ОДНОВРЕМЕННЫЙ КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ 1H ЯМР АНАЛИЗ МЕТАНОЛА, ЭТАНОЛА И ИХ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ В ПЛАЗМЕ ЧЕЛОВЕКА: РАННИЙ ДИАНОЗ И МОНИТОРИНГ ВО ВРЕМЯ ЛЕЧЕНИЯ ОСТРОГО ОТРАВЛЕНИЯ МЕТАНОЛОМ ВО ВЬЕТНАМЕ
Аннотация
В данной работе был установлен метод ядерного магнитного резонанса (1Н-ЯМР) для одновременного количественного определения метанола, этанола и продуктов их метаболизма (муравьиная кислота и уксусная кислота) в плазме человека. Эффект белка в образце плазмы был удален 25% трихлоруксусной кислотой (TCA) с соотношением TCA и образца плазмы при 1/5 (об./об.). Небольшое количество D2O (приблизительно 1/10 об./об.) было выбрано из-за того, что влияние водяного сигнала было устранено с помощью предварительного подавления воды с помощью последовательности импульсов NOESY. Были проверены различные аналитические параметры, такие как линейность, точность, точность и специфичность, предел обнаружения прибора (IDL) и предел количественного определения прибора (IQL). Предел обнаружения прибора четырьмя соединениями в пустой плазме варьировался от 0,68 (для метанола) до 2,88 мг/л (для муравьиной кислоты). Среднее извлечение концентрации в динамических диапазонах составило от 96 до 105%. Хорошая линейность между концентрацией, рассчитанной по интегральному сигналу, и измеренной, полученной по калибровочным кривым, подтвердила, что концентрацию анализируемых веществ в плазме можно непосредственно определить из сигнала протона, полученого из спектроскопии ядерного магнитного резонанса (1H-ЯМР). В данной работе предложенный метод был успешно применен для прямого определения пяти соединений в 9 образцах плазмы пациента с удовлетворительными результатами по сравнению с методом GC/FID. Аналитическая процедура может быть полезна для диагностики и оценки лечения отравления метанолом во вьетнамских больницах.
Литература
Clary J.J. Human Toxicity. In: The Toxicology of Methanol. Wiley. 2013. P. 269. DOI: 10.1002/9781118353110.
Hovda K.E., Mcmartin K., Jacobsen D. Methanol and Formaldehyde. In: Critical Care Toxicology: Diagnosis and Management of the Critically Poisoned Patient. Ed. by J. Brent. Cham: Springer International Publishing. 2017. P. 3058. DOI: 10.1007/978-3-319-20790-2_78-2.
BNF 69. British National Formulary. V. 42. British Medical Association. 2015.
Hovda K.E., Hunderi O.H., Tafjord A.-B., Dunlop O., Rudberg N., Jacobsen D. Methanol outbreak in Norway 2002–2004: epidemiology, clinical features and prognostic signs. J. Internal Medicine. 2005. V. 258. N 2. P. 181-190. DOI: 10.1111/j.1365-2796.2005.01521.x.
Jendral J.A., Monakhova Y.B., Lachenmeier D.W. Formaldehyde in Alcoholic Beverages: Large Chemical Survey Using Purpald Screening Followed by Chromotropic Acid Spectrophotometry with Multivariate Curve Resolution. Internat. J. Analyt. Chem. 2011. V. 2011. P. 1-11. DOI: 10.1155/2011/797604.
Boyaci I.H., Genis H.E., Guven B., Tamer U., Alper N. A novel method for quantification of ethanol and metha-nol in distilled alcoholic beverages using Raman spectroscopy. J. Raman Spectrosc. 2012. V. 43. N 8. P. 1171-1176. DOI: 10.1002/jrs.3159.
Ellis D.I., Muhamadali H., Xu Y., Eccles R., Goodall I., Goodacre R. Rapid through-container detection of fake spirits and methanol quantification with handheld Raman spectroscopy. Analyst. 2019. V. 144. N 1. P. 324-330. DOI: 10.1039/C8AN01702F.
Kage S., Kudo K., Ikeda H., Ikeda N. Simultaneous de-termination of formate and acetate in whole blood and urine from humans using gas chromatography–mass spectrometry. J. Chromatography B. 2004. V. 805. N 1. P. 113-117. DOI: 10.1016/j.jchromb.2004.02.029.
Arslan M.M., Zeren C., Aydin Z., Akcan R., Dokuyucu R., Keten A., Cekin N. Analysis of methanol and its derivatives in illegally pro-duced alcoholic beverages. J. Forensic Legal Medicine. 2015. V. 33. P. 56-60. DOI: 10.1016/j.jflm.2015.04.005.
De Paula Pereira P.A., Sousa Santos E.T., De Freitas Ferreira T. Determination of methanol and ethanol by gas chromatrography following air sampling onto florisil cartridges and their concentrations at urban sites in the three largest cities in Brazil. Talanta. 1999. V. 49. N 2. P. 245-252. DOI: 10.1016/S0039-9140(98)00376-2.
