Экстракты биологических объектов, содержащие кетамин.

Использование метода твердофазной экстракции для пробоподготовки при идентификации неизвестных веществ методом ИК спектроскопии

Методические рекомендации

Утверждены Постоянным комитетом по контролю наркотиков

(протокол N 40 от 25.08.1995)

Целью многих экспертиз и исследований, проводимых в экспертно-криминалистических подразделениях органов внутренних дел, является решение вопроса о принадлежности того или иного объекта к наркотическому или сильнодействующему средству. Особую сложность вызывает исследование синтетические наркотических средств, которые производятся в подпольных лабораториях, например: метадона, 3-метилфентанила, 3,4-метилендиоксиамфетамина (MДA), 3,4-метилендиоксиметамфетамина (MДMA), фенциклидина (РСР) и др.

При поступлении на исследование лекарственных и наркотических средств в виде порошков, таблеток, растворов, свечей, имеющих, в подавляющем большинстве случаев, в своем составе различные наполнители и добавки (сахара, соли жирных кислот, крахмал, соду, тальк, фармпрепараты), предварительный осмотр практически никогда не дает полезной информации из-за отсутствия у объектов каких-либо внешних индивидуализирующих признаков. Таким образом, исследование каждого из подобных объектов, требует решения задачи идентификации неизвестного вещества.

Наиболее характерными примерами неизвестных веществ в экспертизе материалов, веществ и изделий являются прозрачная бесцветная жидкость без запаха и белый порошок.

Вещества, выступающие в качестве неизвестных при производстве химической экспертизы, можно условно разделить на несколько групп:

- во-первых, это различные синтетические наркотики, которые получили широкое распространение в последнее время. Все они представляют собой органические вещества сложной структуры; образцы сравнения у экспертов зачастую отсутствуют. Из сказанного выше понятно, что простое исследование с использованием образцов сравнения в этом случае провести крайне затруднительно;

- во-вторых это группа прекурсоров или реагентов для синтеза наркотиков, которая охватывает огромное количество органических и неорганических веществ, что само по себе исключает наличие образцов сравнения для каждого из них;

- в-третьих, это лекарственные препараты, лишенные упаковки и маркировки, либо маркированные препараты, данные о составе которых отсутствуют;

- в-четвертых, это практически любое вещество, используемое человеком в своей деятельности и представленное на исследование на предмет отнесения его к наркотическим, ядовитым или сильнодействующим веществам.

Исследование подобных объектов заключается в выделении целевых компонентов и их последующей идентификации инструментальными или неинструментальными методами. Однако, главное место здесь занимают методы, позволяющие напрямую получать данные о структуре вещества и идентифицировать его как по образцам сравнения, так и без них, используя библиотечные данные. К таким методам можно отнести масс-спектрометрию, ЯМР-спектроскопию, рентгеноструктурный анализ и ИК-спектроскопию.

Каждый из перечисленных выше методов имеет свои достоинства и недостатки, так что говорить о наилучшем - “абсолютном” методе не приходится. В силу различных причин наибольшее распространение в экспертно-криминалистических подразделениях МВД России получил метод инфракрасной спектроскопии. Именно поэтому данная работа посвящена использованию ИК-спектроскопии для исследования наркотических средств, сильнодействующих, ядовитых и неизвестных веществ, и в частности, проблемам подготовки пробы с помощью твердофазной экстракции.

ИК спектроскопия, как метод идентификации, широко применяемый в экспертной практике, имеет следующие достоинства [1]:

- возможность изучения объектов в любом агрегатном состоянии: твердом, жидком, газообразном;

- отсутствие необходимости использования образцов сравнения благодаря существованию поисковых систем и баз данных;

- сохранение объекта в виде, пригодном для дальнейших исследований;

- наличие необходимого для молекулярного спектрального анализа оборудования в экспертно-криминалистических подразделениях.

При использовании метода ИК спектроскопии необходима высокая степень очистки исследуемой пробы, что достигается благодаря применению на стадии пробоподготовки метода твердофазной экстракции (ТФЭ). Этот метод позволяет осуществлять одновременное разделение, выделение и концентрирование целевых компонентов [2] и получать вещества в чистом виде.

Пробоподготовка методом твердофазной экстракции осуществляется с помощью патронов, заполненных силикагелем или модифицированными сорбентами на его основе. Подбор и варьирование типов патронов, а также применение различных растворителей в качестве элюентов и матриц дает возможность разделять сложные смеси с высокой скоростью и эффективностью.

Объекты исследования.

