nbsprotВестник войск РХБ защитыJournal of NBC Protection Corps2587-57283034-279127 Научный центр10.35825/2587-5728-2018-2-3-40-54vmupgrnbsprot-207Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОТ ХИМИЧЕСКОГО ТЕРРОРИЗМАCHEMICAL SECURITY AND PROTECTION AGAINST CHEMICAL TERRORISMРазработка методики определения низкомолекулярных биомаркеров заражения ипритом в пробах биологического происхожденияElaboration of a Method for the Determination of Low-Molecular-Weight Mustard Gas Biomarkers in Biological SamplesКорнеевД. О.KorneevD. О.

Корнеев Дмитрий Олегович. Старший научный сотрудник отдела, канд. хим. наук, доц. 

105005, г. Москва, Бригадирский переулок, 13

Korneev Dmitry Olegovich. Senior Researcher of the Department. Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor 

Brigadirskii Lane 13, Moscow 105005

27nc_1@mil.ruПетраковаЛ. В.PetrakovaL. V.

Петракова Лидия Васильевна. Научный сотрудник отдела.

105005, г. Москва, Бригадирский переулок, 13

Petrakova Lidia Vasilyevna. Researcher of the Department 

Brigadirskii Lane 13, Moscow 105005

ПонсовМ. А.PonsovМ. А.

Понсов Михаил Александрович. Старший научный сотрудник отдела, канд. хим. наук, доц.

105005, г. Москва, Бригадирский переулок, 13

Ponsov Mikhail Aleksandrovich. Senior Researcher of the Department. Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor 

Brigadirskii Lane 13, Moscow 105005

РодионовА. А.RodionovА. А.

Родионов Александр Анатольевич. Старший научный сотрудник отдела, канд. техн. наук, проф. АВН

105005, г. Москва, Бригадирский переулок, 13

Rodionov Aleksandr Anatolyevich. Senior Researcher of the Department. Candidate of Technical Sciences, Professor of the Academy of Military Sciences 

Brigadirskii Lane 13, Moscow 105005

Федеральное государственное бюджетное учреждение «27 Научный центр» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияFederal State Budgetary Establishment «27 Scientific Centre» of the Ministry of Defence of the Russian FederationRussian Federation201802072023234054Copyright © Корнеев Д.О., Петракова Л.В., Понсов М.А., Родионов А.А., 20232023Корнеев Д.О., Петракова Л.В., Понсов М.А., Родионов А.А.Korneev D.О., Petrakova L.V., Ponsov М.А., Rodionov А.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nbsprot.ru/jour/article/view/207

Актуальность разработки и совершенствования способов определения метаболитов (биомаркеров) отравляющих веществ (ОВ) в биологических жидкостях (крови, моче и т.д.) связана с необходимостью установления фактов воздействия ОВ на организм человека и животных. Необходимость в проведении таких анализов возникает в рамках наблюдения за выполнением положений Конвенции о запрещении химического оружия (КХО), при расследованиях предполагаемого применения ОВ, а также в ходе профессиональных тестов, проводимых Организацией по запрещению химического оружия (ОЗХО). В настоящее время имеется проблема определения низкомолекулярных биомаркеров иприта в биологических пробах методами газовой хроматографии с применением масс­селективного детектирования. Низкомолекулярными биомаркерами серного иприта являются тиодигликоль, оксиды и сульфоксиды иприта. Идентификация и количественная оценка содержания маркеров серного иприта в крови и моче осуществляется по методикам, основанным на вытеснении тиодигликоля и его производных из белковых конъюгатов с помощью трихлорида титана, твердофазной экстракции, концентрировании в растворе этилацетата, дериватизации пентафторбензоилхлоридом, гептафторбутирилимидазолом, ангидридом или хлорангидридом гептафтормасляной кислоты, последующей реэкстракции деривата в соответствующий растворитель и последующем газохроматографическом анализе в режиме химической ионизации метаном с регистрацией отрицательных ионов. После пробоподготовки проводилось определение пределов обнаружения минимальных значений сверхнизких концентраций анализируемых биомаркеров серного иприта в моче и плазме крови. Проведя хроматографический анализ, по результатам строили соответствующие графики зависимости показателей, исходя из концентрации исследуемых биомаркеров в моче и плазме крови, используемые в дальнейшем для разработки соответствующих методик по определению биомаркеров серного иприта в моче и крови человека.

The relevance of the development and the improvement of methods for the determination of metabolites (biomarkers) of toxic substances in biological fluids (blood, urine, etc.) is associated with the need to establish facts of humans and animals exposure to toxic chemicals. The need for such analysis arises within the framework of monitoring of the compliance with the provisions of the Chemical Weapons Convention (CWC), when conducting investigations into the alleged use of chemical agents, as well as within the framework of the official proficiency tests carried out by the Organization for the Prohibition of Chemical Weapons (OPCW). Nowadays there exists the problem of the determination of low­molecular­weight mustard gas biomarkers in biological samples with the use of gas chromatography methods with mass­selective detection. The lowmolecular­weight biomarkers of sulfur mustard (SM) are thiodiglycol, oxides and sulfoxides. The identification and quantitative assessment of SM markers in blood and urine is carried out according to the methods, based on the displacement of thiodiglycol and its derivatives from protein conjugates with titanium trichloride, solidphase extraction, concentration in ethyl acetate solution, derivatization with pentafluorobenzoyl chloride, heptafluorobutyrylimidazole, heptafluorobutyric acid anhydride or chloride, subsequent stripping of the derivative into the appropriate solvent and GH­MS analysis (chemical ionization technique with methane as a reagent gas with the registration of negative ions). After the sample preparation, the limits of detection of the minimum values of ultra­low concentrations of the analyzed biomarkers of SM in urine and blood plasma were determined. After the chromatographic analysis, the corresponding graphs of indicators have been constructed, based on the concentrations of biomarkers in urine and blood plasma. Later on they have been used for the elaboration of the methods for the determination of SM biomarkers in human urine and blood.

