Волкова А.А.

ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Минздрава России;
ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Калекин Р.А.

ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Минздрава России;
ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Орлова А.М.

ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Минздрава России

Асташкина О.Г.

ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы»;
ГБУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы» Департамента здравоохранения Москвы

Возможность использования карт для забора и транспортировки биологического материала при судебно-химическом и химико-токсикологическом исследованиях

Авторы:

Волкова А.А., Калекин Р.А., Орлова А.М., Асташкина О.Г.

Подробнее об авторах

Просмотров: 1082

Загрузок: 15


Как цитировать:

Волкова А.А., Калекин Р.А., Орлова А.М., Асташкина О.Г. Возможность использования карт для забора и транспортировки биологического материала при судебно-химическом и химико-токсикологическом исследованиях. Судебно-медицинская экспертиза. 2022;65(4):51‑56.
Barseghyan SS, Kalekin RA, Volkova AA, Astashkina OG. Potential for the use of cards for sampling and transportation of biological material during forensic chemical and toxicological examinations. Forensic Medical Expertise. 2022;65(4):51‑56. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/sudmed20226504151

Рекомендуем статьи по данной теме:
Изу­че­ние осо­бен­нос­тей изо­ли­ро­ва­ния Пер­хло­зо­на из би­оло­ги­чес­ких жид­кос­тей для це­лей хи­ми­ко-ток­си­ко­ло­ги­чес­ко­го ана­ли­за. Су­деб­но-ме­ди­цин­ская эк­спер­ти­за. 2024;(6):38-41
Раз­ра­бот­ка ме­то­ди­ки ко­ли­чес­твен­но­го оп­ре­де­ле­ния Мок­со­ни­ди­на в кро­ви и мо­че ме­то­дом вы­со­ко­эф­фек­тив­ной жид­кос­тной хро­ма­тог­ра­фии с тан­дем­ным масс-се­лек­тив­ным де­тек­ти­ро­ва­ни­ем. Су­деб­но-ме­ди­цин­ская эк­спер­ти­за. 2024;(6):42-47
Неин­ва­зив­ные би­омар­ке­ры ран­ней ди­аг­нос­ти­ки бо­лез­ни Альцгей­ме­ра в би­оло­ги­чес­ких жид­кос­тях. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2025;(1):8-16

В последние годы возросла необходимость судебно-химических и химико-токсикологических исследований [1, 2], в том числе в регионах с большими расстояниями между населенными пунктами и отсутствием транспортной инфраструктуры (дороги, ж/д сообщение и т.п.). Это повышает потребность в материалах и средствах для транспортировки биологического материала без соблюдения температурного режима (2—4 °C) и без использования дополнительного оборудования, медицинских изделий (контейнер для биоматериала и т.п.). В медицине широко применяются карты для забора и транспортировки биологического материала, однако в судебно-медицинской экспертизе для проведения судебно-химического и химико-токсикологического исследований они не распространены в связи с отсутствием в доступной научно-практической литературе данных по их применению, эффективности и удобству с целью выполнения задач, поставленных перед экспертами.

Карта для забора и транспортировки биологического материала позволяет хранить образцы при комнатной температуре, обеспечивает высокую воспроизводимость результатов анализа. Образцы для нанесения на карту: цельная кровь, буккальный эпителий, моча. Область применения: анализ «сухого пятна» методами ИФА, полимеразной цепной реакции (ПЦР), LC-MS. Забор материала в виде сухих пятен широко используется для проведения идентификации личности, лекарственного мониторинга, фармакотоксико-кинетических, доклинических, клинических исследований.

Зопиклон — (RS)-6-(5-хлор-2-пиридил)-7[4(4-метилпиперазин-1-ил)карбонилокси]-5,6-дигидропироло[3,4-b]пиразин-5-он) — снотворное средство, агонист бензодиазепиновых рецепторов. Относится к классу циклопирролонов, но не является производным бензодиазепина. Зопиклон проявляет фармакологические свойства, присущие производным бензодиазепина, а также обладает некоторыми барбитуратоподобными свойствами [3]. В организме человека зопиклон метаболизируется до двух основных метаболитов — зопиклон-N-оксида и N-дезметилзопиклона, поэтому именно эти метаболиты определяли в исследуемом биологическом объекте.

В повестку ряда заседаний Международного комитета по контролю наркотиков (29,33) были включены вопросы, связанные со злоупотреблением зопиклоном, обсуждались данные о привыкании к нему и возникновении неблагоприятных реакций на этот препарат. В России зопиклон включен в список сильнодействующих веществ, утвержденный постановлением Правительства РФ от 29.12.07 №964 [4].

Цель исследования — изучить возможность использования карт для забора и транспортировки биологического материала при проведении судебно-химического и химико-токсикологического исследований на примере мочи, содержащей зопиклон, методом высокоэффективной жидкостной хроматографии—масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС) высокого разрешения (ВР) с использованием технологии Orbitrap.

