ANALYsis oF RYRRoLIDiNopHENoNE DERivATivEs iN BioLoGiOAL FLuiDs


Cite item

Full Text

Abstract

Pyrrolidinophenone derivatives are the group of narcotic drugs controlled in the Russian Federation. The review presents the trends of biotransformation of а-pyrrolidinovalerophenone and 3,4-methylenedioxypyrovalerone, the data about their primary metabolites is provided. Various techniques of the sample preparation of biological fluids for analytical toxicology studies for substances of the pyrrolidinophenone derivative group are discussed. The use of enzymatic hydrolysis followed by solid-phase extraction (sorption) provides low detection limits for native sub- PHARMACY ФАРМАЦИЯ stances of this group and primary metabolites using small volumes of biological fluids (0.5 and 1.0 ng/ml blood for a-pyrrolidinovalerophenone and 3,4-methylenedioxypirovalonone respectively). The main characteristics of pyrro-lidinophenone derivatives (Kovac’s retention indices in nonpolar stationary liquid phases and the main characteristic ions in the mass spectra of electron impact) are presented. They allow to identify pyrrolidinophenone derivatives and their primary metabolites in biological fluids during chromatographic-mass spectrometric screening. Analytical possibilities of an alternative variant of screening for biological fluids i.e. analysis by using current immunochemical test systems, including “biochips” are discussed. The main methods of reliable identification and quantitative determination of pyrrolidinophenone derivatives are chromatography-mass spectrometry and high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. The detection limit of 3,4-methylenedioxypyralovalone in blood by gas chromatography-mass spectrometry is 1.0 ng/ml. The ranges of the determined concentrations of the method of quantitation by gas chromatography-mass spectrometry are 2.0-2000.0 ng/ml for blood and 0.05-50.0 ng/10 mm for hair. The high-performance chromatography-tandem mass spectrometry method with a triple quadrupole in the monitoring mode of multiple molecular reactions makes it possible to achieve a nearly complete suppression of analytical background “noise” for a sample, and to obtain detection and quantification limits for 3,4-methylenedioxypy-raloperone in cadaveric blood at a level of 10.0-100.0 pg/ml and 1.0-10.0 ng/ml, respectively. One of the advantages of the high-performance chromatography-tandem mass spectrometry system is the screening possibility.

About the authors

IV. V Synbulatov

Samara State Medical University

Email: only.rodis@gmail.com
Postgraduate Student, Department of Chemistry of Pharmaceutical Faculty, Samara State Medical University Samara, Russia

A. V Voronin

Samara State Medical University

Email: dimmu2000@mail.ru
Candidate of Pharmaceuticals Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Chemistry of Pharmaceutical Faculty Samara, Russia

T. V Voronina

Samara Regional Bureau of Forensic Medical Expertise

Email: dimmu.81@mail.ru
Forensic expert of the Forensic Chemistry Department, Samara Regional Bureau of Forensic Medical Expertise Samara, Russia

