Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CEC4D (luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

MỞ ĐẦU

Tệ nạn ma túy là hiểm họa cho toàn xã hội, gây tổn hại sức khỏe, làm suy thoái nòi giống, phẩm giá con người, phá hoại hạnh phúc gia đình, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến trật tự, an toàn xã hội và an ninh quốc gia Nguy hiểm hơn nữa, việc tiêm chích ma túy còn là nguyên nhân lan truyền căn bệnh nguy hiểm HIV/AIDS [2]

Hiện nay, việc sản xuất, vận chuyển, buôn bán và sử dụng ma túy ngày càng tinh vi, phức tạp và khó kiểm soát Các cán bộ phải làm giám định khá nhiều loại chất và các chế phẩm của chúng, phải sử dụng các phương pháp khoa học đòi hỏi phải nhanh hơn, chính xác hơn và đặc hiệu hơn Kết quả giám định phải là tin cậy

và đáp ứng các yêu cầu của các cơ quan thực thi luật pháp của mỗi nước Do vậy, việc xác định đối tượng có sử dụng ma túy thông qua giám định mẫu phẩm sinh học (nước tiểu) của chính đối tượng đó cũng rất cần thiết

Ở Việt Nam, việc giám định ma túy trong các mẫu phẩm sinh học được thực hiện bằng nhiều phương pháp như: phân tích miễn dịch, sắc ký khí (GC), sắc ký khí – khối phổ (GC-MS), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với khả năng phát hiện tốt Tuy nhiên, đây là loại thiết bị đòi hỏi đầu tư ban đầu rất lớn đồng thời quy trình kèm theo rất phức tạp do đó giá thành phân tích cao, thường được triển khai ở các phòng thí nghiệm tuyến Trung ương Trong khi đó, nhu cầu phân tích giám định các chất ma túy tại các phòng thí nghiệm hình sự tuyến địa phương là rất lớn Do đó, việc nghiên cứu phát triển các phương pháp phân tích đơn giản, chi phí thấp nhằm

hỗ trợ điều tra tại các phòng thí nghiệm phân tích ma túy tuyến địa phương là rất cần thiết Trước tình hình thực tế đó, nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã nghiên cứu

và bước đầu thành công trong việc xác định một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS trong nước tiểu bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc (CE-C4D) với các kết quả: tối ưu được điều kiện phân tích để tách đồng thời 4 chất ma túy MA, MDA, MDMA và MDEA; giới hạn phát hiện của MA sau khi chiết và trước khi chiết là 10ppb và 500ppb [29]

Tuy nhiên, do nền mẫu nước tiểu thường khá phức tạp, chứa rất nhiều chất khác nhau như ezym, vitamin, axit amin, các hợp chất hữu cơ khác và đặc biệt là một lượng lớn các ion như: Na+, NH4+, Mg2+, Cl-, SO42-,… Hơn nữa, hàm lượng các chất ma túy tổng hợp có thể rất thấp nên các thành phần khác trong nền mẫu sẽ gây khó khăn cho phương pháp phân tích Vì thế, để có kết quả phân tích tốt thì việc

làm sạch và làm giàu mẫu là rất cần thiết Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CE-C 4 D” trên cùng thiết bị đo mà không khảo sát lại điều kiện tối ưu, nhằm nâng cao khả năng ứng dụng của phương pháp CE-C4D đối với phân tích ma túy nói riêng và các nhóm chất khác nói chung, đáp ứng nhu cầu thực tế

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về ma túy tổng hợp nhóm ATS

Ma túy là các chất gây nghiện có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo [2], khi đưa vào cơ thể sống có thể làm thay đổi một hay nhiều chức năng tâm - sinh lý của

cơ thể Sử dụng ma túy nhiều lần sẽ bị lệ thuộc cả về thể chất lẫn tâm lý, gây hậu quả nghiêm trọng cho cá nhân, gia đình và xã hội

