Химико-токсикологический анализ некоторых производных фенилалкиламина (кетамина, мидокалма, флуоксетина, сиднокарба)

На правах рукописи

КАЗАРЦЕВ ИЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ФЕНИЛАЛКИЛАМИНА

(кетамина, мидокалма, флуоксетина, сиднокарба)

14.04.02. Фармацевтическая химия, фармакогнозия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата фармацевтических наук

ПЕРМЬ – 2011

Работа выполнена в ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научный руководитель:	доктор фармацевтических наук, профессор Федосеева Людмила Михайловна
Официальные оппоненты:	доктор фармацевтических наук, профессор Ярыгина Татьяна Ивановна ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России
	доктор фармацевтических наук, профессор Куклин Владимир Николаевич ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России
Ведущая организация:	ГБОУ ВПО «Пятигорская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России

Защита состоится 17 января 2012 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Полевая, д.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной фармацевтической академии по адресу: г. Пермь, ул. Крупской, д.46.

Дата размещения объявления о защите диссертации на сайте Министерства образования и науки Российской Федерации http://www.mon.gov.ru
«___» декабря 2011 г. и на сайте ПГФА http://pfa.ru «__» декабря 2011 г.

Автореферат разослан «___» декабря 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 208. 068. 01,

кандидат фармацевтических наук,

доцент И.А. Липатникова

Введение

Актуальность темы. Среди большого арсенала лекарственных веществ, действующих преимущественно на центральную нервную систему, широко используются производные фенилалкиламина. Интерес вызывают сиднокарб, флуоксетин, мидокалм и кетамин.

Сиднокарб - стимулятор центральной нервной системы, широко исполь-зуется в психиатрической практике. Относится к допинговым препаратам, запрещен для применения в спортивной медицине.

Мидокалм - спазмолитическое средство центрального действия. Отмечены случаи использования мидокалма больными наркоманией для снятия спазмов гладкой мускулатуры при абстинентном синдроме. Передозировка мидокалма вызывает состояние легкого опьянения, описаны смертельные отравления. (Кобзарь Я.В., 1989 г.).

Кетамин относится к группе неингаляционных средств для наркоза. Применение в малых дозировках вызывает диссоциативное действие на психику человека подобно некоторым наркотическим средствам (фенциклидин).

Флуоксетин - антидепрессант третьего поколения, используется для лечения депрессивных расстройств и шизофрении, чаще всего в сочетании с коаксилом, амитриптилином, грандаксином. Зафиксированы отравления флуоксетином (Wong D.T., 2005 г.).

Резкое увеличение незаконного оборота наркотических веществ в последние годы вызвало активное использование кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба больными наркоманией для усиления состояния наркотического опьянения и облегчения проявлений абстинентного синдрома.

По данным Алтайского краевого Бюро судебно-медицинской экспертизы за последние пять лет на территории края было зарегистрировано несколько случаев смертельного отравления кетамином, в том числе и в сочетании с производными барбитуровой кислоты. Отмечены случаи обнаружения мидокалма, сиднокарба и флуоксетина в моче в ходе наркологического мониторинга.

Применение кетамина, мидокалма. сиднокарба и флуоксетина в медицинской практике, токсическое действие и случаи передозировок определяют их важное токсикологическое значение. Однако, в доступной литературе не обнаружено методик химико-токсикологического анализа данных препаратов. Использование общепринятых методов изолирования (Васильевой А.А., Стаса-Отто, Карташова В.А.) приводит к низким выходам определяемых веществ (Карташов В.А., 2002 г.).

Разработанные методики идентификации и количественного анализа исследуемых производных фенилалкилмина различными физико-химическими методами не адаптированы к условиям практического химико-токсикологического анализа.

Не разработаны методики обнаружения кетамина, сиднокарба. флуоксетина и мидокалма при совместном присутствии с другими лекарственными препаратами (димедролом, производными фенотиазина и т.п.), нет данных о сохраняемости изучаемых веществ при гнилостном разложении биологического материала.

Анализ литературных данных и результатов практических экспертиз выявил необходимость разработки методик химико-токсикологического анализа кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба.

Цель исследования Разработка методик химико-токсикологического анализа мидокалма, кетамина, сиднокарба и флуоксетина в биологических жидкостях и тканях внутренних органов.

