Исследование синтетического наркотика – метилового эфира алкилиндазола (MDMB(N)-073), поиск и идентификация его метаболитов

1.

Исследование нового синтетического наркотика –
метилового эфира алкилиндазола (MDMB(N)-073),
поиск и идентификация его метаболитов
методом ВЭЖХ МС/МС
Грибкова С.Е.
Калашников В.А.
Никитин Е.В.
к.х.н., сотрудник; e-mail: [email protected]
сотрудник; e-mail: [email protected]
сотрудник; e-mail: [email protected]

2. Условия инструментального анализа

Настройки трехквадрупольного масс-спектрометра
Способ ионизации
Полярность
детектируемых ионов
Температура капилляра
Напряжение на капилляре
(SprayVoltage)
Режим регистрации
Температура испарителя
(Vaporizer Temp)
Разрешение на первом
квадруполе (Q1)
Разрешение на третьем
квадруполе (Q3)
Диапазон сканирования
(Scan Width)
электрораспыление
положительная
300 C
4000 В
Мониторингвыбранных
реакций(SRM),режимполного
сканированияспектра(Fullscan)
250 C
0,7 а.е.м.
0,7 а.е.м.
0,5m/z
Настройки Q-TOF
Способ ионизации
Полярность детектируемых ионов
Напряжение на скиммере (Skimmer)
Напряжение на фрагменторе
(Fragmentor)
Напряжение на капилляре (SprayVoltage)
Режим регистрации
Температура газа осушителя (Gas Temp)
электрораспыление
положительная
50 В
125 В
4000 В
Зависимое от данных
сканирование
250 C
Настройки жидкостного хроматографа
Хроматографическая
колонка
Температура колонки (○С)
Скорость потока элюента,
мкл/мин
Метод ввода пробы
Объем вводимой пробы,
мкл
Zorbax Eclipse Plus RRHD
C18, 2.1 мм 50мм, 1.8
мкм
40
200
автоматический
3
компонент А – 0,1 %-ный (объемн.) раствор
муравьиной кислоты в воде;
компонент Б – 0,1 %-ный (объемн.) раствор
муравьиной кислоты в ацетонитриле.
Время, мин
0,00
8,00
11,00
11,01
13,00
Содержание элюента Б, %
15
100
100
15
15

3.

Основные дочерние ионы MDMB(N)-073
Масс-спектрометрия низкого разрешения
RT,
мин
Мол.
масса
Прекурсор ион
6,64
345.2
346.2
[M+H]+
Энергия
соударения, В
35
25
15
Дочерние
ионы,m/z
145.0
200.8
285.8
Соотношения
интенсивностей, %
56.1
100.0
70.9
Масс-спектрометрия высокого разрешения
Молекулярная формула
C19H28N3O3+
C17H24N3O+
C12H13N2O+
C8H5N2O+
Теоретическая
масса (Da)
346.2125
286.1914
201.1022
145.0396
Обнаруженная масса
(Da)
346.2126
289.1900
201.1028
145.0386
∆ (ppm)
0.32
4.81
1.58
7.14

4.

Пробоподготовка крови и мочи
1 мл крови (3 мл мочи)
1 мл фосфатного буфера (рН б,8)
50 мкл β-глюкуронидазы
57°С
70 минут
5 мл диэтилового эфира
экстракция, забор экстракта
0,5 г (1 г для мочи) безводного сульфата
натрия
1 мл карбонатного буфера (pH=9,9)
5 мл диэтилового эфира
экстракция, забор экстракта
объединение экстрактов, упаривание досуха
100 мкл ацетонитрила

5.

