Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích chất ma túy tổng hợp (ma, mdma) bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ và ứng dụng
- 74 trang
- file .pdf
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------- o0o -------
ĐẶNG ĐỨC KHANH
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH
CHẤT MA TÚY TỔNG HỢP (MA, MDMA)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ VÀ ỨNG DỤNG
Chuyên ngành: Hóa học
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: TS. TRẦN THỊ THÚY
2: TS. TRẦN VIỆT HÙNG
Hà Nội, 2012
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này “Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích
chất ma túy tổng hợp (MA, MDMA) bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ và
ứng dụng” là công trình nghiên cứu của bản thân. Tất cả những thông tin tham
khảo dùng trong luận văn lấy từ các công trình nghiên cứu có liên quan đều được
nêu rõ nguồn gốc trong danh mục tài liệu tham khảo. Các kết quả nghiên cứu đưa ra
trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình
khoa học nào khác.
Ngày 30 tháng 10 năm 2012
Tác giả
Đặng Đức Khanh
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại Phòng thí nghiệm, Khoa Hóa pháp, Viện
Pháp y Quân đội và Bộ môn Hóa Phân tích, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại
học Bách khoa Hà Nội.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Trần
Thị Thúy và TS. Trần Việt Hùng đã tin tưởng, giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo
mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo chỉ huy Viện Pháp y Quân đội, cán bộ
khoa Hóa pháp đã tạo điều kiện cho tôi đi học và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời
gian thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Hóa Phân tích, Viện Kỹ thuật
Hóa học, ĐHBKHN đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.
Hà Nội, ngày 26 tháng 10 năm 2012
Học viên
Đặng Đức Khanh
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
MỤC LỤC
trang
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về ma túy 3
1.1.1. Định nghĩa và phân loại 3
1.1.2. Tổng quan về MA, MDMA 4
1.1.2.1. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MA 4
1.1.2.2. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MDMA 5
1.1.3. Tác dụng dược lý và dược động học của MA, MDMA 6
1.1.3.1. Tác dụng dược lý 6
1.1.3.2. Dược động học 7
1.2. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu thường dùng trong phân tích 10
ma túy
1.2.1. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng 11
1.2.2. Kỹ thuật chiết pha rắn 11
1.2.3. Kỹ thuật vi chiết pha rắn 13
1.2.4. Kỹ thuật dẫn xuất hóa bằng tác nhân acyl 14
1.3. Tổng quan về sắc ký khí khối phổ 15
1.3.1. Cấu tạo của hệ thống sắc ký khí khối phổ 16
1.3.2. Kỹ thuật phân tích và ưu nhược điểm của sắc ký khí khối phổ 18
1.4. Các phương pháp phân tích ma túy tổng hợp trong mẫu dịch sinh 19
học
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1. Đối tượng nghiên cứu 21
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 21
2.2.1 Hóa chất, chất chuẩn 21
2.2.2. Dụng cụ và thiết bị 22
2.3 Phương pháp nghiên cứu 22
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
2.3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 23
2.3.2. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 23
2.3.3. Quy trình xử lý mẫu 24
2.3.4. Định tính và định lượng MA, MDMA 27
2.3.5. Đánh giá quy trình phân tích 29
2.3.6. Áp dụng quy trình phân tích mẫu thực tế 30
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
3.1. Kết quả khảo sát điều kiện phân tích GC/MS, phản ứng tạo dẫn
xuất và đánh giá quy trình phân tích 32
3.1.1. Kết quả khảo sát điều kiện phân tích GC/MS 32
3.1.2. Kết quả khảo sát độ ổn định của thiết bị phân tích GC/MS 38
3.1.3. Kết quả so sánh độ nhạy của GC/MS đối với mẫu có dẫn xuất và
không dẫn xuất TFAA 41
3.1.4. Kết quả khảo sát độ lặp lại của phản ứng tạo dẫn xuất 41
3.1.5. Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính và LOD, LOQ 43
3.1.6. Kết quả khảo sát độ đặc hiệu của phương pháp 48
3.1.7. Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình phân tích 49
3.1.8. Kết quả khảo sát độ thu hồi của quy trình phân tích 52
3.2. Kết quả phân tích mẫu thực tế giám định 53
3.3. Thảo luận 56
3.3.1. Quy trình chiết mẫu 56
3.3.2. Phản ứng tạo dẫn xuất 56
3.3.3. Phương pháp phân tích GC/MS 56
3.3.4. Phân tích mẫu thực tế 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AM : Amphetamin
EI : Electric ionization - Ion hóa điện tử
FID Flame ionization detector – Detector ion hóa ngọn lửa
GC : Gas chromatography - Sắc ký khí
GC/MS : Gas chromatography/ mass spectrometry - Sắc ký khí khối
phổ
HFBA : Heptafluorobutyric anhydride
IS : Internal standard - Chuẩn nội
LC/MS : Liquid chromatography/ mass spectrometry - Sắc ký lỏng
khối phổ
LOD : Limit of detection - Giới hạn phát hiện
LOQ : Limit of quantification - Giới hạn định lượng
MA : Methamphetamin
MA-TFA : Dẫn xuất Trifluoro acetyl của MA
MDA : 3,4- methylenedioxyamphetamin
MDMA : 3,4- methylenedioxymethamphetamin
MDMA-TFA : Dẫn xuất Trifluoro acetyl của MDMA
MS Mass spectrometry – khối phổ
MSD : Mass spectrometry detector - Detector khối phổ
NPD Nitor phospho detector – Detector NPD
RSD Relative standard Deviation – Độ lệch chuẩn tương đối
SPE : Solid phase extraction - Chiết pha rắn
TCD Thermal conductivity detector – detector dẫn nhiệt
TFAA : Trifluoroacetic anhydride
tR Retention time - Thời gian lưu
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 : Chuẩn bị mẫu hỗn hợp chất chuẩn trong mẫu máu và nước 24
tiểu
Bảng 3.1 : Mảnh phổ m/z của MA, MDA-d5, MDMA sau dẫn xuất 38
TFA dùng để định tính, định lượng MA, MDMA
Bảng 3.2 : Bảng 3.2.Kết quả khảo sát độ ổn định thiết bị thông qua thời 39
gian lưu
Bảng 3.3 : Kết quả khảo sát độ ổn định thiết bị thông qua diện tích píc 40
Bảng 3.4 : Kết quả so sánh độ nhạy của GC/MS trên mẫu có và không 41
dẫn xuất TFAA
Bảng 3.5 : Kết quả khảo sát độ lặp lại của kỹ thuật tạo dẫn xuất 42
Bảng 3.6 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MA trong mẫu máu 43
Bảng 3.7 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MDMA trong mẫu 44
máu
Bảng 3.8 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MA trong mẫu nước 45
tiểu
Bảng 3.9 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MDMA trong mẫu 46
nước tiểu
Bảng 3.10 : Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình phân tích trên 50
mẫu máu
Bảng 3.11 : Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình phân tích trên 51
mẫu nước tiểu
Bảng 3.12 : Kết quả khảo sát độ đúng của quy trình phân tích MA, 52
MDMA trong mẫu máu và nước tiểu
Bảng 3.13 : Kết quả phân tích MA, MDMA trong mẫu má và nước tiểu 53
giám định
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 : Các dạng khác nhau của ma túy tổng hợp 4
Hình 1.2 : Sơ đồ chuyển hóa của Methamphetamin 8
Hình 1.3 : Sơ đồ chuyển hóa của MDMA 10
Hình 1.4 : Các bước tiến hành SPE 12
Hình 1.5 : Sơ đồ cấu tạo và hình ảnh thiết bị vi chiết pha rắn 13
Hình 1.6 : Sơ đồ cấu tạo của thiết bị sắc ký khí khối phổ 16
Hình 1.7 : Hình ảnh cột mao quản, cấu tạo cắt ngang của cột mao quản 17
Hình 3.1 : Đồ thị chương trình nhiệt độ cột tách sắc ký 32
Hình 3.2 : (A) Sắc ký đồ của MA; (B) Phổ khối scan của MA; (C) Sắc 34
ký đồ của MA-TFA; (D) Phổ khối scan của MA-TFA; (E)
Sắc ký đồ của m/z 154, 110, 118
Hình 3.3 : (A) Sắc ký đồ của MDMA; (B) Phổ khối scan của MDMA; 35
(C) Sắc ký đồ của MDMA-TFA; (D) Phổ khối scan của
MDMA-TFA; (E) Sắc ký đồ của m/z 154, 162, 135
Hình 3.4 : (A) Sắc ký đồ của MDA-d5; (B) Phổ khối scan của MDA- 36
d5; (C) Sắc ký đồ của MDA-d5-TFA; (D) Phổ khối scan của
MDA-d5-TFA; (E) Sắc ký đồ của m/z 136, 166, 167.