Ma túy tổng hợp dạng Amphetamine (Amphetamine - ATS - type-stimulans) là những chất ma túy được tổng hợp ra từ các hóa chất ban đầu (tiền chất) Chúng có tác dụng kích thích nhất thời hệ thống thần kinh trung ương gây hưng phấn và ảo giác hoang tưởng Ngoài Amphetamine, Methamphetamine (MA)

amphetamine-và MDMA (còn gọi là Ecstasy) thì trong nhóm này còn có rất nhiều chất khác nhau, được quy định trong Công ước quốc tế năm 1971 về sác chất hướng thần như: MDA, MDE, MDEA, PMA, MMDA Chúng có cấu trúc hóa học tương tự nhau trên cơ sở khung của Amphetamine, do đó có tác dụng dược lý giống nhau

Đặc điểm và dạng dùng: Khác với heroine và các chất ma túy khác là các chất này chỉ có hiệu lực tác dụng tối đa, gây cảm giác đê mê khi được đưa trực tiếp vào cơ thể qua đường máu Nếu sử dụng bằng hình thức uống thì chúng bị dịch tiêu hóa phân hủy làm giảm tác dụng đáng kể Vì vậy, trong thực tế Heroine và các chất

ma túy khác có nguồn gốc thuốc phiện chỉ thấy sử dụng qua đường tiêm, chích hoặc hút, hít mà không sử dụng bằng đường uống Các chất ATS có hiệu lực tác dụng khi đưa vào cơ thể bằng đường trực tiếp là vào máu và cả đường tiêu hóa Chính vì thế, ngoài các hình thức sử dụng như đối với các chất ma túy khác, ma túy tổng hợp còn được sử dụng bằng hình thức uống Trong thực tế, một số ít trường hợp gặp các chất

ma túy tổng hợp ATS dưới dạng ống tiêm hay bột để pha tiêm, hút, hít, hình thức phổ biến nhất vẫn là ở dạng viên nén, viên nhộng để uống với nhiều hình dáng, kích thước, màu sắc và những ký hiệu rất khác nhau

1.2 Tình hình sử dụng ma túy tổng hợp nhóm ATS trên thế giới và ở Việt Nam 1.2.1 Trên thế giới

Theo báo cáo của UNDOC về số người sử dụng ma tuýcho hay, toàn cầu có

từ 172 đến 250 triệu người từng sử dụng ma tuý trái phép ít nhất một lần trong năm

16 đến 51 triệu người sử dụng duợc chất ma tuý thuộc nhóm amphetamin; 12 đến

24 triệu người sử dụng ma tuý tổng hợp estasy Những con số trên đây là tính cả những người từng một lần thử qua ma tuý (có thể chưa nghiện) Còn về số người nghiện ma tuý kinh niên, UNODC ước tính vào khoảng 18 đến 38 triệu người Hằng năm có khoảng 200.000 người chết vì ma túy Thực tế này cho thấy ma túy có ảnh hưởng xấu đến kinh tế, văn hóa của toàn thế giới Vì vấn đề nghiêm trọng nên ngày 26/6 hàng năm được Liên Hợp Quốc chọn làm “Ngày quốc tế phòng, chống lạm dụng ma túy” [10]

Methamphetamine thống lĩnh thị trường các loại ma túy tổng hợp toàn cầu và đang mở rộng ở Đông Á và Đông Nam Á Sử dụng methamphetamine dạng tinh thể ngày càng tăng ở các khu vực thuộc Bắc Mỹ và châu Âu Hiện nay, ATS vẫn là chất

ma túy chủ yếu sử dụng ở Nhật Ngoài ra, số nguời đã sử dụng ATS ở Thụy Sĩ là 8%, Đức 2,8%, Tiệp Khắc 1,6%, Brazil là 5% Tại Úc 25% nam và 12% nữ tuổi từ 20- 24 đã thử dùng ATS Số lượng các vụ bắt giữ ATS kể từ năm 2009 – tăng gần gấp đôi ở mức trên 144 tấn trong năm 2011 và 2012, và vẫn ở mức độ cao vào năm

