Газохроматографический анализ курительных смесей, содержащих синтетические каннабиноиды

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………. 4
ГЛАВА 1. Литературный обзор …………………………………………………………………………. 9
1.1 Состав курительных смесей …………………………………………………………………………. 9
1.2 Синтетические каннабиноиды: структура, фармакохимические свойства
и синтез …………………………………………………………………………………………………………… 11
1.3 КС-СК как объект анализа………… …………………………………………………………… 20
1.3.1 Особенности экспертных подходов …………………………………………………………. 20
1.3.2 Идентификация физиологически активного вещества …………………………….. 23
1.3.3 Профилирование примесей ……………………………………………………………………… 26
1.4 Газовая хроматография в анализе КС-СК …………………………………………………… 28
ГЛАВА 2. Аппаратурное оформление, реактивы, исследуемые образцы……. ….. 36
2.1 Приборы, оборудование, реактивы …………………………………………………………….. 36
2.2 Исследуемые образцы и процедуры их предварительных испытаний………….. 37
ГЛАВА 3. ГХ – МС идентификация синтетических каннабиноидов …………………. 41
3.1 Техника эксперимента ……………………………………………………………………………….. 41
3.2 Идентифицированные СК ………………………………………………………………………….. 42
3.3 Примеси в составе СК ………………………………………………………………………………… 52
ГЛАВА 4. ГХ- профилирование компонентов наполнителей КС-СК………………… 63
4.1 Пробоподготовка образцов ………………………………………………………………………… 63
4.2 Оптимизация условий ГХ- измерений ………………………………………………………… 67
4.3 Идентификация профильных компонентов…………………………………………………. 69
ГЛАВА 5. ГХ-ПИД сравнительный анализ больших массивов
КС-СК с хемометрической обработкой данных ……………………………………………….. 75
ГЛАВА 6. Устройство и процедура парофазной сорбционной
микроэкстракции летучих компонентов КС-СК ……………………………………………….. 83
6.1 Составные части и принцип работы устройства………………………………………….. 83
6.2 Оценка эффективности процедуры выделения летучих
компонентов КС-СК………………………………………………………………………………………… 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………. 93
ВЫВОДЫ ………………………………………………………………………………………………………. .96
Список сокращений и условных обозначений ………………………………………………….. 97
Список литературы …………………………………………………………………………………………. 98
Приложение А ………………………………………………………………………………………………. 118
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………….. 127
Приложение В ……………………………………………………………………………………………….. 128

Предметом исследований данной диссертационной работы явились КС-
СК. С точки зрения классической аналитической химии – это относительно
новый объект для изучения, состоящий из матрицы, физиологически
активного вещества, наполнителей и примесей. На Рисунке 59 приведен
состав пластичных КС-СК с идентифицированными нами наполнителями
матрицы.

