Химико-токсикологический анализ галлюциногенов

Введение

Галлюциногены — класс психоактивных веществ, вызывающих галлюцинации и вводящих в изменённые состояния сознания. Общей чертой, которая отличает галлюциногены от других видов психоактивных веществ, является способность изменять характер мышления, настроение и восприятие.
В группу галлюциногенов включены вещества различного химического строения, объединенные по признаку токсического воздействия на организм человека, главным образом по их влиянию на ЦНС. Галлюциногены способны вызвать изменение настроения и характер мышления человека. Возбуждение ЦНС, приводящее к сдвигу сознания, эйфории, неадекватному восприятию окружающей среды, нарушению логического мышления, сильной депрессии и деперсонализации, может быть причиной несчастных случаев и даже самоубийства.
Злоупотребление галлюциногенами, незаконное производство и оборот галлюциногенов- наркотиков в настоящее время создают угрозу для здоровья и жизни людей, подрывают нравственные основы общества, наносят серьезный ущерб экономике.
Одним из инструментов борьбы с незаконным оборотом галлюциногенов является аналитическая служба, осуществляющая их химико-токсикологический анализ. Определение этих веществ в объектах исследования, в том числе в биологических объектах животного происхождения (б/о), позволяет контролировать все уголовно-наказуемые действия, связанные с оборотом и злоупотреблением наркотиков, способствует эффективной диагностике и лечению больных наркоманией.
Целью данной работы является рассмотрение методов химико-токсикологического анализа галлюциногенов.
задачи же должны быть соответственно установлены исходя из вашего задания, установленного преподавателем1. Химико-токсикологический анализ галлюциногенов

По химической классификации галлюциногены можно разделить на производные индола, фенциклидин и близкие по структуре соединения, являющиеся производными амфетамина.
К галлюциногенам относят диэтиламид лизергиновой кислоты (LSD), бутофенин, псилобицин, псилоцин и др. (рис. 1.) [1].

Рис.1.Формулы галлюциногенов

1.1 Химико-токсикологический анализ диэтиламида лизергиновой кислоты (LSD)
LSD - бесцветное кристаллическое вещество без запаха и вкуса, нерастворимо в воде, растворимо в органических растворителях, химически стабильно. При кипячении в течение 1 ч в 7% водном растворе щелочи гидролизуется до лизергиновой кислоты и диэтиламина. Обладает основными свойствами, образует соли с неорганическими и органическими кислотами.
Диэтиламид лизергиновой кислоты (LSD) был синтезирован в 1938 г. Ф.Гофманом как средство для стимуляции кровообращения и дыхания. Многочисленные попыткиприменить его для лечения психических нарушений не привели к его использованию в качестве терапевтического средства, так как уже в 1943 г было обнаружено его галлюциногенное действие [1-3].
Употребление LSD в качестве наркотического средства началось с 1960-х годов К концу 1960-х годов применение LSD приняло массовый характер В Российской Федерации распространение и применение LSD и других производных лизергиновой кислоты запрещено Нелегально LSD распространяется в виде различных его субстратов с сорбентами Обычно употребляемая доза LSD составляет 30-50 мкг Однако доза в 10 мкг уже может вызвать эйфорию Доза 50-200 мкг вызывает галлюцинации. При повторных употреблениях развивается толерантность Пероральный прием LSD приводит к быстрому всасыванию в кровь, проникновению через гематоэнцефалический барьер и достижению мозга Длительность действия 8-12 ч Максимальная концентрация в крови при приеме 50-70 мкг достигается в течение 1 ч Через 6 ч концентрация снижается до 1,0-1,2 нг/мл и через 24 ч до 0,2 нг/мл крови.
Метаболизм LSD. Метаболизм LSD в организме человека изучен недостаточно Известно, что около 1% LSD из организма человека выводится с мочой в неизмененном состоянии (рис. 2) [1, 2].
Метаболизм LSD изучался на животных и invitroс микросомами печени человека В основном метаболизм LSDпроисходит по пути деалкилирования и гидроксилирования ароматического кольца.
Гидроксипроизводные LSD образуют конъюгаты с глюкуроновой кислотой и в основном так выводятся из организма.
Изолирование, обнаружение и количественное определение LSD. Объектами анализа являются кровь и моча. Время анализа ограничено 72 ч. Основной объект анализа - кустарно изготовленные образцы LSD. Содержание LSDв биологических жидкостях и органах незначительно и составляет десятые доли нанограмма.