Материал и методы

Исследовали действующее вещество зопиклон лекарственного препарата Имован (П№015904/01-290920) после очистки от вспомогательных веществ. Получен рабочий стандартный образец (РСО) — раствор зопиклона с концентрацией 1 мг/мл в 95% этиловом спирте.

Использовали карты для забора и транспортировки биологического материала (КЗТБМ) РУ №РЗН 2017/6431 от 03.11.17, ТУ №9398-001-63802255-2016. Карта представляет собой пластину из высококачественной целлюлозной фильтровальной бумаги Whatman 903 размером 10×10 см с 5 кругами диаметром 10 мм каждый, прикрепленной к бланку для внесения данных пациента.

Объектом исследования служила моча как основной объект при проведении химико-токсикологического анализа [5, 6]. Мочу собирали утром натощак у пациентов (мужчин и женщин в возрасте 26—39 лет), принимавших зопиклон в терапевтических концентрациях по назначению врача. Забор проб биологической жидкости производили неинвазивным способом, добровольно с согласия пациентов и на анонимных условиях.

Мочу исследовали двумя способами пробоподготовки для получения сравнительных данных: первый — использовали нативную мочу с последующим разбавлением, второй — с помощью КЗТБМ.

Применяли метод ВЭЖХ-МС ВР на приборе — масс-спектрометре Orbitrap Exploris 120 MS с источником ионизации при атмосферном давлении (ИАД) для высокопроизводительных задач масс-спектрометрии (МС) с жидкостной хроматографией (ЖХ) [7—9]. Данное оборудование позволяет на современном научно-практическом уровне проводить лабораторную диагностику (обнаружение) наркотических, психотропных и сильнодействующих веществ [10, 11].

Пробоподготовка биологических объектов является одной из важных частей судебно-химического и химико-токсикологического исследований. В зависимости от правильно подобранных условий можно избежать получения ложноположительных данных и добиться достоверного результата [12—15].

Пробоподготовка. Экстракция из нативной мочи (ЭНМ). Взятую от пациентов мочу для имитации оптимального времени начала химико-токсикологического и судебно-химического исследований хранили в течение 1 сут в прохладном месте (при температуре 8—15 °C). Через 1 сут после забора мочи отбирали пробу объемом 100 мкл и добавляли к ней 400 мкл метанола. Встряхивали на шейкере в течение 1 мин, центрифугировали в течение 5 мин при 3500 об/мин. Отбирали 100 мкл этого раствора и добавляли 100 мкл воды. Полученный раствор анализировали методом ВЭЖХ-МС ВР.

Экстракция из круга КЗТБМ (ЭКЗТБМ). Мочу объемом 25 мкл микрошприцем наносили на круг, давали высохнуть при комнатной температуре в течение 30 мин и хранили в прохладном месте 1 сут (для имитации транспортировки и хранения при температуре 8—15 °C). Затем вырезали круг по краю линии на КЗТБМ, помещали его в пробирку Эппендорф и добавляли метанол до зеркала (0,5—1,0 мл). Настаивали в течение 10 мин и встряхивали на шейкере 1 мин, центрифугировали 5 мин при 3500 об/мин. Отбирали 1/2 часть полученного раствора, упаривали его до сухого остатка в токе теплого воздуха с использованием фена. Сухой остаток растворяли в 50 мкл метанола, добавляли 450 мкл воды и анализировали полученный раствор.

Условия хроматографирования при ВЭЖХ-МС ВР. Программное обеспечение — Termo Scientific Xcalibur 4.4; колонка TF Accucore PhenylHexyl column (100×2,1 мм; 2,6 мм), температура колонки 30 °C.

Подвижную фазу использовали в градиентном режиме. Она состояла из подвижной фазы A — 2 мМ раствор аммония формиата в 0,1% водном растворе муравьиной кислоты (pH 3,0) и подвижной фазы B — 2 мМ раствор аммония формиата в 0,1% муравьиной кислоты в смеси ацетонитрил-метанол (1:1). Скорость потока 0,5 мл/мин. Градиентный режим представлен в табл. 1.

Таблица 1. Градиент подвижной фазы

Время, мин

Скорость потока подвижной фазы, мл/мин

Фаза A, %

Фаза B, %

0

0,5

99,0

1,0

1,0

0,5

99,0

1,0

10,0

0,5

1,0

99,0

11,5

0,5

1,0

99,0

12,0

0,5

99,0

1,0

13,5

0,5

99,0

1,0

15,5

0,5

99,0

1,0

Детектирование проводили в режиме информационно зависимой фрагментации. Параметры сканирования: разрешение Orbitrap 60000; диапазон сканирования 100—1000 m/z; RF Lens 60%; автоопределение времени инжекции ионов в ловушку; порог интенсивности для фрагментации 1.0e4. Режим исключения ионов осуществляли после получения одного спектра за 6 с. Более быстрое разделение может привести к получению ложноотрицательных результатов ввиду низкой скорости сканирования, а существенное повышение скорости сканирования повлечет за собой значительное падение интенсивности сигналов. Вследствие отсутствия потерь в процессе соударительной ионизации применение указанного режима сканирования позволяет добиться максимальной чувствительности, что важно при оценке временных окон обнаружения.