биомаркерыβ-лиазные метаболитыКонвенциянанопримесиотравляющие веществаподготовка пробы плазмыпробоподготовкатоксичные химикатыхимическое оружиехроматографическое разделениехроматографический пикэкологическое обследованиеbiomarkersbeta-lyase metabolitesConventionnanodashespoisonous substancesplasma sample preparationsample preparationtoxic chemicalschemical weaponschromatographic separationchromatographic peakenvironmental studyReferencesConvention on the prohibition of the dеvelopment, production, stockpiling and use of chemical weapons and on their destruction (English version). Printed and distributed by the Technical Secretariat of the Organization for the Prohibition of Chemical Weapons, 2005.Convention on the prohibition of the dеvelopment, production, stockpiling and use of chemical weapons and on their destruction (English version). Printed and distributed by the Technical Secretariat of the Organization for the Prohibition of Chemical Weapons, 2005.Barr J.R., Pierce C.L., Smith J.R. et al. Analysis of Urinary Metabolites of Sulfur Mustard in Two individuals after Accidental Exposure // J. Anal. Toxicol. 2008. V. 32, № 1. P. 10–16.Barr J.R., Pierce C.L., Smith J.R. et al. Analysis of Urinary Metabolites of Sulfur Mustard in Two individuals after Accidental Exposure // J. Anal. Toxicol. 2008. V. 32, № 1. P. 10–16.Lin Y., Dong Y., Chen J. et al. Gas chromatographic–tandem mass spectrometric analysis of β-lyase metabolites of sulfur mustard adducts with glutathione in urine andits use in a rabbit cutaneous exposure model // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2014. V. 945–946. P. 233–239.Lin Y., Dong Y., Chen J. et al. Gas chromatographic–tandem mass spectrometric analysis of β-lyase metabolites of sulfur mustard adducts with glutathione in urine andits use in a rabbit cutaneous exposure model // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2014. V. 945–946. P. 233–239.Young C.L., Ash D., Driskell W.J. et al. А Rapid, Sensitive Method for the Quantitation of Specific Metabolites of Sulfur Mustard in Human Urine Using Isotope-Dilution Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry // J. Anal. Toxicol. 2004. V. 28. № 5. P. 339–345.Young C.L., Ash D., Driskell W.J. et al. А Rapid, Sensitive Method for the Quantitation of Specific Metabolites of Sulfur Mustard in Human Urine Using Isotope-Dilution Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry // J. Anal. Toxicol. 2004. V. 28. № 5. P. 339–345.Xu H., Nie Z., Zhang Y. et al. Four Sulfur Mustard Exposure Cases: Overall Analysis of Four Types of Biomarkers in Clinical Samples Provides Positive Implication for Early Diagnosis and Treatment Monitoring // Toxicol. Rep. 2014. V. 1. P. 533–543.Xu H., Nie Z., Zhang Y. et al. Four Sulfur Mustard Exposure Cases: Overall Analysis of Four Types of Biomarkers in Clinical Samples Provides Positive Implication for Early Diagnosis and Treatment Monitoring // Toxicol. Rep. 2014. V. 1. P. 533–543.Nie Z., Liu Q., Xie J. Improvements in Monitoring the N-terminal Valine Adduct in Human Globin after Exposure to Sulfur Mustard and Synthesis of Reference Chemicals. Talanta. 2011. V. 85 2. P. 1154–1159.Nie Z., Liu Q., Xie J. Improvements in Monitoring the N-terminal Valine Adduct in Human Globin after Exposure to Sulfur Mustard and Synthesis of Reference Chemicals. Talanta. 2011. V. 85 2. P. 1154–1159.Black R.M., Brewster K., Clarke R.J. et al. Biological Fate of Sulphur Mustard, 1,1'-Thiobis(2- chloroethane): Isolation and identification of Urinary Metabolites Following Intraperitoneal Administration to Rat // Xenobiotica. 1992. V. 22, № 4. P. 405–418.Black R.M., Brewster K., Clarke R.J. et al. Biological Fate of Sulphur Mustard, 1,1'-Thiobis(2- chloroethane): Isolation and identification of Urinary Metabolites Following Intraperitoneal Administration to Rat // Xenobiotica. 1992. V. 22, № 4. P. 405–418.Black R.М. An Overview of Biological Markers of Exposure to Chemical Warfare Agents // J. Anal. Toxicol. 2008. V. 32, № 1. P. 2–9.Black R.М. An Overview of Biological Markers of Exposure to Chemical Warfare Agents // J. Anal. Toxicol. 2008. V. 32, № 1. P. 2–9.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.