Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Шорманов В.К.

ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России

Чернова А.П.

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Елизарова М.К.

ГБПОУ «Ейский медицинский колледж» Минздрава Краснодарского края

Изучение устойчивости 2-метокси-4-(2-пропенил) гидроксибензола в биологическом материале

Авторы:

Шорманов В.К., Чернова А.П., Елизарова М.К.

Подробнее об авторах

Просмотров: 771

Загрузок: 15


Как цитировать:

Шорманов В.К., Чернова А.П., Елизарова М.К. Изучение устойчивости 2-метокси-4-(2-пропенил) гидроксибензола в биологическом материале. Судебно-медицинская экспертиза. 2022;65(3):33‑38.
Shormanov VK, Chernova AP, Elizarova MK. Study of the stability of 2-methoxy-4-(2-propenyl) hydroxybenzene in biological material. Forensic Medical Expertise. 2022;65(3):33‑38. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/sudmed20226503133

Рекомендуем статьи по данной теме:
Осо­бен­нос­ти хи­ми­ко-ток­си­ко­ло­ги­чес­ко­го ис­сле­до­ва­ния про­из­вод­ных 1,4-ди­гид­ро­пи­ри­ди­на. Су­деб­но-ме­ди­цин­ская эк­спер­ти­за. 2025;(2):37-44

2-Метокси-4-(2-пропенил)гидроксибензол [син.: 2-метокси-4-аллилфенол, 2-метокси-4-проп-2-енилфенол, 2-метокси-1-гидрокси-4-аллилбензол, 2-гидрокси-5-аллиланизол, эвгенол; далее 2-МО-4-(2-П)ГОБ] — соединение со свойствами антисептика, легкого анестетика и антиоксиданта; получают путем синтеза, также из природных источников (эфирные масла растений Eugenia caryophyllata, Ocimum sanctum (tulsi), Ocimum basilicum, Cinnamomum verum, Myristica fragrans, Coluria geoides, Piménta racemósa и др.) [1—5].

Описано противогрибковое действие 2-МО-4-(2-П)ГОБ и родственных соединений [6]. Показано, что в эксперименте на крысах применение местных и пероральных форм эвгенола снижает фиброз и предотвращает развитие мирингосклероза в краткосрочной перспективе [7]. Имеются данные о противотуберкулезном, противовоспалительном и антимутагенном действии данного соединения [8], а также сведения об антидепрессивном и противоглистном эффектах вещества [9].

2-МО-4-(2-П)ГОБ применяется в стоматологии, парфюмерии, пищевой промышленности, органическом синтезе, в том числе веществ с выраженной фармакологической активностью [10—14].

2-МО-4-(2-П)ГОБ — это прозрачная, не обладающая окраской или желтоватая жидкая субстанция со своеобразным приятным запахом; кипит при температуре 253,2 °C; pKa=10,19 при температуре 25 °C; logP=2,27. Растворимость вещества в воде составляет 2460 мг/л при температуре 25 °C [1]. 2-МО-4-(2-П)ГОБ смешивается с этанолом, хлороформом, эфиром, маслами; 1 мл растворяется в 2 мл 70% этанола; растворим в ледяной уксусной кислоте и водных растворах гидроксидов щелочных металлов [15]. Плотность вещества 1,0652 г/см3 при температуре 20 °C [16].

Как и ряд других 2-метоксигидроксибензолов, 2-МО-4-(2-П)ГОБ проявляет в отношении теплокровных токсические свойства. LD50 при пероральном введении крысам 1930 мг/кг, мышам — 3000 мг/кг, морским свинкам — 2130 мг/кг [17], при интратрахеальном введении составляет 11 мг/кг для самцов крыс F-344 и 17 мг/кг для самцов сирийских золотых хомяков [18].

В отечественной и зарубежной литературе [19—23] приводятся данные об острых, в том числе летальных, отравлениях 2-МО-4-(2-П)ГОБ (обычно попадает в организм в составе сложных природных смесей соединений), а также близкими 2-метоксигидроксибензолами. Это определяет значительный интерес к 2-МО-4-(2-П)ГОБ как к объекту судебно-химического исследования.

Изучен ряд вопросов изолирования из биоматериала, очистки и определения данного аналита. Некоторые аспекты химико-токсикологического анализа 2-МО-4-(2-П)ГОБ остаются недостаточно разработанными. К ним, в частности, относятся вопросы сохраняемости аналита в биоматрицах.

Цель исследования — изучение устойчивости 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биологическом материале.