В качестве объектов исследования были использованы образцы различных наркотических и сильнодействующих средств, поступающих на исследование в ЭКЦ МВД России.

Оборудование и реактивы.

В ходе работы использовались патроны для твердофазной экстракции ДИАПАК, производимые совместным предприятием “БиоХимМак” (Россия), заполненные немодифицированным силикагелем (Диапак-Силикагель), силикагелем, модифицированным гексадецильными группами (Диапак-С₁₆), и силикагелем, модифицированным СN-группами (Диапак-Нитрил).

Перед использованием патроны подвергали кондиционированию путем промывки соответствующими растворителями: Диапак-Нитрил и Диапак-Силикагель однократно промывали 2 мл метанола; Диапак-С₁₆ - последовательно 2 мл этилацетата и 2 мл метанола. После кондиционирования патроны приводили в рабочее состояние путем пропускания через них 2 мл матрицы (растворителя, в котором растворяют исследуемый объект перед пропусканием через патрон).

Для контроля чистоты выделяемых с патронов веществ использовали метод тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинах Сорбфил ПТСХ-А-УФ (ПКБ “Пластмаш”, Россия).

ИК спектры получали на ИК-Фурье спектрометре Perkin-Elmer 1760X (Перкин-Элмер, США) при следующих условиях: диапазон - 4000-400 см^-1, разрешение - 4 см^-1, количество сканирований - 16. Спектры регистрировались в виде таблеток с бромидом калия.

Все использованные растворители имели квалификацию не ниже “х.ч.”.

Исследование.

Процесс исследования неизвестного вещества с применением патронов Диапак представлен на схеме 1.

СХЕМА 1

Схема исследования неизвестного вещества с применением патронов Диапак.

Неизвестное вещество

Растворение в воде *

Нет

Растворение в хлороформе*

Нет

Определение другими методами

Да

Разделение на патроне Диапак С16

Да

Смыв

Промывка водой

Промывка метанолом

Нет

Проверка на чистоту

Да

Попытка идентифи-кации**

Да

Нет

Растворение вещества в воде

Перевод вещества в основание и экстракция хлоро-формом

Разделение на патроне Диапак силикагель

Смыв

Промывка хлороформом

Ступенчатое элюирование

Нет

Проверка на чистоту

Да

Попытка идентифи-кации**

Да

Нет

Использование пре-паративной ТСХ для выделения отдельных компонентов

Конец анализа

*Если вещество полностью или частично не растворяется, то экстракты исследуют по приведенной схеме, а нерастворимый остаток исследуют отдельно другими методами.

**Идентификацию проводят после упаривания растворителя посредством прессования таблетки с КBr, регистрации ИК спектра и поиска по библиотекам спектров.

По приведенной выше схеме проведены исследования некоторых реальных объектов, изъятых из незаконного оборота, среди которых:

1. Образцы наркотических средств:

а) метадон в ампулах в виде водного раствора в смеси с димедролом;

б) 3,4-метилендиоксиамфетамин (MДA) в таблетках;

в) фенциклидин;

г) смесь анальгина, дионина, папаверина;

д) метаквалон в таблетках;

е) кокаин, содержащий в качестве добавок сахара и лидокаин;

2. Лекарственные средства:

а) содержащие сахара:

- норфин, представляющий собой водный раствор бупренорфина;

- кодеина фосфат в виде сиропа с сахаром;

б) различные формы лекарственного средства трамал, содержащие наркотически активный компонент трамадол (капсулы, ампулы, свечи);

в) лекарственное средство “Солутан”, содержащее эфедрин;

г) лекарственное средство барбамил, содержащее амитал натрия;

д) этаминал натрия в виде таблеток;

е) оксазепам в таблетках (лекарственное средство тазепам);

Экстракты биологических объектов, содержащие кетамин.

Ниже приведены частные методики, которые были использованы для каждого из указанных объектов, и являющиеся одним из вариантов общей схемы исследования.

Метадон. Пробоподготовка при исследовании метадона в ампулах включала следующие стадии: к 1 мл исследуемой жидкости добавляли 1-2 капли насыщенного водного раствора аммиака, 1 мл хлороформа, после чего смесь тщательно перемешивали и давали ей расслоиться. После расслоения отбирали нижний слой (хлороформный экстракт) и пропускали его через патрон Диапак-Силикагель, предварительно очищенный как описано выше. Затем сорбент последовательно промывали 10 мл хлороформа и 3 мл метанола. Для дальнейшего исследования собирали последний 1 мл метанольного смыва. Такая подготовка образца позволила избавиться от имеющихся в исследуемом объекте примесей и добавок (прокаин, димедрол, новокаинамид).

