Nhận thấy sự lạm dụng và khả năng gia tăng sản xuất trái phép MET và MDMA trong nước, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Xây dựng phương pháp định lượng một số tiền chất ma túy tổ
TỔNG QUAN
Tổng quan về chất ma túy, tiền chất và ma túy nhóm amphetamin (ATS)
Theo Luật Phòng, chống ma túy số 73/2021/QH14, chất ma túy bao gồm các chất gây nghiện và chất hướng thần được liệt kê trong danh mục do Chính phủ ban hành.
Chất gây nghiện là chất kích thích hoặc ức chế thần kinh, dễ gây tình trạng nghiện đối với người sử dụng
Chất hướng thần là những hợp chất có khả năng kích thích, ức chế hệ thần kinh hoặc tạo ra ảo giác Việc sử dụng chúng nhiều lần có thể dẫn đến tình trạng nghiện cho người dùng.
Tiền chất là những hóa chất thiết yếu trong quá trình sản xuất và điều chế chất ma túy, được quy định trong danh mục tiền chất do Chính phủ ban hành.
Danh mục các chất ma túy và tiền chất được quy định tại Điều 1 Nghị định
57/2022/NĐ-CP quy định về các danh mục chất ma tuý và tiền chất được Chính phủ ban hành ngày 25/8/2022 gồm 557 chất ma túy và 60 tiền chất [8]
Ma túy được phân loại thành ba loại chính dựa trên nguồn gốc: ma túy tự nhiên như thuốc phiện và cần sa; ma túy bán tổng hợp như morphin và heroin; và ma túy tổng hợp bao gồm metamphetamin, MDMA và ma túy đá.
Ma túy được phân loại dựa trên tác dụng dược lý của chúng đối với hệ thần kinh trung ương, bao gồm ba nhóm chính: nhóm gây ức chế hệ thần kinh trung ương như morphin, heroin, cocaine, seduxen và phenobarbital; nhóm gây kích thích hệ thần kinh trung ương như amphetamin và các dẫn xuất của nó; và nhóm gây ảo giác bao gồm thuốc lắc và cần sa.
Việc phân loại ma túy theo công thức hóa học có vai trò quan trọng trong nghiên cứu phân tích, bao gồm các nhóm như Opiat, Cannabis và Amphetamine Type Stimulants.
Amphetamine Type Stimulants (ATS) là nhóm các chất ma túy tổng hợp có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương, được cấu tạo từ khung β - phenethylamin Các chất này được tổng hợp bằng cách thay thế các nhóm chức khác nhau trên vòng phenyl của amphetamin.
Công thức chung của nhóm ATS:
Hình 1.1.Cấu trúc chung của nhóm ATS
Dựa vào sự thay đổi nhóm thế, các ATS được chia thành 3 nhóm chính [10]:
- Không có nhóm thế trên nhân thơm: methcathinon (ephedron); amphetamin (AMP); methamphetamin (MET); fenetyllin; cathinon;…
- Có nhóm thế methylenedioxy trên nhân thơm: 3,4-dimethylene- dioxymethamphetamin (MDMA); 3,4-methylenedioxyamphetamin (MDA); 3,4- methylenedioxy-N,N-dimethylamphetamin (MDDM);…
- Có các nhóm thế khác trên nhân thơm: 2,5-dimethoxyamphetamin (DMA); 4-bromo-2,5-dimethoxy-phenetylamin (2C-B); paramethoxymethamphetamin (PMMA); paramethoxyamphetamin (PMA); 4-methyl-2,5-dimethoxyamphetamin (DOM);…
Vài nét về tình hình sản xuất và tiêu thụ ma túy tổng hợp nhóm ATS
1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ma túy nhóm ATS trên thế giới
Tình hình sử dụng ma túy tổng hợp, đặc biệt là nhóm ATS, đang gia tăng và trở nên khó kiểm soát trên toàn cầu Theo báo cáo “World Drug Report 2023” của UNODC, khoảng 36 triệu người sử dụng amphetamin và 20 triệu người sử dụng ecstasy, chiếm 1,1% dân số thế giới Từ 2017 đến 2021, gần 90% lượng MET bị thu giữ toàn cầu tập trung ở Đông, Đông Nam Á và Bắc Mỹ, với dấu hiệu mở rộng ra các khu vực khác.
Hiện nay, thế giới có ba trung tâm sản xuất và cung cấp ma túy lớn, bao gồm Khu vực Trăng lưỡi liềm vàng, Khu vực Nam Mỹ và Khu vực Tam Giác vàng Trong đó, Afghanistan, nằm ở khu vực Trăng lưỡi liềm vàng, là quốc gia sản xuất thuốc phiện lớn nhất, đóng vai trò chiến lược quan trọng trong sự giao thoa giữa Nam Á và Trung Á.
Gần 80% nguồn cung ma túy thế giới đến từ 5 quốc gia, với các báo cáo liên tục về việc phát hiện sản xuất MET quy mô lớn tại Afghanistan Hoạt động buôn bán ma túy đang mở rộng qua Nam Á tới các thị trường ở Châu Đại Dương, Châu Âu và nhiều khu vực khác Đồng thời, nhiều phòng thí nghiệm tổng hợp ma túy bí mật đã bị phát hiện ở Tây Nam Á, Nam Á và Châu Phi.
[3] Năm 2022, sản lượng ma túy tại Afghanistan đạt 6.200 tấn, tương đương 80% sản lượng ước tính toàn cầu (7.800 tấn), tiếp theo là Myanmar (795 tấn) và Mexico
1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ma túy nhóm ATS tại Việt Nam
Ma túy tổng hợp phổ biến nhất tại Việt Nam bao gồm MET, MDMA và ketamin Nhóm ma túy ATS đang gia tăng cả về số lượng và hình thức chế biến, thường được ngụy trang dưới dạng thực phẩm, mỹ phẩm, thuốc bảo vệ môi trường và thuốc thú y để tránh sự phát hiện của các cơ quan chức năng.
Cơ quan chức năng đã triệt phá nhiều đường dây sản xuất ma túy trái phép, lợi dụng danh nghĩa nhà máy sản xuất và phòng thí nghiệm Tại tỉnh Kon Tum, lực lượng chức năng đã thu giữ 140 lít dung dịch chứa ma túy amphetamin, 13 tấn hóa chất và tiền chất, cùng với 20 tấn máy móc, thiết bị lắp đặt thành dây chuyền sản xuất ma túy Đồng thời, tại thành phố Hồ Chí Minh, đã bắt giữ toàn bộ các đối tượng liên quan đến đường dây bào chế và mua bán thuốc lắc (MDMA), thu giữ hơn 16.000 viên thuốc lắc thành phẩm và hàng trăm kilogram hóa chất nguyên liệu, với tổng số thuốc lắc thành phẩm lên tới 450.000 viên.
Tổng quan về đối tượng nghiên cứu
Nghị định 57/2022/NĐ-CP quy định về danh mục chất ma túy và tiền chất, trong đó thống kê 60 tiền chất, với 39 tiền chất do Bộ Công thương quản lý, 13 tiền chất thuộc Bộ Công an và 8 tiền chất còn lại do Bộ Y tế quản lý Hầu hết các tiền chất này phải được nhập khẩu, chỉ một số ít doanh nghiệp trong nước có khả năng tự sản xuất Tiền chất đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp, sản xuất hàng tiêu dùng, mỹ phẩm, y tế, thú y và nghiên cứu khoa học, vì vậy việc quản lý tiền chất không thể chỉ dựa vào giải pháp cấm đoán.
Tội phạm đã lợi dụng những kẽ hở trong quản lý và kiểm soát của các Bộ, Ngành nhà nước để mạo danh các tổ chức, nhà máy, xí nghiệp, nhằm nhập khẩu hóa chất tiền chất phục vụ cho việc sản xuất ma túy trái phép.
Việc phân tích lượng tồn dư tiền chất trong nước thải sau khi sản xuất ma túy tổng hợp là rất quan trọng, vì những tiền chất này đóng vai trò thiết yếu trong cấu trúc của ma túy Điều này không chỉ giúp xác định khả năng tiềm ẩn nguy cơ sản xuất trái phép ma túy tại các khu vực chứa nước thải, mà còn là công cụ khoa học hỗ trợ công tác điều tra một cách nhanh chóng và hiệu quả Nghiên cứu này tập trung vào phân tích các tiền chất thiết yếu như MET, MDMA và các tiền chất liên quan trong nước thải.
1.3.1 Methamphetamin (MET) và tiền chất
Methamphetamin (MET) có cấu trúc như hình 1.2
Hiện nay, các nhà khoa học đã xác định nhiều con đường tổng hợp methamphetamine (MET) chủ yếu từ hai tiền chất chính là ephedrin/pseudoephedrin (EPD/PEPD) và 1-phenyl-2-propanon (P2P) Quy trình điều chế MET được minh họa trong hình 1.3.
Hình 1.3 Các quy trình tổng hợp MET Hình 1.2 Công thức cấu tạo của metamphetamin
❖ Phương pháp 1: Từ tiền chất ephedrin/pseudoephedrin (EPD/PEPD)
MET được tổng hợp qua các quy trình Birch/Nazi, Nagai, Rosenmund và Emde (hình 1.3) ngoài ra MET còn có thể được điều chế theo quy trình Hypo, Moscow [14]
Quy trình Birch/Nazi, bao gồm EPD/PEPD, phản ứng với các kim loại kiềm như liti hoặc natri trong môi trường ammoniac để tạo ra MET Quá trình này thường được duy trì cho đến khi amoniac bay hơi hoàn toàn.
Quy trình Nagai sử dụng iod hóa EPD/PEPD bằng HI để sản xuất iodoephedrin và iodopseudoephedrin Tiếp theo, phosphor đỏ sẽ loại bỏ iod, tạo ra phospho triiodid, từ đó hình thành MET.