Материал и методы

Исследуемый объект — 2-МО-4-(2-П)ГОБ) фирмы «Merk» (ФРГ), содержащий ≥98% основного вещества. Модель биоматрицы — ткань печени в состоянии дисперсности 2—4 мм, достигнутой измельчением хирургическими ножницами при температуре 0—2 °C. На ее основе готовили модельные смеси с аналитом (дисперсность 5—40 мкм), концентрация которого в биоматрице составляла 0,1% [24]. Приготовленные таким образом модельные смеси сохраняли без доступа света, при относительной влажности 50—70% и давлении 100±2 кПа при 5 температурах: –22 °C (температура января Северной России), 4 °C (температура октября Центральной России), 12 °C (температура апреля Центральной России), 20 °C (комнатная температура, температура июля Центральной России) и 30 °C (температура июля Южной России). В этих же условиях выдерживали контрольные образцы биоматериала (дисперсность 2—4 мм).

В процессе сохранения модельные смеси и образцы контрольной биоматрицы подвергали через определенные временные интервалы исследованию на присутствие аналита с параллельной оценкой его количественного содержания.

Для идентификации и количественного определения 2-МО-4-(2-П)ГОБ в сохраняемом биоматериале применили следующую методику.

Настаивали 5 г биологического объекта со смесью этилацетат-ацетон (7:3 по объему; 10 г×2); продолжительность каждого настаивания — 30 мин. Оба извлечения сливали в выпарительную чашку и испаряли в токе воздуха (температура 18—22 °C) до удаления растворителей. Остаток обрабатывали 10 мл трихлорметана, раствор экстрагировали 0,37% HCl (20 мл×2). Полученный кисловодный экстракт встряхивали с 40 мл диэтилового эфира в течение 3 мин, органический слой удаляли, в водный слой вводили высаливатель (NaCl) в количестве 3,6 г, pH образующегося раствора доводили до 8,0—9,0 10% раствором NaOH, после чего экстрагировали этилацетатом (40 мл ×2), а экстракт испаряли при температуре 18—22 °C в токе воздуха. Остаток растворяли в 2—3 мл смеси гексан-диоксан (8,5:1,5), раствор вносили в полупрепаративную (190×10 мм) колонку силикагеля L 40×100 мкм и элюировали смесью гексан-диоксан (8,5:1,5). Сбор элюата проводили фракциями по 2 мл. Те фракции, в которых мог присутствовать 2-МО-4-(2-П)ГОБ [с 10-й по 12-ю (19—24 мл) включительно], сливали в выпарительную чашку, а элюент испаряли.

Остаток обрабатывали 5—8 мл трихлорметана, раствор количественно переносили в мерную колбу (объем 10 мл) и доводили уровень содержимого колбы трихлорметаном до метки (раствор для исследования). В выпарительные чашки 1 и 2 помещали по 0,5—2,5 мл раствора для исследования, растворитель испаряли.

Остаток в чашке 1 растворяли в 4 мл трихлорметана, 4 мкл этого раствора исследовали методом ГХ-МС. Пробу вводили с делением потока 1:2. В работе использовали прибор Agilent Technologies модели 6850 Network с масс-селективным детектором модели 5973 Network. Хроматографировали в колонке DB-5 ms EVIDEX (25 м×0,2 мм) с неподвижной фазой 5%-фенил-95%-метилполисилоксан толщиной 0,33 мкм. Условия определения: температура инжектора 250 °C, интерфейса детектора 300 °C, квадруполя 150 °C. Начальную температуру колонки (70 °C) выдерживали 3 мин, затем повышали до 290 °C со скоростью 20 °C/мин, газ-носитель — гелий, его скорость 0,6 мл/мин, способ фрагментации молекул — электронный удар (70 эВ), диапазон сканирования 40–400 m/z (режим регистрации — по полному ионному току). Аналит идентифицировали по времени удерживания (9,63 мин) и группе сигналов заряженных частиц (m/z) в масс-спектре [41, 55, 65, 77, 91, 103, 121, 131, 137, 164 (базовый и одновременно молекулярный ион)].

Остаток в чашке 2 растворяли в 0,2—0,4 мл этилацетата, количественно переносили на линию старта пластины «Сорбфил» ПТСХ-АФ-А-УФ и осуществляли определение, применяя подвижную фазу гексан-диоксан-пропанол-2 (40:5:1). Хроматограммы проявляли в УФ-свете, аналит илентифицировали по величине Rf (0,69±0,03).

Аналит вымывали из сорбента 5 (10) мл 95% этанола в течение 1/4 часа. Полученный раствор спектрофотометрировали (прибор СФ-2000; l=10 мм) в области 200—360 нм, идентифицируя аналит по форме спектральной линии и точкам максимумов (λmax=210, 228, 281 нм). По оптической плотности, регистрируемой в области 281 нм, рассчитывали количество 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматериале, используя уравнение градуировочного графика: А=0,020725·С+0,001312, где А — оптическая плотность, С — концентрация аналита (мкг/мл) в фотометрируемом образце.

