Identification and determination of psychoactive substances in plant extracts using the capillary electrophoresis coupled with the mass spectrometry

Solanaceae plants contain tropan alkaloids, among others including scopolamine and atropine, which have a direct effect on CNS. Their intake may lead to hallucinations, sometimes also to breathing problems, and even decease. However, they are used in medicine at a controlled dose. Other psychoactive plants originating from the Ipomoea genus have been in use in ages due to various pharmacological properties. The active substances characteristic for plants of the Ipomoea are, among others ergine, ergometrine and lysergol, indicating a clear structural similarity to LSD. The purpose of this research was to develop a qualitative and quantitative method for analysis of plants from the Solanaceae family and Ipomoea genus by the capillary electrophoresis coupled with the mass spectrometry. The investigated material was extracts of ground leaves or seeds of Solanaceae and Ipomoea plants (10 mg) obtained using the ultrasound assisted extraction process (UAE). Samples were analyzed using the CE-MS technique. Over one hundred separation buffers were tested during the optimization process and finally one – composed of 10 mM ammonium acetate pH 8.0 with 30% methanol was selected as it provided the highest total resolution. Using the developed optimal method, the qualitative and quantitative analysis of the abovementioned alkaloids present in different species of psychoactive plants may be quickly and efficiently performed, consuming relatively small masses of plant material (10 mg). Such features predetermine the method for performing the analyses conducted for the forensic purposes.

Rośliny psiankowate (Solanaceae) zawierają alkaloidy tropanowe, m.in. skopolaminę i atropinę, które po podaniu mają bezpośredni wpływ na OUN. Ich zażywanie prowadzi do halucynacji, niekiedy również trudności w oddychaniu, a nawet śmierci. W kontrolowanej dawce związki te są jednak stosowane w medycynie, podobnie jak substancje spotykane w roślinach z rodzaju wilec (Ipomoea). Substancjami czynnymi charakterystycznymi dla tych roślin są m.in. ergina, ergometryna i lizergol, wykazujące wyraźne podobieństwo strukturalne do LSD. Celem przeprowadzonych badań było opracowanie metody jakościowej i ilościowej analizy roślin z rodziny psiankowatych i z rodzaju wilec techniką elektroforezy kapilarnej sprzężonej ze spektrometrią mas (CE-MS). Materiał do badań stanowiły ekstrakty roślinne ze zmielonych liści i nasion wspomnianych roślin (10 mg), uzyskane w procesie ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami (UAE). Próbki były badane techniką CE-MS. W procesie optymalizacji testowano ponad sto buforów pod względem właściwości separacyjnych, a następnie, biorąc pod uwagę najwyższą całkowitą rozdzielczość, wybrano jeden - 10 mM octan amonu o pH=8.0 z dodatkiem 30% metanolu. Przy użyciu opracowanej optymalnej metody można w szybki, wydajny sposób wykonać analizę jakościową, jak i ilościową wymienionych alkaloidów zawartych w różnych gatunkach roślin psychoaktywnych, stosując relatywnie małe masy materiału roślinnego (10 mg). Cechy te predestynują opracowaną metodę do jej zastosowania w analizach przeprowadzanych na potrzeby wymiaru sprawiedliwości.