Quy trình Rosenmund: khử hóa trực tiếp nhóm (-OH) trong phân tử EPD/PEPD bằng Pt/H2 để tạo thành MET
The Emde process involves the reaction of EPD/
Quy trình Hypo và Moscow: cơ chế tương tự quy trình Nagai nhưng sử dụng tổ hợp xúc tác phản ứng khác nhau lần lượt gồm: H3PO2/I2; P đỏ/I2/H2O
Ephedrin, thành phần chính có trong cây ma hoàng, thuộc nhóm thuốc cường giao cảm Nó có nguồn gốc tự nhiên, có thể được chiết xuất từ thực vật, lên men vi sinh hoặc tổng hợp hóa học từ các tiền chất.
Hình 1.4 Nguồn gốc của ephedrin
Tiền chất EPD có thể được tổng hợp qua nhiều con đường khác nhau từ các tiền chất trung gian Các quy trình điều chế EPD từ các tiền chất này được minh họa trong hình 1.5 và 1.6.
- Brom hóa propiophenon, thu được sản phẩm 2-bromo propiophenon Tiếp tục amin hóa và khử H2 thu được đồng phân của ephedrin [14]
Hình 1.5 Quy trình tổng hợp ephedrin từ propiophenon
- Từ benzaldehyd (BZD) xúc tác quá trình biến đổi sinh học thành (R) phenylacetylcarbinol ((R)-PAC), một chất trung gian trong quá trình tổng hợp dược phẩm của ephedrin và pseudoephedrin [17]
Hình 1.6 Quy trình tổng hợp ephedrin từ benzaldehyd
Dấu vết của các tiền chất thiết yếu và tiền chất trung gian có thể được phát hiện trong quá trình tổng hợp MET từ nguyên liệu EPD/PEPD, bao gồm các hợp chất như propiophenon (PPP), 2-bromo propiophenon (BPP), benzaldehyd (BZD) và phenylacetylcarbinol (I-PAC).
❖ Phương pháp 2: Từ tiền chất thiết yếu 1-phenyl-2-propanon (P2P)
Khử amin và Leuckart là hai quy trình được sử dụng phổ biến để tổng hợp MET từ tiền chất thiết yếu P2P [18]
Quy trình phản ứng khử amin từ tiền chất P2P để tạo ra MET sử dụng các tổ hợp xúc tác và khử hóa như Pd/H2/NH2CH3, NaBH4/NH2CH3, NaBH3CN/NH2CH3, HCl/H2O, Pt/H2/NH2CH3, và Hg/Al/NH2CH3 Dù đã có lịch sử lâu dài, phương pháp khử trực tiếp từ tiền chất P2P vẫn đóng vai trò quan trọng trong quy trình tổng hợp MET.
Quy trình Leukart thường được áp dụng cho tiền chất P2P trong tổng hợp MET Trong quá trình này, N-methylformamid, methylamin hoặc acid formic sẽ phản ứng với P2P trong môi trường acid H2SO4 và HCl để tạo ra MET.
9 Để sản xuất P2P, có thể có nhiều con đường khác nhau từ các nguyên liệu khác nhau
- Benzaldehyd (BZD) và methyl ethyl keton (MEK) có thể được chuyển đổi thành P2P theo ba bước như mô tả trong hình 1.7 dưới đây [19].
Hình 1.7 Quy trình tổng hợp P2P từ benzaldehyd
- Phản ứng từ phenylacetic ester (ethyl phenyl acetat, methyl phenyl acetat) tạo thành acid phenylacetic và chuyển hóa thành P2P như sơ đồ trong hình 1.8 [20]
Hình 1.8 Quy trình tổng hợp P2P từ các phenylacetic acid ester
- Bên cạnh đó, P2P còn được tổng hợp từ các dẫn xuất của glycidic acid [21], [22]
Hình 1.9 Tổng hợp P2P từ các tiền chất khác
Dấu vết của các tiền chất thiết yếu trong quá trình tổng hợp MET từ nguyên liệu P2P bao gồm: benzyl cyanid (BCA), methyl phenyl acetat (MPA), ethyl phenyl acetat (EPA), acid phenylacetic, benzaldehyd (BZD), alphaphenyl acetoacetonitril (APAAN), alpha-phenyl acetoacetamid (APAA), và methyl alpha-phenyl acetatoacetat (MAPA).
1.3.2 3,4-methylenedioxymethamphetamin (MDMA) và tiền chất
3,4-Methylenedioxymethamphetamin (MDMA) có cấu tạo như sau:
Hiện nay, có nhiều phương pháp tổng hợp MDMA từ các tiền chất, trong đó ba quy trình phổ biến nhất là quy trình Leuckart, quy trình khử amin từ piperonyl methyl keton và quy trình bromopropan từ safrol.
Phản ứng Leukert không chỉ tổng hợp MET mà còn được ứng dụng trong quy trình sản xuất MDMA Nguyên liệu chính là 3,4-methylenioxyphenyl-2-propanon (3,4-MDP-2-P), còn được gọi là piperonal methyl keton (PMK) PMK phản ứng với acid formic trong môi trường formamid và sau đó được khử bằng LiAlH4 để tạo ra MDMA Ngoài ra, PMK cũng có thể phản ứng với acid formic trong môi trường N-methylformamid và trải qua quá trình thủy phân để sản xuất MDMA.
Các phương pháp định lượng MET, MDMA và tiền chất trong nước thải
Gần đây, nghiên cứu về ma túy trong nước thải tại Việt Nam đang thu hút sự chú ý Trần Thị Thanh Huệ và cộng sự (2023) đã phát triển một phương pháp xác định dư lượng của các chất như methamphetamin, methylendioxymethamphetamin và ketamin trong nước thải Phương pháp này sử dụng kỹ thuật LC-MS/MS kết hợp với SPE-HLB để phân tích hiệu quả.
15 mẫu nước thải lấy ở sông Kim Ngưu [28] Tống Thị Thanh Vượng và cộng sự
Năm 2022, phương pháp định lượng hai tiền chất của ketamin, gồm 1-[(2-chlorophenyl) methyllimino methyl] cyclopentanol hydroclorid (CCM) và 2-hydroxy-2-(o-chloro phenyl) cyclohexanon (HCH), đã được xây dựng và thẩm định trong nước thải bằng kỹ thuật chiết pha rắn (SPE) kết hợp với sắc ký lỏng khối phổ hai lần (LC-MS/MS) Cùng năm, Trần Nguyên Hà và cộng sự đã thực hiện phân tích methamphetamin và chất độn trong nước thải sử dụng sắc ký lỏng khối phổ UPLC-MS/MS Tuy nhiên, hiện chưa có tài liệu nghiên cứu cụ thể nào về tiền chất ma túy MET và MDMA trong nước thải được công bố tại Việt Nam Trên thế giới, một số nghiên cứu đã được thực hiện nhằm định lượng tiền chất ma túy trong nước thải để cung cấp thông tin phân biệt khu vực sản xuất hoặc tiêu thụ ma túy, cũng như mô phỏng đặc điểm các phòng thí nghiệm sản xuất ma túy trái phép thông qua việc xác định các sản phẩm đánh dấu trong quá trình bào chế.
Dưới đây là bảng tổng hợp một số nghiên cứu trên thế giới về phân tích tiền chất ma túy trong nước thải mà nhóm đã thu thập được
Bảng 1.2 Các phương pháp định lượng tiền chất ma túy bằng GC-MS
Tác giả Chất phân tích Xử lý mẫu Điều kiện sắc ký TLTK
- Pha tĩnh: Cột Zebron ZB 5 ms (30m x 0,25mm x 0,25 m),
- Pha động: Khí mang Helium tốc độ dòng 1,0 ml/phút
Chương trình nhiệt độ bắt đầu với 50ºC trong 1 phút, sau đó tăng lên 150ºC với tốc độ 10ºC/phút và giữ ở mức này trong 4 phút Tiếp theo, nhiệt độ sẽ tăng 14ºC/phút cho đến khi đạt 290ºC và duy trì trong 4 phút.
- Thể tích tiêm là 2,0 L, không chia dòng
AM, P2P, APAAN, N-formyl amphetamin trong nước thải
- Hoạt hóa: 3 ml MeOH, 3 ml nước
- Nạp mẫu: Pha loãng 1,5 ml mẫu nước thải với 3 ml nước V nạp: 3 ml
- Cột TG-5MS (30 m x 0,25 mm x 0,25 àm)
- Pha động: khí Heli, tốc độ dòng: 1,5 ml/ phút
- Chương trình nhiệt độ: bắt đầu ở 60°C trong 1 phút, tăng dần ở 10°C/phút đến 65°C và giữ trong thời gian 15 phút, tăng tốc ở 15°C/phút đến 300°C và giữ trong 2 phút
- Thời gian phân tích: 34,17 phút
MET, PEPD, CMP và AM trong nước thải
- Cột chiết: Oasis MCX 3 cc (60 mg, 30 àm)
- Mẫu: 50 ml nước thải + 5àl hỗn hợp
IS 1 ppm + 20 ml HCl 10 mM
- Rửa giải: 2 ml NH 4 OH 2%/metanol (MeOH)
- Hoàn nguyờn: 200àl pha động A
IS: Methamphetamin-d5, Pseudoephedrin-d3, và Amphetamin-d6 nồng độ 1ppm
Cột Chromegabond WR C18 (15 cm x 2,1 mm x 5 àm) Kênh A: 2 mM ammonium format và 0,1% acid formic/nước Kênh B: 2 mM ammonium format và 0,1% acidformic/MeOH Tốc độ dòng: 0,4 ml/phút
Thời gian (phút) % kênh A % kênh B
- 2000 àl dịch thải lắc với 1000 àl nước và 100 àl HCl 37%, lấy lớp hữu cơ
- Lắc tiếp lớp nước với 200 àl dichloromethan và 200 àl NaOH 10M, lấy lớp hữu cơ
- Gộp dịch rồi đem cô nitơ, hoàn nguyờn với 100 àl dichloromethan
- Pha loãng 1000 lần với nước Lấy 990 àl + 10 àl IS 1 ppm đem chạy sắc ký
- Cột chiết: Oasis MCX 3 cc (60 mg, 30 àm)
- Mẫu: 50 ml nước thải + 5àl hỗn hợp
IS 1 ppm + 20 ml HCl 10 mM
- Rửa giải: 2 ml NH 4 OH 2%/methanol (MeOH)
IS: Methamphetamin- d5, Ephedrine-d6; Pseudoephedrine-d3 và Amphetamine-d6
- Cột HP-5ms (30 ì 0,25 mm ì 0,25 àm)
- Khí mang: Heli, Tốc độ dòng: 1,9 ml/phút
- Chương trình nhiệt độ: bắt đầu ở 70°C, tăng lên 165°C với tốc độ 10°C/phút, sau đó tăng lên 320°C với tốc độ 30°C/phút Lò được giữ ở nhiệt độ 320°C trong 1 phút
- Thời gian phân tích: 15,67 phút
The Restek Raptor Biphenyl column (50 x 2.1 mm x 2.7 µm) features two channels for optimal performance: Channel A utilizes 2 mM ammonium formate and 0.1% formic acid in water, while Channel B employs 2 mM ammonium formate and 0.1% formic acid in methanol The flow rate is set at 0.700 ml/min, ensuring efficient separation and analysis.