Hình 3.5 : (A) Sắc ký đồ của MA-HFB; (B) Phổ khối scan của MA- 37
HFB; (C) Sắc ký đồ của MDMA-HFB; (D) Phổ khối scan
của MDMA-HFB
Hình 3.6 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 44
lượng chất của MA/MDA-d5 trong mẫu máu
Hình 3.7 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 45
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
lượng chất của MDMA/MDA-d5 trong mẫu máu.
Hình 3.8 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 46
lượng chất của MA/MDA-d5 trong mẫu nước tiểu.
Hình 3.9 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 47
lượng chất của MDMA/MDA-d5 trong mẫu nước tiểu.
Hình 3.10 : Sắc ký đồ phân tích mẫu mẫu máu không có chất ma túy 48
Hình 3.11 : Sắc ký đồ phân tích mẫu máu có thêm chuẩn MA, MDMA, 49
MDA-d5
Hình 3.12 : Sắc ký đồ phân tích mẫu máu của Nguyễn Hải N có MDMA 54
(14,87 phút)
Hình 3.13 : Săc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu của Trần Thị P không có 55
MA, MDMA.
Hình 3.14 : Sắc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu của Trịnh Bá N có MA 55
(9,96 phút)
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1 : Sơ đồ phân mảnh của MA-TFA
Phụ lục 2 : Sơ đồ phân mảnh của MDMA-TFA
Phụ lục 3 : Thiết bị GC 6890N/ MS 59731 của Agilent tại Viện Pháp y Quân đội
Phụ lục 4 : Phụ lục 4: Sắc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu Blank
Phụ lục 5 : Phụ lục 5: Sắc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu thêm chuẩn MA,
MDMA, MDA-d5
Phụ lục 6 : Phụ lục 6: Sắc ký đồ phân tích mẫu máu Vũ Thị H có MDMA
Phụ lục 7 : Kết quả xét nghiệm mẫu máu và nước tiểu đối chứng bằng LC/MS
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
MỞ ĐẦU
Hàng năm, các chất ma túy tổng hợp được vận chuyển trái phép vào Việt
Nam với số lượng rất lớn, các chất này được sử dụng nhiều trong các vũ trường,
quán bar… Các chất ma túy tổng hợp này phổ biến phải được kể đến như
amphetamin (AM), methamphetamin (MA), 3,4-methylenedioxyamphetamine
(MDA), 3,4- methylenedioxymethamphetamine (MDMA). Những loại ma túy này
vẫn lưu thông trên thị trường một cách bất hợp pháp dưới dạng viên, bột tinh thể với
các tên gọi Yinyang, Adam, Eva, Love, VW, Ice, Mọi da đỏ, Mè đen, Tên lửa,
Thiên thần, viên lắc, thuốc lắc, viên chúa, viên hoàng hậu, ecstasy, mecsydes, đá …
Đối tượng sử dụng các chất ma tuý tổng hợp hiện nay tập trung chủ yếu là
tầng lớp thanh niên, trung niên sống ở Thành phố, thị xã. Số người sử dụng ma tuý
tăng cao có ảnh hưởng xấu tới trật tự an ninh xã hội. Sử dụng ma túy tổng hợp
thường tụ tập theo nhóm đông người ở các vũ trường, quán bar hay nhà nghỉ, nhà
riêng...
Có rất nhiều các kỹ thuật xử lý mẫu và phương pháp để định tính, định lượng
các chất ma túy tổng hợp. Hiện nay ở Việt Nam xét nghiệm ma túy thường sử dụng
các phương pháp như sắc ký lỏng, sắc ký khí khối phổ, kỹ thuật xử lý mẫu như
chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn, vi chiết pha rắn. Một số hạn chế trong công tác xét
nghiệm các chất ma túy tổng hợp hiện nay ở Việt Nam là thiết bị phân tích sử dụng
chồng chéo, chưa chuyên dụng, độ nhạy chưa cao, kỹ thuật xử lý mẫu chưa được
nghiên cứu đầy đủ và toàn diện, hệ thống chất chuẩn và nội chuẩn chưa đáp ứng
được yêu cầu ... Từ những lý do trên dẫn đến chất lượng kết quả xét nghiệm các
chất ma túy chưa cao.
Các chất ma túy trong mẫu dịch sinh học thường có nồng độ thấp, lượng
mẫu lấy phân tích thường xuyên không nhiều. Do đó cần có sự kết hợp tốt giữa kỹ
thuật xử lý mẫu và phương pháp phân tích. Sự kết hợp chặt chẽ giữa kỹ thuật xử lý
1
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
mẫu và phương pháp phân tích sẽ cho phép phát hiện được các chất ma túy tổng
hợp có nồng độ thấp.
Xuất phát từ những lý do trên tôi tiến hành đề tài “ Nghiên cứu xây dựng
quy trình phân tích chất ma túy tổng hợp (MA, MDMA) bằng phương pháp sắc
ký khí khối phổ và ứng dụng ”.
Nội dung nghiên cứu chính của đề tài: :
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp GC/MS để phân tích các chất ma túy
tổng hợp MA, MDMA cho kết quả chính xác nhờ vào việc so sánh cả thời gian lưu
và phổ khối của chất phân tích với chất chuẩn.[8, 14].
Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật SPE sử dụng chất hấp phụ C8 dùng để chiết,
và làm sạch MA, MDMA từ mẫu máu và nước tiểu.
Tạo dẫn xuất TFA vào nhóm amin của chất MA, MDMA làm tăng khả năng
bay hơi của chất phân tích, giúp phù hợp hơn trong quá trình phân tích sắc ký, tăng
độ nhạy cho thiết bị phân tích sắc ký [1].
Quy trình sử dụng chất nội chuẩn đánh dấu 3,4-methylenedioxyamphetamin-
d5 (MDA-d5) cho vào mẫu máu và nước tiểu ngay từ đầu trước khi tiến hành các
bước xử lý mẫu sẽ giúp loại ảnh hưởng sai số trong các thao tác phân tích, tăng độ
chính xác của kết quả đo.