3,4-метилендиоксиамфетамин (MДA). Перед исследованием таблетки, содержащей MДA, ее растирали в фарфоровой ступке, отбирали 50 мг порошка, заливали 1 мл воды, добавляли 1-2 капли водного раствора аммиака (25%) и 1 мл хлороформа. После тщательного перемешивания жидкости давали расслоиться, отбирали нижний (хлороформный) слой и пропускали отобранную жидкость через наполненный силикагелем патрон Диапак-Силикагель. Затем патрон последовательно промывали 2 мл хлороформа и 2 мл метанола. Собирали последние 1,5 мл метанольного смыва.

Фенциклидин. Очистку фенциклидина проводили на патроне Диапак-С₁₆, промывка которого описана выше. Навеску образца массой 20 - 40 мг растворяли в дистиллированной воде при нагревании и после охлаждения пропускали через патрон. Затем сорбент промывали 4 мл дистиллированной воды и 2 мл метанола. Собирали последние 0,7 мл метанольного смыва.

Этилморфин (дионин). Перед разделением смеси анальгин-дионин-папаверин выявляли основной компонент (которым являлся анальгин) методом ИК-спектроскопии, для чего смесь перетирали с бромидом калия, прессовали в таблетку и регистрировали ИК-спектр. После этого осуществляли разделение смеси и выделение дионина и папаверина с использованием патронов Диапак-Нитрил, промытых по описанной выше методике. Для выделения папаверина часть исследуемой смеси растворяли в 2 мл воды и пропускали через сорбент. После этого патрон промывали 4 мл воды и 2 мл метанола. Для дальнейшего исследования собирали второй миллилитр метанольного смыва, содержащий папаверин. Для выделения дионина оставшуюся часть исходной смеси растворяли в воде при нагревании, после охлаждения добавляли каплю аммиака и 1 мл хлороформа. После встряхивания жидкости давали расслоиться, отбирали хлороформный (нижний) слой и пропускали его через второй патрон, который промывали затем 2 мл метанола, собирая последние 0,5 мл метанольного смыва.

Кокаин. Кокаин, содержащий в качестве добавки лидокаин и маннитол очищали на патроне Диапак-С₁₆, предварительно промывая его как указано выше. Навеску вещества 20-30 мг растворяли в горячей дистиллированной воде, при необходимости воду подкисляли. После охлаждения полученный раствор пропускали через патрон, промывали 10 мл воды, а затем 2 мл метанола. Первый миллилитр метанола отбрасывали, а следующие 0,5 мл собирали.

Метаквалон. Метаквалон в таблетках измельчали в ступке и 20-30 мг вещества растворяли в воде. Очистку производили на патроне Диапак-С₁₆, как и в случае кокаина, отбрасывая первый миллилитр метанольного смыва и собирая последующие 0,5 мл.

Кодеин и бупренорфин. Лекарственные средства, содержащие сахара (кодеина фосфат и норфин), очищали патронах Диапак Фенил. 2 мл исследуемых растворов, в которые при необходимости добавляли дистиллированную воду для уменьшения вязкости, пропускали через патрон. После этого патрон промывали последовательно 10 мл дистиллированной воды и 2 мл метанола. Собирали последний миллилитр метанольного смыва.

Трамадол. Для выделения из лекарственного средства трамал действующего начала (трамадола) использовали патрон Диапак С₁₆. При исследовании капсулы ее содержимое в количестве 30 мг заливали 1 мл дистиллированной воды, доводили до кипения и охлаждали. Полученный раствор фильтровали. При исследовании трамадола в виде свечи часть ее в количестве 50 мг заливали 1,5 мл дистиллированной воды, доводили до кипения при перемешивании и охлаждали. Раствор отбирали пипеткой, стараясь не затронуть затвердевший на поверхности наполнитель свечи. Полученные растворы, а также раствор из ампулы подвергали разделению, пропуская 1 мл раствора через патрон, после чего патрон промывали 7 мл дистиллированной воды и 1 мл метанола. Собирали последние 0,5 мл метанольного смыва.

Эфедрин. Эфедрин, содержащийся в “Солутане”, экстрагировали из 2 мл лекарственного средства 1 миллилитром хлороформа, добавляя при этом каплю 25%-ного водного раствора аммиака. Затем хлороформный экстракт пропускали через патрон Диапак Силикагель, который промывали после этого последовательно 4 мл хлороформа и 3 мл метанола. Последние 1,5 мл метанольного смыва собирали.