Chương trình pha động: gradient
Thời gian (phút) % kênh A % kênh B
Các nghiên cứu toàn cầu cho thấy ma túy và tiền chất của chúng thường xuất hiện trong môi trường với các mẫu phức tạp và nồng độ chất phân tích thấp Để phân tích hiệu quả, các phương pháp chiết, tách làm sạch và giàu mẫu được áp dụng, sau đó sử dụng các kỹ thuật LC-MS/MS hoặc GC-MS/MS với độ nhạy và chọn lọc cao.
Sắc ký khí (GC) là phương pháp phân tích hiệu quả cho nhiều thành phần với thời gian phân tích nhanh, đặc biệt phù hợp cho việc xác định ma túy và tiền chất trong nước thải Các chất này có khả năng hóa hơi bền với nhiệt, giúp việc ghép nối sắc ký khí với khối phổ trở nên thuận lợi, vì cả hai đều yêu cầu mẫu phân tích ở trạng thái khí Do đó, nghiên cứu đã chọn phương pháp sắc ký khí khối phổ để định lượng ma túy và tiền chất trong nước thải.
Các phương pháp xử lý mẫu
1.5.1 Dẫn xuất hóa Đối tượng của phương pháp GC là các chất có khả năng bay hơi và bền với nhiệt Đó cũng là một mặt hạn chế ứng dụng của phương pháp Một số nhóm chất thường khó thực hiện được do khả năng bay hơi kém hoặc không ổn định khi thay đổi nhiệt độ như các acid amin, acid béo…Do đó, để phân tích được các hợp chất này bằng phương pháp sắc ký khí thì chúng được chuyển hóa để tạo dẫn xuất tăng khả năng hóa hơi, tăng độ bền với nhiệt của chất phân tích Bên cạnh đó, phương pháp dẫn xuất hóa còn cho phép chuyển hóa những nhóm phân cực thành những nhóm ít phân cực hơn để tăng tương tác với pha tĩnh - thường kém hoặc không phân cực, giúp hạn chế khả năng hấp phụ trong quá trình sắc ký, nhạy hơn hay chọn lọc hơn với hệ thống phát hiện [35] Ngoài ra dẫn xuất hóa cho chất phân tích tăng khối lượng phân tử tạo ra các mảnh khối đặc hiệu, giúp định tính, định lượng chính xác hơn các chất chưa biết
Phương pháp dẫn xuất phổ biến nhất với các ma túy là acyl hóa với các tác nhân dẫn xuất TFAA, HFBA, PFPA, TFAL, MBTFA [35], [36]
Chiết lỏng - lỏng là kỹ thuật chuyển chất phân tích từ một dung môi sang dung môi khác không hòa tan Phương pháp này thường sử dụng hai pha, bao gồm nước và dung môi hữu cơ không tan trong nước, để thực hiện quá trình chiết tách Các chất được chuyển đổi giữa hai pha có thể thuộc nhiều loại hình hóa học khác nhau.
- Các chất dạng acid, base hoặc chất lưỡng tính
- Các chất dạng nội phức
Chiết lỏng - lỏng là một kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện và chi phí thấp, thường được sử dụng trong xử lý mẫu với nền mẫu phức tạp Tuy nhiên, phương pháp này có một số nhược điểm như tiêu tốn nhiều dung môi, độ tinh khiết của hoạt chất chiết không cao, dung dịch chiết có thể bị lẫn nước và có khả năng tạo nhũ tương, dẫn đến sai lệch kết quả.
Phương pháp chiết pha rắn dựa trên ái lực của các chất hòa tan trong pha động đối với pha tĩnh, cho phép tách các thành phần mong muốn khỏi hỗn hợp Khi mẫu hòa tan chảy qua pha tĩnh, các chất phân tích hoặc tạp chất sẽ được giữ lại, trong khi phần chất lỏng còn lại có thể được thu lại hoặc loại bỏ tùy thuộc vào sự hiện diện của các chất này.
Hình 1.15 Các kiểu chiết pha rắn
Thể tích dung môi rửa giải thường nhỏ hơn nhiều so với thể tích dịch ban đầu, cho phép thực hiện bước làm giàu mẫu trong quá trình SPE Pha tĩnh có thể sử dụng dẫn chất Polysiloxan hoặc Polymer, bao gồm cả pha liên kết và pha không liên kết Các loại cột thường dùng trong chiết pha rắn bao gồm cột chiết pha thuận, cột chiết pha đảo, cột trao đổi ion và cột chiết pha rắn hỗn hợp Cột chiết pha rắn hỗn hợp kết hợp pha đảo (C8 hoặc C18) với các nhóm trao đổi cation mạnh, giúp giữ lại tốt các chất không phân cực và ion dương.
Quy trình chiết pha rắn gồm 4 giai đoạn:
Hoạt hóa cột là quá trình mà các dung môi hoặc dung dịch đệm phù hợp được chảy qua cột, giúp chuyển pha rắn sang trạng thái hoạt hóa, từ đó có khả năng lưu giữ chất phân tích hiệu quả.
Để nạp mẫu hiệu quả, mẫu cần được hòa tan trong dung môi phù hợp trước khi cho chảy qua cột Việc sử dụng lực hút chân không có thể giúp tăng tốc độ của quá trình này.
Để loại bỏ tạp chất, cần sử dụng dung môi hoặc dung dịch đệm phù hợp để chảy qua cột, giúp cuốn theo các tạp chất đã được giữ lại trên pha rắn.
Rửa giải là quá trình sử dụng dung môi phù hợp để tách chất phân tích ra khỏi pha rắn, sau đó thu thập phần dịch sau khi đã loại bỏ tạp chất.
Các tài liệu tham khảo về phương pháp định lượng ma túy trong nước thải đã đề cập đến hai kỹ thuật xử lý mẫu phổ biến là chiết lỏng-lỏng và chiết pha rắn Mỗi phương pháp chiết này đều có ưu và nhược điểm riêng biệt Do đó, nghiên cứu ứng dụng này sẽ khảo sát việc chiết xuất MET, MDMA và tiền chất bằng cả hai phương pháp chiết trên.
Sắc ký khí và khối phổ
Nguyên tắc của quá trình sắc ký là các hợp chất dễ bay hơi hoặc có khả năng tạo dẫn chất bay hơi được chuyển qua cổng hóa hơi nhờ khí mang trong bom khí Mẫu từ buồng bay hơi được dẫn vào cột tách trong buồng điều nhiệt, nơi diễn ra sự tương tác giữa chất phân tích trong pha động và pha tĩnh, tạo ra sự tách sắc ký Các thành phần tương tác nhiều hơn với pha tĩnh sẽ di chuyển chậm hơn trong cột, trong khi các thành phần ít tương tác sẽ di chuyển nhanh hơn, dẫn đến sự phân tách các chất khác nhau về tính chất lý hóa ra khỏi cột tách.
Trong quy trình phân tích, 20 cấu tử được đưa vào detector, nơi chúng được chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau đó được khếch đại và gửi đến bộ ghi Các tín hiệu này được xử lý tại bộ phận ghi kết quả Sắc kí khí là phương pháp phù hợp cho các chất phân tích có khả năng bay hơi và không bị phân hủy bởi nhiệt.
Khí mang là yếu tố quan trọng trong nhiều ứng dụng, với các loại khí phổ biến như nitơ, heli, hidro và argon Để đảm bảo hiệu quả, khí mang cần đạt độ tinh khiết cao, có tính chất hóa học trơ, tương thích với các thiết bị phát hiện và không gây cháy nổ.
Cột sắc ký là yếu tố quan trọng trong việc tách các chất trong phân tích Trong sắc ký khí, cột nhồi và cột mao quản là hai loại cột phổ biến Hiện nay, cột mao quản chủ yếu sử dụng với pha tĩnh là chất lỏng bao lên thành mao quản Các loại pha tĩnh thường gặp bao gồm polydimethylsiloxan, polymethylphenylsiloxan, PEG (polyetylen glycol), và squalan.
Khối phổ (Mass spectrometry-MS) là một kỹ thuật đo tỉ lệ khối lượng trên điện tích (m/z) của ion Các ion được đưa vào buồng gia tốc, đi qua khe vào miếng kim loại dưới tác động của từ trường Từ trường này tác động đồng thời lên các ion, khiến ion nhẹ hơn bị lệch nhiều hơn ion nặng Các ion có cùng tỷ lệ khối lượng/điện tích sẽ trải qua cùng một lượng lệch hướng Dựa vào nguyên lý này, đầu đo xác định mức độ lệch của ion, từ đó tính toán tỉ lệ khối lượng/điện tích, giúp xác định thành phần nguyên tố hóa học và đồng vị của ion ban đầu.
Một số kỹ thuật ghi phổ trong đầu dò khối phổ bao gồm:
Khi sử dụng chế độ quét toàn phổ (SCAN), đầu dò sẽ thu nhận tất cả các mảnh ion, tạo ra khối phổ toàn ion cho tất cả các chất trong mẫu Trong khi đó, phương pháp MRM cho phép cô lập ion mẹ tại tứ cực thứ nhất, sau đó phân mảnh ion này tại tứ cực thứ hai để thu được các ion con Cuối cùng, các ion con cần quan tâm được cô lập tại tứ cực thứ ba và đưa vào đầu dò để phát hiện.