Wang M.-L., Wang J.-T., Choong Y.-M. A rapid and accurate method for determination of methanol in alcohol-ic beverage by direct injection capillary gas chromatography. J. Food Composit. Anal. 2004. V. 17. N 2. P. 187-196. DOI: 10.1016/j.jfca.2003.08.006.
Zhuang G.-C., Lin Y.-S., Elvert M., Heuer V.B., Hinrichs K.-U. Gas chromatographic analysis of methanol and ethanol in marine sediment pore waters: Validation and implementation of three pretreatment techniques. Marine Chem. 2014. V. 160. P. 82-90. DOI: 10.1016/j.marchem.2014.01.011.
Santos M.S.F., Da Costa E.T., Gutz I.G.R., Garcia C.D. Analysis of Methanol in the Presence of Ethanol, Using a Hybrid Capillary Electrophoresis Device with Electro-chemical Derivatization and Conductivity Detection. Analyt. Chem. 2017. V. 89. N 2. P. 1362-1368. DOI: 10.1021/acs.analchem.6b04440.
Pereira P.F., Sousa R.M.F., Munoz R.A.A., Richter E.M. Simultaneous determination of ethanol and methanol in fuel ethanol using cyclic voltammetry. Fuel. 2013. V. 103. P. 725-729. DOI: 10.1016/j.fuel.2012.07.034.
Kew W., Bell N.G.A., Goodall I., Uhrín D. Advanced Solvent Signal Suppression for the Acquisition of 1D and 2D NMR Spectra of Scotch Whisky. Magn. Resonance Chem. 2017. V. 55. N 9. P. 784-784. DOI: 10.1002/mrc.4628.
Simmler C., Napolitano J.G., Mcalpine J.B., Shao-Nong Chen, Pauli G.F. Universal quantitative NMR analysis of complex natural samples. Curr. Opinion Biotechnol. 2014. V. 25. P. 51-59. DOI: 10.1016/j.copbio.2013.08.004.
Marcone M.F., Wang S., Albabish W., Nie Sh., Somnarain D., Hill A. Diverse food-based applications of nucle-ar magnetic resonance (NMR) technology. Food Res. In-ternat. 2013. V. 51. N 2. P. 729-747. DOI: 10.1016/j.foodres.2012.12.046.
Wu Z., Jin L., Zheng W., Zhang Ch., Zhang L., Chen Y., Guan J., Fei H. NMR-based serum metabolomics study reveals a innovative diagnostic model for missed abortion. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2018. V. 496. N 2. P. 679-685. DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.01.096.
Fan T.W.M., Lane A.N. Applications of NMR spectroscopy to systems biochemistry. Prog. Nucl. Magn. Resonance Spectrosc. 2016. V. 92–93. P. 18-53. DOI: 10.1016/j.pnmrs.2016.01.005.
Tukiainen T., Tynkkynen T., Mäkinen V.-P. A multimetabolite analysis of serum by 1H NMR spectroscopy: Early systemic signs of Alzheimer’s disease. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008. V. 375. N 3. P. 356-361. DOI: 10.1016/j.bbrc.2008.08.007.
Nagana Gowda G.A., Gowda Y.N., Raftery D. Expand-ing the Limits of Human Blood Metabolite Quantitation Using NMR Spectroscopy. Analyt. Chem. 2015. V. 87. N 1. P. 706-715. DOI: 10.1021/ac503651e.
Wahl A., Azaroual N., Imbenotte M., Mathieu D., Forzy G., Cartigny B., Vermeersch G., Lhermitte M. Poisoning with methanol and ethylene glycol: 1H NMR spectroscopy as an effective clinical tool for diagnosis and quantifica-tion. Toxicology. 1998. V. 128. N 1. P. 73-81. DOI: 10.1016/S0300-483X(98)00055-9.
Monakhova Y.B., Schäfer H., Humpfer E., Spraul M., Kuballa T., Lachenmeier D.W. Application of automated eightfold suppression of water and ethanol signals in 1H NMR to provide sensitivity for analyzing alcoholic bever-ages. Magn. Resonance Chem. 2011. V. 49. N.11. P. 734-739. DOI: 10.1002/mrc.2823.
Sedaghat Doost A., Akbari M., Stevens C.V., Setiowati A.D., Van der Meeren P. A review on nuclear overhauser enhancement (NOE) and rotating-frame overhauser effect (ROE) NMR techniques in food science: Basic principles and applications. Trends Food Sci. Technol. 2019. V. 86. P. 16-24. DOI: 10.1016/j.tifs.2019.02.001.
Zailer E., Diehl B.W.K. Alternative determination of blood alcohol concentration by 1H NMR spectroscopy. J. Pharm. Biomed. Anal. 2016. V. 119. P. 59-64. DOI: 10.1016/j.jpba.2015.11.030.