Барбамил и этаминал натрия. При исследовании лекарственных средств “Барбамил” и этаминал натрия их таблетки растирали в ступке и 20-30 мг полученного порошка растворяли в дистиллированной воде. Разделение проводили на патроне Диапак-С₁₆, промывая его пробы 5 мл дистиллированной воды и 1 мл метанола. Первые 0,5 мл метанольного смыва отбрасывали, а последующие 0,5 мл собирали.

Оксазепам. Оксазепам в таблетках растирали и растворяли в хлороформе (20-30 мг на 1 мл хлороформа), фильтруя полученную смесь. Для очистки использовали патрон Диапак-Нитрил, промытый 2 мл метанола и 2 мл хлороформа. Полученный хлороформный раствор пропускали через патрон, промывали его 5-8 мл хлороформа, а затем смывали оксазепам 2 мл метанола, собирая последние 0,5 мл.

Кетамин. При исследовании водных биологических экстрактов, содержащих кетамин, к нескольким миллилитрам экстракта прибавляли каплю концентрированного аммиака и 2 мл хлороформа. После расслоения хлороформный слой отбирали и пропускали через патрон Диапак-Силикагель, который промывали затем 10 мл хлороформа. Последний 1 мл хлороформного смыва собирали.

Полученные описанным выше образом смывы, содержащие метадон, MДA, фенциклидин, кокаин, дионин, папаверин, бупренорфин, кодеин, трамадол, эфедрин, амитал натрия, этаминал натрия, оксазепам и хлороформный смыв кетамина исследовали далее методом ИК-спектроскопии. Для этого смывы переносили в агатовую ступку и упаривали в сушильном шкафу при 50 - 60 ^оС досуха. Полученные остатки перетирали с бромидом калия и прессовали в таблетки, после чего регистрировали ИК спектры веществ.

В качестве иллюстрации преимущества описанных методик перед традиционными способами пробоподготовки в приложении №1 приведены: ИК спектры МДА, кокаина и трамадола, изъятых из незаконного оборота, после выделения экстракцией жидкость-жидкость (рис.1, 4 и 7 соответственно) и ИК спектры тех же образцов после очистки твердофазной экстракцией (рис.2, 5 и 8). Очевидно, что только спектры, полученные после пробоподготовки методом твердофазной экстракции, в отличие от спектров, записанных при очистке традиционным методом, могут быть использованы для идентификации действующего начала.

Обсуждение результатов

Описанный в данной работе метод твердофазной экстракции позволяет осуществлять разделение многокомпонентных смесей, а также проводить очистку веществ от примесей и (или) их концентрирование. Такие возможности метода позволяют использовать его в качестве способа пробоподготовки при исследовании таких объектов как биологические жидкости и их экстракты, лекарственные и синтетические наркотические средства. Основные преимущества твердофазной экстракции, по сравнению с традиционными методами пробоподготовки, заключаются в возможности одновременного выделения и концентрирования целевого компонента, а также в значительном увеличении скорости и эффективности экстракции. Высокая степень разделения смесей и концентрирования веществ с помощью патронов для твердофазной экстракции позволяет проводить дальнейшие исследования и идентификацию методом ИК спектроскопии, а также расширить пределы применения хроматографических методов анализа.

Предлагаемые в данной статье методики пробоподготовки с применением твердофазной экстракции позволяют проводить идентификацию неизвестных веществ с применением оборудования, широко распространенного в экспертно-криминалистических подразделениях органов внутренних дел.

Литература

1. А.Смит, Прикладная ИК-спектроскопия. М- ., МИР, 1982.

2. M.Zief, Sample Preparation Technology., Zymark Corp., 1982.

Приложение

Рис.1. ИК спектр хлороформного экстракта таблетки МДА. Рис.2. ИК спектр МДА очищенного на патроне Диапак- Силикагель

Рис. 3. ИК спектр МДА-основания.

Рис. 4. ИК спектр хлороформного экстракта смеси кокаин- лидокаин-маннитол.

Рис.5. ИК спектр кокаина очищенного на патроне Диапак-С₁₆ .

Рис.6. ИК спектр кокаина-основания.

Рис. 7. ИК спектр метанольного экстракта трамадола из свечи.

Рис. 8. ИК спектр трамадола из свечи после очистки на патроне Диапак-С₁₆.

Рис. 9. ИК спектр трамадола-основания.