Các tiền chất trong nước thải thường có nồng độ thấp và nằm trong mẫu nước thải phức tạp, khiến việc định lượng trực tiếp rất khó khăn Để giải quyết vấn đề này, nghiên cứu đã lựa chọn phương pháp chiết lỏng-lỏng và pha rắn nhằm đánh giá khả năng tách chất ra khỏi nền mẫu Đồng thời, phương pháp phân tích sắc ký khí GC-MS/MS được ứng dụng nhờ độ nhạy cao, cho phép định lượng nhiều chất cùng lúc trong thời gian ngắn, đồng thời nâng cao khả năng phát hiện và giảm thiểu dương tính giả thông qua việc phân tích các giá trị m/z đặc trưng của mỗi chất.
Hình 1.16 Hệ thống sắc ký khí phối phổ GC-MS
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu, nguyên liệu và trang thiết bị nghiên cứu
2.1.1.1 Trong thẩm định phương pháp phân tích
➢ Các chất ma túy và tiền chất trong nước thải:
- Tiền chất của MET: benzyl cyanid (BCA), ethyl phenyl acetat (EPA), methyl phenylacetat (MPA), 2-bromo propiophenon (BPP), propiophenon (PPP)
- Tiền chất của MDMA: safrol (SAF), piperonyl methyl keton (PKM)
➢ Mẫu nền: Mẫu nước thải đã kiểm tra không có các chất phân tích
➢ Mẫu thêm chuẩn: Các chuẩn ma túy và tiền chất được thêm ở nồng độ đích vào mẫu nền
2.1.1.2 Trong nghiên cứu trên mẫu thực
➢ Mẫu thực: Một số mẫu nước thải từ các công ty sản xuất thu thập được ở một số khu công nghiệp trên địạ bàn thành phố Hà Nội
Bảng 2.1 Bảng thông tin chất chuẩn
TT Tên chất chuẩn Viết tắt
Nguồn gốc/hãng cung cấp
Số lô/mã sản phẩm
1 Benzyl cyanid BCA UK BCCB9984 98%
3 Ethyl phenyl acetat EPA USA 12186200 99,5%
6 Methyl phenylacetat MPA USA STBJ5995 98%
7 Piperonyl methyl keton PMK USA 49763964 98%
- Methanol (Scharlau- Tây Ban Nha)
- Ethanol (Đức Giang, Việt Nam)
- Acid hydrochloric (Scharlau- Tây Ban Nha)
- Heptafluoropropionic acid anhydrid (Merck, Đức)
2.1.3 Trang thiết bị nghiên cứu
- Hệ thống sắc ký khí khối phổ Agilent GC-MS/MS 7890A MS Triple Quad 7000B Agilent (Mỹ)
- Cột mao quản HP5-MS 30 m, id 0,25 mm x 0,25 m (Agilent)
- Cân phân tích CP 224S d = 0,1 mg (Thụy Sĩ)
- Máy li tâm EBA21 Hettich (Đức)
- Máy lắc vortex IKA Genius (Trung Quốc)
- Máy lắc siêu âm Branton 5200 (Đức)
- Hệ thống làm khô bằng Nitơ Rapidvap Vertex (Đức)
- Tủ lạnh âm sâu (-80ºC) Panasonic (Nhật)
- Máy đo pH Eutech Instruments (Singapore)
- Bộ chiết pha rắn Witeg, Model SPE-24 (Đức)
- Cột chiết pha rắn HCX-3 (200mg, 6 ml)
- Micropipet LABMATE pro điều chỉnh thể tớch: 10 -100 àl, 100 -1000 àl
- Bình định mức với các thể tích khác nhau từ 5-200 ml class A, ISOLAB (Đức)
- Pipet chia vạch, pipet chính xác các loại: 2, 5, 10 ml
- Các dụng cụ khác: ống ly tâm, cốc thủy tinh, ống đong, phễu, giấy lọc, đầu côn, đũa thủy tinh
Tất cả các thiết bị đều được kiểm tra, hiệu chuẩn định kỳ đáp ứng tiêu chuẩn
Hình 2.1 Hệ thống sắc ký khí khối phổ tại Trung tâm giám định ma túy
Viện khoa học hình sự - Bộ Công an
Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.2.1.1 Pha dung dịch chuẩn tiền chất gốc
Bảng 2.2 Khối lượng cân và nồng độ dung dich chuẩn gốc
TT Chất chuẩn Kí hiệu Khối lượng cân (mg)
Bình định mức (ml) Nồng độ gốc (ppm)
2.2.1.2 Pha dung dịch chuẩn tiền chất trung gian, chuẩn làm việc
Dung dịch chuẩn hỗn hợp trung gian được chuẩn bị bằng cách lấy 10 l dung dịch chuẩn gốc của các tiền chất BCA, EPA, MPA, BPP và 50 l dung dịch chuẩn gốc của các tiền chất PPP, SAF, PMK, cùng với 500 l dung dịch chuẩn gốc của các chất ma túy MET và MDMA Tất cả được cho vào bình định mức 10 ml và bổ sung methanol đến vạch, tạo ra dung dịch chuẩn hỗn hợp khoảng 10 ppm (ký hiệu ATC0) Dung dịch này cần được bảo quản ở nhiệt độ từ 2 - 4 o C.
Dãy dung dịch chuẩn hỗn hợp làm việc được pha loãng từ dung dịch chuẩn hỗn hợp trung gian ATC0 bằng dung môi methanol hoặc nền mẫu trắng, đạt nồng độ khoảng 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000 và 5000 ppb, được ký hiệu là ATC1-TC8 Các dung dịch này chỉ được pha chế khi sử dụng.
Quy trình xử lý mẫu phân tích MET, MDMA và tiền chất của MET và MDMA trong nước thải được thực hiện bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng và chiết pha rắn, nhằm đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong việc phát hiện các chất này Việc áp dụng các phương pháp chiết này giúp tách biệt và thu hồi các hợp chất cần phân tích một cách hiệu quả, góp phần quan trọng trong quản lý chất thải và bảo vệ môi trường.
➢ Xây dựng phương pháp phân tích MET, MDMA và tiền chất trong nước thải sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ hai lần GC-MS/MS
Thẩm định phương pháp được thực hiện dựa trên các tiêu chí quan trọng như sự phù hợp của hệ thống, độ chọn lọc, giới hạn phát hiện và định lượng, khoảng tuyến tính, đường chuẩn, độ đúng, độ lặp lại, và tỷ lệ thu hồi, theo hướng dẫn của AOAC 2016 và EC 808.
2.2.3.1 Xây dựng phương pháp phân tích trên thiết bị
Tiến hành khảo sát các nội dung sau:
➢ Tối ưu hóa điều kiện khối phổ:
Phân tích mẫu trên thiết bị GC 7890A MS Triple Quad 7000B với bộ phân tích khối tứ cực chập ba, tiến hành lựa chọn nguồn ion hóa và thế ion hóa phù hợp Đặc biệt chú trọng vào việc chọn ion mẹ cùng các điều kiện phân mảnh để xác định ion con phục vụ cho việc định tính và định lượng Cuối cùng, khảo sát điều kiện khối phổ để phân tích các chất nghiên cứu một cách hiệu quả.
+ Xác định mảnh ion con có cường độ tín hiệu cao và ổn định
+ Tối ưu năng lượng phân mảnh ion mẹ thành ion con đã xác định ở trên để lượng ion con tạo thành nhiều và ổn định nhất
➢ Tối ưu hóa điều kiện sắc ký:
Phân tích trên thiết bị GC 7890A MS Triple Quad 7000B
2.2.3.2 Xây dựng phương pháp xử lý mẫu
Sau khi nghiên cứu các tính chất lý hóa của các chất phân tích và tham khảo một số bài báo về định lượng tiền chất trong nước thải, nghiên cứu tiến hành khảo sát các mẫu thử tự tạo bằng cách thêm hỗn hợp chuẩn các chất phân tích vào mẫu nền nước thải Mục tiêu là phát hiện nhiều chất phân tích với độ thu hồi tốt và độ lặp lại ổn định, thông qua quy trình xử lý mẫu đơn giản, tiết kiệm dung môi hóa chất, bảo vệ môi trường, bảo vệ cột và hệ thống phân tích, đồng thời phù hợp với điều kiện vật tư, trang thiết bị và kinh phí của phòng thí nghiệm.
➢ Xử lý mẫu sơ bộ
- Mẫu nước thải sau khi lấy về được acid hóa bằng dung dịch HCl tới pH 2-3
- Bảo quản trong tủ lạnh âm sâu tới khi xử lý mẫu
- Khi xử lý mẫu, mẫu thử lấy ra được rã đông tự nhiên ở nhiệt độ phòng, lắc đều
- Ly tâm 5000 vòng/phút trong 5 phút để lắng tạp thô
- Thu lại phần dịch trong phía trên, lọc qua giấy lọc cellulose
- Sử dụng dịch lọc tiến hành các khảo sát tiếp theo
➢ Điều kiện dẫn xuất hóa
Tham khảo các tài liệu [36],[40], Heptafluorobutyric acid anhydrid (HFBA) được chọn lựa dẫn xuất trong nghiên cứu
Sau khi nghiên cứu tài liệu và phân tích cấu trúc cùng đặc điểm hóa học của các chất, chúng tôi đã khảo sát các điều kiện thiết bị và khả năng cung ứng hóa chất của phòng thí nghiệm Quá trình này bao gồm việc khảo sát chiết, lựa chọn dung môi chiết phù hợp và điều chỉnh pH của môi trường chiết để đạt hiệu quả tối ưu.
Dựa trên tính chất lý hóa và độ tan của các chất phân tích, nghiên cứu đã lựa chọn khảo sát tại các điều kiện pH 8 và pH 10, được điều chỉnh bằng dung dịch ammoniac đậm đặc, để tiến hành phân tích.
Nghiên cứu này nhằm nâng cao hiệu suất chiết bằng cách khảo sát số lần chiết lỏng - lỏng với dung môi hữu cơ, nhằm thu được các chất phân tích trong pha dầu với hiệu suất tối ưu nhất.
