Valittujen anabolisten steroidien faasin I metabolian jäljittely titaanidioksidivalokatalyyttisillä hapetusreaktioilla
| Title: | Valittujen anabolisten steroidien faasin I metabolian jäljittely titaanidioksidivalokatalyyttisillä hapetusreaktioilla |
| Author(s): | Valkonen, Minna |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Pharmacy |
| Discipline: | Pharmaceutical Chemistry |
| Language: | Finnish |
| Acceptance year: | 2013 |
| Abstract: |
The aim of this work was to investigate the feasibility of titanium dioxide (TiO2) photocatalysis for imitation of phase I metabolism of selected anabolic steroids. The role of the solvent composition and the time of UV exposure in the TiO2 photocatalysis were also investigated.
TiO2 photocatalysis has been reported to produce mainly the same phase I reaction types formed in drug metabolism in vitro and in vivo. The selected anabolic steroids were testosterone, methyltestosterone, metandienone, nandrolone and stanozolol. Products from TiO2 photocatalysis were compared to products formed in microsomal incubations (HLM). Comparison was made on the basis of same mass, retention time and similarity of the product ion spectra. The samples were analyzed with ultra performance liquid chromatography (UPLC) and quadrupole time-of-flight mass spectrometry (Q-TOF). Electrospray ionization (ESI) in positive ion mode was used for ionization and product ion scan with two different collision energy was used for collision induced dissociation of the steroids and the reaction products.
TiO2 photocatalysis is a simple and fast method. For all the steroids studied, the main reactions observed both in TiO2 photocatalysis and microsomal incubations were dehydrogenation, hydroxylation and combination of these two. Several isomers with same mass and retention time were formed. In addition, dihydroxylation and dihydroxylation+dehydrogenation products of stanozolol were observed both in TiO2 photocatalysis, but these were different isomers in different systems. In most cases the product ion spectra of isomers with same retention time were similar but the weak intensity of some peaks caused uncertainty in the interpretation of spectra.
TiO2 photocatalysis might be useful in fast screening of possible drug metabolites. However the feasibility of TiO2 photocatalysis needs to be further studied because the differences in stereochemistry in TiO2 photocatalysis and microsomal incubations. If TiO2 photocatalytic reactions can be scaled up, it might be possible to produce standard compounds for example for doping laboratories.
Erikoistyön tarkoituksena oli tutkia, voidaanko titaanidioksidivalokatalyyttisillä (TiO2) hapetusreaktioilla jäljitellä valittujen anabolisten steroidien faasin I metaboliaa. Lisäksi tutkittiin liuotinkoostumuksen ja UV-altistusajan vaikutusta lähtöaineen vähenemiseen ja hapetustuotteiden muodostumiseen. Muutamissa lääkeaineita koskevissa tutkimuksissa on TiO2-valokatalysoiduissa reaktioissa osoitettu tapahtuvan pääosin samoja reaktioita kuin faasin I metaboliassa in vitro ja in vivo. Tässä työssä tutkittavat yhdisteet olivat testosteroni, metyylitestosteroni, metandienoni, nandroloni ja stanotsololi. TiO2-valokatalyyttisissä reaktioissa syntyneitä tuotteita verrattiin humaanimikrosomi-inkubaatioissa (HLM) muodostuneisiin tuotteisiin niiden massojen, retentioaikojen ja tuoteionispektrien avulla. Näytteet analysoitiin erittäin korkean erotuskyvyn nestekromatografilla (UPLC) ja kvadrupolilentoaikamassaspektrometrillä (Q-TOF). Ionisaatiomenetelmänä oli kaasuvirtausavusteinen sähkösumutusionisaatio (ESI) positiivi-ionimoodissa ja tuoteionispektrit ajettiin kahdella eri törmäysenergialla.
TiO2-valokatalyyttinen reaktio on yksinkertainen ja nopea menetelmä. Kaikilla tutkituilla steroideilla tapahtui sekä HLM-inkubaatioissa että TiO2-valokatalyyttisissä reaktioissa samoja reaktioita, joista tärkeimmät olivat dehydrogenaatio, hydroksylaatio sekä näiden yhdistelmä. Yleensä syntyi useita samanmassaisia isomeerejä, joista osalla oli sama retentioaika molemmissa reaktioissa. Stanotsololin HLM-inkubaatioissa ja TiO2-valokatalyyttisissä reaktioissa syntyi lisäksi dihydroksylaatio- ja dihydroksylaatio + dehydrogenaatiotuotteita mutta eri isomeereinä. Samaan aikaan eluoituneiden isomeerien tuoteionispektrit olivat pääosin samanlaisia mutta toisinaan tuoteionispektrin heikko intensiteetti aiheutti piikkien intensiteettisuhteissa vaihtelua ja lisäsi näin ollen tulkinnan epävarmuutta.
TiO2-valokatalyysi sopisi mahdollisesti mikrosirulle sovellettuna nopeaan, seulontatyyppiseen tutkimukseen. HLM-inkubaatioissa ja TiO2-valokatalyyttisissä reaktioissa syntyvien hydroksylaatiotuotteiden stereokemiassa on kuitenkin eroja, jonka vuoksi TiO2-valokatalyysin soveltuvuutta metabolian jäljittelemiseen olisi tutkittava lisää ja mahdollisuuksia kehittää TiO2-valokatalyyttisen reaktion selektiivisyyttä stereokemian suhteen olisi myös tutkittava. Mikäli TiO2-valokatalyysissä syntyviä tuotteita voitaisiin tuottaa suurempia määriä, voitaisiin menetelmän avulla tuottaa standardiyhdisteitä eri käyttötarkoituksiin, esimerkiksi dopinglaboratorioiden käyttöön.
|
| Keyword(s): | nandrolone stanozolol anabolic steroid titanium dioxide photocatalysis phase I metabolism testosterone methyltestosterone metandienone anabolinen steroidi titaanidioksidivalokatalyysi faasin I metabolia testosteroni |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Minna Valkonen-Pro gradu.pdf | 11.36Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Pharmacy [572]