DOI: https://doi.org/10.1007/s11419-024-00684-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38554217
تاريخ النشر: 2024-03-30
المؤلف: Abdulaziz A. Aldubayyan وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم السموم الجنائي وتحليل المخدرات
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في استقرار الكاثينونات الاصطناعية (SCt) ومشتقاتها ثنائية الهيدرو في البول البشري تحت ظروف تخزين مختلفة، وهو أمر حاسم للتسمم الشرعي. تم إضافة ستة عشر كاثينونًا اصطناعيًا وعشرة مشتقات ثنائية الهيدرو إلى البول وتم تخزينها في درجة حرارة الغرفة (22-23 °م) لمدة تصل إلى 3 أيام، وفي الثلاجة (4 °م) لمدة تصل إلى 14 يومًا، وفي الفريزر (-40 °م) لمدة تصل إلى 12 شهرًا. أظهر التحليل، الذي تم باستخدام طريقة كروماتوغرافيا السائل المتصلة بمطياف الكتلة المعتمد، أنه بينما أظهرت جميع المواد المدروسة انخفاضًا في التركيز مع مرور الوقت، أظهرت تلك المخزنة عند -40 °م تدهورًا أبطأ بشكل ملحوظ. ومن الجدير بالذكر أن جميع المواد المدروسة ظلت مستقرة (> 80%) لمدة شهر واحد عند التجميد، مع إظهار المركبات الهالوجينية أعلى عدم استقرار.
تؤكد النتائج على تأثير درجة حرارة التخزين على معدلات تدهور SCt، حيث تسرع درجات الحرارة الأعلى من التدهور. أظهرت المشتقات ثنائية الهيدرو استقرارًا أفضل مقارنةً بمركباتها الأصلية في جميع الظروف، مما يشير إلى إمكانيتها كعلامات حيوية موثوقة لاستخدام SCt. تدعو الدراسة إلى استخدام التجميد العميق (-40 °م أو أقل) لعينات البول المشتبه في احتوائها على SCt، حيث قد يعزز ذلك من الحفاظ على المواد المدروسة ويقلل من الخسائر الكبيرة مع مرور الوقت.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية الكاثينونات الاصطناعية (SCt) كفئة بارزة من المواد النفسية الجديدة (NPS) في أسواق المخدرات غير المشروعة، مدفوعة بتكلفتها المنخفضة وسهولة الوصول إليها. يعد استقرار SCt أثناء التخزين أمرًا حاسمًا للتحليل الشرعي الدقيق، حيث يمكن أن يحدث التدهور بسبب عوامل مختلفة بما في ذلك ظروف التخزين، الهيكل الكيميائي، ونوع العينات البيولوجية. أشارت الدراسات السابقة إلى أن SCt تظهر درجات متفاوتة من الاستقرار تحت درجات حرارة مختلفة، مع ملاحظة معدلات تدهور أعلى في درجة حرارة الغرفة مقارنةً بالظروف المبردة أو المجمدة.
تسلط الورقة الضوء على النتائج من الدراسات التي فحصت استقرار SCt ومشتقاتها في البول، مشيرةً إلى أن بعض الميزات الهيكلية، مثل وجود مجموعات ميثيلين ديوكسي، تعزز الاستقرار. كما تؤكد على الحاجة إلى تقييمات شاملة للاستقرار تشمل كل من المركبات الأصلية ومشتقاتها، حيث قد تعمل المشتقات كعلامات حيوية أكثر موثوقية عندما تتدهور الأدوية الأصلية بشكل كبير. تهدف الدراسة الحالية إلى تقييم استقرار 26 SCt ومشتقاتها ثنائية الهيدرو في البول البشري تحت ظروف التخزين الشرعي النموذجية، باستخدام طريقة كروماتوغرافيا السائل المتصلة بمطياف الكتلة (LC-MS/MS) المعتمدة.
الطرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. توضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى البروتوكولات المتبعة لضمان إمكانية إعادة الإنتاج. قد يصف القسم أيضًا الطرق الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي برامج تم استخدامها ومعايير الدلالة.
