Магистранты кафедры экспертизы в допинг- и наркоконтроле РХТУ, исследуя спектры ионной подвижности различных классов соединений, обнаружили характерный сигнал класса азотсодержащих гетероциклов. С помощью этого сигнала можно обнаружить новые соединения запрещенных в России веществ, в том числе синтетические наркотики, еще даже не включенные в базу данных наркотических и взрывчатых веществ. Исследования проводились на ионно-дрейфовом детекторе «Кербер».

Ионно-дрейфовый детектор «Кербер» предназначен для поиска токсичных, отравляющих и взрывчатых веществ. Своим чутким «носом» прибор собирает воздух вокруг объекта и выдает положительный результат (если находит вещество, совпадающее с его базой данных). Анализ веществ происходит за 10 секунд. Преимущество «Кербера» уже оценили в МЧС, полиции, ФСБ и экологи. Научная группа магистрантов с факультета химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов РХТУ занимается тем, что наполняет базу данных детектора «Кербер». «Сейчас мы исследуем спектры ионной подвижности. Задача состоит в идентификации соединений и изучении взаимосвязи их строения и сигналов, – рассказывает магистрант кафедры экспертизы в допинг- и наркоконтроле Дарья Александрова. – Я исследую азотсодержащие гетероциклы, а мои коллеги – спирты и углеводороды».

Азотсодержащие гетероциклы опасны тем, что из них могут быть изготовлены синтетические наркотики, в том числе известные среди клубной молодежи Spice или JWH. Состав психотропных веществ постоянно меняется, появляются новые, неподконтрольные соединения, которые «Кербер» не может обнаружить. Обычно прибор работает так: проба ионизируется, затем ионы движутся в дрейфовой камере под действием электрического поля. В результате череды столкновений и ускорений ионы делятся на группы и приходят на коллектор ионного тока в разное время. «Мы подумали, что можно установить характерную область времени дрейфа. Это поможет идентифицировать соединения, которых нет в базе данных прибора, и задерживать синтетические наркотики, – объясняет Дарья. – После установления точной структуры их можно внести в список контролируемых веществ». 

В начале эксперимента вещество нанесли на стекло и нагрели. «Мы взяли имидазол, пиразол и триазол (все – азотосодержащие гетероциклы). Наблюдалось появление двух групп сигналов. Первая – это протонированная молекула мономера (одна молекула), вторая – димера (две молекулы). Мономеры приходят на коллектор ионного тока раньше, а димеры имеют больше время дрейфа, – отмечает магистрант кафедры экспертизы в допинг- и наркоконтроле. – Потом мы заметили, что все наши вещества в своем составе содержат азот пиридиниевого типа и стали измерять пиридин. Было сложно, потому что он очень летуч, и его интенсивность на порядок выше. Пришлось долго охлаждать льдом. Старания оказались не напрасны – сигнал находился в районе сигнала наших мономеров».

Для подтверждения эксперимента провели исследования с другими азотосодержащими гетероциклами – индазолом, бензимидазолом и бензотриазолом. Они отличаются от предыдущих веществ наличием бензольного кольца, то есть увеличивается их масса. Получились те же группы ионов. Таким образом, в ходе работы определился характерный диапазон для азотосодержащих гетероциклов. Это позволит обнаружить целый класс, а не отдельные соединения. Изготовление аналогов не сможет обмануть прибор относительно природы вещества. 

Сейчас магистранты разрабатывают рекомендации по внесению результатов исследований в базу данных прибора и собираются дальше исследовать наркотические и взрывчатые вещества на детекторе «Кербер». «Образование сигналов непредсказуемо, на это влияют множество факторов: влажность, форма иона, который образуется после ионизации, размер и масса молекул, причем по нашим наблюдениям масса влияет не всегда. Механизм образования ионов недостаточно изучен, поэтому поле для деятельности есть и для физиков, и для химиков. В своих исследованиях мы активно сотрудничаем с коллегами из МИФИ, где был разработан ионно-дрейфовый детектор», – рассказывает Дарья Александрова.