Ứng dụng quy trình đã xây dựng và khảo sát tiến hành phân tích mẫu thực tế
giám định ma túy tổng hợp tại Viện Pháp y Quân đội.
2
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về ma túy
1.1.1. Định nghĩa và phân loại [6,9]
*Định nghĩa:
Các chất ma túy là các chất có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp, khi xâm
nhập vào cơ thể sẽ làm thay đổi trạng thái ý thức, trí tuệ. Nếu dùng lặp lại nhiều lần
sẽ làm cho người dùng lệ thuộc vào nó, gây nguy hại cho cá nhân và cho cộng đồng.
*Phân loại các chất ma túy:
Các chất ma túy có thể phân loại theo những cách sau đây:
-Phân loại theo nguồn gốc
-Phân loại theo tác dụng dược lý
-Phân loại theo cấu trúc hóa học
-Phân loại theo cách thức sử dụng
Tuy nhiên hiện nay trên thế giới, cách phân loại ma túy theo nguồn gốc và
tác dụng dược lý là phổ biến.
*Phân loại dựa theo nguồn gốc
Các chất ma túy được phân loại theo nguồn gốc gồm có 3 nhóm chính:
Nguồn gốc tự nhiên: gồm các chất ma túy được chiết xuất từ nguyên liệu có
nguồn gốc tự nhiên, như canabinols trong cây cần sa, morphin trong cây thuốc
phiện, …
Nguồn gốc bán tổng hợp: là các chất ma túy có nguồn gốc tự nhiên được
tổng hợp thêm 1 hoặc vài nhóm chức như heroin được tổng hợp từ morphin.
Nguồn gốc tổng hợp: Gồm các chất ma túy có nguồn gốc tổng hợp như
amphetamin (AM), methylamphetamin (MA), MDA, MDMA, diazepam, ….
Các chất ma túy có nguồn gốc tổng hợp được phân loại theo dược lý gồm các
nhóm chất khác nhau như: Nhóm kích thích thần kinh trung ương như AM, MA,
MDA, MDMA, …, nhóm gây trầm cảm như diazepam, dẫn xuất phenothiazin, …
3
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
1.1.2. Tổng quan về MA, MDMA
1.1.2.1. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MA [1,2,25]
Methamphetamin (MA) là chất ma túy tổng hợp được sử dụng một cách rộng
rãi hiện nay do tác dụng mạnh lên hệ thần kinh trung ương đồng thời MA rất dễ
dàng tổng hợp. MA có rất nhiều dạng trên thị trường tự do, ngoài ở dạng viên có
chứa nhiều tạp chất với đủ màu sắc, ký hiệu khác nhau thì MA còn có mặt trên thị
trường dưới dạng tinh thể có độ tinh khiết cao, dạng này thường được “dân bay” gọi
là “đá”
Hình 1.1. Các dạng khác nhau của ma túy tổng hợp
Công thức cấu tạo, tính chất vật lý và hóa học của MA
- Tên hóa học theo (IUPAC) lµ (S)-N-Methyl-1-phenyl-propan-2-amin
- Công thức phân tử:C10H15N
- Công thức cấu tạo của MA:
4
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
*Tính chất vật lý
- Khối lượng phân tử: 149,23 g/mol
- Tính chất: Chất lỏng không màu, trong, ít tan trong nước, tan trong ethanol,
cloroform và ethylacetate….
- Dạng muối HCl, sunfat là bột kết tinh màu trắng, hoặc tinh thể không màu
tan tốt trong nước.
*Tính chất hóa học
MA là chất hữu cơ có nhóm chức amin bậc 2, tồn tại ở cả hai dạng là base và
muối của các acid khác nhau như HCl, H2SO4,…
MA có nhóm chức amin bậc 2 nên dễ dàng tham gia phản ứng acyl hóa với 1
anhydride acid để tạo amide, phản ứng thực hiện trong điều kiện bình thường mà
không cần xúc tác, xảy ra nhanh.
1.1.2.2. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MDMA [2,25]
MDMA là một loại ma túy tổng hợp có khả năng gây ảo giác mạnh, khi sử
dụng ở liều cao dễ gây ra chứng hoang tưởng, loạn thần, trí nhớ giảm sút,… Trên
thị trường tự do hiện nay xuất hiện chủ yếu MDMA dưới dạng viên có hàm lượng
khác nhau, với đủ màu sắc và ký hiệu riêng, ít thấy ở dạng tinh thể tinh khiết.
*Công thức cấu tạo, tính chất vật lý và hóa học của MDMA.
- Tên hoá học theo (IUPAC) là (RS)-1-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-
methylpropan-2-amine
- Công thức phân tử:C11H15NO2
- Công thức cấu tạo của MDMA.
5
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
*Tính chất vật lý
- Khối lượng phân tử : 193,25g/mol
- UVmax (ethanol): 286nm
- Nhiệt độ nóng chảy:
+ 147 - 148ºC (tinh thể HCl từ isopropanol/ n-hexan).
+ 152 - 153°C (tinh thể HCl từ isopropanol/ ether).
- Chất lỏng không màu, trong, ít tan trong nước, tan trong ethanol, cloroform
và ethylacetate….
- Dạng muối HCl, sunfat là bột kết tinh màu trắng, hoặc tinh thể không màu
tan tốt trong nước.
*Tính chất hóa học: tương tự như MA.
1.1.3. Tác dụng dược lý và dược động học của MA, MDMA [1,2,10,11]
1.1.3.1. Tác dụng dược lý
MA và MDMA có tác dụng nhanh làm kích thích thần kinh trung ương, thời
gian tác dụng khoảng 4 đến 8 giờ. Khả năng tác dụng tăng lên khi dùng kết hợp với
một số nhóm thuốc khác như caffein, cocain, nhóm opiates, … Tuy nhiên MDMA
gây ra tác dụng mạnh hơn MA nhiều lần.
Các tác dụng của MA và MDMA sau khi vào cơ thể khoảng 15 phút tùy vào
cách thức, thường gặp là tinh thần sảng khoái, tỉnh táo, phấn chấn tinh thần, nhanh
nhẹn, tăng tính năng động, tăng vận động, giảm mệt mỏi, dịu đau. Vì cảm giác đó
nên người đã sử dụng có xu hướng thèm muốn tiếp tục sử dụng hết lần này đến lần
khác dẫn đến nghiện. Khi vào cơ thể MA, MDMA làm gia tăng giải phóng hoặc ức
chế tái hấp thu serotonin (5-HT), dopamin (DA) và norepinephrin (NE) trước synap
bằng cách gắn vào các Receptor 5-HT2A trên màng tế bào do đó ngăn chặn việc hấp
thu, vận chuyển 5-HT, DA, NE vào các bọng lưu trữ. Chính sự cạn kiệt chất dẫn
truyền serotonin khiến các tế bào thần kinh bị chết... Việc sử dụng chúng thường
6
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
xuyên trong thời gian ngắn cũng sẽ huỷ hoại các tế bào sản xuất dopamin (chất
kiểm soát nhận thức và tình cảm) trong não.
Tác dụng không mong muốn:
*Trên thần kinh: rối loạn ý thức nhẹ, rối loạn nhận thức màu sắc và âm thanh,
mất điều hòa thân nhiệt, mất ngủ, ảo giác...
*Trên tim mạch: Huyết áp tâm thu tăng 40mm Hg, nhịp tim tăng 30 lần/phút,
gây hiện tương co mạch làm tăng huyết áp.
*Các triệu chứng khác: buồn nôn, nôn, tiểu nhiều, rung giật nhãn cầu, tình
trạng thiếu oxy tạm thời.