بالإضافة إلى ذلك، يجب أن توفر المنهجية نظرة ثاقبة على الضوابط والمتغيرات التجريبية، مما يضمن أن النتائج قوية وموثوقة. هذا القسم حاسم لفهم كيفية الحصول على النتائج ولتقييم صحة الاستنتاجات المستخلصة من البحث.
النتائج
تشير نتائج دراسة الاستقرار إلى تباين كبير في الاحتفاظ بالكاثينونات الاصطناعية (SCt) المختبرة تحت ظروف تخزين مختلفة. بعد 3 أيام في درجة حرارة الغرفة (RT)، أظهر 4-CEC انخفاضًا حادًا، مع بقاء أقل من 15% من تركيزه الأولي، بينما حافظ 4-Cl-α-PPP و4-Cl-α-PVP و4-F-PHP على أكثر من 40% من الاستقرار في RT وأكثر من 50% عند التبريد عند 4 °م لمدة 14 يومًا. من بين SCt، أظهر MDPV أعلى استقرار، محتفظًا بأكثر من 80% من تركيزه الأولي تحت كل من ظروف RT والمبردة.
أظهرت تقييمات الاستقرار على المدى الطويل عند -40 °م أن الأدوية الأصلية احتفظت باستقرار جيد لمدة تصل إلى شهر واحد، مع ملاحظة خسارة أقل من 25% بحلول اليوم 90. ومع ذلك، أظهرت المواد المدروسة الهالوجينية، وخاصة 4-CEC و4-Cl-α-PPP، تدهورًا كبيرًا، مع بقاء حوالي 50% فقط قابلة للاكتشاف. بعد 6 أشهر، لم تنخفض معظم الأدوية الأصلية بأكثر من 65%، بينما أظهرت المشتقات ثنائية الهيدرو استقرارًا أكبر، مع أكثر من 80% قابلة للاكتشاف بعد 12 شهرًا، باستثناء المشتقات ثنائية الهيدرو الهالوجينية، التي أظهرت استقرارًا منخفضًا. بشكل عام، كانت المشتقات ثنائية الهيدرو أكثر استقرارًا من مركباتها الأصلية، مما يبرز أهمية ظروف التخزين في الحفاظ على سلامة هذه المواد المدروسة.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على أهمية فهم استقرار الكاثينونات الاصطناعية (SCt) ومشتقاتها ثنائية الهيدرو في البول البشري، خاصة فيما يتعلق بظروف تخزينها. تكشف الدراسة أن استقرار هذه المركبات يتأثر بشكل كبير بدرجة حرارة التخزين، حيث تظهر المواد المدروسة الهالوجينية عدم استقرار أكبر مقارنةً بنظيراتها غير الهالوجينية. من الجدير بالذكر أن الميفيدون أظهر معدل تدهور كبير، حيث فقد حوالي 60% من تركيزه الأولي في درجة حرارة الغرفة و4 °م خلال 14 يومًا. تتناقض هذه النتيجة مع الدراسات السابقة، مما يبرز التباين في معدلات التدهور بناءً على الهيكل الكيميائي وظروف التخزين.
علاوة على ذلك، تشير الأبحاث إلى أن المشتقات ثنائية الهيدرو عادةً ما تكون أكثر استقرارًا من مركباتها الأصلية، مما يشير إلى إمكانيتها كعلامات حيوية أفضل لمراقبة استخدام SCt على المدى الطويل. كما تلاحظ الدراسة غياب المنتجات المتدهورة المكتشفة في عينات البول، مما يثير احتمال أن المنتجات غير المكتشفة قد تساهم في تدهور المواد المدروسة. بشكل عام، تدعو النتائج إلى تخزين عينات البول في درجات حرارة منخفضة، ويفضل أن تكون -40 °م أو أقل، لتعزيز الحفاظ على SCt ومشتقاتها، وبالتالي تحسين موثوقية التحليلات السمية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11419-024-00684-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38554217
Publication Date: 2024-03-30
Author(s): Abdulaziz A. Aldubayyan et al.