Задачи исследования:

1. Определить оптимальные значения факторов экстрагирования кетамина, сиднокарба, мидокалма и флуоксетина.
2. Разработать методики изолирования мидокалма, сиднокарба, флуоксетина и кетамина из биологических жидкостей (кровь, моча) и тканей внутренних органов.
3. Подобрать оптимальные условия очистки методом ТСХ.
4. Изучить спектральные характеристики исследуемых веществ методами прямой и дифференциальной спектрофотометрии в УФ области.
5. Разработать индивидуальные и скрининговые методики идентификации мидокалма, сиднокарба, флуоксетина и кетамина методом ТСХ.
6. Определить условия разделения кетамина, сиднокарба, флуоксетина и мидокалма методом ГЖХ с использованием насадочных и капиллярной колонок для идентификации и количественного анализа.
7. Модифицировать методики идентификации и количественного анализа кетамина, сиднокарба, флуоксетина и мидокалма методом изократической и градиентной ВЭЖХ.
8. Разработать схему анализа трупного материала в случаях комбинированных отравлений изучаемыми веществами в сочетании с димедролом, дипразином, амитриптилином, тиопенталом-натрием.
9. Изучить сохраняемость кетамина, сиднокарба, флуоксетина и мидокалма в трупном материале.

Научная новизна работы. Определены условия экстракции кетамина, сиднокарба, флуоксетина и мидокалма из биологических жидкостей и тканей внутренних органов. Разработаны методики изолирования, обеспечивающие более высокие значения выходов исследуемых веществ по сравнению с общепринятыми методами (Васильева А.А., Карташов В.А.).

Установлены оптимальные условия разделения, способы детектирования и количественного определения кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба в извлечениях из биологического материала различными физико-химическими методами анализа: тонкослойная, газожидкостная и высокоэффективная жидкостная хроматография, спектрофотометрия в УФ области.

Показана возможность использования разработанной методики химико-токсикологического анализа для исследования случаев комбинированных отравлений изучаемыми веществами в сочетании с димедролом, дипразином, амитриптилином, тиопенталом-натрием.

Изучена сохраняемость мидокалма, флуоксетина, сиднокарба и кетамина при гнилостном разложении трупного материала.

Практическая значимость работы. Предложены методики идентификации и количественного определения мидокалма, кетамина, сиднокарба и флуоксетина в извлечениях из крови, мочи и тканей внутренних органов с применением различных физико-химических методов анализа (ТСХ, ВЭЖХ, ГЖХ, СФМ-УФ), которые могут применяться в судебно-химических лабораториях с целью диагностики отравлений и в учебном процессе студентов, обучающихся по специальности «Фармация» при освоении дисциплины «Токсикологическая химия».

Степень внедрения. На основании проведенных исследований разработаны методические рекомендации, основные положения которых апробированы в судебно-химических лабораториях Алтайского краевого Бюро судебно-медицинской экспертизы (акт внедрения от 28.05.2007 г.), Новосибирского областного Бюро судебно-медицинской экспертизы (акт внедрения от 13.07.2007 г.), Санкт-Петербургского городского Бюро судебно-медицинской экспертизы (акт внедрения от 29.08.2007 г.).

Разработан проект информационного письма «Об определении мидокалма, кетамина, флуоксетина и сиднокарба в трупном материале».

Теоретические положения и результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе кафедры фармацевтической химии с курсом органической и токсикологической химии ГОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет Росздрава» и кафедры токсикологической химии ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Росздрава».

Основные положения, выносимые на защиту. Результаты разработки методик химико-токсикологического анализа кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба в биологических жидкостях и тканях внутренних органов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждены на научно-практических конференциях «Молодежь Барнаулу» (Барнаул, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 гг.), «Актуальные проблемы судебной медицины и экспертной практики» (Барнаул, 2004, 2005, 2006, 2007 гг.), «Наука о человеке» (Томск, 2005 г), «Аналитические методы и приборы для химического анализа» (Санкт-Петербург, 2007 г), на региональной научно-практической конференции (с международным участием) «Состояние, перспективы судебно-токсикологической службы и научных исследований» (Харьков, 2005 г.), российской научно-практической конференции (с международным участием) «Актуальные вопросы судебно-химических, химико-токсикологических исследований и фармацевтического анализа» (Пермь, 2009 г.).

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом основных научных исследований ГОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет Росздрава» (номер государственной регистрации 01200600351).

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации, заключается в том, что он является инициатором, основным исполнителем исследований и автором написания публикаций по теме диссертации. При выполнении работы автор освоил и самостоятельно выполнил все используемые методики исследования, математический анализ и статистическую обработку данных.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, две из которых в журналах, рекомендуемых ВАК.

Экспериментальное исследование по теме диссертации выполнялось на базе Алтайского государственного медицинского университета на кафедре фармацевтической химии с курсом органической и токсикологической химии и Алтайского краевого Бюро судебно-медицинской экспертизы.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 171 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, собственных исследований (3 главы), выводов, списка литературы, включающего 152 источника, из них 51- на иностранных языках, приложений. Работа иллюстрирована 55 таблицами и 37 рисунками.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, показана новизна и практическая значимость проведенных исследований, основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит обзор отечественной и зарубежной литературы, отражает современное состояние исследований в области фармакологии, токсикологии, химико-токсикологического анализа некоторых производных фенилалкиламина (кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба).