Quá liều: các triệu chứng khi quá liều MDMA bao gồm: rối loạn hành vi, rối
loạn thân nhiệt, tiêu cơ vân, đông mạch, mất chức năng thận cấp tính, xuất huyết
não,hoại tử gan, thậm chí tử vong.
1.1.3.2. Dược động học
*Dược động học của MA
Hấp thu và phân bố: MA dễ dàng hấp thu qua đường uống và phân bố nhanh
vào máu. Đào thải chủ yếu qua đường nước tiểu và phụ thuộc vào pH của nước tiểu.
Đào thải nhiều hơn khi nước tiểu axit và giảm khi nước tiểu kiềm. Thời gian bán
thải của methamphetamin là 10 giờ.
Chuyển hóa: Khi uống MA, trong 24 giờ đầu nó được đào thải qua nước tiểu
43% ở dạng không biến đổi, 15% ở dạng 4-hydroxy- methamphetamin, 5% ở dạng
amphetamin và một số chất chuyển hoá khác cũng được tìm thấy dưới dạng biến đổi
hoặc kết hợp.
7
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
METHAMPHETAMINE
CH 3
H
H C N
CH 2 CH 3
HYDROXYMETHAMPHETAMINE
CH 3
H
H C N
CH 2 CH 3
CH 3
H C NH 2
CH 2
AMPHETAMINE
OH
CH 3 CH 3 CH 3
H
H C N H C NH 2 H C O
CH 2 CH 3 H C OH CH 2 COOH
OH NOREPHEDRINE PHENYLACETONE BENZOIC ACID
HYDROXYMETHAMPHETAM INE
COOH
H 2N C H
CH 3 H
H C NH 2 GLYCINE
H C OH
O H COOH
C N C H
H
OH HIPPURIC ACID
HYDROXYNOREPHEDRINE
Hình 1.2. Sơ đồ chuyển hoá của methamphetamin.
*Dược động học của MDMA
Hấp thu và phân bố: MDMA dễ dàng hấp thu qua đường uống. Với liều 75,
125mg trên người khỏe mạnh thì Cmax lần lượt là 130,6, 236,4 ng/mL và đạt Cmax
trong huyết tương sau 1,8 và 2,4h. Nồng độ khá thấp do đó thuốc dễ đi vào các mô
và liên kết với các thành phần trong mô.
8
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
Chuyển hóa: MDMA được chuyển hóa ở gan theo 2 con đường chính:
+ Khử methyl ở vị trí O bởi enzym methyl hóa catechol-O-methyl transferase và
hoặc liên hợp với glucuronat/ sulfat. Quá trình này bị ức chế bởi isoenzym
CYP2D6. Chuyển hóa chậm có thể làm tăng độc tính của MDMA.
+ Đề alkyl hóa ở vị trí N, khử amin và oxi hóa tạo thành các dẫn xuất của acid
benzoic liên hợp với glycin.
Một số sản phẩm chuyển hóa của MDMA vẫn còn hoạt tính, đặc biệt là các
chất chuyển hóa lần đầu (ví dụ MDA) do đó thời gian tác dụng dài hơn thời gian
tác dụng của chính MDMA. Sản phẩm chuyển hóa của MDMA là HHMA,
HMMA, MDA, 4-hydroxy-3-methoxy2methamphetamin trong đó chủ yếu là 4-
hydroxy-3-methoxymethamphetamin có thể được tìm thấy cả trong máu và nươc
tiểu.
Thải trừ: thuốc thải trừ chậm. Với liều 75, 125mg thời gian bán thải t1/2 lần
lượt là 7,7 và 8,6h. Sau 3t1/2 (khoảng 25h) thì 95% thuốc mới được thải trừ ra khỏi
cơ thế. Điều này giải thích tác dụng phụ của thuốc vẫn còn sau 1 ngày sử dụng
thuốc.
9
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
Hình 1.3. Sơ đồ chuyển hóa của MDMA
1.2. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu thường dùng trong phân tích ma túy
Trước khi phân tích các chất ma túy tổng hợp trong mẫu máu và nước tiểu
bằng sắc ký khí khối phổ thường phải sử dụng các kỹ thuật chiết mẫu, làm sạch và
dẫn xuất hóa. Mục đích của chiết và làm sạch là tách chất ma túy ra khỏi mẫu dịch
sinh học, loại một số tạp chất trong mẫu dịch sinh học có ảnh hưởng đến quá trình
phân tích, kỹ thuật dẫn xuất hóa mẫu làm tăng độ nhạy của phép phân tích, phù hợp
hơn với điều kiện phân tích sắc ký. Một số các kỹ thuật sử dụng là chiết lỏng lỏng,
chiết pha rắn, vi chiết pha rắn, dẫn xuất nhóm amine bằng tác nhân acyl hóa.
10
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
1.2.1. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng [22,24]
Chiết lỏng - lỏng là kỹ thuật đã được sử dụng từ rất lâu trong phòng thí
nghiệm. Là kỹ thuật được dùng rất phổ biến để chuyển chất phân tích hòa tan trong
một dung môi hoặc mẫu dạng lỏng sang 1 dung môi thứ hai không hòa tan trong
dung môi thứ nhất. Các dung môi thường sử dụng để chiết các chất ma túy tổng hợp
là ethylacetat, chloroform, diclomethan, aceton…hoặc có thể kết hợp dung môi theo
tỷ lệ thích hợp làm tăng hiệu suất chiết. Dịch chiết sau đó được tinh khiết hoá bằng
các chất hấp phụ làm sạch khác nhau như silicagel, florisil, nhôm oxit, C18…., tuỳ
từng đối tượng mẫu mà chọn các chất hấp phụ khác nhau. Phương pháp này đơn
giản nhưng tốn dung môi, thời gian phân tích và có ảnh hưởng nguy hại đến con
người do sử dụng các dung môi chiết.
1.2.2. Kỹ thuật chiết pha rắn [20,21,22]
Chiết pha rắn (SPE) là kỹ thuật xử lý mẫu dựa trên nguyên tắc của sắc ký
lỏng nhằm loại các chất ảnh hưởng của nền hoặc làm giàu các chất cần phân tích
trước khi tiến hành phân tích.
Kỹ thuật này dùng để chiết trực tiếp mẫu lỏng hoặc làm sạch chất phân tích
đã được chiết bằng dung môi theo kỹ thuật khác. Kỹ thuật SPE dùng để làm giàu
mẫu. Thông thường nồng độ chất phân tích trong mẫu quá thấp không phù hợp
cho việc phân tích GC do đó cần phải sử dụng kỹ thuật SPE để làm giàu chất phân
tích đến mức nào đó đủ để phát hiện cũng như loại bỏ tạp chất không quan tâm ra
khỏi chất phân tích.
Kỹ thuật chiết pha rắn có sự thay đổi lớn trong một số những năm gần đây
như các loại chất hấp phụ dùng cho mẫu sinh học tăng lên rất nhiều, có khả năng
tự động hóa. Một số nhà sản xuất đã đưa ra thiết bị có khả năng tự động hóa trong
quá trình chuẩn bị mẫu dịch sinh học.