Sau khi thảm khảo các tài liệu [31],[32],[33] và xem xét điều kiện khả năng cung ứng của phòng thí nghiệm, nghiên cứu chọn khảo sát trên cột chiết HXC-3
Mục tiêu của nghiên cứu này là tối ưu hóa tỷ lệ phát hiện chất phân tích và cải thiện hiệu suất chiết, độ ổn định, cũng như độ lặp lại của phương pháp Điều này được thực hiện thông qua việc khảo sát dung môi rửa giải và thể tích rửa giải trên cột chiết pha rắn được lựa chọn, với sự sử dụng 200 mg và 6 ml.
Thẩm định phương pháp phân tích
Thẩm định phương pháp phân tích tiền chất bằng kỹ thuật GC-MS/MS theo hướng dẫn của AOAC (2016) và EC (2021) bao gồm các chỉ tiêu quan trọng như sự phù hợp của hệ thống, độ chọn lọc, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng, khoảng tuyến tính, độ đúng, độ lặp lại và tỷ lệ thu hồi của quy trình xử lý mẫu.
Độ chọn lọc - đặc hiệu là khả năng của phương pháp phân tích trong việc xác định chất cần phân tích mà không bị nhầm lẫn với các thành phần khác trong mẫu Trong phân tích định tính, cần chứng minh kết quả dương tính khi có mặt chất phân tích và âm tính khi không có mặt Đối với phân tích định lượng, phương pháp phải xác định chính xác chất phân tích bất chấp ảnh hưởng từ các yếu tố khác Đặc biệt, với phương pháp sắc ký khí khối phổ GC-MS/MS, chất phân tích cần được định tính thông qua sự có mặt của ion con đạt yêu cầu về độ đặc hiệu với 5 điểm IP.
Mẫu trắng là mẫu methanol được sử dụng để pha mẫu và thực hiện phân tích theo quy trình Mẫu nền là mẫu nước thải đã được xác định không chứa chất phân tích để tiến hành phân tích Mẫu chuẩn đơn được pha từ dung dịch chuẩn gốc, bao gồm các chất như metamphetamin, 3,4-dimethyldioxymetamphetamin, benzyl cyanid, 2-bromo propiophenon, safrol, ethyl phenyl acetat, piperonyl methyl keton, propiophenon và methyl phenyl acetat.
28 methanol nồng độ 100 ppm và tiến hành phân tích theo quy trình
Để tạo ra mẫu chuẩn hỗn hợp, cần pha loãng hỗn hợp chuẩn tiền chất trong methanol từ dung dịch chuẩn trung gian 10 ppm ATC0, nhằm tạo ra dung dịch chuẩn hỗn hợp có nồng độ 4 ppm Sau đó, tiến hành phân tích theo quy trình đã được thiết lập.
+ Mẫu thêm chuẩn: Thêm chuẩn hỗn hợp vào mẫu nền ở nồng độ 2 ppm tiến hành theo quy trình
Sắc ký đồ của mẫu trắng và mẫu nền không có các pic tại thời gian lưu tương ứng với các pic chuẩn trong mẫu chuẩn đơn và mẫu chuẩn hỗn hợp Nếu có sự xuất hiện của pic, đáp ứng pic không được vượt quá 1,0% so với đáp ứng pic của mẫu chuẩn.
Sắc ký đồ của mẫu thêm chuẩn cần đảm bảo rằng thời gian lưu của các pic tương ứng với thời gian lưu của các pic chuẩn trong mẫu chuẩn đơn và mẫu chuẩn hỗn hợp Để tính điểm IP của các pic trong mẫu thêm chuẩn, phương pháp phân tích sử dụng GC-MS/MS với 1 ion mẹ và 2 ion con, đạt số điểm IP là 5 theo quy định của Hội đồng châu Âu năm 2021.
2.3.2 Sự phù hợp hệ thống
Phép thử sự phù hợp của hệ thống trong kỹ thuật sắc ký đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá độ ổn định của toàn bộ hệ thống phân tích Điều này được thực hiện thông qua việc kiểm tra các yếu tố như máy móc và thiết bị, nhằm loại trừ sai số hệ thống có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
Tiến hành chạy sắc ký hỗn hợp chuẩn với nồng độ 2 ppm, thực hiện 6 lần theo các điều kiện đã khảo sát Ghi nhận các giá trị quan trọng như thời gian lưu và diện tích pic thu được.
Sự phù hợp của hệ thống được biểu thị qua độ lệch chuẩn tương đối RSD của các đáp ứng phân tích
- Yêu cầu: RSD (%) về thời gian lưu ≤ 2% và diện tích pic ≤ 2% [38]
- Khoảng tuyến tính của một phương pháp là khoảng nồng độ ở đó có sự phụ thuộc tuyến tính giữa đại lượng đo được và nồng độ chất phân tích
- Đường chuẩn là đường biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa đáp ứng của thiết bị và nồng độ của chất phân tích có trong mẫu
+ Phân tích một dãy các dung dịch chuẩn hỗn hợp có nồng độ thay đổi
+ Vẽ đường cong phụ thuộc giữa diện tích pic với nồng độ của chất phân tích, quan sát sự phụ thuộc đến khi không còn tuyến tính
+ Xây dựng đồ thị và phương trình hồi quy tuyến tính
- Yêu cầu: đánh giá đường chuẩn dựa vào hệ số hồi quy tuyến tính và độ chệch các điểm nồng độ dùng xây dựng đường chuẩn
+ Hệ số hồi quy tuyến tính: r ≥ 0,995
Độ chệch của các điểm nồng độ trong việc xây dựng đường chuẩn không được vượt quá ± 15% cho tất cả các nồng độ, trong khi đối với nồng độ LOQ, giới hạn có thể chấp nhận là ± 20%.
- Tính giá trị độ chệch theo công thức sau:
𝐶𝑡 × 100 Trong đó: ∆i (%): Độ chệch của từng điểm chuẩn dùng xây dựng đường chuẩn
Ct : Nồng độ xác định được từ đường chuẩn của các điểm chuẩn
Cc : Nồng độ lý thuyết của các điểm chuẩn
Độ đúng (Accuracy) phản ánh mức độ sát sao của kết quả phân tích với giá trị thực của mẫu đã biết Độ đúng được xác định trong khoảng quy trình phân tích và thể hiện qua độ thu hồi, là tỷ lệ phần trăm giữa giá trị thu được và giá trị lý thuyết.
Tiến hành phân tích các mẫu với chất chuẩn ở ba mức nồng độ: thấp, trung bình và cao Tại mỗi mức nồng độ, thực hiện phân tích ba mẫu độc lập có cùng nồng độ Mục tiêu là xác định tỷ lệ lượng chuẩn tìm lại và lượng chuẩn thêm vào để đánh giá độ thu hồi của phương pháp.
❖ Độ thu hồi được tính theo công thức sau: Độ đúng (%) = Lượng hoạt chất tìm lại
Lượng hoạt chất thêm vào × 100%
❖ Yêu cầu: theo quy định của AOAC về độ đúng (thể hiện thông qua độ thu hồi) của phương pháp được trích dẫn trong bảng 2.3 [38]
Bảng 2.3 Độ thu hồi chấp nhận theo AOAC 2016
(%) Tỷ lệ chất Đơn vị Độ thu hồi
2.3.5 Độ lặp lại Độ chính xác là mức độ chụm giữa các kết quả riêng biệt khi lặp lại quy trình phân tích nhiều lần trên cùng mẫu thử đồng nhất, được biểu thị bằng độ lệch chuẩn tương đối RSD (%) Độ chính xác có 3 mức độ: độ lặp lại, độ chính xác trung gian và độ tái lặp Độ lặp lại là độ chụm của kết quả khi lặp lại quy trình phân tích nhiều lần bởi một người phân tích, một thời điểm, cùng thiêt bị, hóa chất
❖ Thực nghiệm: thực hiện lặp lại quy trình phân tích tối thiểu 6 lần ở 3 mức nồng độ như độ đúng trên các mẫu thử tự tạo
❖ Yêu cầu: RSD 7,5-11% ở mỗi mức nồng độ [38]
Bảng 2.4 Yêu cầu độ lặp lại theo AOAC
TT Hàm lượng (%) Tỷ lệ chất Đơn vị RSD r (%)
2.3.6 Tỷ lệ thu hồi của quy trình xử lý mẫu
Tỷ lệ thu hồi là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng tìm lại chất phân tích sau quá trình chiết tách và xử lý mẫu, giúp đánh giá độ thu hồi và ảnh hưởng của nền mẫu Để xác định tỷ lệ thu hồi, người ta so sánh kết quả đáp ứng của các mẫu đã qua chiết tách với các mẫu có nồng độ tương tự nhưng không trải qua quá trình chiết tách.
Để thực hiện lặp lại như với Độ đúng, cần thêm chuẩn biết trước nồng độ ở ba mức: nồng độ thấp, nồng độ trung bình và nồng độ cao vào mẫu nền, với mỗi nồng độ chuẩn được chuẩn bị ba mẫu Sau đó, xử lý mẫu theo quy trình đã định và tiến hành tiêm sắc ký.
Tiến hành tiêm sắc ký mẫu chuẩn với nồng độ trong dung môi pha mẫu giúp tính toán tỷ lệ thu hồi của quy trình xử lý mẫu Tỷ lệ này được xác định dựa trên tỷ lệ diện tích chất phân tích giữa hai loại mẫu đã xử lý và mẫu trắng methanol.
Xử lý dữ liệu
Các số liệu về diện tích pic, thời gian lưu và mảnh khối của chất phân tích được thu thập từ sắc ký đồ đều được kiểm soát và trích xuất thông qua phần mềm Agilent.
MassHunter của thiết bị GC-MS/MS
Để xác định nồng độ ma túy và tiền chất ATS trong nước thải, cần sử dụng phương trình hồi quy mô tả mối liên hệ giữa diện tích píc của chất phân tích và nồng độ của nó, với hệ số tương quan đạt r≥ 0,99.
- Các số liệu phân tích được xử lý thống kê bằng phần mềm Excel
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Xây dựng phương pháp phân tích các tiền chất ATS bằng GC-MS/MS
3.1.1 Khảo sát điều kiện khối phổ GC-MS/MS phân tích tiền chất
A standard solution of MET and MDMA at a concentration of 10 ppm, along with seven precursors of MET and MDMA at a concentration of 100 ppm, including benzyl cyanide, propiophenone, methyl phenylacetate, ethyl phenyl acetate, safrole, 2-bromo propiophenone, and piperonyl methyl ketone, was sequentially injected into the GC-MS/MS system.