Фрагментация: окно изоляции 2 m/z; энергия диссоциации 15, 30 и 45%; разрешение для фрагментов 30 000. Система оснащена источником ионизации с параметрами: тип ионного источника H-ESI; напряжение электроспрея — положительная ионизация 3500 V; напряжение электроспрея — отрицательная ионизация 2500 V; распыляющий газ — азот 50 отн. ед., вспомогательный газ — азот 13 отн. ед. Температура капилляра 280 °C; температура испарителя 350 °C. Встроенная подстройка массы — EASY-IC (флуорантрен).

Для надежной идентификации по результатам анализа использовали следующее программное обеспечение и библиотеки масс-спектрометрической информации: TRACEFINDER 5.1 SP1; TOXFINDER 1.0; EFS_HRAM_Compound_Database; Toxicology_HRAM_Compound_Database; Thermo Scientific mzVault HRAM MS/MS spectral library; COMPOUND DISCOVERER 3.1; MzCloud.

Результаты и обсуждение

На рис. 1 и 2 представлены хроматограммы идентифицированных зопиклон-N-оксида и N-дезметилзопиклона.

Рис. 1. Хроматограмма метаболитов зопиклон-N-оксида (а) и N-дезметилзопиклона (б) при использовании метода экстракции ЭНМ.

Рис. 2. Хроматограмма метаболитов зопиклон-N-оксида (а) и N-дезметилзопиклона (б) при использовании метода экстракции ЭКЗТБМ.

На рис. 1 видно, что использование различных методов экстракции из мочи зопиклона и его метаболитов не влияет на их обнаружение; отличие состоит в наличии сопутствующих пиков (табл. 2).

Таблица 2. Результаты хроматографирования методом ВЭЖХ-МС ВР экстрактов мочи при использовании различных методов пробоподготовки

Вещество

Элементная композиция

Время удерживания метаболита, мин

Наличие и время удерживания дополнительных пиков, мин

ЭНМ

ЭКЗТБМ

ЭНМ

ЭКЗТБМ

Зопиклон-N-оксид

C17H17ClN6O4

4,48

4,47

1,96; 4,14; 4,58

N-дезметилзопиклон

C16H15ClN6O3

4,12

4,12

4,76; 8,94; 9,53; 9,97—9,99

8,92—8,95; 9,17; 9,53; 9,96—9,99; 12,14

При обоих методах пробоподготовки одинаково достоверно можно обнаружить метаболиты зопиклона в моче. Совместное сочетание этих методик пробоподготовки с методом анализа ВЭЖХ-МС ВР позволяет проводить обнаружение исследуемых веществ с высокой степенью надежности.

Время удерживания метаболитов N-дезметилзопиклона и зопиклон-N-оксида составляет 4,12±0,36 и 4,47±0,50 мин соответственно (n=6).

Провели статистическую обработку полученных данных и валидационную оценку (табл. 3) по параметрам «оценка переноса аналита», «определение интерференционных эффектов», «подавление/повышение ионизации» [16].

Таблица 3. Оценка параметров валидационных характеристик при идентификации зопиклона и его метаболитов методом ВЭЖХ-МС ВР с использованием пробоподготовки мочи методом ЭКЗТБМ

Параметр

Результат

Оценка переноса аналита

Переноса аналита для 10 нг/мл не наблюдается

Определение интерференционных эффектов

Не наблюдается интерференционных эффектов внутри группы лекарственных препаратов — метаболитов других агонистов бензодиазепиновых рецепторов (клобазам, залеплон, феназепам)

Подавление/повышение ионизации

От –4,8 до 2,1%;

RSD ˂14%

Из данных табл. 3 видно, что параметры валидационных характеристик соответствуют критериям приемлемости.

Выводы

1. На примере мочи, содержащей зопиклон, показано, что использование карт для забора и транспортировки биологического материала по сравнению с применением в судебно-химическом и химико-токсикологическом анализах нативной мочи в качестве объекта исследования позволяет также достоверно обнаруживать токсиканты.

2. Предложена методика пробоподготовки при использовании карт для забора и транспортировки биологического материала на этапе забора, хранения и транспортировки мочи, содержащей зопиклон, с последующим обнаружением зопиклона и его метаболитов в моче методом ВЭЖХ-МС ВР.

3. С положительным результатом проведена валидация методики по параметрам «оценка переноса аналита», «определение интерференционных эффектов», «подавление/повышение ионизации»

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.