2013 – cho thấy thị trường ATS mở rộng nhanh chóng trên toàn cầu Cho đến tháng

12 năm 2014, có tổng cộng 541 loại chất kích thần mới (NPS) có tác động tiêu cực đến sức khỏe đã được phát hiện và báo cáo tại 95 quốc gia và vùng lãnh thổ - gia tăng 20% so với số lượng 450 loại của năm ngoái

1.2.2 Ở Việt Nam

Tại Việt Nam, tình hình buôn bán, vận chuyển ma túy ngày càng phức tạp Cuộc chiến chống buôn lậu ma túy đã diễn ra trên 30 năm qua, ngày càng trở lên khốc liệt Bọn tội phạm ma túy tự trang bị vũ khí quân dụng, ngày càng hung hăng, dùng mọi phương tiện để vận chuyển ma túy vào Việt Nam hay quá cảnh từ Việt Nam đi các nước khác Trong vài năm gần đây, trên hai tuyến biên giới Việt nam - Lào và Việt - Trung các lực lượng chức năng đã phát hiện, bắt giữ gần 5.340 vụ (chiếm 30% tổng số vụ bị bắt giữ trên toàn quốc) Điều đáng lưu ý là số vụ và lượng

ma túy tổng hợp (chủ yếu là ma túy đá) bị phát hiện, bắt giữ gia tăng nhanh chóng Các hình thức vận chuyển, cất giấu tinh vi, xảo quyệt như cất giấu trong hàng hóa, trong cơ thể, hành lý để vận chuyển qua đường hàng không, Theo thống kê của

Bộ Công an, 6 tháng đầu năm 2013, trong nhiều loại ma túy bị bắt giữ, có tới 46 kg

và 140 nghìn viên ma túy tổng hợp [10]

Trong năm 2014, tình hình mua bán, sử dụng ma túy tổng hợp, nhất là ma túy tổng hợp dạng “đá” tiếp tục gia tăng, đặc biệt trong giới trẻ; số lượng ma túy tổng hợp thu giữ được trong năm 2014 nhiều hơn 147,7 kg ma túy tổng hợp so với năm 2013 Nguồn ma túy tổng hợp tại Việt Nam chủ yếu từ Trung Quốc vận chuyển qua các biên giới thuộc tỉnh Quảng Ninh và Lạng Sơn vào nội địa Bên cạnh

đó, đối tượng phạm tội tiếp tục tìm cách sản xuất ma túy tổng hợp để tiêu thụ ngay trong nội địa Năm 2014, Lực lượng Cảnh sát điều tra tội phạm về ma túy đã phối hợp với các lực lượng chức năng phát hiện, bắt giữ 19195 vụ với 28880 đối tượng liên quan đến tội phạm ma túy; thu giữ 573,2 kg heroin; 19,3 kg cocain; 28,8 kg thuốc phiện; 1536 kg cần sa; 231,2 kg và 165314 viên ma túy tổng hợp cùng nhiều phương tiện, tài sản, vật chứng khác

Một nghiên cứu về thực trạng sử dụng ma túy tổng hợp ở các thành phố lớn cho thấy thuốc lắc (MDMA) là loại ATS phổ biến ở cả 3 thành phố, cao nhất là ở thành phố Hồ Chí Minh với gần 80% đối tượng nghiên cứu báo cáo có sử dụng loại ATS này Methamphetamin cũng là loại ATS sử dụng phổ biến ở Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh (61,00% và 87.12%) Theo nhóm tuổi, các loại ATS như thuốc lắc hay methamphetamin sử dụng phổ biến ở tất cả các nhóm tuổi (xấp xỉ từ 50% đối tượng từng nhóm tuổi sử dụng), trong đó sử dụng phổ biến hơn ở nhóm dưới 40 tuổi [12]

Như vậy, để thực hiện đẩy lùi được ma túy thì việc quan trọng là phải có nguồn chứng cứ kịp thời nhằm thực thi luật pháp và điều trị ngộ độc, cai nghiện Do

đó việc xây dựng một phương pháp giám định ma túy nhanh, chính xác là rất cần thiết