+ Cột HP5-MS 30 m, id 0,25 mm x 0,25 m (Agilent)
+ Pha động: khí mang He; Tốc độ dòng 1,2 ml/phút
+ Chương trình nhiệt độ theo gradient trong bảng 3.2
+ Chế độ tiêm mẫu chia dòng (split), tỷ lệ 9:1
+ Nhiệt độ buồng hoá hơi 260 º C
❖ Điều kiện MS cố định:
❖ Khảo sát điều kiện phối phổ được thực hiện qua 3 bước
+ Bước 1: Lựa chọn mảnh mẹ sử dụng chế độ Scan
Giữ thế cố định ở 70 eV, sắc ký đồ ion tổng (TIC) cho thấy sự xuất hiện của pic chất phân tích Tiến hành xác định phổ MS tại vị trí pic xuất hiện và so sánh với phổ MS trong thư viện NIST để xác nhận thông tin Chọn mảnh mẹ có cường độ lớn nhất trong phổ MS cho các nghiên cứu tiếp theo.
+ Bước 2: Lựa chọn mảnh con sử dụng chế độ Product ion
Thay đổi năng lượng va chạm (collision energy, CE) trong khoảng 20-40 eV giúp phân mảnh ion mẹ thành các ion con Các ion con được xác định, trong đó ion con có cường độ lớn nhất được chọn làm ion định lượng, trong khi ion con có cường độ lớn và ổn định được lựa chọn làm ion định tính.
+ Bước 3: Lựa chọn chế độ MRM
Các thông tin về ion mẹ, ion con và thế phân mảnh được áp dụng trong chế độ MRM để phát hiện đồng thời các ion con Thế phân mảnh (CE) cho từng chất được lựa chọn nhằm đảm bảo tín hiệu của mảnh ion định lượng có cường độ lớn và ổn định nhất.
Kết quả điều kiện phân mảnh phù hợp nhất được lựa chọn như ở Bảng 3.1
Bảng 3.1 Điều kiện khối phổ phân tích MET, MDMA và tiền chất
Sắc ký đồ và phổ khối tương ứng với từng chất phân tích được trình bày trong bảng 3.3 và phụ lục 1
3.1.2 Khảo sát điều kiện sắc ký GC-MS/MS phân tích tiền chất
Cột mao quản không phân cực hoặc kém phân cực thường được sử dụng trong phân tích bằng GC, trong đó cột HP5-MS với 5% phenyl và 95% methylpolysiloxan là lựa chọn lý tưởng Cột này có đặc tính không phân cực, khả năng chịu nhiệt cao, và độ trơ tốt, cho phép phân tích các hợp chất hoạt động, bao gồm cả hợp chất acid Đặc biệt, tỷ lệ tín hiệu/nhiễu được cải thiện, mang lại độ nhạy tốt hơn và tính toàn vẹn phổ khối Vì vậy, chúng tôi đã chọn cột HP5-MS (30 m, id 0,25 mm x 0,25 µm) cho nghiên cứu của mình.
3.1.2.2 Khảo sát chương trình nhiệt độ
Trong phương pháp sắc ký khí, nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc tách các chất Nếu nhiệt độ quá thấp, quá trình hóa hơi không hiệu quả và khó tách các chất có nhiệt độ sôi cao Ngược lại, nếu nhiệt độ quá cao, việc tách các chất có nhiệt độ sôi thấp cũng trở nên khó khăn.
Do đó thường đặt chế độ gradient nhiệt độ, tăng nhiệt độ với tốc độ phù hợp để tách được các chất có nhiệt độ sôi khác nhau
- Các điều kiện sắc ký cố định:
+ Cột HP5-MS 30 m, id 0,25 mm x 0,25 m (Agilent)
+ Pha động khí mang: He; Tốc độ dòng 1,2 ml/phút
- Các điều kiện khối phổ: Chế độ MRM với điều kiện như đã trình bày trong mục 3.1.1 và bảng 3.1
Phân tích hỗn hợp chuẩn các tiền chất với nồng độ 10 ppm đã được thực hiện Các điều kiện tối ưu cho quá trình khảo sát đã được lựa chọn và trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2 Chương trình nhiệt độ GC phân tích tiền chất
Thời gian lưu (tR), sắc đồ và phổ khối khi phân tích dung dịch chuẩn hỗn hợp với gradient lựa chọn được minh hoạ trong bảng 3.3 và phụ lục 1.2
Bảng 3.3 Thời gian lưu, sắc ký đồ và phổ khối chế độ SCAN của ma túy và các tiền chất
SẮC KÝ ĐỒ PHỔ KHỐI
3.1.3 Khảo sát dẫn xuất hóa
Kết quả khảo sát cho thấy có sự xuất hiện của pic hai loại ma túy MET và MDMA cùng với các tiền chất Tuy nhiên, hình dáng pic không cân đối, đỉnh pic tù và bị kéo đuôi, đồng thời cường độ tín hiệu pic của MET và MDMA cũng rất nhỏ.
(bảng 3.3) Do đó tiếp tục khảo sát dẫn xuất hóa các chất phân tích
❖ Khảo sát dẫn xuất hóa
Tham khảo Báo cáo tổng hợp đề tài khoa học và công nghệ cấp bộ của Viện
Khoa học hình sự - Bộ Công an đang xây dựng quy trình kỹ thuật giám định các chất ma túy tổng hợp nhóm ATS trong mẫu máu nhằm phục vụ công tác giám định tư pháp Nghiên cứu này lựa chọn dẫn xuất hóa bằng heptafluorobutyric acid anhydrid (HFBA) để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình giám định.
Tiến hành lấy 100 µl dung dịch chuẩn hỗn hợp trung gian 10 ppm, sau đó bay hơi dung môi bằng khí nitơ ở điều kiện nhiệt độ phòng Tiếp theo, thêm vào 50 µl ethyl acetat.
Dẫn xuất hoỏ được thực hiện tại nhiệt độ 70ºC trong 30 phút với 50 µl HFBA Sau khi để nguội, hỗn hợp được thổi khô bằng khí nitơ ở nhiệt độ thường Tiếp theo, hòa tan cặn trong 100 µl n-hexan và thêm 100 µl dung dịch Na2HPO4 0,5 M Hỗn hợp được lắc xoáy trong 30 giây, sau đó ly tâm ở 3000 vòng/phút trong 2 phút để thu lớp dung dịch trên và tiến hành phân tích bằng GC-MS/MS.
- Điều kiện sắc ký và khối phổ như mục 3.1.1 và 3.1.2.
Dưới các điều kiện sắc ký và dẫn xuất đã nêu, sắc ký đồ và phổ khối của các chất phân tích dẫn xuất HFBA cho thấy tín hiệu rõ ràng, như minh họa trong Hình 3.5.
Hình 3.5 Sắc ký đồ khảo sát dẫn xuất của MET với HFBA
Sau khi dẫn xuất hóa các chất phân tích với dẫn xuất HFBA, kết quả thu được
MET- HFBA xuất hiện tín hiệu, sắc ký đồ cho pic rõ ràng, mảnh khối đặc trưng
(mảnh mẹ 254 m/z, mảnh con 118 m/z, 210 m/z), cường độ lớn hơn khi chưa tạo dẫn xuất Tuy nhiên, khi tạo dẫn xuất của 7 tiền chất ma túy nghiên cứu với HFBA,
Việc không thu được tín hiệu píc trong phân tích là do các tiền chất thiếu nhóm chức phù hợp để dẫn xuất hóa Điều này dẫn đến việc không thể phân tích đồng thời hai ma túy và bảy tiền chất trong một quy trình sắc ký Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về ma túy trong các nền mẫu khác nhau, nhưng số lượng nghiên cứu về tiền chất vẫn còn hạn chế Do đó, đề tài này tập trung vào việc phân tích các tiền chất mà không sử dụng dẫn xuất hóa.
3.1.4 Khảo sát quy trình xử lý mẫu
Ma túy MET, MDMA và các tiền chất nghiên cứu có tính chất là các base yếu hoặc trung tính Trong các nghiên cứu trước đây, các tác giả thường acid hóa mẫu thu từ môi trường đến pH 2 theo quy định Quy trình xử lý mẫu sơ bộ được thiết lập cố định.
- Mẫu nước thải sau khi lấy về được acid hóa bằng dung dịch HCl tới pH 2-3
- Bảo quản trong tủ lạnh âm sâu tới khi xử lý mẫu
- Khi xử lý mẫu, mẫu thử lấy ra rã đông tự nhiên ở nhiệt độ phòng, lắc đều
- Ly tâm 5000 vòng/phút trong 5 phút để lắng tạp thô
- Thu lại phần dịch trong phía trên, lọc qua giấy lọc cellulose
- Sử dụng dịch lọc tiến hành các khảo sát tiếp theo
Chúng tôi tiến hành xử lý mẫu và chọn điều kiện xử lý mẫu trên theo hai phương pháp: Chiết pha rắn và chiết lỏng - lỏng
3.1.4.1 Khảo sát quy trình xử lý mẫu bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng
➢ Khảo sát dung môi chiết
Dung môi khảo sát được lựa chọn dựa trên các tiêu chí như khả năng hòa tan chất phân tích, tính phổ biến, dễ tìm, giá thành hợp lý, độ bay hơi cao và độ độc hại thấp đối với con người và môi trường Sau khi xem xét các tiêu chí này và tham khảo tài liệu, dung môi Cloroform đã được chọn để tiến hành khảo sát.
➢ Khảo sát pH chiết và số lần chiết
Thẩm định phương pháp
Tiến hành phân tích các mẫu trắng, mẫu nền nước thải không chứa các đối tượng phân tích, mẫu nền có thêm chuẩn và các mẫu chuẩn Sắc ký đồ của các mẫu được thể hiện trong hình 3.8-3.11, trong khi thời gian lưu của các mẫu được ghi nhận trong bảng 3.4.