Результаты и обсуждение

Результаты определения содержания аналита в биоматрице на разных этапах сохранения биоматериала при 5 температурах представлены на рис. 1 и 2.

Рис. 1. Результаты определения содержания (R, %) 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биологическом материале в условиях сохранения при температуре –22 °С (1) и 4 °С (2).

Рис. 2. Результаты определения содержания (R, %) 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биологическом материале в условиях сохранения при температуре 12 °С(1), 20 °С(2) и 30 °С(3).

Как видно на рисунках, продолжительность сохранения 2-МО-4-(2-П)ГОБ в ткани печени при температуре –22 °C, 4 °C, 12 °C, 20 °C и 30 °C составляет соответственно 385, 357, 301, 245 и 217 сут.

Предприняли попытку описания и возможного прогнозирования процесса разложения 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биологическом материале с помощью определенной математической модели.

Установили, что, начиная приблизительно с момента, соответствующего времени полуразложения первоначально определенного (в 1-е сутки сохранения) количества аналита в биоматрице, кривая зависимости содержания 2-МО-4-(2-П)ГОБ в искусственных смесях от времени сохранения смесей при определенной температуре приближается к форме гиперболы и, очевидно, может быть описана ее уравнением y= k/x, которое применительно к данному случаю имеет вид: R, % = k/tc, где R, % — содержание аналита в сохраняемом биоматериале, tc — продолжительность сохранения в сутках, k — коэффициент в уравнении гиперболы.

Исходя из результатов изучения зависимости содержания 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматрице (R,%) от продолжительности (tc) сохранения биоматериала при определенной температуре (пять параллельных опытов), рассчитывали значение коэффициента k для каждой точки графика зависимости. Из всей совокупности n единичных значений ki находили среднее значение kср и вычисляли отклонение (в виде относительной погрешности ε,%) каждого единичного значения от среднего (kср) по формуле: ε,% = (kikср)/ kср ∙100%.

Результаты представлены в табл. 1 и 2, из которых видно, что рассчитанные значения относительной погрешности не превышают ±20%.

Таблица 1. Характеристика графиков гиперболической зависимости содержания 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматрице от продолжительности сохранения при температуре –22 °С и 4 °С

Сохранение при температуре –22 °C

tс

133

161

189

217

245

273

301

329

357

385

R, %

44,42

40,14

32,56

33,03

27,85

24,47

21,83

16,71

15,62

14,28

ki

5907

6463

6154

7178

6701

6680

6571

5498

5576

5498

kср

6223

ε, %

–5,07

–3,86

–1,11

15,36

7,68

7,36

5,60

–11,65

–10,39

–11,65

Сохранение при температуре 4 °C

tс

77

105

133

161

189

217

245

273

301

329

357

R, %

44,36

33,47

25,42

19,86

16,34

13,37

12,07

11,19

9,64

8,56

7,96

ki

3416

3514

3981

3198

3088

2901

2957

3055

2901

2816

2827

kср

3096

ε, %

10,33

13,52

9,20

3,28

–0,25

–6,29

–4,48

–1,33

–6,28

–9,03

–8,67

Примечание. Здесь и в табл. 2: tс — продолжительность сохранения, сутки; R — содержание аналита в биоматрице; ki — коэффициент в уравнении гиперболы для отдельной точки графика; kср — среднее значение коэффициента для выборки из n значений ki; ε — относительная погрешность (отклонение ki от kср).

Таблица 2. Характеристика графиков гиперболической зависимости содержания 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматрице от продолжительности сохранения при температуре 12 °С, 20 °С и 30 °С

Сохранение при температуре 12 °C

tс

49

77

105

133

161

189

217

245

273

301

R, %

44,32

34,88

26,06

21,26

17,16

12,19

9,68

8,62

7,84

6,75

ki

2172

2686

2736

2828

2763

2302

2101

2112

2140

2032

kср

2387

ε, %

–9,03

12,51

14,63

18,45

15,73

–3,53

–12,00

–11,53

–10,34

–14,89

Сохранение при температуре 20 °C

tс

35

49

77

105

133

161

189

217

245

R, %

44,42

39,26

29,39

20,94

16,65

12,56

9,49

7,21

6,48

ki

1555

1924

2263

2199

2215

2022

1794

1565

1588

kср

1903

ε, %

–18,29

1,12

18,95

15,57

16,40

6,29

–5,72

–17,76

–16,55

Сохранение при температуре 30 °C

tс

21

35

49

77

105

133

161

189

217

R, %

43,89

30,89

20,63

14,17

10,12

6,23

4,78

4,25

3,82

ki

922

1081

1011

1091

1052

829

770

803

829

kср

932

ε, %

–1,10

16,01

8,47

17,08

12,91

–11,09

–17,42

–13,81

–11,05

Значения kср в уравнениях гиперболы, описывающих динамику разложения 2-МО-4-(2-П)ГОБ в ткани печени, при температурах сохранения –22 °C, 4 °C, 12 °C, 20 °C и 30 °C составляют соответственно 6223, 3036, 2387, 1903 и 932. По результатам расчета значений kср строили график зависимости kср от температуры сохранения биоматериала tо.