1.3 Một số phương pháp xác định ma túy tổng hợp nhóm ATS

Việc phân tích ma túy tổng hợp nhóm ATS được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như các phương pháp sắc ký, phương pháp điện hóa, phương pháp phân tích miễn dịch học, phương pháp điện di mao quản…

1.3.1 Phương pháp điện hóa

E.M.P.J Garrido cùng cộng sự [15] đã tiến hành nghiên cứu tính chất điện hóa của amphetamin (A), methamphetamin (MA), methylenedioxyamphetamin (MDA) và methylenedioxymethamphetamin (MDMA) trong các dung dịch đệm khác nhau bằng phương pháp vôn ampe vòng, sóng vuông, xung vi phân trên điện cực glassy carbon trong khoảng pH 1,2 đến 12,2 Với MA, sóng anot xuất hiện ở

pH trên 9, Ep = +0,92V Ở pH 2 có thể quan sát được sóng anot của MDA, Ep = +1,17V Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của MDMA khi sử dụng phương pháp von ampe xung vi phân tương ứng là 1,2 và 3,7 µM Các tác giả đã định lượng MDMA trong mẫu huyết tương thêm chuẩn Kết quả thu được hiệu suất thu hồi 99,5%; 100,6%; 100,2%, độ lệch chuẩn (RSD) 1,4; 0,9; 1,1 % tương ứng với các mức hàm lượng thêm chuẩn 15; 30; 45µM

1.3.2 Phương pháp ELISA

Nguyên tắc: Phương pháp ELISA có rất nhiều dạng mà đặc điểm chung là đều dựa trên sự kết hợp đặc hiệu giữa kháng nguyên và kháng thể, trong đó kháng thể được gắn với một enzyme Khi cho thêm cơ chất thích hợp (thường là nitrophenol phosphate) vào phản ứng, enzyme sẽ thủy phân cơ chất thành một chất

có màu Sự xuất hiện màu chứng tỏ đã xảy ra phản ứng đặc hiệu giữa kháng thể với kháng nguyên và thông qua cường độ màu mà biết được nồng độ kháng nguyên hay kháng thể cần phát hiện

Marleen Laloup và cộng sự [24] đã sử dụng phương pháp này để xác định amphetamin, MDMA, MDA trong mẫu máu và nước bọt Phương pháp phân tích này có thể dự đoán được sự hiện diện của một trong hai amphetamin hoặc MDMA/MDA (MDMA và sản phẩm chuyển hóa của nó MDA) với độ nhạy đạt 98,3% và độ đặc hiệu 100% Đây là một kỹ thuật sàng lọc nhanh và chính xác để xác định amphetamin, MDMA/MDA trong các mẫu nước bọt và huyết tương dương tính

1.4 Các phương pháp xử lý mẫu phẩm sinh học

Hàm lượng ma túy nhóm ATS trong mẫu phẩm sinh học thường nhỏ vì thế việc nghiên cứu phương pháp để xử lý làm giàu mẫu là rất cần thiết Hiện nay có 2 phương pháp chiết xuất thuờng dùng là chiết lỏng – lỏng và chiết pha rắn

1.4.1 Phương pháp chiết lỏng – lỏng

Chiết lỏng-lỏng là phương pháp chiết dựa trên sự phân bố khác nhau của chất tan giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau thường một pha là nước và pha còn lại là dung môi hữu cơ không tan hoặc rất ít hòa tan trong nước Quá trình chiết là quá trình chuyển chất tan từ pha nước vào pha hữu cơ được thực hiện qua bề mặt tiếp xúc giữa hai pha nhờ các tương tác hóa học giữa tác nhân chiết và chất cần chiết [8,9]

Để có được kết quả chiết tốt, quá trình chiết phải có các điều kiện chiết cần thiết Điều kiện chiết chất phân tích vào pha hữu cơ:

+ Dung môi chiết và dịch chiết là hai pha không được trộn lẫn, trong đó dung môi phải có độ tinh khiết cao, đảm bảo không làm nhiễm bẩn chất phân tích;