Спрогнозированные метаболиты MDMB(N)-073
H3C
CH3
O
H
O
NH
N
N
H3C
CH3
O
O
H3C
O
NH
NH
N
O
HO
N
M6
Molecular Formula: C 17 H23N3O4
Monoisotopic Mass: 333.168856 Da
[M+H]+:
334.176133 Da
Molecular Formula: C18H25N3O4
Monoisotopic Mass: 347.184506 Da
[M+H]+:
348.191783 Da
CH3
H3C
O
H3C
CH3
O
NH
O
O
H3C
NH
O
M5
O
OH
C 17H21 N3O5
347.148121 Da
348.155397 Da
Molecular Formula: C16H21N3O4
Monoisotopic Mass: 319.153206 Da
[M+H]+:
320.160483 Da
H3C
CH3
O
O
O
O
NH
N
N
OH
O
Molecular Formula: C17H23N3O4
Monoisotopic Mass: 333.168856 Da
[M+H]+:
334.176133 Da
H
H3C
O
CH3
O
H 3C
CH3
CH 3
O
H3C
H
H 3C
H3C
O
HO
N
M2
CH3
H3C
NH
O
O
HO
N
H
N
H
NH
O
Molecular Formula: C15H19N3O4
OH
Monoisotopic Mass: 305.137556 Da
306.144833 Da
Molecular Formula: C16H19N3O5 [M+H]+:
Monoisotopic Mass: 333.132471 Da
[M+H]+:
334.139747 Da
M1
O
O
NH
N
H
CH3
H3C
N
O
OH
O
NH
N
N
CH3
CH3
O
N
O
Molecular Formula: C18H23N3O5
Monoisotopic Mass: 361.163771 Da
[M+H]+:
362.171047 Da
H3C
O
N
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
[M+H]+:
H
H3C
H3C
M10
HO
CH3
CH3
N
Molecular Formula: C 17H21N3O5
Monoisotopic Mass: 347.148121 Da
[M+H]+:
348.155397 Da
OH
Molecular Formula: C19H27N3O4
Monoisotopic Mass: 361.200156 Da
[M+H]+:
362.207433 Da
N
O
HO
M9
OH
NH
N
HO
N
N
O
O
NH
N
M4
H3C
H
CH3
O
NH
H3C
O
N
N
O
H3C
O
O
O
O
O
Molecular Formula: C 19H25 N3O5
Monoisotopic Mass: 375.179421 Da
[M+H]+:
376.186697 Da
CH3
H3C
H
H3C
O
M7
OH
Molecular Formula: C18H23N3O5
Monoisotopic Mass: 361.163771 Da
[M+H]+:
362.171047 Da
CH3
H3C
CH3
O
N
M8
OH
CH3
H3C
N
N
Molecular Formula: C 18H25N3O4
Monoisotopic Mass: 347.184506 Da
[M+H]+:
348.191783 Da
Molecular Formula: C18H25N3O3
Monoisotopic Mass: 331.189592 Da
[M+H]+:
332.196868 Da
CH3
H3C
NH
N
M3
M11
O
O
O
NH
N
CH3
H3C
H
H3C
O
O
NH
N
O
H3C
O
O
CH3
H3C
H
H3C
O
H3C
CH3
H3C
H3C
N
H
Molecular Formula: C 14H17N3O4
Monoisotopic Mass: 291.121906 Da
[M+H]+:
292.129182 Da
O
N
N
H
Molecular Formula: C 14H17N3O3
Monoisotopic Mass: 275.126991 Da
[M+H]+:
276.134268 Da
H

6.

Алгоритм поиска метаболитов (1 этап)
1. Направленный поиск метаболитов по ионным
переходам из родительских ионов в общий
дочерний ион 145.
2. Выявлены пики для спрогнозированных
метаболитов с родительскими ионами 292.3,
320.4, 348.4, 362.4, 376.4 (моча) и 332,4
(сыворотка крови).
3. Получены полные спектры дочерних ионов для
выявленных пиков на временах их выхода
4. Спектры не отличаются от полученных для
холостых проб, нужен направленный поиск по
дополнительным ионным переходам, которые
также необходимо прогнозировать

7.

