Проекты

Новые матричные соединения для экспрессного детектирования действующих веществ в лекарственных формах методом масс-спектрометрии MALDI

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1747
Предметы: Физика, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

На данный момент на фармацевтическом рынке присутствует большое количество не только оригинальных лекарственных средств и их аналогов, но и низкокачественных подделок. Поэтому крайне важной задачей является контроль качества производимых препаратов, а также контроль их подлинности и содержания в них примесей. Для решения этой задачи используются разнообразные физико-химические методы анализа, одним из которых является масс-спектрометрия, позволяющая получать информацию о строении веществ, входящих в состав смесей. Различают несколько видов масс-спектрометрии, в частности – матрично-активированную лазерную десорбцию/ионизацию. Однако для анализа этим подходом необходимы матричные соединения, которые подбираются эмпирическим путём. Из-за этого к настоящему моменту их известно сравнительно небольшое количество. Следовательно, подбор матриц имеет большой практический интерес. В работе мы использовали как традиционные матрицы (3-аминохинолин (AХ) и 9-аминоакридин (9-АА)), так и вновь предложенные (акридин (А), N, N-диметил-п-фенилендиамин (ДМАФА), 4-диметиламинобензальдегид (ДМАБА)).

Цель

Изучить возможность применения некоторых ранее описанных и оценить потенциал новых предлагаемых матриц для детектирования лекарственных средств, имеющих карбоксильную группу, методом масс-спектрометрии MALDI.

Задачи

  1. Проанализировать научную литературу по теме исследования.
  2. Провести сравнительные исследования эффективности десорбции/ионизации фармацевтических препаратов, имеющих в своём составе способные к депротонированию функциональные группы, с использованием традиционных матричных соединений и вновь предложенных веществ.
  3. Провести анализ полученных данных и сделать выводы об эффективности применения различных матричных соединений.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Масс-спектрометр Bruker autoflex speed (Bruker Daltonics Inc., Германия)
  • Весы Ohaus Scout Pro SP402 Portable Digital Scale
  • Шейкер TS-100 biosan
  • Стальная мишень MTP 384 ground steel

Описание

Были изучены возможности использования предложенных матричных соединений для детектирования использованных в работе биологически активных соединений путём регистрации их масс-спектров MALDI.

Критерием пригодности считалось наличие пика иона, соответствующего аналиту. Проведено определение сравнительной эффективности предлагаемых матричных соединений и ранее описанных веществ путём установления пределов обнаружения задействованных в работе препаратов. Для этого использовался метод последовательного двукратного разбавления растворов аналитов с последующей регистрацией масс-спектров. Пределом обнаружения признавалась концентрация соединения, предыдущая той, при которой для пика иона аналита было достигнуто соотношение сигнал/шум менее чем 3 к 1.

Результаты работы/выводы

Анализ совокупности полученных данных показал, что использование акридина не позволяет получать результаты, сопоставимые с 9-АА и АХ. Пределы обнаружения, полученные с помощью ДМАФА, часто превосходили значения, достигнутые для АХ, однако в большинстве случаев проигрывали 9-АА. В случае же ДМАБА удалось достигнуть наилучших результатов.

Перспективы использования результатов работы

Предложены новые матричные соединения, позволяющие регистрировать масс-спектры отрицательных ионов биологически активных соединений с подвижным атомом водорода. Достигаемые при этом в случае ДМАБА пределы обнаружения ниже получаемых с использованием уже описанных матриц.

Предложенный подход может быть использован для быстрого скрининга лекарственных форм с целью подтверждения подлинности.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РУДН