Bảng 3.4 Thời gian lưu tương đối của các chất phân tích trong nghiên cứu
Hình 3.10 Mẫu chuẩn hỗn hợp
Hình 3.11 Mẫu nền thêm chuẩn
Trên sắc ký đồ của mẫu thêm chuẩn (hình 3.11), các pic xuất hiện với thời gian lưu tương ứng với các pic trên sắc ký đồ của chuẩn hỗn hợp (hình 3.10) và cũng phù hợp với thời gian lưu của pic chính trên sắc ký đồ của các chuẩn đơn (phụ lục 1).
Trên sắc ký đồ của mẫu trắng và mẫu nền không xuất hiện pic có thời gian lưu trùng với các pic trên sắc ký đồ của chuẩn hỗn hợp và các chuẩn đơn.
3.2.1.2 Số điểm IP Để xác định đối với sắc ký khổi phổ, sử dụng phương pháp xác nhận Hội đồng Châu Âu quy định cách tính điểm IP (điểm nhận dạng – indenfication point) đối với sắc ký khí khối phổ 2 lần (GC-MS/MS) là 5 Tức là cần có 1 ion mẹ bắn phá ra 2 ion con Kết quả lựa chọn ion mẹ và ion của mỗi chất được thể hiện trọng bảng 3.1
❖ Nhận xét: Như vậy phương pháp có tính đặc hiệu đáp ứng được yêu cầu [38].
3.2.2 Sự phù hợp hệ thống
Tiến hành chạy sắc ký hỗn hợp chuẩn 6 lần với nồng độ 2 ppm theo điều kiện đã khảo sát Kết quả thẩm định sự phù hợp của hệ thống được trình bày trong bảng 3.5 dưới đây.
Bảng 3.5 Kết quả sự phù hợp hệ thống
Kết quả phân tích cho thấy độ lệch chuẩn của diện tích pic và thời gian lưu của các tiền chất đều nằm trong giới hạn cho phép, cho thấy hệ thống đạt yêu cầu RSD cũng nằm trong giới hạn độ chính xác của AOAC, chứng minh rằng các điều kiện sắc ký đã được lựa chọn cùng với hệ thống GC-MS/MS là phù hợp và ổn định, cho phép phân tích hiệu quả các tiền chất của MET và MDMA.
Xây dựng các mẫu chuẩn hỗn hợp tại các dãy nồng độ khác nhau từ chuẩn gốc
10 ppm: BCA (50 ppb đến 5000 ppb); PPP (50 ppb đến 5000 ppb); MPA (50 ppb đến
Nồng độ chất phân tích được xác định trong khoảng từ 50 ppb đến 5000 ppb, với các tiêu chuẩn cụ thể như EPA (50 ppb đến 5000 ppb), SAF (100 ppb đến 5000 ppb), BPP (200 ppb đến 5000 ppb) và PMK (100 ppb đến 5000 ppb) Mỗi nồng độ được tiêm 3 lần để tính giá trị trung bình diện tích pic chất phân tích Sự tương quan giữa nồng độ chất trong mẫu và diện tích pic trên sắc ký đồ được xác định thông qua phương pháp hồi quy tuyến tính Kết quả của mối tương quan này được trình bày chi tiết trong bảng 3.6 và hình 3.12.
Bảng 3.6 Quan hệ tuyến tính giữa diện tích và nồng độ các tiền chất
BCA, Phương trình hồi quy : y = 107,15x - 1539,4; R² = 0,995
Diện tích pic 4846,1 14108,2 20889,5 46883,0 117469,2 207449,4 399362,5 556532,0 Nồng độ tìm lại
PPP, Phương trình hồi quy : y = 481,47x – 9872; R² = 0,9963
Diện tích pic 19120,2 46410,6 95361,2 221857,6 503464,7 923979,0 1779230,1 2488503,1 Nồng độ tìm lại
MPA, Phương trình hồi quy : y = 178,94x + 4528; R² = 0,9995
Diện tích pic 11228,3 19015,9 37848,7 96075,2 184191,2 376039,0 706759,5 904410,1 Nồng độ tìm lại
EPA, Phương trình hồi quy : y = 86,455x - 3298,9; R² = 0,9981
Diện tích pic 2142,8 7409,3 16591,2 39393,8 87408,8 158555,1 332953,6 440094,5 Nồng độ tìm lại
SAF, Phương trình hồi quy: y = 12,823x - 1015,9; R² = 0,9958
BPP, Phương trình hồi quy : y = 78,785x – 13200; R² = 0,9959
PMK, Phương trình hồi quy : y = 39,522x - 1655,9; R² = 0,9945
Hình 3.12 Đồ thị quan hệ tuyến tính giữa diện tích pic và nồng độ của các tiền chất phân tích
Kết quả cho thấy rằng các tuyến tính được xây dựng cho từng tiền chất phân tích có hệ số tương quan R từ 0,997 đến 0,999 Độ chệch so với điểm chuẩn ban đầu nằm trong khoảng giới hạn ± 15% và ± 20% tại nồng độ ở mức giới hạn định lượng theo yêu cầu của AOAC Điều này chứng tỏ rằng đường chuẩn thể hiện mối quan hệ tuyến tính giữa nồng độ chất phân tích và diện tích pic của các chất phân tích là hợp lệ và được chấp nhận.
3.2.4 Độ đúng Độ đúng của phương pháp được đánh giá bằng tỷ lệ thu hồi của chất phân tích thêm vào mẫu nền ở 3 mức nồng độ như sau:
Để chuẩn bị mẫu nền thêm chuẩn nồng độ thấp, lấy 125 l dung dịch chuẩn hỗn hợp trung gian khoảng 10 ppm vào bình định mức 5 ml Sau đó, thêm mẫu nền đến vạch để có được mẫu thêm chuẩn có nồng độ khoảng 250 ppb, chuẩn bị 03 mẫu Cuối cùng, tiến hành theo quy trình xử lý mẫu đã xây dựng và thực hiện tiêm sắc ký.
Để chuẩn bị mẫu nền thêm chuẩn nồng độ trung bình, lấy 0,5 ml dung dịch chuẩn hỗn hợp trung gian khoảng 10 ppm cho vào bình định mức 5 ml, sau đó thêm mẫu nền đến vạch để đạt nồng độ khoảng 1000 ppb Chuẩn bị 03 mẫu và thực hiện theo quy trình xử lý mẫu đã được xây dựng, sau đó tiến hành tiêm sắc ký.
Để chuẩn bị mẫu nền có nồng độ cao, lấy chính xác 1 ml dung dịch chuẩn hỗn hợp 10 ppm và thêm vào bình định mức 5 ml Sau đó, bổ sung mẫu nền đến vạch để đạt được nồng độ khoảng 2000 ppb, chuẩn bị 03 mẫu Tiến hành theo quy trình xử lý mẫu đã được xây dựng và thực hiện tiêm sắc ký.
Các kết quả thẩm định độ đúng được thống kê trong bảng 3.7
Bảng 3.7 Kết quả thẩm định độ đúng
Lượng tìm lại (ppb) Độ thu hồi (%)
Kết quả thẩm định độ đúng cho thấy các mức nồng độ của từng chất phân tích đều đạt yêu cầu về độ thu hồi theo tiêu chuẩn AOAC.
Tiến hành lặp lại mỗi nồng độ 6 lần để đảm bảo độ chính xác, sau đó thực hiện phân tích theo quy trình đã thiết lập Tính toán diện tích pic giữa chất phân tích và nồng độ các chất dựa trên các đường chuẩn trong khoảng tuyến tính mục 3.2.3 Đánh giá nồng độ của từng chất phân tích và giá trị RSD tương ứng Sắc ký đồ đại diện cho từng nồng độ được trình bày trong phụ lục, và kết quả độ lặp lại được tổng hợp trong Bảng 3.8.
Bảng 3.8 Kết quả thẩm định độ lặp lại
BCA 253,75 ppb BCA 1015 ppb BCA 2030 ppb
PPP 261,75 ppb PPP 1047 ppb PPP 2094 ppb
MPA 266,5 ppb MPA 1066 ppb MPA 2132 ppb
EPA 257,5 ppb EPA 1030 ppb EPA 2060 ppb
SAF 287 ppb SAF 1148 ppb SAF 2296 ppb
BPP 262,5 ppb BPP 1050 ppb BPP 2100 ppb
PMK 245,75 ppb PMK 983 ppb PMK 1966 ppb
Theo kết quả thu được và so sánh với quy định của AOAC, các chất phân tích ở mỗi nồng độ đều cho thấy độ lặp lại nằm trong giới hạn cho phép Điều này chứng tỏ rằng phương pháp được sử dụng đáp ứng yêu cầu về độ lặp lại theo tiêu chuẩn của AOAC.
3.2.6 Tỷ lệ thu hồi của quy trình xử lý mẫu
Xác định tỷ lệ thu hồi của các chất phân tích ở 3 khoảng nồng độ khác nhau tương tự như độ đúng
Chuẩn bị các lô mẫu nước thải không chứa các đối tượng phân tích, mỗi khoảng nồng độ bao gồm 3 mẫu độc lập Tiến hành xử lý mẫu theo quy trình đã được xây dựng để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.
Ứng dụng mẫu thực tế
Tiến hành lấy mẫu theo quy định TCVN 6663-1:2011 tại mỗi địa điểm:
- M1: Nước thải nhà máy X1 - cụm công nghiệp Thanh Oai - Hà Đông
- M2: Nước thải nhà máy X2 - khu công nghiệp Sài Đồng - Long Biên
- M3: Nước thải nhà máy X3 - khu công nghiệp Phú Nghĩa - Chương Mỹ
Trong quá trình phân tích các mẫu, mỗi mẫu được lặp lại ba lần theo quy trình phân tích chuẩn Kết quả sắc ký đồ của các mẫu cho thấy không có sự hiện diện của các tiền chất cần phân tích.