Рисунок 59 – Состав пластичных КС-СК

Как уже отмечалось в Разделе 1.3, на сегодняшний день наиболее
проработанной аналитической задачей в анализе КС-СК является
идентификация физиологически активного компонента. В большинстве
случаев используются хроматографические методы. Наиболее популярной
является комбинации ГХ-МС и ГХ-ПИД. 1Н ЯМР- и 13С ЯМР- спектроскопия
незаменима при идентификации неизвестных новых СК и выявлении их
структуры. Привлечение других методов оправдано необходимостью
преодоления (решения) проблем, возникающих при идентификации СК
вышеописанными методами. На сегодняшний день известны примерно 180
СК различной химической структуры, в том числе, 62 – найдены в образцах
на территории СФО РФ (Глава 3).
Наполнители (примеси) в КС-СК практически не исследовались.
Важность результатов о компонентном составе последних обозначена в
Главах 4, 5. Наряду с удовлетворением «аналитического любопытства»,
данная информация может являться весомым дополнительным аргументом
для эксперта при расследовании инцидентов, связанных с «привязкой»
изъятых из незаконного оборота образцов к источнику производства.
В Разделе 3.3 приведены идентифицированные примеси для отдельных
видов и классов СК. В соответствии со структурой СК: Linked Group — Tail
— Core — Linker (EMCDDA) обнаружены прекурсоры, формирующие
отдельные фрагменты молекул СК, а также побочные продукты синтеза,
вспомогательные вещества и растворители (Рисунок 61). Многие из
приведенных данных получены впервые.
В качестве наполнителей пластичных матриц СК-содержащих
курительных смесей обнаружены полиолы (глицерин, сорбитол), продукты
их ацетилирования (триацетин), моносахариды (фруктоза, глюкоза),
дисахариды (лактоза) и их производные, а также ряд органических кислот
(Глава 4).
Таким образом, с учетом полученных результатов определены
основные виды аналитов, входящих в состав КС-СК.
В Главе 5 описана разработанная нами ГХ-ПИД процедура с
математической обработкой хроматографических данных, позволяющая
весьма эффективно дифференцировать значительные массивы экспертных
образов на предмет меры сходства (различия). Расчеты могут храниться в
базах данных и при необходимости использоваться для подтверждения
результатов рутинных исследований.
Наконец, в Главе 6 описана процедура пробоподготовки образцов для
ГХ- измерений, включающая устройство для выделения легколетучих
компонентов КС-СК и других органических матриц сложного состава, с
использованием процессов парофазной сорбционной микроэкстракции. На
примере ряда СК- содержащих образцов и других объектов
продемонстрирована эффективность его работы. Причем, разработанное
устройство удачно вписывается в типичный хроматографический формат
экспертной лаборатории.
На основании полученных результатов можно представить
обозначенный в задачах работы алгоритм комплексного экспертного
исследования КС-СК как целостного объекта:
● визуальное (в том числе с использованием оптической микроскопии)
исследование образца с целью установления природы матрицы,
дисперсности, гомогенности частиц, наличия и типа механических
включений;
● ГХ-МС- идентификация основного СК- физиологически активного
компонента.
● ГХ-МС/ПИД- профилирование примесей (при необходимости с
предварительной парофазной сорбционной микроэкстракцией летучих
компонентов);
● ГХ-ПИД сравнительный анализ больших массивов
КС-СК с хемометрической обработкой данных.
ВЫВОДЫ

1. В экспертных образцах КС-СК, изъятых из незаконного оборота на
территории СФО РФ за период с 2009 г. по настоящее время,
идентифицированы более 60 видов СК различной химической структуры и
соответствующие им примеси. Установлена статистически значимая
взаимосвязь между компонентным составом примесей, видом СК и схемами
их синтеза.
2. Разработан и апробирован на модельных смесях и реальных объектах
способ пробоподготовки образцов для ГХ- измерений, включающий
устройство для выделения летучих соединений КС-СК и других
органических матриц сложного состава, с использованием процессов
парофазной сорбционной микроэкстракции.
3. Разработаны методики ГХ-ПИД/МС определения полярных
органических компонентов наполнителей СК-содержащих пластичных
курительных смесей. Обнаружены полиолы, продукты их ацетилирования,
моносахариды, дисахариды и их производные, а также ряд органических
кислот.
4. Выбран и реализован хемометрический подход на основе
кластерного анализа с использованием численных методов обработки
хроматограмм для ГХ-ПИД сравнительного анализа больших массивов КС-
СК экспертных образцов.
5. На основании полученных результатов сформулирован алгоритм
комплексного экспертного исследования КС-СК как целостного объекта.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

EMCDDA – The European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction is the
central source and confirmed authority on drug-related issues in Europe
СФО – Сибирский федеральный округ
ПВ – психотропное вещество
НС – наркотическое средство
СК – синтетические каннабиноиды
КС – курительные смеси
КС-СК – курительные смеси, содержащие синтетические каннабиноиды
ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография
ВЭЖХ-МС – высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-
селективным детектором
УВЭЖХ – ультравысокоэффективная жидкостная хроматография
ЖХ-МС/МС – жидкостная хроматография – тандемная масс-спектрометрия
ГХ – газовая хроматография
ГХ-МС – газовая хроматография с масс-селективным детектором
ГХ-ИКД – газовая хроматография с инфракрасным детектором
ГХ-ПИД – газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором
ТСХ – тонкослойная хроматография
МСД – масс-спектрометрический детектор
ПИД – пламенно-ионизационный детектор
SIM – режим по выделенным ионам