Рис.2. Пути метаболизма LSD
Из биологических объектов (крови, мочи) можно экстрагировать следы LSDи его метаболитов не позднее, чем через 72 ч после приема наркотика. После этого времени результаты анализа малодостоверны. Из кустарно изготовленных препаратов и биологических объектов LSDэкстрагируют органическим растворителем (хлорбутаном или метил енхлоридом в смеси с толуолом). Органический растворитель испаряют и с остатком проводят следующие реакции [1-4].
Реакция с реактивом Марки. К части сухого остатка добавляют 2-3 капли реактива Марки. Образуется оранжево-коричневое окрашивание, переходящее в фиолетовое.
Реакция с п-диметиламинобензалъдегидом в присутствии серной кислоты и хлорида железа(ІІІ) (реактив ван-Урка) - образуется красно-фиолетовое или фиолетовое окрашивание. Это групповая реакция на алкалоиды спорыньи.
Менее специфичны реакции с концентрированной серной кислотой, с реактивом Фреде, которые также могут быть использованы для подтверждения наличия LSD.
Тонкослойная хроматография. Анализ проводится с извлечением из биологического объекта или из кустарно изготовленного препарата LSD

. Сухой остаток после испарения органического растворителя растворяют в метаноле и наносят на стартовую линию пластинки «Силуфол» [1, 6].
Для разделения близких к ЛСД алкалоидов предложено несколько хроматографических систем растворителей. Например, в системе хлороформ — метанол (9:1) эти вещества имеют следующие значения Rf: лизергиновая кислота — 0,00, изо-ЛСД — 0,33, эрготамин — 0,39, ЛСД — 0,48, эргокриптин — 0,62. В табл. 1 приведены значения Rf ЛСД в наиболее распространенных хроматографических системах на пластинах для ВЭГСХ производства фирмы Merck (Германия) [2,3].
Таблица 1. Значения Rf ЛСД в различных системах растворителей
Система растворителей Rf
Хлороформ — ацетон — этанол — аммиак (20:20:3:1) 0,57
Бензол — этанол — триэтиламмин (9:1:1) 0.53
Ацетон 0.32
Метанол — аммиак (100:1.5) 0.73
Толуол — ацегон — этанол — аммиак (45:45:7:3) 0.47
Метанол — вода — соляная кисло га (50:50:1). 0.26
ПластинаRP-1S F254s (Merck) 1
ЛСД может быть обнаружен на хроматографических пластинах по яркой флюоресценции при 254 и 365 нм. Кроме того, высокой специфичностью и чувствительностью обладают реактив Эрлиха (раствор п-диметиламинобензальдегида в концентрированной ο-фосфорной кислоте с добавлением метанола) и реактив Прохазки (смесь раствора формальдегида, концентрированной соляной кислоты и этанола). Общеалкалоидные реактивы — реактив Драгендорфа, подкисленный реактив йодплатината и другие реактивы — окрашивают зоны ЛСД в соответствующие цвета. Однако при этом все они имеют недостаточный предел обнаружения. Возможно также денситометрическое определение ЛСД. На хроматографические пластины одновременно наносили анализируемые образцы и растворы стандарта ЛСД для построения калибровочной кривой: после проведения хроматографирования сушили при комнатой температуре и сканировали при длине волны 313 нм (рис. 3) [3].
УФ-спектры ЛСД, полученные при денситометрическом определении в разных хромаюфафических системах, представлены на рис. 4 [3].

Рис. 3. Денситометрическое определение ЛСД (прибор CAMAG-SCANNERГермания).