Hình 3.14 Sắc ký đồ mẫu nước thải M1
Hình 3.15 Sắc ký đồ mẫu nước thải M2
Hình 3.16 Sắc ký đồ mẫu nước thải M3
BÀN LUẬN
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các tiền chất như Ephedrine, P2P, và MDP, tham gia vào cấu trúc của MET và MDMA, được sử dụng trong sản xuất ma túy Các tiền chất này được chọn từ các quy trình tổng hợp ma túy tổng hợp Thực tế cho thấy, các cơ sở sản xuất trái phép thường lựa chọn quy trình tổng hợp MET và MDMA, nên không phải tất cả các tiền chất đều có mặt trong nước thải Nghiên cứu này cung cấp phương pháp phân tích bao trùm, giúp cơ quan chức năng xác định nguồn gốc ma túy và xuất xứ tội phạm thông qua đặc trưng quy trình sản xuất và loại hình tiền chất trên thị trường.
Việc xác định sự hiện diện đồng thời của nhiều tiền chất là căn cứ quan trọng cho nghi vấn về hoạt động sản xuất ma túy trái phép Kết hợp với các bằng chứng khác và việc xác định các tạp chất vô cơ cùng chất độn sẽ giúp thu hẹp phạm vi điều tra.
Nghiên cứu của chúng tôi đã phân tích các tiền chất APAA, EPD, PEPD, CMP trong nước thải và nhận thấy rằng chúng có đặc điểm lý hóa tương tự với chất ma túy MET và MDMA Các chất phân tích đều là các base yếu, cho phép định lượng đồng thời cả ma túy và tiền chất Đối tượng nghiên cứu bao gồm 07 tiền chất chủ yếu là các chất trung tính không bị ảnh hưởng bởi pH, trong khi MET và MDMA là các base yếu Mặc dù quy trình khảo sát cho phép phân tích cả ma túy và tiền chất, nhưng tín hiệu pic của MET và MDMA lại nhỏ, điều này cho thấy cần có phương pháp dẫn xuất để cải thiện độ nhạy trong phân tích.
Nghiên cứu về 65 chất phân tích cho thấy rằng các tiền chất không có nhóm chức phù hợp để dẫn xuất hóa, dẫn đến việc không thể thu được dẫn xuất phân tích Do đó, việc lựa chọn phân tích mẫu không dẫn xuất hóa trở thành ưu tiên, đặc biệt là đối với các tiền chất ma túy.
Phương pháp nghiên cứu
4.2.1 Phương pháp xử lý mẫu
Nghiên cứu đã khảo sát dẫn xuất hóa với Heptafluoropropionic acid anhydrid (HFBA) và MET – HFBA cho pic cân xứng, nhưng các tiền chất nghiên cứu chưa dẫn xuất được Cơ chế acyl hóa khóa các proton của nhóm chức như OH-, SH-, NH2- hoặc NH-, tạo thành nhóm -CO-R, giúp chuyển đổi từ các chất phân cực sang các chất kém phân cực, từ đó cải thiện khả năng tương tác với cột pha tĩnh trong sắc ký Điều này cũng làm tăng khối lượng phân tử, đảm bảo tín hiệu cao khi phân tích bằng khối phổ Tuy nhiên, do các tiền chất không có nhóm chức phù hợp như OH-, SH-, NH2- hoặc NH-, chỉ dẫn xuất chọn lọc được với nhóm amin của MET.
Nghiên cứu sử dụng phương pháp chiết lỏng-lỏng cho thấy đây là kỹ thuật dễ thực hiện với hiệu suất chiết các chất phân tích đạt từ 76,9% đến 92,25% Phương pháp này cho phép phân tán dễ dàng vào pha dung môi hữu cơ, đảm bảo hiệu suất ổn định Tốc độ lắc giữa hai pha có ảnh hưởng lớn đến tốc độ cân bằng phân bố Cloroform, với tính chất dễ kiếm và giá thành rẻ, là lựa chọn kinh tế cho phòng thí nghiệm So với nghiên cứu của Austin Ciesielski (2022) sử dụng phương pháp chiết pha rắn với hiệu suất 75%-78%, nghiên cứu này đã xây dựng được phương pháp xử lý mẫu hiệu quả hơn.
Chiết xuất hai lần giúp chuyển các chất phân tích từ pha nước sang pha dung môi hữu cơ với hiệu suất đạt yêu cầu Các chất phân tích trong nghiên cứu có đặc điểm ít tan trong nước và chủ yếu tồn tại dưới dạng phân tử trong pha nước Khi thực hiện chiết với dung môi hữu cơ cloroform, các phân tử này được kéo từ pha nước sang pha dầu, đảm bảo hiệu quả chiết xuất tối ưu.
Việc tiếp xúc với pha dầu trong từng phân đoạn hai lần có khả năng làm tăng lượng chất phân tích hòa tan trong môi trường hữu cơ, từ đó cải thiện hiệu suất chiết.
Các chất tan tốt trong dung môi hữu cơ và ít tan trong nước, do đó, phương pháp chiết lỏng-lỏng là lựa chọn phù hợp, giúp đảm bảo mẫu sạch với ít tạp chất Phương pháp này không chỉ thuận tiện cho việc phân tích nhiều chất đồng thời mà còn tiết kiệm chi phí hiệu quả.
Các chất ma túy MET và MDMA có tính phân cực, dẫn đến việc xác định trực tiếp bằng GC-MS thường không nhạy do chúng dễ bị hấp phụ trong buồng tiêm mẫu, trong cột sắc ký hoặc bị phân hủy Để tăng độ nhạy cho quá trình phân tích, nhóm amin của MET và MDMA cần được tạo dẫn xuất.
4.2.2 Phương pháp sắc ký và khối phổ
Phương pháp nghiên cứu GC/MS-MS được lựa chọn vì tính phù hợp với các tiền chất dễ bay hơi Phương pháp này không chỉ đánh giá độ đặc hiệu dựa vào thời gian lưu mà còn nhờ vào điểm nhận dạng, từ đó tăng cường tính chọn lọc cho quá trình phân tích.
❖ Điều kiện sắc ký khí
Cột sắc ký HP5-MS (30 m x 250 μm; 0,25 μm) của Agilent, với 5% phenyl và 95% methylpolysiloxane, là loại cột ít phân cực, thích hợp để lưu giữ các chất kém phân cực như tiền chất ma túy trong nghiên cứu.
Hệ thống sắc ký khí hiện nay được trang bị bộ tiêm mẫu với hai chế độ: chia dòng và không chia dòng Chế độ tiêm mẫu chia dòng mang lại hình dạng píc đẹp hơn, tuy nhiên độ nhạy có thể giảm do lượng chất phân tích vào cột bị chia nhỏ Mặc dù vậy, với tỷ lệ 9:1, chế độ này vẫn cho khả năng đáp ứng píc tốt và cân đối Vì lý do này, nghiên cứu này đã chọn sử dụng chế độ tiêm mẫu chia dòng.
Chương trình nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc phân tách và rửa giải các chất khỏi cột, do sự khác biệt về điểm sôi của các chất phân tích Việc lựa chọn khoảng gia nhiệt thích hợp giúp đảm bảo các chất phân tích được rửa giải lần lượt, từ đó nâng cao hiệu quả phân tách Với phương pháp đã thiết lập, các chất phân tích có thể được tách ra trong thời gian 17,5 phút, mặc dù chất phân tích đầu tiên đã được rửa giải sau 7 phút Thời gian phân tích 17,5 phút được duy trì để đảm bảo rằng tất cả tạp chất đều được loại bỏ hoàn toàn.
67 ra khỏi cột, tăng tuổi thọ của cột
❖ Điều kiện xác định bằng khối phổ
Trên sắc ký đồ, hiện tượng dính chân song giữa pic của PPP và MPA cho thấy thiết bị MRM vẫn có khả năng xác định và định tính hai tiền chất này một cách tin cậy, điều này thể hiện ưu điểm nổi bật của thiết bị phối khổ Mặc dù thiết bị GC có thể không tách được pic rõ ràng, nhưng với sự hỗ trợ của MS, chất phân tích vẫn có thể được nhận diện qua mảnh đặc trưng.
4.2.3 Thẩm định phương pháp phân tích
Phương pháp đã được thẩm định đáp ứng các yêu cầu của AOAC, bao gồm sự phù hợp của hệ thống, độ đặc hiệu và chọn lọc, giới hạn phát hiện và định lượng, khoảng tuyến tính, cũng như độ đúng và độ lặp lại.
Nghiên cứu của chúng tôi áp dụng phương pháp chiết lỏng-lỏng để xử lý mẫu, sau đó phân tích bằng thiết bị GC-MS/MS, cho phép định lượng đồng thời nhiều thành phần.
Bài viết đề cập đến 07 tiền chất ma túy của MET và MDMA với các giá trị LOD lần lượt là benzyl cyanid 15 ppb, methyl phenylacetat 5 ppb, ethyl phenyl acetat 15 ppb, safrol 50 ppb, 2-bromo propiophenon 15 ppb, piperonyl methyl ketone 50 ppb, và propiophenon có LOQ 5 ppb cần pha loãng thêm để xác định LOD Mặc dù các giá trị này cao hơn so với các nghiên cứu trước đó về phát hiện MET và một số tiền chất trong nước thải của tác giả Austin Ciesielski, nhưng hiệu suất nghiên cứu hiện tại lại cao hơn so với phương pháp đã công bố.
Khoảng tuyến tính rộng, với BCA (50 ppb đến 5000 ppb); PPP (50 ppb đến
Nghiên cứu cho thấy các chất như MPA, EPA, SAF, BPP và PMK có nồng độ từ 50 ppb đến 5000 ppb với mối tương quan tuyến tính chặt chẽ giữa diện tích pic và nồng độ (r>0,99) Độ thu hồi đạt từ 80% đến 110%, cụ thể BCA từ 80,2% đến 97,8%, PPP từ 81,9% đến 97,0%, MPA từ 80,2% đến 105,1%, EPA từ 85,3% đến 105,3%, SAF từ 80,8% đến 91,7%, BPP từ 81,8% đến 88,3%, và PMK từ 80,1% đến 102,6% Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) dao động từ 1,3% đến 8,2%, đáp ứng yêu cầu của AOAC 2016 Tỷ lệ thu hồi của quy trình xử lý mẫu ở các mức nồng độ khác nhau nằm trong khoảng 70,62% đến 97,65% với độ lệch chuẩn tương đối từ 1,03% đến 9,15%.