Устойчивые ионные переходы уже изученных каннабимиметиков, «родственных»
по своей структуре к исследуемому (AB-PINACA и MDMB-CHMINACA)
Васильев А.Б., Катаев С.С., Лабутин А.В. и др. Масс-спектрометрическая идентификации маркеров новых метиловых эфиров (MDMB-CHMINACA и
MDMB-FUBINACA) / материалы научно-практического семинара «Национальный научный центр наркологии»: докл. – Москва, 2014.
Лабутин А. Идентификация маркеров каннабимиметиков в моче методом ВЭЖХ-МС-МС высокого разрешения // материалы научно-практического
семинара «Национальный научный центр наркологии»: докл. – Москва, 2014.
O
O
+
+
N
N
N
H
N
H
+
H
CH3
NH2
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
Molecular Formula: C 8H5N2O
Monoisotopic Mass: 145.039639 Da
H3C
NH
O
O
O
+
C
+
C
O
NH
OH
O
H3C
O
+
H
CH3
C 8H5N2O
145.039639 Da
N
N
N
N
N
N
N
N
CH3
CH3
CH3
Molecular Formula: C 18H26N4 O2
Monoisotopic Mass: 330.205576 Da
[M+H]+:
331.212853 Da
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
C13H15N2O
215.11789 Da
CH3
AB-PINACA
CH3
Molecular Formula: C 18 H25N 3O3
Monoisotopic Mass: 331.189592 Da
[M+H]+:
332.196868 Da
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
C 13H15N2O
215.11789 Da
Метаболит
AB-PINACA
CH3
H3C
H3C
O
O
+
+
NH
NH
N
N
N
N
CH3
CH3
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
O
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
C17 H24 N3 O
286.191389 Da
O
+
C 17 H24 N3O
286.191389 Da
+
N
N
N
H
N
H
Molecular Formula: C8H5N2O
Monoisotopic Mass: 145.039639 Da
+
CH3
H3C
O
H
H
Molecular Formula: C 8H 5 N2 O
Monoisotopic Mass: 145.039639 Da
H3C
+
CH3
H3C
O
CH3
O
H
C
O
O
+
NH
+
C
O
N
H3C
N
O
NH
O
N
N
N
N
N
N
Molecular Formula: C 15H17N2O
Monoisotopic Mass: 241.13354 Da
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
[M+H]+:
C22 H31N3O3
385.236542 Da
386.243818 Da
H3C
CH3
H3C
O
NH
MDMB-CHMINACA
+
Molecular Formula: C 21H29N3O3
Monoisotopic Mass: 371.220892 Da
[M+H]+:
372.228168 Da
Метаболит
MDMB-CHMINACA
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
H3C
C 15H 17 N2 O
241.13354 Da
CH3
H3C
O
NH
+
N
N
N
N
Molecular Formula: C20H28N3O
Monoisotopic Mass: 326.222689 Da
Molecular Formula: C20H28N3O
Monoisotopic Mass: 326.222689 Da

8.

Фрагментация MDMB(N)-073 и прогноз фрагментации метаболитов
O
+
O
+
N
N
H
N
H3C
O
CH3
H3C
H
N
H3C
O
N
O
NH
NH
R
O
H3C
N
Molecular Formula: C 12H13N2 O
Monoisotopic Mass: 201.102239 Da
R
1
H
R
2
C 19H27N3O3
345.205242 Da
346.212518 Da
H3C
3-
N
ий
п
ер
ех
од
R
R:
R1:
R2:
+
NH
N
-OH.
-H, -CH 3.
-H, -OH, -C xHy, -CxHy-OH, CxHy-COOH.
H 3C
O
R
NH
N
Структурная модель
метаболитов
H3C
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
C17H24N3O
286.191389 Da
2
CH3
H 3C
H3C
MDMB(N)-073
N
H
CH3
O
+
C
O
H3C
Molecular Formula:
Monoisotopic Mass:
[M+H]+:
O
R
2-ой переход
N
H
N
N
O
H3C
Molecular Formula: C 8H5N2O
Monoisotopic Mass: 145.039639 Da
ый
+
C
+
CH3
+
CH3
N
H
1-
O
пе
ре
хо
д
Molecular Formula: C 8H5N 2O
Monoisotopic Mass: 145.039639 Da
N
H
N
R
2
+

9.

метаболит М1 (М+Н)+ = 292.3
H3C
CH3
O
H3C
O
NH
HO
N
N
H
O
H
Молекулярная
формула
C14H17N3O4+
C13H16N3O2+
C8H5N2O2+
C8H5N2O+
Теоретическая
масса (Da)
292.1292
246.1237
161.0345
145.0396
Обнаруженная
масса (Da)
292.1266
246.1249
161.0325
145.0396
∆ (ppm)
8.86
4.78
0.12
0.57

10.

