nbsprotВестник войск РХБ защитыJournal of NBC Protection Corps2587-57283034-279127 Научный центр10.35825/2587-5728-2024-8-1-18-33hrotqcnbsprot-339Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОТ ХИМИЧЕСКОГО ТЕРРОРИЗМАCHEMICAL SECURITY AND PROTECTION AGAINST CHEMICAL TERRORISMИдентификация EA-3167, структурного аналога инкапаситанта BZ, в объектах, доставленных из зоны проведения специальной военной операции, и обнаружение его метаболитов в моче при экспонировании крысIdentification of EA-3167, a Structural Analogue of the BZ Incapacitant, in Objects Delivered from the Zone of a Special Military Operation and Detection of Its Metabolites in Urine during Exposure of Ratshttps://orcid.org/0000-0002-5971-5989ГригорьевА. М.GrigoryevA. M.

Григорьев Андрей Михайлович. Старший научный сотрудник. Доктор химических наук

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19

Andrej M. Grigoryev. Senior Researcher. Dr Sci. (Chem).

Entuziastov Passage, 19, Moscow 111024

27nc1@mil.ruЯшкирВ. А.JashkirV. A.

Яшкир Вадим Анатольевич. Старший научный сотрудник. Кандидат химических наук

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19

Vadim A. Jashkir. Senior Researcher. Cand. Sci. (Chem).

Entuziastov Passage, 19, Moscow 111024

КолосоваН. А.KolosovaN. A.

Колосова Наталья Александровна. Старший научный сотрудник. Кандидат биологических наук

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19

Nataliya A. Kolosova. Senior Researcher. Cand. Sci. (Chem).

Entuziastov Passage, 19, Moscow 111024

ФатеенковВ. Н.FateenkovV. N.

Фатеенков Владимир Николаевич. Начальник отдела. Кандидат военных наук, доцент, профессор АВН

111024, г. Москва, проезд Энтузиастов, д. 19

Vladimir N. Fateenkov. Chief of the Department. Cand. Sci. (Mil.). Professor AMS.

Entuziastov Passage, 19, Moscow 111024

Федеральное государственное бюджетное учреждение «27 Научный центр имени академика Н.Д. Зелинского» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияFederal State Budgetary Establishment “27 Scientific Centre Named after Academician N.D. Zelinsky” of the Ministry of Defence of the Russian FederationRussian FederationFederal State Budgetary Establishment “27 Scientific Centre Named after Academician N.D. Zelinsky” of the Ministry of Defence of the Russian FederationRussian Federation202417062024811833Copyright © Григорьев А.М., Яшкир В.А., Колосова Н.А., Фатеенков В.Н., 20242024Григорьев А.М., Яшкир В.А., Колосова Н.А., Фатеенков В.Н.Grigoryev A.M., Jashkir V.A., Kolosova N.A., Fateenkov V.N.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/339

Ранее нами было установлено, что в двух спиртосодержащих образцах, доставленных из зоны специальной военной операции (СВО), находится редкое психоактивное вещество EA-3167, являющееся структурным аналогом известного инкапаситанта BZ, включенного в Список 2 Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и его уничтожении (КЗХО). Кроме EA-3167 в жидкостях обнаружили добавки метадона, α-пирролидиновалерофенона и тетрагидроканнабинола.Цель работы – установление аналитических характеристик EA-3167, а также его метаболитов в моче крыс.Методы исследования. Структурная идентификация обнаруженного вещества методом ядерного магнитного резонанса, газовая и жидкостная хроматомасс-спектрометрия доставленных объектов и мочи крыс, полученной экспонированием лабораторных животных обнаруженным веществом. Результаты исследования. Концентрации EA-3167 в жидкостях составляли 910 и 3,9 мкг/мл соответственно. Установлено, что EA-3167 подвержен интенсивному метаболизму в организме крыс. В моче лабораторных животных предположительно идентифицированы более 30 метаболитов, представляющих собой продукты моно- и дигидроксилирования алифатических остатков молекулы, образования кетона, а также гидролиза. Вывод. Наиболее удобными мочевыми маркерами для подтверждения отравления EA-3167 методами газовой и жидкостной хроматомасс-спектрометрии являются исходное вещество, продукты его моногидроксилирования и образования карбонильной группы на циклопентильном остатке.

Earlier, we found that two alcohol-containing samples delivered from the zone of special military operation contain a rare psychoactive substance EA-3167, which is a structural analogue of the well-known incapacitant BZ, included in the Schedule 1 of the Chemical Weapons Convention. In addition to EA-3167, additives of methadone, α-pyrrolidinovalerophenone and tetrahydrocannabinol were found in liquids.The aim of the work is to establish the analytical characteristics of EA-3167, as well as its metabolites in rat urine. Research methods. Structural identification of the detected substance by nuclear magnetic resonance, gas and liquid chromatomass spectrometry of delivered objects and rat urine obtained by exposing laboratory animals to the detected substance.The results of the study. Concentrations of EA-3167 in liquids were found to be 910 and 3.9 μg/mL, respectively. It has been established that EA-3167 is subject to intensive metabolism in rats. More than 30 metabolites, representing products of mono- and dihydroxylation of aliphatic moieties of the molecule, ketone formation, and hydrolysis, have been tentatively identified in the urine of laboratory animals. Conclusion. The most convenient markers for confirming poisoning of EA-3167 by gas and liquid chromatography-mass spectrometry were the parent substance, the products of its monohydroxylation and the formation of carbonyl group on the cyclopentyl moiety.