* Cơ chế chiết: Tương tự sắc ký lỏng gồm pha thuận, pha đảo và trao đổi ion.. Pha
tĩnh thường dùng là silicagel, Florisil®, oxit nhôm, C8, C18, …
11
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------- o0o -------
ĐẶNG ĐỨC KHANH
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH
CHẤT MA TÚY TỔNG HỢP (MA, MDMA)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ VÀ ỨNG DỤNG
Chuyên ngành: Hóa học
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: TS. TRẦN THỊ THÚY
2: TS. TRẦN VIỆT HÙNG
Hà Nội, 2012
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này “Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích
chất ma túy tổng hợp (MA, MDMA) bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ và
ứng dụng” là công trình nghiên cứu của bản thân. Tất cả những thông tin tham
khảo dùng trong luận văn lấy từ các công trình nghiên cứu có liên quan đều được
nêu rõ nguồn gốc trong danh mục tài liệu tham khảo. Các kết quả nghiên cứu đưa ra
trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình
khoa học nào khác.
Ngày 30 tháng 10 năm 2012
Tác giả
Đặng Đức Khanh
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại Phòng thí nghiệm, Khoa Hóa pháp, Viện
Pháp y Quân đội và Bộ môn Hóa Phân tích, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại
học Bách khoa Hà Nội.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Trần
Thị Thúy và TS. Trần Việt Hùng đã tin tưởng, giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo
mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo chỉ huy Viện Pháp y Quân đội, cán bộ
khoa Hóa pháp đã tạo điều kiện cho tôi đi học và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời
gian thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Hóa Phân tích, Viện Kỹ thuật
Hóa học, ĐHBKHN đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.
Hà Nội, ngày 26 tháng 10 năm 2012
Học viên
Đặng Đức Khanh
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
MỤC LỤC
trang
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về ma túy 3
1.1.1. Định nghĩa và phân loại 3
1.1.2. Tổng quan về MA, MDMA 4
1.1.2.1. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MA 4
1.1.2.2. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MDMA 5
1.1.3. Tác dụng dược lý và dược động học của MA, MDMA 6
1.1.3.1. Tác dụng dược lý 6
1.1.3.2. Dược động học 7
1.2. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu thường dùng trong phân tích 10
ma túy
1.2.1. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng 11
1.2.2. Kỹ thuật chiết pha rắn 11
1.2.3. Kỹ thuật vi chiết pha rắn 13
1.2.4. Kỹ thuật dẫn xuất hóa bằng tác nhân acyl 14
1.3. Tổng quan về sắc ký khí khối phổ 15
1.3.1. Cấu tạo của hệ thống sắc ký khí khối phổ 16
1.3.2. Kỹ thuật phân tích và ưu nhược điểm của sắc ký khí khối phổ 18
1.4. Các phương pháp phân tích ma túy tổng hợp trong mẫu dịch sinh 19
học
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1. Đối tượng nghiên cứu 21
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 21
2.2.1 Hóa chất, chất chuẩn 21
2.2.2. Dụng cụ và thiết bị 22
2.3 Phương pháp nghiên cứu 22
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
2.3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 23
2.3.2. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 23
2.3.3. Quy trình xử lý mẫu 24
2.3.4. Định tính và định lượng MA, MDMA 27
2.3.5. Đánh giá quy trình phân tích 29
2.3.6. Áp dụng quy trình phân tích mẫu thực tế 30
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
3.1. Kết quả khảo sát điều kiện phân tích GC/MS, phản ứng tạo dẫn
xuất và đánh giá quy trình phân tích 32
3.1.1. Kết quả khảo sát điều kiện phân tích GC/MS 32
3.1.2. Kết quả khảo sát độ ổn định của thiết bị phân tích GC/MS 38
3.1.3. Kết quả so sánh độ nhạy của GC/MS đối với mẫu có dẫn xuất và
không dẫn xuất TFAA 41
3.1.4. Kết quả khảo sát độ lặp lại của phản ứng tạo dẫn xuất 41
3.1.5. Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính và LOD, LOQ 43
3.1.6. Kết quả khảo sát độ đặc hiệu của phương pháp 48
3.1.7. Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình phân tích 49
3.1.8. Kết quả khảo sát độ thu hồi của quy trình phân tích 52
3.2. Kết quả phân tích mẫu thực tế giám định 53
3.3. Thảo luận 56
3.3.1. Quy trình chiết mẫu 56
3.3.2. Phản ứng tạo dẫn xuất 56
3.3.3. Phương pháp phân tích GC/MS 56
3.3.4. Phân tích mẫu thực tế 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AM : Amphetamin
EI : Electric ionization - Ion hóa điện tử
FID Flame ionization detector – Detector ion hóa ngọn lửa
GC : Gas chromatography - Sắc ký khí
GC/MS : Gas chromatography/ mass spectrometry - Sắc ký khí khối
phổ
HFBA : Heptafluorobutyric anhydride
IS : Internal standard - Chuẩn nội
LC/MS : Liquid chromatography/ mass spectrometry - Sắc ký lỏng
khối phổ
LOD : Limit of detection - Giới hạn phát hiện
LOQ : Limit of quantification - Giới hạn định lượng
MA : Methamphetamin
MA-TFA : Dẫn xuất Trifluoro acetyl của MA
MDA : 3,4- methylenedioxyamphetamin
MDMA : 3,4- methylenedioxymethamphetamin
MDMA-TFA : Dẫn xuất Trifluoro acetyl của MDMA
MS Mass spectrometry – khối phổ
MSD : Mass spectrometry detector - Detector khối phổ
NPD Nitor phospho detector – Detector NPD
RSD Relative standard Deviation – Độ lệch chuẩn tương đối
SPE : Solid phase extraction - Chiết pha rắn
TCD Thermal conductivity detector – detector dẫn nhiệt
TFAA : Trifluoroacetic anhydride
tR Retention time - Thời gian lưu
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 : Chuẩn bị mẫu hỗn hợp chất chuẩn trong mẫu máu và nước 24
tiểu
Bảng 3.1 : Mảnh phổ m/z của MA, MDA-d5, MDMA sau dẫn xuất 38
TFA dùng để định tính, định lượng MA, MDMA
Bảng 3.2 : Bảng 3.2.Kết quả khảo sát độ ổn định thiết bị thông qua thời 39
gian lưu
Bảng 3.3 : Kết quả khảo sát độ ổn định thiết bị thông qua diện tích píc 40
Bảng 3.4 : Kết quả so sánh độ nhạy của GC/MS trên mẫu có và không 41
dẫn xuất TFAA
Bảng 3.5 : Kết quả khảo sát độ lặp lại của kỹ thuật tạo dẫn xuất 42
Bảng 3.6 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MA trong mẫu máu 43
Bảng 3.7 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MDMA trong mẫu 44
máu
Bảng 3.8 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MA trong mẫu nước 45
tiểu
Bảng 3.9 : Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MDMA trong mẫu 46
nước tiểu
Bảng 3.10 : Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình phân tích trên 50
mẫu máu
Bảng 3.11 : Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình phân tích trên 51
mẫu nước tiểu
Bảng 3.12 : Kết quả khảo sát độ đúng của quy trình phân tích MA, 52
MDMA trong mẫu máu và nước tiểu
Bảng 3.13 : Kết quả phân tích MA, MDMA trong mẫu má và nước tiểu 53
giám định
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 : Các dạng khác nhau của ma túy tổng hợp 4
Hình 1.2 : Sơ đồ chuyển hóa của Methamphetamin 8
Hình 1.3 : Sơ đồ chuyển hóa của MDMA 10
Hình 1.4 : Các bước tiến hành SPE 12
Hình 1.5 : Sơ đồ cấu tạo và hình ảnh thiết bị vi chiết pha rắn 13
Hình 1.6 : Sơ đồ cấu tạo của thiết bị sắc ký khí khối phổ 16
Hình 1.7 : Hình ảnh cột mao quản, cấu tạo cắt ngang của cột mao quản 17
Hình 3.1 : Đồ thị chương trình nhiệt độ cột tách sắc ký 32
Hình 3.2 : (A) Sắc ký đồ của MA; (B) Phổ khối scan của MA; (C) Sắc 34
ký đồ của MA-TFA; (D) Phổ khối scan của MA-TFA; (E)
Sắc ký đồ của m/z 154, 110, 118
Hình 3.3 : (A) Sắc ký đồ của MDMA; (B) Phổ khối scan của MDMA; 35
(C) Sắc ký đồ của MDMA-TFA; (D) Phổ khối scan của
MDMA-TFA; (E) Sắc ký đồ của m/z 154, 162, 135
Hình 3.4 : (A) Sắc ký đồ của MDA-d5; (B) Phổ khối scan của MDA- 36
d5; (C) Sắc ký đồ của MDA-d5-TFA; (D) Phổ khối scan của
MDA-d5-TFA; (E) Sắc ký đồ của m/z 136, 166, 167.
