с m/z 271, 285, 155, 257 и 129 для вещества с временем удерживания 16. 2 мин. Можно констатировать идентичность полученных спектров соответствующим спектрам, полученным при экспериментах с нативным веществом (приведены ранее). Для пиков с временами удерживания 18. 4 и 20. 6 мин наблюдались аналогичные результаты

n n n Таким образом, исходное соединение и вещества, присутствующие в образце мочи, имеют в своих структурах общие фрагменты, так как пути фрагментации соответствующих ионов у них одинаковы. Исходя из схемы фрагментации исходного вещества, можно предположить, что все три вероятных метаболита имеют в своей структуре неизмененный 1 -(метил)-3 -(1 нафтоил)индазольный фрагмент, о чем свидетельствуют ионы с m/z 155 и 285 в их масс-спектрах, совпадающие с таковыми ионами для масс-спектров нативного соединения.

n Далее представлены масс-спектры данных соединений, полученные в режиме полного сканирования ионов в диапазоне 40– 600 m/z, их предполагаемые структуры (в виде TMS-производных) и схемы фрагментации.

n На хроматограмме, представленной выше, помимо рассмотренных, присутствуют ещё несколько пиков (времена удерживания 13. 7 мин, 14. 0 мин и 14. 8 мин); соответствующих MRM-переходу 155→ 127, что может свидетельствовать о том, что данные вещества также являются метаболитами AM(N)-2201 и содержат в своей структуре нафтоильную группировку

n Масс-спектры этих соединений, полученные в режиме полного сканирования ионов в диапазоне 40 -600 m/z, имеют выраженное сходство в наборе ионов и соотношениях их интенсивности; анализ рассматриваемых масс-спектров позволяет предположить, что описываемые соединения являются продуктами гидроксилирования индазольного фрагмента и N-дезалкилирования исходной молекулы и представляют собой изомеры по положению OTMS-группы

n Выше было предположено что ионы 359 и 343 являются результатом отщепления либо ТМС, либо О-ТМС группы от исходной стр-ры. Для подтверждения этого предположения, а также того факта что данные ионы не являются «шумовыми» в полученных выше спектрах были записаны мс-мс спектры для этих ионов, которые не противоречат данным предположениям.

n n Так как рассмотренные соединения содержат фрагменты подвергшиеся гидроксилированию индазольного ядра, был проведен мс-мс эксперимент с целью поиска аналогичных соединений в образце. (то есть веществ имеющих ионы 359 и 343, мс-мс спектры которых аналогичны приведенным выше) Ниже приведен пример мс-мс спектра подобных соединений

n Отсутствие в мс-мс спектре иона 359 массы 127 позволяет сделать предположение о гидроксилировании нафтильного заместителя для этого метаболита и предположить следующую структуру

n Полный масс-спектр и предположительная стрра вещества с временем выхода 18, 65 мин

Общий алгоритм поиска метаболитов методом тандемной гх-мс (QQQ) n n n n 1. Рассматриваем фрагментацию исходного соединения, получаем вторичные спектры от основных его ионов. 2. Настраиваем прибор мс-мс на поиск и фрагментацию ионов из п. 1 но уже для образца из биосред (режим product ion) 3. Сравниваем результаты мс-мс экспериментов для нативного соединения и метаболитов, делаем вывод о наличии структурно-схожих соединений 4. Получаем полные масс-спектры соединений из п. 3 (ориентируясь по времени выхода) оцениваем их правдоподобность. 5. Исследуем масс-спектры соединений (из. П. 4), получаем мс-мс от наиболее характерных ионов (режим product ion) 6. Настраиваем прибор мс-мс на поиск и фрагментацию ионов из п. 5. (режим product ion) 7. Сравниваем результаты мс-мс экспериментов, делаем вывод о наличии структурно-схожих соединений. 8. Получаем полные масс-спектры соединений из п. 7 оцениваем их правдоподобность.

Заключение n Метод гх-мс-мс дает возможность делать значительно более обоснованные вывод о наличии метаболитов психоактивных соединений в образцах биосред, особенно если известна фрагментация неметаболизированного соединения и его основных ионов.