Рис. 4. УФ-спектры ЛСД, абсорбированной на ТСХ-пластинах.
а — система растворителей метанол — вода — соляная кислота (50:50:1). Пластина RP-18 F254s: максимумы отражения 249, 317 и 200 нм; б — система растворителей толуол — ацетон — этанол — аммиак (45:45:7:3); пластина F254s, максимумы отражения 243 и 315 нм.

УФ-спектрофотометрия. Раствор остатка после испарения экстракта из объекта в растворе 0,1 М хлороводородной кислоты обнаруживает максимум при 315 нм; в 0,1 М растворе гидроксида натрия - при 310 нм.
ИК-спектроскопия. Остаток после испарения экстракта из объекта растирают с кристаллами бромида калия и регистрируют ИК-спектр. LSDобнаруживает характеристические полосы с волновыми числами 1626, 1307, 1136, 1066, 1212 и 749 см-1(рис. 5) [3].

Рис. 5. ИК-спектр ЛСД.
Газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрией. Анализ проводят на кварцевой колонке длиной 25 мм и диаметром 0,2 мм с диметилсиликоновой стационарной фазой (хроматограф фирмы «Хьюлетт Паккард») и ионизацией электронным ударом (детектор масс-селективный). LSDобнаруживает характерные пики при соотношении m/z44, 72, 207, 221, 280, 323.
Метод ВЭЖХ. Этот метод используется для обнаружения и количественного определения LSD. Хроматографирование проводят на колонках КАХ-4 80x2, заполненных сепароном С-18 в приборе «Милихром». Элюентом служит смесь фосфатного буфера и ацетонитрила в соотношении 70:30. Скорость элюирования 120 мкл/мин. Идентификацию проводят по отношению оптической плотности при длинах волн 230, 270, 304, 350 нм к оптической плотности при длине волны 210 нм. Объем вводимой пробы 10 мкл. Время удерживания LSD- 6 мин, лизергиновой кислоты - 2,5 мин. Расчет содержания проводят по внутреннему стандарту.
Менее чувствительным и поэтому все реже используемым является фотометрический метод по реакции с реактивом Эрлиха (п-диметиламинобензальдегид в растворе серной или хлороводородной кислоты) [1].
Следует отметить, что указанные выше химические методы обнаружения ЛСД, а также методы тонкослойной хроматографии используются в качестве основных предварительных скрининговых методов. В качестве подтверждающих методов исследования используются более высокоточные инструментальные методы - спектрофотометрические, ВЭЖХ и т.д. Поскольку подтверждающие методы должны быть выше или равными по чувствительности, чтобы уменьшить количество ложноотрицательных результатов, но обязательно должны быть выше по специфичности, для того чтобы снизить количество ложноположительных результатов.
1.2 Химико-токсикологический анализ триптамина и его структурных аналогов
Диметилтриптамин (ДМТ), его производные и аналоги широко распространены в животном и растительном мире, но могут быть получены и синтетическим путем.
ДМТ — психоделик относительно краткосрочного действия, потребление которого засвидетельствовано во многих культурах древнего и современного мира.
Большое число веществ, обладающих галлюциногенной активностью, имеют сходную с ДМТ структуру и свойства. Диотилтриптамин (ДЭТ), например, аналогичен ДМТ и вызывает те же фармакологические эффекты, но обладает более низкой активностью (рис. 6) [2].

Рис. 6. Структурные формулы ДМТ (а) и ДЭТ (б)
Псилоцин и псилцибин имеют в своей основе структуру ДМТ (рис. 7). Семейства грибов, содержащих галлюциногенные вещества, весьма многочисленны. Этот список возглавляют представители семейства Strophariaceae (строфариевые) — Psylocybe, Stmpharia [3].

Рис. 7. Структурные формулы: псилоцина (4-гидрокси-ДМТ) (а) и псилоцибина (сложный эфир 4-гидрокси-ДМТ и фосфорной кислоты) (б)
Биотрансформация псилоцибина начинается в ЖКТ под действием щелочной фосфатазы и неспецифических эстераз слизистой оболочки кишечника