+ Hệ số tách α càng khác 1 càng tốt

+ Cân bằng chiết đạt được nhanh và thuận nghịch, sự phân lớp phải rõ ràng

để giải chiết được tốt

+ Phải chọn được điều kiện chiết tối ưu bao gồm pH của dung dịch, nồng độ tác nhân chiết, nồng độ thuốc thử, chất phụ gia…

Phương pháp chiết lỏng – lỏng có thể áp dụng cho các chất bay hơi, chất lỏng

và rắn với những ưu điểm như các thiết bị đơn giản, hiện có rất nhiều dung môi tinh khiết với độ hòa tan và chọn lọc tốt, hòa tan mẫu thuận lợi và phù hợp với thiết bị sắc ký

1.4.2 Phương pháp chiết pha rắn

Chiết pha rắn là một dạng sắc ký lỏng được cải tiến thành hấp thụ pha rắn với các cơ chế khác nhau Kỹ thuật này dựa trên nguyên tắc sự phân bố của chất tan giữa hai pha không tan vào nhau [8]

Hiện nay chiết pha rắn đang được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực phân tích cho mục đích xác định cả các chất vô cơ và hữu cơ, các kim loại và phi kim do những ưu điểm sau:

+ Hiệu suất thu hồi cao

+ Cân bằng chiết đạt nhanh và có tính thuận nghịch

+ Thích hợp cho mẫu lượng nhỏ và phân tích lượng vết các chất

+ Thao tác đơn giản, dễ sử dụng, có thể tiến hành hàng loạt

+ Khả năng làm giàu và làm sạch chất phân tích lớn

Như vậy, có thể nhận thấy có nhiều phương pháp xác định các chất ma túy nhưng các phương pháp này đều đòi hỏi trang thiết bị hiện đại, yêu cầu kỹ thuật cao Tuy nhiên, phương pháp điện di mao quản cho thấy rất có tiềm năng bởi vì phương pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc (CE-

C4D) là phương pháp phân tích mới với những ưu điểm như: thiết bị tương đối đơn giản, chi phí thấp, hoạt động đơn giản, có thể tự động hóa và triển khai phân tích ngay tại hiện trường với một lượng nhỏ mẫu và hóa chất phục vụ kịp thời quá trình điều tra Do đó, chúng tôi tập trung nghiên cứu quy trình phân tích một số chất ma túy tổng hợp ATS trên thiết bị điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc, kết nối kiểu tụ điện

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của luận văn là: Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng hợp nhóm ATS (gồm: MA, MDA, MDMA, MDEA) bằng phương pháp điện di mao quản, sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc theo kiểu kết nối tụ điện (CE-C4D)

2.1.2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, các nội dung nghiên cứu cần thực hiện bao gồm:

- Tổng quan tài liệu về các phương pháp khác nhau để xác định đồng một số hợp chất ma túy tổng hợp nhóm ATS và các phương pháp xử lý mẫu nước tiểu

- Xây dựng đường chuẩn của các chất phân tích

- Đánh giá phương pháp phân tích (xác định LOD, LOQ, độ đúng, độ chụm)

- Nghiên cứu, tối ưu quy trình chiết lỏng và chiết pha rắn để xử lý làm sạch, làm giàu mẫu nước tiểu

- Áp dụng phân tích một số mẫu nước tiểu do Viện Khoa học hình sự và Đội giám định hóa học – Phòng kỹ thuật hình sự - CATP Hà Nội cung cấp

- Thực hiện phân tích đối chứng một số mẫu bằng phương pháp GC/MS do Viện Khoa học hình sự thực hiện

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích

Phương pháp phân tích là phương pháp điện di mao quản sử dụng detector

độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (CE – C4D) Thiết bị này được thiết kế và chế tạo bởi Công ty 3Sanalysis (http://www.3sanalysis.vn/) trên cơ sở hợp tác với nhóm nghiên cứu của GS Peter Hauser (Thụy Sỹ), là thiết bị có nguồn thế cao lên đến 20kv, có thể thực hiện bán tự động (hình 2.1) Hệ thiết bị này hiện đang được triển khai nghiên cứu hoàn thiện và phát triển ứng dụng tại Bộ môn Hóa Phân tích, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [1]