Primary Topic: Forensic Toxicology and Drug Analysis
Overview
This study investigates the stability of synthetic cathinones (SCt) and their dihydro-metabolites in human urine under various storage conditions, which is crucial for forensic toxicology. Sixteen synthetic cathinones and ten dihydro-metabolites were spiked in urine and stored at room temperature (22-23 °C) for up to 3 days, refrigerated (4 °C) for up to 14 days, and frozen (-40 °C) for up to 12 months. The analysis, conducted using a validated liquid chromatography-tandem mass spectrometry method, revealed that while all analytes exhibited a decrease in concentration over time, those stored at -40 °C showed significantly slower degradation. Notably, all analytes remained stable (> 80%) for one month when frozen, with halogenated compounds demonstrating the highest instability.
The findings underscore the influence of storage temperature on the degradation rates of SCt, with higher temperatures accelerating degradation. Dihydro-metabolites displayed improved stability compared to their parent analytes across all conditions, suggesting their potential as reliable biomarkers for SCt use. The study advocates for the use of deep freezing (-40 °C or lower) for urine samples suspected to contain SCt, as this may enhance the preservation of analytes and mitigate significant losses over time.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance of synthetic cathinones (SCt) as a prominent category of new psychoactive substances (NPS) in illicit drug markets, driven by their low cost and accessibility. The stability of SCt during storage is critical for accurate forensic analysis, as degradation can occur due to various factors including storage conditions, chemical structure, and the type of biological samples. Previous studies have indicated that SCt exhibit varying degrees of stability under different temperatures, with higher degradation rates observed at room temperature compared to refrigerated or frozen conditions.
The paper highlights findings from studies that examined the stability of SCt and their metabolites in urine, noting that certain structural features, such as the presence of methylenedioxy groups, enhance stability. It also emphasizes the need for comprehensive stability assessments that include both parent compounds and their metabolites, as metabolites may serve as more reliable biomarkers when parent drugs degrade significantly. The current study aims to evaluate the stability of 26 SCt and their dihydro-metabolites in human urine under typical forensic storage conditions, utilizing a validated liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as the protocols followed to ensure reproducibility. The section may also describe the statistical methods applied for data analysis, including any software utilized and the criteria for significance.
Additionally, the methodology should provide insight into the experimental controls and variables, ensuring that the findings are robust and reliable. This section is crucial for understanding how the results were obtained and for assessing the validity of the conclusions drawn from the research.
Results
The results of the stability study indicate significant variability in the retention of tested synthetic cathinones (SCt) under different storage conditions. After 3 days at room temperature (RT), 4-CEC exhibited a drastic reduction, with less than 15% of its initial concentration remaining, while 4-Cl-α-PPP, 4-Cl-α-PVP, and 4-F-PHP maintained over 40% stability at RT and more than 50% when refrigerated at 4 °C for 14 days. Among the SCt, MDPV demonstrated the highest stability, retaining over 80% of its initial concentration under both RT and refrigerated conditions.
Long-term stability assessments at -40 °C revealed that parent drugs retained good stability for up to 1 month, with less than 25% loss observed by day 90. However, halogenated analytes, particularly 4-CEC and 4-Cl-α-PPP, showed significant degradation, with only about 50% remaining detectable. After 6 months, most parent drugs did not decrease by more than 65%, while dihydro-metabolites exhibited even greater stability, with over 80% detectable after 12 months, except for the halogenated dihydro-metabolites, which showed reduced stability. Overall, dihydro-metabolites were more stable than their parent compounds, highlighting the importance of storage conditions in preserving the integrity of these analytes.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the importance of understanding the stability of synthetic cathinones (SCt) and their dihydrometabolites in human urine, particularly regarding their storage conditions. The study reveals that the stability of these compounds is significantly affected by storage temperature, with halogenated analytes exhibiting greater instability compared to their non-halogenated counterparts. Notably, mephedrone showed a substantial degradation rate, losing approximately 60% of its initial concentration at room temperature and 4 °C over 14 days. This finding contrasts with previous studies, highlighting the variability in degradation rates based on chemical structure and storage conditions.
Furthermore, the research indicates that dihydrometabolites are generally more stable than their parent compounds, suggesting their potential as better biomarkers for monitoring long-term SCt use. The study also notes the absence of detected degradation products in urine samples, raising the possibility that undetected breakdown products may contribute to analyte degradation. Overall, the findings advocate for the storage of urine samples at lower temperatures, ideally -40 °C or below, to enhance the preservation of SCt and their metabolites, thereby improving the reliability of toxicological analyses.