References

  1. Асадуллин А.Р., Анцыборов А.В. Синтетические катиноны: эпидемиология, экспериментальная фармакология, токсикология, клинические аспекты // Вопросы наркологии. - 2018. - № 8. - С. 58-71
  2. Катаев С.С., Крылова Е.А., Зеленина Н.Б., Курдина Л.Н. Идентификация метилендиоксипировалерона и его метаболитов в моче методом ГХ-МС // Проблемы экспертизы в медицине. - 2010. - Т. 10. -№ 3-4. - С. 32-35
  3. Катаев С.С., Дворская О.Н., Крохин И.П. Оптимизация процедуры твердофазной экстракции для скрининга лекарственных и наркотических веществ в крови методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием // Судебно-медицинская экспертиза. - 2017. Т. 60. - № 1. - С. 29-35
  4. Постановление правительства Российской Федерации «Об утверждении перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации» от 30 июня 1998 г. № 681 с изм. и допол. в ред. от 22 июня 2018
  5. Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 18 декабря 2015 г. № 933н «О порядке проведения медицинского освидетельствования на состояние опьянения (алкогольного, наркотического или иного токсического)»
  6. Приказ Минздравсоцразвития РФ от 12.05.2010 № 346н “Об утверждении Порядка организации и производства судебно-медицинских экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях Российской Федерации»
  7. Adamowicz P, Gil D, Skulska A, Tokarczyk B. Analysis of MDPV in blood - determination and interpretation. J Anal Toxicol. 2013;37(5):308-312. https://doi. org/10.1093/jat/bkt025
  8. Agius R, Nadulski T. Utility of ELISA screening for the monitoring of abstinence from illegal and legal drugs in hair and urine. Drug Test Anal. 2014;6 Suppl 1:101-109
  9. Dvorskaya ON, Krokhin IP, Kataev SS. Experience in the Use of Solid-Phase Extraction in the Screening of Pharmaceuticals and Narcotics in the Blood by Gas Chromatography with Mass Spectrometric Detection. Pharml Chem J. 2017;51(3):216-221
  10. Ellefsen KN, Anizan S, Castaneto MS, et al. Validation of the only commercially available immunoassay for synthetic cathinones in urine: Randox Drugs of Abuse V Biochip Array Technology. Drug Test Anal. 2014;6(7-8):728-738
  11. Macher AM, Penders TM. False-positive phencyclidine immunoassay results caused by 3,4-methylenedioxypy-rovalerone (MdPV). Drug Test Anal. 2013;5(2):130-132
  12. Marinetti LJ, Antonides HM. Analysis of synthetic cathinones commonly found in bath salts in human performance and postmortem toxicology: method development, drug distribution and interpretation of results. J Anal Toxicol. 2013;37(3):135-146
  13. Meyer MR, Du P, Schuster F, Maurer HH. Studies on the metabolism of the alpha-pyrrolidinophenone designer drug methylenedioxypyrovalerone (MDPV) in rat and human urine and human liver microsomes using GC-MS and LC-high-resolution MS and its detectability in urine by GC-MS. J Mass Spectrom. 2010;45(12):1426-1442
  14. Namera A, Kawamura M, Nakamoto A, et al. Comprehensive review of the detection methods for synthetic cannabinoids and cathinones. Forensic Toxicol. 2015;33(2):175-194
  15. Namera A, Urabe S, Saito T, et al. A fatal case of 3.4- methylenedioxypyrovalerone poisoning: coexis tence of a-pyrrolidinobutiophenone and a-pyrrolidinovalerophenone in blood and/or hair. Forensic Toxicol. 2013;31(2):338-343
  16. Ojanpera IA, Heikman PK, Rasanen IJ. Urine analysis of 3.4- methylenedioxypyrovalerone in opioid-dependent patients by gas chromatography-mass spectrometry. Ther Drug Monit. 2011;33(2):257-263
  17. Roda E, Lonati D, Buscaglia E, et al. Evaluation of Two Different Screening ELISA Assays for Synthetic Cathinones (Mephedrone/Methcathinone and MDPV) with LC-MS Method in Intoxicated Patients. J Clin Toxicol. 2016;6(3)
  18. Sauer C, Peters FT, Haas C, et al. New designer drug alpha-pyrrolidinovalerophenone (PVP): studies on its metabolism and toxicological detection in rat urine using gas chromatographic/mass spectrometric techniques. J Mass Spectrom. 2009;44(6):952-964
  19. Shima N, Katagi M, Kamata H, et al. Metabolism of the newly encountered designer drug a-pyrrolidinovalerophenone in humans: identification and quantitation of urinary metabolites. Forensic Toxicol. 2013;32(1):59-67
  20. Spiller HA, Ryan ML, Weston RG, Jansen J. Clinical experience with and analytical confirmation of “bath salts” and “legal highs” (synthetic cathinones) in the United States. Clin Toxicol (Phila). 2011 ;49(6):499-505
  21. Springer D, Fritschi G, Maurer HH. Metabolism of the new designer drug a-pyrrolidinopropiophenone (PPP)and the toxicological detection of PPP and 4'-methyl-a-pyrrolidinopropiophenone (MPPP) studied in rat urine using gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr B. 2003;796(2):253-266
  22. Swortwood Mj, Boland DM, DeCaprio AP. Determination of 32 cathinone derivatives and other designer drugs in serum by comprehensive LC-QQQ-MS/MS analysis. Anal Bioanal Chem. 2013;405(4):1383-1397
  23. Swortwood MJ, Hearn WL, DeCaprio AP. Cross-reactivity of designer drugs, including cathinone derivatives, in commercial enzyme-linked immunosorbent assays. Drug Test Anal. 2014;6(7-8):716-727
  24. td-inno.com [Internet]. T&D Innovationen [cited 20 Sep 2018]. Available from: https://td-inno.com/files/ Manual%20R1%20IK200609.pdf
  25. Uchiyama N, Matsuda S, Kawamura M, et al. Identification of two new-type designer drugs, piperazine derivative MT-45 (I-C6) and synthetic peptide Noopept (GVS-111), with synthetic cannabinoid A-834735, cathinone derivative 4-methoxy-a-PVP, and phenethylamine derivative 4-methylbuphedrine from illegal products. Forensic Toxicol. 2013;32(1):9-18
  26. Uralets V, Rana S, Morgan S, Ross W. Testing for designer stimulants: metabolic profiles of 16 synthetic cathinones excreted free in human urine. J Anal Toxicol. 2014;38(5):233-241
  27. Westphal F, Junge T, Rosner P, et al. Mass and NMR spectroscopic characterization of 3,4-methylenedioxypyrovalerone: a designer drug with alpha-pyrrolidinophenone structure. Forensic Sci Int. 2009;190(1-3):1-8
  28. Wright TH, Cline-Parhamovich K, Lajoie D, et al. Deaths involving methylenedioxypyrovalerone (MDPV) in Upper East Tennessee. J Forensic Sci. 2013;58(6):1558-1562
  29. Wyman JF, Lavins Es, Engelhart D, et al. Postmortem tissue distribution of MDPV following lethal intoxication by “bath salts”. J Anal Toxicol. 2013;37(3):182-185
  30. Zuba D. Identification of cathinones and other active components of ‘legal highs’ by mass spectrometric methods. Trends Analyt Chem. 2012;32:15-30

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Synbulatov I.V., Voronin A.V., Voronina T.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».