Установили, что в рассматриваемом температурном интервале (–22 °C — +30 °C) подобная зависимость для 2-МО-4-(2-П)ГОБ в целом близка к линейной форме и может быть описана уравнением прямой линии y = a∙x+ b или применительно к данному случаю kср=a∙(50—t°)+b, где kср — коэффициент в уравнении гиперболы, t° — температура сохранения, 50 — постоянное число, при вычитании из которого значений температуры сохранения удается получить числовые значения, с которыми в прямо пропорциональной зависимости находятся значения коэффициента kср в уравнении гиперболы.

С учетом рассчитанных методом наименьших квадратов параметров a∙и b данное уравнение имеет вид: kср=101,19∙(50—t°)—1272,78. Основываясь на этом уравнении, можно прогнозировать особенности процесса разложения 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматериале (ткань печени) при той или иной температуре, входящей в изученный температурный интервал. Для этого сначала находят значение kср, соответствующее интересующей температуре, затем на основе найденного коэффициента kср рассчитывают гиперболическую кривую теоретической зависимости содержания аналита (R, %) от продолжительности сохранения (tc).

Используя разработанный подход, спрогнозировали характер разложения аналита в ткани печени при температуре –10 °C (температура января Центральной России), входящей в изученный температурный интервал. Подставив в предварительно выведенное уравнение kср=101,19∙(50—t°)—1272,78 значение t°= –10 °C, находим kср (коэффициент в уравнении гиперболы), который оказался равным 4799. Исходя из величины kср, рассчитываем гиперболу — математическую модель зависимости содержания 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматрице (R, %) от продолжительности сохранения биоматериала (tc).

Учитывая, что первоначально определяемая степень извлечения составляла около 90%, величина степени полуразложения 2-МО-4-(2-П)ГОБ находилась примерно в области 45%.

Провели сравнение теоретической (прогнозируемой) зависимости содержания аналита в биоматериале (ткань печени) при температуре –10 °C от продолжительности сохранения (гиперболическая модель) с результатами изучения сохраняемости 2-МО-4-(2-П)ГОБ в эксперименте при этой же температуре (табл. 3).

Таблица 3. Сравнение прогнозируемого и найденного экспериментально содержания 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматрице для режима сохранения при температуре –10 °С

Продолжительность сохранения tс

Прогнозируемое содержание аналита в биоматрице Rп, %

Экспериментально найденное содержание аналита в биоматрице Rэ, %

Отклонение (относительная погрешность ε) экспериментально найденных значений от прогнозируемых, %

105

45,71

43,17

–5,56

133

36,08

38,42

6,49

161

29,81

32,69

9,66

189

25,39

24,27

–4,30

217

22,12

23,07

4,29

245

19,59

22,45

14,59

273

17,58

18,71

6,43

301

15,94

14,24

–10,67

329

14,59

15,39

5,48

357

13,44

12,83

–4,53

385

12,47

10,25

–17,80

Как свидетельствуют полученные данные, во временном диапазоне, начиная с времени полуразложения первоначально определенного количества аналита (105 сут) и до 385 сут сохранения, различие между содержанием, рассчитанным теоретически (гиперболическая кривая), и соответствующим значением, полученным в эксперименте, составляет не более ±20%.

Выводы

1. Изучена устойчивость 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биологическом материале (ткань печени) в пяти температурных режимах: –22 °C, 4 °C, 12 °C, 20 °C и 30 °C. Продолжительность сохранения аналита при этом составила соответственно 385, 357, 301, 245 и 217 сут.

2. Установлено, что динамика разложения 2-МО-4-(2-П)ГОБ в ткани печени при указанных температурах может быть математически описана уравнением гиперболы.

Рассчитанные по данным эксперимента коэффициенты в уравнении гиперболы (kср) для температуры –22 °C, 4 °C, 12 °C, 20 °C и 30 °C оказались равными соответственно 6223, 3036, 2387, 1903 и 932.

3. На основе вычисленных значений kср рассчитано уравнение выявленной линейной зависимости kср от температуры сохранения tо, имеющее вид: kср=101,19∙(50–t°)–1272,78.

Показана возможность использования данного уравнения для прогнозирования процесса разложения 2-МО-4-(2-П)ГОБ в биоматериале при заданной температуре в интервале от –22 °C до 30 °C.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.