Вторая глава посвящена описанию объектов и методов исследования.

В третьей главе приведены результаты изучения факторов экстрагирования исследуемых препаратов и разработки методик изолирования исследуемых веществ из биологических жидкостей (крови, мочи) и тканей внутренних органов. Оптимизированы условия очистки полученных извлечений методом ТСХ, позволяющие свести к минимуму потери выделяемых веществ.

В четвертой главе изложены результаты исследования спектральных характеристик кетамина, мидокалма, сиднокарба, флуоксетина. Определены хроматографический характеристики и выбраны оптимальные условия разделения, идентификации и количественного анализа методами ГЖХ и ВЭЖХ. Модифицированы методики индивидуальной и скрининговой идентификации методом ТСХ. Проведена валидация разработанной методики химико-токсикологического анализа.

В пятой главе показана возможность применения разработанной методики химико-токсикологического анализа кетамина, мидокалма, сиднокарба, флуоксетина для решения различных научных и практических задач. Доказана эффективность использования разработанной методики исследования внутренних органов лабораторных животных (крыс) после однократного и многократного введения изучаемых препаратов и проведения анализа для экспертных случаев. Разработана схема исследования случаев комбинированных отравлений изучаемыми веществами в сочетании с димедролом, дипразином, амитриптилином и тиопенталом натрием. Изучена сохраняемость кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба при гнилостном разложении трупного материала.

В приложениях представлены данные спектральных и хроматографических характеристик кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба, результаты квантово-химических исследований молекул, проект информационного письма, документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

Объекты и методы исследования.

В качестве объектов исследования использовали растворы РСО: кетамина гидрохлорида, мидокалма (толиперазона гидрохлорида), флуоксетина гидрохлорида и сиднокарба, «модельные смеси», внутренние органы лабораторных животных (крыс) и экспертный материал.

Определение оптимальных условий изолирования проводили с использованием «модельных смесей»: измельченные ткани печени, цельную кровь или мочу трупов с определенным количеством добавленного исследуемого вещества (Карташов В.А., 1989).

Контрольные опыты проводили для каждой серии экспериментов с применением «модельных смесей» без добавления исследуемых веществ.

Идентификацию и количественное определение кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба в извлечениях из биологического материала осуществляли физико-химическими методами исследования: ТСХ, ВЭЖХ («Милихром А-02»), ГЖХ («Кристалл-2000» с ДИП), СФМ-УФ («Specord-40M»).

Апробацию разработанной методики химико-токсикологического анализа кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба проводили с использованием экспертного материала и крыс обоего пола массой 150-200 г, при однократном и многократном введении исследуемых препаратов.

Схему химико-токсикологического исследования случаев комбинированных отравлений изучаемыми веществами в сочетании с димедролом, дипразином, амитриптилином и тиопенталом-натрием разработали с использованием «модельных смесей», экспертного материала.

Изучение сохраняемости кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба в трупном материале проводили с использованием «модельных смесей».

Для квантово-химических расчетов показателей энергии низшей свободной молекулярной орбитали (НСМО), коэффициента распределения в системе октанол-вода (logP), моделирования геометрии и 3D структуры изучаемых препаратов применили компьютерную программу HyperChem Pro 6.0 (метод АМ-1), для определения показателя константы кислотности (рКа) -ACD/pKa v4.03.

Разработка методик изолирования и очистки кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба.

Для разработки методик изолирования кетамина, мидокалма, флуоксетина и сиднокарба необходимо установить основные факторы, определяющие выход токсического вещества при экстрагировании из биологического материала: природа растворителя и значение рН среды.

Приближенный теоретический расчет значений указанных факторов для изучаемых препаратов провели с использованием показателей: энергия НСМО, коэффициент распределения в системе октанол-вода, показатель константы кислотности. По общепринятым методикам экспериментально установили оптимальные значения факторов экстрагирования в системе: органический растворитель-вода (табл. 1).

Таблица 1

Результаты определения оптимальных значений факторов экстрагирования исследуемых производных фенилалкиламина

Вещество		Факторы экстрагирования
		Экстрагент (степень экстракции, %)		Значение рН
		Расчетный	Эксперимент	Расчетный	Эксперимент
Флуоксетин		Экстрагенты с НСМО>0 и низким значением LogP (эфир диэтиловый)	Углерод четыреххлористый (64%)	8,5-10,5	8,0-10,0
Сиднокарб			Эфир диэтиловый (33%) Углерод четыреххлористый (36%)	Не опр.	3,0-3,5; 8,0-8,5
Мидокалм		Экстрагенты с НСМО	Хлороформ (95%) Углерод четыреххлористый (87%)	9,0-11,0	9,0-10,0
Кетамин			Хлороформ (97%) Бензол (93%)	6,5-8,5	8,5-9,5