Hình 3.5 : (A) Sắc ký đồ của MA-HFB; (B) Phổ khối scan của MA- 37
HFB; (C) Sắc ký đồ của MDMA-HFB; (D) Phổ khối scan
của MDMA-HFB
Hình 3.6 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 44
lượng chất của MA/MDA-d5 trong mẫu máu
Hình 3.7 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 45
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
lượng chất của MDMA/MDA-d5 trong mẫu máu.
Hình 3.8 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 46
lượng chất của MA/MDA-d5 trong mẫu nước tiểu.
Hình 3.9 : Đồ thị tương quan tuyến tính giữa tỷ lệ diện tích pic và tỷ lệ 47
lượng chất của MDMA/MDA-d5 trong mẫu nước tiểu.
Hình 3.10 : Sắc ký đồ phân tích mẫu mẫu máu không có chất ma túy 48
Hình 3.11 : Sắc ký đồ phân tích mẫu máu có thêm chuẩn MA, MDMA, 49
MDA-d5
Hình 3.12 : Sắc ký đồ phân tích mẫu máu của Nguyễn Hải N có MDMA 54
(14,87 phút)
Hình 3.13 : Săc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu của Trần Thị P không có 55
MA, MDMA.
Hình 3.14 : Sắc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu của Trịnh Bá N có MA 55
(9,96 phút)
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1 : Sơ đồ phân mảnh của MA-TFA
Phụ lục 2 : Sơ đồ phân mảnh của MDMA-TFA
Phụ lục 3 : Thiết bị GC 6890N/ MS 59731 của Agilent tại Viện Pháp y Quân đội
Phụ lục 4 : Phụ lục 4: Sắc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu Blank
Phụ lục 5 : Phụ lục 5: Sắc ký đồ phân tích mẫu nước tiểu thêm chuẩn MA,
MDMA, MDA-d5
Phụ lục 6 : Phụ lục 6: Sắc ký đồ phân tích mẫu máu Vũ Thị H có MDMA
Phụ lục 7 : Kết quả xét nghiệm mẫu máu và nước tiểu đối chứng bằng LC/MS
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
MỞ ĐẦU
Hàng năm, các chất ma túy tổng hợp được vận chuyển trái phép vào Việt
Nam với số lượng rất lớn, các chất này được sử dụng nhiều trong các vũ trường,
quán bar… Các chất ma túy tổng hợp này phổ biến phải được kể đến như
amphetamin (AM), methamphetamin (MA), 3,4-methylenedioxyamphetamine
(MDA), 3,4- methylenedioxymethamphetamine (MDMA). Những loại ma túy này
vẫn lưu thông trên thị trường một cách bất hợp pháp dưới dạng viên, bột tinh thể với
các tên gọi Yinyang, Adam, Eva, Love, VW, Ice, Mọi da đỏ, Mè đen, Tên lửa,
Thiên thần, viên lắc, thuốc lắc, viên chúa, viên hoàng hậu, ecstasy, mecsydes, đá …
Đối tượng sử dụng các chất ma tuý tổng hợp hiện nay tập trung chủ yếu là
tầng lớp thanh niên, trung niên sống ở Thành phố, thị xã. Số người sử dụng ma tuý
tăng cao có ảnh hưởng xấu tới trật tự an ninh xã hội. Sử dụng ma túy tổng hợp
thường tụ tập theo nhóm đông người ở các vũ trường, quán bar hay nhà nghỉ, nhà
riêng...
Có rất nhiều các kỹ thuật xử lý mẫu và phương pháp để định tính, định lượng
các chất ma túy tổng hợp. Hiện nay ở Việt Nam xét nghiệm ma túy thường sử dụng
các phương pháp như sắc ký lỏng, sắc ký khí khối phổ, kỹ thuật xử lý mẫu như
chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn, vi chiết pha rắn. Một số hạn chế trong công tác xét
nghiệm các chất ma túy tổng hợp hiện nay ở Việt Nam là thiết bị phân tích sử dụng
chồng chéo, chưa chuyên dụng, độ nhạy chưa cao, kỹ thuật xử lý mẫu chưa được
nghiên cứu đầy đủ và toàn diện, hệ thống chất chuẩn và nội chuẩn chưa đáp ứng
được yêu cầu ... Từ những lý do trên dẫn đến chất lượng kết quả xét nghiệm các
chất ma túy chưa cao.
Các chất ma túy trong mẫu dịch sinh học thường có nồng độ thấp, lượng
mẫu lấy phân tích thường xuyên không nhiều. Do đó cần có sự kết hợp tốt giữa kỹ
thuật xử lý mẫu và phương pháp phân tích. Sự kết hợp chặt chẽ giữa kỹ thuật xử lý
1
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
mẫu và phương pháp phân tích sẽ cho phép phát hiện được các chất ma túy tổng
hợp có nồng độ thấp.
Xuất phát từ những lý do trên tôi tiến hành đề tài “ Nghiên cứu xây dựng
quy trình phân tích chất ma túy tổng hợp (MA, MDMA) bằng phương pháp sắc
ký khí khối phổ và ứng dụng ”.
Nội dung nghiên cứu chính của đề tài: :
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp GC/MS để phân tích các chất ma túy
tổng hợp MA, MDMA cho kết quả chính xác nhờ vào việc so sánh cả thời gian lưu
và phổ khối của chất phân tích với chất chuẩn.[8, 14].
Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật SPE sử dụng chất hấp phụ C8 dùng để chiết,
và làm sạch MA, MDMA từ mẫu máu và nước tiểu.
Tạo dẫn xuất TFA vào nhóm amin của chất MA, MDMA làm tăng khả năng
bay hơi của chất phân tích, giúp phù hợp hơn trong quá trình phân tích sắc ký, tăng
độ nhạy cho thiết bị phân tích sắc ký [1].
Quy trình sử dụng chất nội chuẩn đánh dấu 3,4-methylenedioxyamphetamin-
d5 (MDA-d5) cho vào mẫu máu và nước tiểu ngay từ đầu trước khi tiến hành các
bước xử lý mẫu sẽ giúp loại ảnh hưởng sai số trong các thao tác phân tích, tăng độ
chính xác của kết quả đo.
Ứng dụng quy trình đã xây dựng và khảo sát tiến hành phân tích mẫu thực tế
giám định ma túy tổng hợp tại Viện Pháp y Quân đội.