EA-3167BZбиологические объектыгазовая хроматомасс-спектрометрияжидкостная хроматомасс-спектрометрияинкапаситантыметаболитыпищевые объектыпсихоактивные веществаспециальная военная операцияточные массыядерный магнитный резонансaccurate massesbiological objectsBZEA-3167food objectsgas chromatography-mass spectrometryincapacitantsliquid chromatography-mass spectrometrymetabolitesnuclear magnetic resonancepsychoactive substancesReferencesEllison DH. Handbook of Chemical and Biological Warfare Agents. 2nd ed. New York: CRC Press, Taylor & Francis Group; 2008. 762 p.Ellison DH. Handbook of Chemical and Biological Warfare Agents. 2nd ed. New York: CRC Press, Taylor & Francis Group; 2008. 762 p.Sternbach LH, Kaiser S. Antispasmodics. II. Esters of Basic Bicyclic Alcohols. J Am Chem Soc. 1952;74(9):2219–21. https://doi.org/10.1021/ja01129a020Sternbach LH, Kaiser S. Antispasmodics. II. Esters of Basic Bicyclic Alcohols. J Am Chem Soc. 1952;74(9):2219–21. https://doi.org/10.1021/ja01129a020Palmer WG. Field-Water Quality Standards for BZ. Technical Report. U S Army Biomedical Research & Development Laboratory. Fort Detrick, 1990. Available from: https://apps.dtic.mil/sti/citations/ADA220896Palmer WG. Field-Water Quality Standards for BZ. Technical Report. U S Army Biomedical Research & Development Laboratory. Fort Detrick, 1990. Available from: https://apps.dtic.mil/sti/citations/ADA220896Григорьев АМ, Фатеенков ВН. Современные психоактивные вещества и их обнаружение в биомедицинских пробах. Вестник войск РХБ защиты. 2022;6(4):320–41.Grigoryev AM, Fateenkov VN. Modern Psychoactive Substances and Their Detection in Biomedical Samples. Journal of NBC Protection Corps. 2022;6(4):320–41. EDN: EUKKMS. https://doi.org/10.35825/2587-5728-2022-6-4-320-341Rzeszotarski WJ, Gibson RE, Eckelman WC, et al. Analogs of 3-quinuclidinyl benzilate. J Med Chem. 1982;25(9):1103–6. https://doi.org/10.1021/jm00351a020Rzeszotarski WJ, Gibson RE, Eckelman WC, et al. Analogs of 3-quinuclidinyl benzilate. J Med Chem. 1982;25(9):1103–6. https://doi.org/10.1021/jm00351a020Gibson RE, Rzeszotarski WJ, Eckelman WC, Jagoda EM, Weckstein DJ, Reba RC. Differences in affinities of muscarinic acetylcholine receptor antagonists for brain and heart receptors. Biochem Pharmacol. 1983;32(12):1851–6. https://doi.org/10.1016/0006-2952(83)90049-7Gibson RE, Rzeszotarski WJ, Eckelman WC, Jagoda EM, Weckstein DJ, Reba RC. Differences in affinities of muscarinic acetylcholine receptor antagonists for brain and heart receptors. Biochem Pharmacol. 1983;32(12):1851–6. https://doi.org/10.1016/0006-2952(83)90049-7He Liu, Xiang-yu Han, Bo Wu, Bo-hua Zhong, Ke-liang Liu. Synthesis and crystal structure of quinuclidin-3-yl 2-cyclopentyl-2-hydroxy-2-phenylacetate. J Chem Res. 2005;(12):787–8. https://doi.org/10.3184/030823405775147068He Liu, Xiang-yu Han, Bo Wu, Bo-hua Zhong, Ke-liang Liu. Synthesis and crystal structure of quinuclidin-3-yl 2-cyclopentyl-2-hydroxy-2-phenylacetate. J Chem Res. 2005;(12):787–8. https://doi.org/10.3184/030823405775147068Flanagan RJ, Cuypers E, Maurer HH, Whelpton R. Fundamentals of analytical toxicology. New York: John Wiley & Sons, Ltd; 2020. 599 p.Flanagan RJ, Cuypers E, Maurer HH, Whelpton R. Fundamentals of analytical toxicology. New York: John Wiley & Sons, Ltd; 2020. 599 p.Maurer HH. Screening Procedures for Simultaneous Detection of Several Drug Classes Used for High Throughput Toxicological Analyses and Doping Control. A Review. Comb Chem High Throughput Screen. 2000;3(6):467–80. https://doi.org/10.2174/1386207003331355Maurer HH. Screening Procedures for Simultaneous Detection of Several Drug Classes Used for High Throughput Toxicological Analyses and Doping Control. A Review. Comb Chem High Throughput Screen. 