метаболит М2 (М+Н)+ = 320.4
H3C
CH3
O
H3C
O
NH
N
N
O
OH
O
H
Молекулярная
формула
C16H21N3O4+
C15H20N3O2+
C10H9N2O2+
C8H5N2O+
C13H14N3O4+?
Теоретическая
масса (Da)
320.1605
274.1550
189.0658
145.0396
260.1030
Обнаруженная
масса (Da)
320.1623
274.1536
‒
145.0392
260.1026
189.0?
206.2?
∆ (ppm)
5.58
5.10
2.86
1.53

11.

CH3
H3C
O
H
H3C
O
N
метаболит (М3 ÷ М6?) М3 (М+Н)+ = 320.4
O
NH
М3
N
OH
CH3
H3C
O
CH3
H3C
O
NH
М4
HO
CH3
H3C
O
CH3
H3C
O
NH
O
N
М5
N
O
OH
H3C
CH3
O
H
H3C
O
NH
O
N
N
М6
HO
O
Теоретическая
масса (Da)
348.1918
302.1863
217.0971
145.0396
Обнаруженная
масса (Da)
348.1922
302.1852
217.0971
145.0397
∆ (ppm)
1.27
3.80
0.18
0.36
O
N
N
Молекулярная
формула
C18H25N3O4+
C17H24N3O2+
C12H13N2O2+
C8H5N2O+
М4 и М5 отброшены – отсутствуют оба дочерних иона (202.8, 287.8)
М6 по его точной массе 348.1554 (C17H21N3O5+)

12.

метаболит М7 (М+Н)+ = 376.4
CH3
H3C
O
H3C
O
NH
N
N
O
OH
O
CH3
Молекулярная
формула
C19H25N3O5+
C13H16N3O2+
C12H11N2O3+
C8H5N2O+
Теоретическая
масса (Da)
376.1867
316.1656
231.0764
145.0396
Обнаруженная
масса (Da)
376.1893
316.1652
231.0739
145.0397
∆ (ppm)
6.90
1.10
1.08
0.55

13.

CH3
H3C
O
H
H3C
O
O
NH
Молекулярная
формула
C18H23N3O5+
C12H11N2O3+
C8H5N2O+
C13H16N3O2+
C12H9N2O2+?
N
N
O
OH
М8
O
CH3
H3C
O
NH
O
N
N
OH
М9
H3C
CH3
O
H3C
O
NH
N
N
М10
Теоретическая
масса (Da)
362.1710
231.0764
145.0396
316.1656
213.0658
Обнаруженная
масса (Da)
362.1700
231.0755
145.0399
316.1774
214
290?
∆ (ppm)
2.76
4.06
2.46
37.3
0.20
CH3
H3C
HO
метаболит (М8 ÷ М10?) М8 (М+Н)+ = 362.4
O
O
CH3
М9 и М10 отброшены – отсутствуют оба дочерних иона (216.8, 301.8)

14.

метаболит М11 (М+Н)+ = 332.4
H3C
CH3
O
H3C
O
NH
N
N
H3C
O
H
Молекулярная
формула
C18H25N3O3+
C17H24N3O+
C8H5N2O2+
C8H5N2O+
Точная масса (Da)
Обнаруженная масса (Da)
∆ (ppm)
332.1969
286.1914
201.1022
145.0396
332.1957
286.1914
201.1018
145.0393
3.63
0.10
2.25
2.34

15.

Времена удерживания, ионы прекурсоры, дочерние ионы и энергии соударения
идентифицированных метаболитов MDMB(N)-073
Метаболит
RT,
мин
Мол.
масса
«Прекурсор ион»
M1
2,88
291.3
292.3
[M+H]+
M2
3,57
319.3
320.4
[M+H]+
M3
4,20
347.4
348.4
[M+H]+
M7
5,04
375.4
376.4
[M+H]+
M8
3,36
361.4
362.4
[M+H]+
M11
5,27
331.4
332.4
[M+H]+
Энергия соударения,
В
35
25
15
35
15
15
35
20
15
35
25
20
35
25
20
35
20
15
Дочерние
ионы,m/z
145.0
161.0
245.4
145.0
259.8
273.8
145.0
216.8
301.8
145.0
231.0
316.0
145.0
214.0
230.8
145.0
201.2
286.4
Соотношения
интенсивностей, %
100.0
18.9
1.1
100.0
24.1
82.6
55.4
100.0
78.9
53.8
81.7
100.0
100.0
2.5
1.1
29.1
100.0
96.4