2
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về ma túy
1.1.1. Định nghĩa và phân loại [6,9]
*Định nghĩa:
Các chất ma túy là các chất có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp, khi xâm
nhập vào cơ thể sẽ làm thay đổi trạng thái ý thức, trí tuệ. Nếu dùng lặp lại nhiều lần
sẽ làm cho người dùng lệ thuộc vào nó, gây nguy hại cho cá nhân và cho cộng đồng.
*Phân loại các chất ma túy:
Các chất ma túy có thể phân loại theo những cách sau đây:
-Phân loại theo nguồn gốc
-Phân loại theo tác dụng dược lý
-Phân loại theo cấu trúc hóa học
-Phân loại theo cách thức sử dụng
Tuy nhiên hiện nay trên thế giới, cách phân loại ma túy theo nguồn gốc và
tác dụng dược lý là phổ biến.
*Phân loại dựa theo nguồn gốc
Các chất ma túy được phân loại theo nguồn gốc gồm có 3 nhóm chính:
Nguồn gốc tự nhiên: gồm các chất ma túy được chiết xuất từ nguyên liệu có
nguồn gốc tự nhiên, như canabinols trong cây cần sa, morphin trong cây thuốc
phiện, …
Nguồn gốc bán tổng hợp: là các chất ma túy có nguồn gốc tự nhiên được
tổng hợp thêm 1 hoặc vài nhóm chức như heroin được tổng hợp từ morphin.
Nguồn gốc tổng hợp: Gồm các chất ma túy có nguồn gốc tổng hợp như
amphetamin (AM), methylamphetamin (MA), MDA, MDMA, diazepam, ….
Các chất ma túy có nguồn gốc tổng hợp được phân loại theo dược lý gồm các
nhóm chất khác nhau như: Nhóm kích thích thần kinh trung ương như AM, MA,
MDA, MDMA, …, nhóm gây trầm cảm như diazepam, dẫn xuất phenothiazin, …
3
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
1.1.2. Tổng quan về MA, MDMA
1.1.2.1. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MA [1,2,25]
Methamphetamin (MA) là chất ma túy tổng hợp được sử dụng một cách rộng
rãi hiện nay do tác dụng mạnh lên hệ thần kinh trung ương đồng thời MA rất dễ
dàng tổng hợp. MA có rất nhiều dạng trên thị trường tự do, ngoài ở dạng viên có
chứa nhiều tạp chất với đủ màu sắc, ký hiệu khác nhau thì MA còn có mặt trên thị
trường dưới dạng tinh thể có độ tinh khiết cao, dạng này thường được “dân bay” gọi
là “đá”
Hình 1.1. Các dạng khác nhau của ma túy tổng hợp
Công thức cấu tạo, tính chất vật lý và hóa học của MA
- Tên hóa học theo (IUPAC) lµ (S)-N-Methyl-1-phenyl-propan-2-amin
- Công thức phân tử:C10H15N
- Công thức cấu tạo của MA:
4
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
*Tính chất vật lý
- Khối lượng phân tử: 149,23 g/mol
- Tính chất: Chất lỏng không màu, trong, ít tan trong nước, tan trong ethanol,
cloroform và ethylacetate….
- Dạng muối HCl, sunfat là bột kết tinh màu trắng, hoặc tinh thể không màu
tan tốt trong nước.
*Tính chất hóa học
MA là chất hữu cơ có nhóm chức amin bậc 2, tồn tại ở cả hai dạng là base và
muối của các acid khác nhau như HCl, H2SO4,…
MA có nhóm chức amin bậc 2 nên dễ dàng tham gia phản ứng acyl hóa với 1
anhydride acid để tạo amide, phản ứng thực hiện trong điều kiện bình thường mà
không cần xúc tác, xảy ra nhanh.
1.1.2.2. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MDMA [2,25]
MDMA là một loại ma túy tổng hợp có khả năng gây ảo giác mạnh, khi sử
dụng ở liều cao dễ gây ra chứng hoang tưởng, loạn thần, trí nhớ giảm sút,… Trên
thị trường tự do hiện nay xuất hiện chủ yếu MDMA dưới dạng viên có hàm lượng
khác nhau, với đủ màu sắc và ký hiệu riêng, ít thấy ở dạng tinh thể tinh khiết.
*Công thức cấu tạo, tính chất vật lý và hóa học của MDMA.
- Tên hoá học theo (IUPAC) là (RS)-1-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-
methylpropan-2-amine
- Công thức phân tử:C11H15NO2
- Công thức cấu tạo của MDMA.
5
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
*Tính chất vật lý
- Khối lượng phân tử : 193,25g/mol
- UVmax (ethanol): 286nm
- Nhiệt độ nóng chảy:
+ 147 - 148ºC (tinh thể HCl từ isopropanol/ n-hexan).
+ 152 - 153°C (tinh thể HCl từ isopropanol/ ether).
- Chất lỏng không màu, trong, ít tan trong nước, tan trong ethanol, cloroform
và ethylacetate….
- Dạng muối HCl, sunfat là bột kết tinh màu trắng, hoặc tinh thể không màu
tan tốt trong nước.
*Tính chất hóa học: tương tự như MA.
1.1.3. Tác dụng dược lý và dược động học của MA, MDMA [1,2,10,11]
1.1.3.1. Tác dụng dược lý
MA và MDMA có tác dụng nhanh làm kích thích thần kinh trung ương, thời
gian tác dụng khoảng 4 đến 8 giờ. Khả năng tác dụng tăng lên khi dùng kết hợp với
một số nhóm thuốc khác như caffein, cocain, nhóm opiates, … Tuy nhiên MDMA
gây ra tác dụng mạnh hơn MA nhiều lần.
Các tác dụng của MA và MDMA sau khi vào cơ thể khoảng 15 phút tùy vào
cách thức, thường gặp là tinh thần sảng khoái, tỉnh táo, phấn chấn tinh thần, nhanh
nhẹn, tăng tính năng động, tăng vận động, giảm mệt mỏi, dịu đau. Vì cảm giác đó
nên người đã sử dụng có xu hướng thèm muốn tiếp tục sử dụng hết lần này đến lần
khác dẫn đến nghiện. Khi vào cơ thể MA, MDMA làm gia tăng giải phóng hoặc ức
chế tái hấp thu serotonin (5-HT), dopamin (DA) và norepinephrin (NE) trước synap
bằng cách gắn vào các Receptor 5-HT2A trên màng tế bào do đó ngăn chặn việc hấp
thu, vận chuyển 5-HT, DA, NE vào các bọng lưu trữ. Chính sự cạn kiệt chất dẫn
truyền serotonin khiến các tế bào thần kinh bị chết... Việc sử dụng chúng thường
6
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
xuyên trong thời gian ngắn cũng sẽ huỷ hoại các tế bào sản xuất dopamin (chất
kiểm soát nhận thức và tình cảm) trong não.
Tác dụng không mong muốn:
*Trên thần kinh: rối loạn ý thức nhẹ, rối loạn nhận thức màu sắc và âm thanh,
mất điều hòa thân nhiệt, mất ngủ, ảo giác...
*Trên tim mạch: Huyết áp tâm thu tăng 40mm Hg, nhịp tim tăng 30 lần/phút,
gây hiện tương co mạch làm tăng huyết áp.
*Các triệu chứng khác: buồn nôn, nôn, tiểu nhiều, rung giật nhãn cầu, tình
trạng thiếu oxy tạm thời.
