Please use this identifier to cite or link to this item: doi:10.22028/D291-27863
Title: Determination of the Plasma Protein Binding of New Psychoactive Substances
Author(s): Leibnitz, Svenja
Language: English
Year of Publication: 2018
Place of publication: Homburg/Saar
SWD key words: Plasmaproteine
Rauschgift
Free key words: Plasmaproteinbindung
DDC notations: 610 Medicine and health
Publikation type: Doctoral Thesis
Abstract: 1 Summary Introduction Only free drugs can cause pharmacological effects and can be metabolized and excreted but the binding to plasma proteins is usually only studied for therapeutic drugs. However, for prediction of drug-drug interaction or estimation of metabolic stability this parameter is of importance. Thus, this study aims to develop an easy and quick procedure to determine the plasma protein binding of drugs of abuse, particularly of new psychoactive substances. Methods The degree of plasma protein binding was determined using ultrafiltration and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis of the unbound fraction. Millipore Centrifree two-chambered devices with a semipermeable membrane were used for ultrafiltration. An Agilent MSD was used for MS analysis after separation by reversed phase LC. Sample preparation after centrifugation consisted of dilution and protein precipitation using acetonitrile. Codeine was added as an internal standard for all analytes. Chromatographic separation was achieved using a gradient elution of ammonium formate buffer and acetonitrile. Determination of PPB was then carried out by analysis of at least six replicates at analyte concentration of 5 μM prior and after ultrafiltration. Linear calibration curves using concentration levels from 1-5 μM were prepared in plasma and ultrafiltrate and processed as described above. Results Plasma protein binding has successfully been determined for 15 NPS representing four different classes (synthetic cathinones, synthetic cannabinoids, research chemicals and herbal drugs). Values reached from 67% for benzedrone to >99% for WIN 55,212-2. Due to the importance of the free and bound ratio of drugs in human blood, this method can serve as a fast and reliable technique for determination of their plasma protein binding in forensic and clinical toxicology.
2 Zusammenfassung Einleitung: Nur der ungebundene Anteil eines Stoffes ist pharmakologisch wirksam und kann im Körper metabolisiert und ausgeschieden werden. In der Literatur existieren grundsätzlich vorwiegend Daten über die Plasmaproteinbindung für Arzneistoffe. Dabei ist die Plasmaproteinbindung gerade zur Beurteilung der metabolischen Stabilität eines Stoffes und dessen Wechselwirkungen mit anderen Substanzen essentiell. Die vorliegende Arbeit dient folglich der Entwicklung eines einfachen und schnellen Verfahrens zur Bestimmung der Plasmaproteinbindung von Missbrauchsdrogen, insbesondere von neuen psychoaktiven Substanzen. Methodik: Das Ausmaß an Plasmaproteinbindung wurde mithilfe von Ultrafiltration und Flüssig-Chromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung der ungebundenen Fraktion ermittelt. Alle Experimente wurden unter Verwendung von Millipore Centrifree zwei-Kammer-Ultrafiltrationseinheiten mit semipermeabler Membran und einem Agilent MSD zur massenspektrometrischen Analyse nach erfolgter Stofftrennung durch Umkehrphasen-Flüssig-Chromatographie durchgeführt. Nach Zentrifugation erfolgte die Probenaufbereitung durch Proteinfällung mit Azetonitril. Als interner Standard für alle Analyten wurde Codein benutzt. Die chromatographische Auftrennung wurde durch Gradientenelution mit Ammoniumformatpuffer und Azetonitril erreicht. Die Bestimmung der Plasmaproteinbindung gelang durch Analyse von sechs gleichen Proben vor und nach Ultrafiltration mit einer Ausgangskonzentration jedes Analyten von 5 μM. Lineare Kalibrationsgeraden im Konzentrationsbereich von 1-5 μM wurden in Humanplasma und Ultrafiltrat erstellt. Das weitere Vorgehen war wie oben beschrieben. Ergebnisse: Die Plasmaproteinbindung wurde erfolgreich für 15 neue psychoaktive Substanzen aus vier verschiedenen Drogenklassen ermittelt. Vertreten sind synthetische Cathinone, synthetische Cannabinoide, Research Chemicals und Herbal Drugs. Die ermittelten Werte erstrecken sich von 67% für Benzedrone bis >99% für WIN 55,212-2. Aufgrund der klinischen Relevanz des Plasmaprotein- bindungsverhaltens von Missbrauchsbrogen, kann die vorliegende Arbeit für diesen Zweck als einfach realisierbares und sicheres Verfahren in der forensischen und klinischen Toxikologie dienen.
Link to this record: urn:nbn:de:bsz:291--ds-278636
hdl:20.500.11880/28041
http://dx.doi.org/10.22028/D291-27863
Advisor: Maurer, Hans H.
Date of oral examination: 23-Aug-2018
Date of registration: 10-Oct-2019
Faculty: M - Medizinische Fakultät
Department: M - Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie
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