2000;3(6):467–80. https://doi.org/10.2174/1386207003331355Maurer HH, Chapter 12. Forensic screening with GC-MS. In: Bogusz MJ, Eds. Handbook of Analytical Separations. Amsterdam: Elsevier; 2008;6:425–45. https://doi.org/10.1016/S1567-7192(06)06012-8Maurer HH, Chapter 12. Forensic screening with GC-MS. In: Bogusz MJ, Eds. Handbook of Analytical Separations. Amsterdam: Elsevier; 2008;6:425–45. https://doi.org/10.1016/S1567-7192(06)06012-8Drummer OH. Chromatographic screening techniques in systematic toxicological analysis. J Chromatogr A. 1999;733(1-2):27–45. https://doi.org/10.1016/S0378-4347(99)00265-0Drummer OH. Chromatographic screening techniques in systematic toxicological analysis. J Chromatogr A. 1999;733(1-2):27–45. https://doi.org/10.1016/S0378-4347(99)00265-0Li Z, Huang X, Wang X, Ren J, Xu B, Luo C, et al. Establishment and application of a screening method for 354 organic toxicants in blood and urine with high-performance liquid chromatography-high-resolution orbitrap mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2023;415(3):493–507. https://doi.org/10.1007/s00216-022-04432-6Li Z, Huang X, Wang X, Ren J, Xu B, Luo C, et al. Establishment and application of a screening method for 354 organic toxicants in blood and urine with high-performance liquid chromatography-high-resolution orbitrap mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2023;415(3):493–507. https://doi.org/10.1007/s00216-022-04432-6Byrd GD, Paule RC, Sander LC, Sniegoski LT, White E, Bausum HT. Determination of 3-quinuclidinyl Benzilate (QNB) and Its Major Metabolites in Urine by Isotope-Dilution Gas-Chromatography Mass-Spectrometry. J Anal Toxicol. 1992;16:182–7. https://doi.org/10.1093/jat/16.3.182Byrd GD, Paule RC, Sander LC, Sniegoski LT, White E, Bausum HT. Determination of 3-quinuclidinyl Benzilate (QNB) and Its Major Metabolites in Urine by Isotope-Dilution Gas-Chromatography Mass-Spectrometry. J Anal Toxicol. 1992;16:182–7. https://doi.org/10.1093/jat/16.3.182Zhang D, Luo G, Ding X, Lu C. Preclinical experimental models of drug metabolism and disposition in drug discovery and development. Acta Pharm Sin B. 2012;2(6):549–61. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2012.10.004Zhang D, Luo G, Ding X, Lu C. Preclinical experimental models of drug metabolism and disposition in drug discovery and development. Acta Pharm Sin B. 2012;2(6):549–61. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2012.10.004Costa A, Sarmento B, Seabra V. An evaluation of the latest in vitro tools for drug metabolism studies. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2014;10(1):103–19. https://doi.org/10.1517/17425255.2014.857402Costa A, Sarmento B, Seabra V. An evaluation of the latest in vitro tools for drug metabolism studies. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2014;10(1):103–19. https://doi.org/10.1517/17425255.2014.857402Граник ВГ. Метаболизм экзогенных соединений. М.: Вузовская книга; 2015. 526 с.Granik VG. Metabolism of exogenous compounds. Мoscow: «Vuzovskaya Kniga»; 2015. 526 с.Заикина ОЛ, Шилов ВВ, Лодягин АН, Глушков СИ, Григорьев АМ. Установление структур свободных и глюкуронидированных метаболитов α-пирролидиновалерофенона в моче человека методом жидкостной хромато масс спектрометрии при измерении точных масс. Журн аналит химии. 2019;74(5):381–96. https://doi.org/10.1134/S0044450219020130Zaikina OL, Shilov VV, Lodyagin AN, Glushkov SI, Grigoryev AM. Determination of the structures of free and glucuronidated metabolites of α-pyrrolidinovalerophenone in human urine by liquid chromatography-mass spectrometry for measuring accurate masses. Journal of Analytical Chemistry. 2019;74(5):381–96. https://doi.org/10.1134/S0044450219020130Grigoryev A, Kavanagh P, Labutin A, Pechnikov A, Dowling G, Shevyrin V, Krupina N. Tentative identification of the metabolites of (1-(cyclohexylmethyl)-1H-indol-3-yl)-(2,2,3,3-tetramethylcyclopropyl) methanone, and the product of its thermal degradation, by in vitro and in vivo methods. Drug Test Anal. 2019;11(9):1387–402. https://doi.org/10.1002/dta.2668Grigoryev A, Kavanagh P, Labutin A, Pechnikov A, Dowling G, Shevyrin V, Krupina N. Tentative identification of the metabolites of (1-(cyclohexylmethyl)-1H-indol-3-yl)-(2,2,3,3-tetramethylcyclopropyl) methanone, and the product of its thermal degradation, by in vitro and in vivo methods. Drug Test Anal. 2019;11(9):1387–402. https://doi.org/10.1002/dta.2668

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