Quá liều: các triệu chứng khi quá liều MDMA bao gồm: rối loạn hành vi, rối
loạn thân nhiệt, tiêu cơ vân, đông mạch, mất chức năng thận cấp tính, xuất huyết
não,hoại tử gan, thậm chí tử vong.
1.1.3.2. Dược động học
*Dược động học của MA
Hấp thu và phân bố: MA dễ dàng hấp thu qua đường uống và phân bố nhanh
vào máu. Đào thải chủ yếu qua đường nước tiểu và phụ thuộc vào pH của nước tiểu.
Đào thải nhiều hơn khi nước tiểu axit và giảm khi nước tiểu kiềm. Thời gian bán
thải của methamphetamin là 10 giờ.
Chuyển hóa: Khi uống MA, trong 24 giờ đầu nó được đào thải qua nước tiểu
43% ở dạng không biến đổi, 15% ở dạng 4-hydroxy- methamphetamin, 5% ở dạng
amphetamin và một số chất chuyển hoá khác cũng được tìm thấy dưới dạng biến đổi
hoặc kết hợp.
7
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
METHAMPHETAMINE
CH 3
H
H C N
CH 2 CH 3
HYDROXYMETHAMPHETAMINE
CH 3
H
H C N
CH 2 CH 3
CH 3
H C NH 2
CH 2
AMPHETAMINE
OH
CH 3 CH 3 CH 3
H
H C N H C NH 2 H C O
CH 2 CH 3 H C OH CH 2 COOH
OH NOREPHEDRINE PHENYLACETONE BENZOIC ACID
HYDROXYMETHAMPHETAM INE
COOH
H 2N C H
CH 3 H
H C NH 2 GLYCINE
H C OH
O H COOH
C N C H
H
OH HIPPURIC ACID
HYDROXYNOREPHEDRINE
Hình 1.2. Sơ đồ chuyển hoá của methamphetamin.
*Dược động học của MDMA
Hấp thu và phân bố: MDMA dễ dàng hấp thu qua đường uống. Với liều 75,
125mg trên người khỏe mạnh thì Cmax lần lượt là 130,6, 236,4 ng/mL và đạt Cmax
trong huyết tương sau 1,8 và 2,4h. Nồng độ khá thấp do đó thuốc dễ đi vào các mô
và liên kết với các thành phần trong mô.
8
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
Chuyển hóa: MDMA được chuyển hóa ở gan theo 2 con đường chính:
+ Khử methyl ở vị trí O bởi enzym methyl hóa catechol-O-methyl transferase và
hoặc liên hợp với glucuronat/ sulfat. Quá trình này bị ức chế bởi isoenzym
CYP2D6. Chuyển hóa chậm có thể làm tăng độc tính của MDMA.
+ Đề alkyl hóa ở vị trí N, khử amin và oxi hóa tạo thành các dẫn xuất của acid
benzoic liên hợp với glycin.
Một số sản phẩm chuyển hóa của MDMA vẫn còn hoạt tính, đặc biệt là các
chất chuyển hóa lần đầu (ví dụ MDA) do đó thời gian tác dụng dài hơn thời gian
tác dụng của chính MDMA. Sản phẩm chuyển hóa của MDMA là HHMA,
HMMA, MDA, 4-hydroxy-3-methoxy2methamphetamin trong đó chủ yếu là 4-
hydroxy-3-methoxymethamphetamin có thể được tìm thấy cả trong máu và nươc
tiểu.
Thải trừ: thuốc thải trừ chậm. Với liều 75, 125mg thời gian bán thải t1/2 lần
lượt là 7,7 và 8,6h. Sau 3t1/2 (khoảng 25h) thì 95% thuốc mới được thải trừ ra khỏi
cơ thế. Điều này giải thích tác dụng phụ của thuốc vẫn còn sau 1 ngày sử dụng
thuốc.
9
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
Hình 1.3. Sơ đồ chuyển hóa của MDMA
1.2. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu thường dùng trong phân tích ma túy
Trước khi phân tích các chất ma túy tổng hợp trong mẫu máu và nước tiểu
bằng sắc ký khí khối phổ thường phải sử dụng các kỹ thuật chiết mẫu, làm sạch và
dẫn xuất hóa. Mục đích của chiết và làm sạch là tách chất ma túy ra khỏi mẫu dịch
sinh học, loại một số tạp chất trong mẫu dịch sinh học có ảnh hưởng đến quá trình
phân tích, kỹ thuật dẫn xuất hóa mẫu làm tăng độ nhạy của phép phân tích, phù hợp
hơn với điều kiện phân tích sắc ký. Một số các kỹ thuật sử dụng là chiết lỏng lỏng,
chiết pha rắn, vi chiết pha rắn, dẫn xuất nhóm amine bằng tác nhân acyl hóa.
10
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học
Viện Kỹ thuật Hóa học –Trường ĐHBKHN
1.2.1. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng [22,24]
Chiết lỏng - lỏng là kỹ thuật đã được sử dụng từ rất lâu trong phòng thí
nghiệm. Là kỹ thuật được dùng rất phổ biến để chuyển chất phân tích hòa tan trong
một dung môi hoặc mẫu dạng lỏng sang 1 dung môi thứ hai không hòa tan trong
dung môi thứ nhất. Các dung môi thường sử dụng để chiết các chất ma túy tổng hợp
là ethylacetat, chloroform, diclomethan, aceton…hoặc có thể kết hợp dung môi theo
tỷ lệ thích hợp làm tăng hiệu suất chiết. Dịch chiết sau đó được tinh khiết hoá bằng
các chất hấp phụ làm sạch khác nhau như silicagel, florisil, nhôm oxit, C18…., tuỳ
từng đối tượng mẫu mà chọn các chất hấp phụ khác nhau. Phương pháp này đơn
giản nhưng tốn dung môi, thời gian phân tích và có ảnh hưởng nguy hại đến con
người do sử dụng các dung môi chiết.
1.2.2. Kỹ thuật chiết pha rắn [20,21,22]
Chiết pha rắn (SPE) là kỹ thuật xử lý mẫu dựa trên nguyên tắc của sắc ký
lỏng nhằm loại các chất ảnh hưởng của nền hoặc làm giàu các chất cần phân tích
trước khi tiến hành phân tích.
Kỹ thuật này dùng để chiết trực tiếp mẫu lỏng hoặc làm sạch chất phân tích
đã được chiết bằng dung môi theo kỹ thuật khác. Kỹ thuật SPE dùng để làm giàu
mẫu. Thông thường nồng độ chất phân tích trong mẫu quá thấp không phù hợp
cho việc phân tích GC do đó cần phải sử dụng kỹ thuật SPE để làm giàu chất phân
tích đến mức nào đó đủ để phát hiện cũng như loại bỏ tạp chất không quan tâm ra
khỏi chất phân tích.
Kỹ thuật chiết pha rắn có sự thay đổi lớn trong một số những năm gần đây
như các loại chất hấp phụ dùng cho mẫu sinh học tăng lên rất nhiều, có khả năng
tự động hóa. Một số nhà sản xuất đã đưa ra thiết bị có khả năng tự động hóa trong
quá trình chuẩn bị mẫu dịch sinh học.
* Cơ chế chiết: Tương tự sắc ký lỏng gồm pha thuận, pha đảo và trao đổi ion.. Pha
tĩnh thường dùng là silicagel, Florisil®, oxit nhôm, C8, C18, …
11
Đặng Đức Khanh Luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học