ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- NGUYỄN THỊ TUYẾN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH GIÁM ĐỊNH 11-NOR-9-CACBOXYL-DELTA-9-TETRAHYDROCANNABINOL TRONG NƯỚC TIỂU CỦA NGƯỜI
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-
NGUYỄN THỊ TUYẾN
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH GIÁM ĐỊNH 11-NOR-9-CACBOXYL-DELTA-9-TETRAHYDROCANNABINOL
TRONG NƯỚC TIỂU CỦA NGƯỜI BẰNG GC-MS
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2014
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-
NGUYỄN THỊ TUYẾN
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH GIÁM ĐỊNH 11-NOR-9-CACBOXYL-DELTA-9-TETRAHYDROCANNABINOL
TRONG NƯỚC TIỂU CỦA NGƯỜI BẰNG GC-MS
Chuyên ngành: Hóa Phân tích
Mã số: 60440118
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Xuân Trường
Hà Nội – 2014
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Xuân Trường đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn này
Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Hóa, trường Đại học Khoa học tự nhiên đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, đặc biệt là sự chỉ bảo của PGS.TS.Nguyễn Văn Ri
Em cũng xin chân thành cảm ơn Ths Hoàng Ngọc Mai, cùng các anh chị Trung tâm giám định ma túy - Viện Khoa học hình sự đã rất nhiệt tình giúp đỡ, động viên, truyền đạt lại nhiều kinh nghiệm quý báu cho em
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn lãnh đạo phòng PC54 –CATP Hà Nội cùng các đồng nghiệp trong đội giám định Hóa học- phòng PC54 – CATP Hà Nội đã hết sức tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, là chỗ dựa vững chắc giúp tôi hoàn thành luận văn
Hà Nội, ngày 5 tháng 12 năm 2014
Học viên
Nguyễn Thị Tuyến
Trang 4MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 9 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Cần sa, các chế phẩm từ cần sa và các hoạt chất chính của cần sa Error! Bookmark not defined
1.1.1 Cần sa Error! Bookmark not defined 1.1.2 Các chế phẩm từ cần sa Error! Bookmark not defined 1.1.3 Tác hại của việc sử dụng cần sa Error! Bookmark not defined
1.1.4 Các thành phần hóa học của cần sa có ý nghĩa trong khoa học hình sự
Error! Bookmark not defined
1.1.5 Thời gian phát hiện và đối tượng phân tích đối với người sử dụng cần sa
Error! Bookmark not defined 1.1.6 THC và sự chuyển hóa THC trong nước tiểuError! Bookmark not defined
1.1.7 THC-COOH Error! Bookmark not defined 1.2 Một số phương pháp phân tích THC-COOH Error! Bookmark not defined 1.2.1 Phương pháp phân tích THC-COOH bằng sắc ký lỏngError! Bookmark not defined
1.2.2 Phương pháp phân tích THC-COOH bằng sắc ký khíError! Bookmark not defined
1.3 Một số các nghiên cứu về phân tích THC-COOH trong nước tiểu bằng sắc ký
khí đã được công bố Error! Bookmark not defined
1.4 Nguyên tắc phương pháp nghiên cứu xác định THC-COOH bằng GC-MS
Error! Bookmark not defined 1.5 Cơ chế phân mảnh của THC-COOH-2TMS Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 2.1 Nội dung và phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined
Trang 52.1.3 Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị Error! Bookmark not defined 2.2.1 Hóa chất Error! Bookmark not defined 2.2.2 Dụng cụ và thiết bị Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu Error! Bookmark not defined 2.3.2 Phương pháp xử lý mẫu Error! Bookmark not defined 2.4 Thực nghiệm Error! Bookmark not defined
2.4.1 Khảo sát điều kiện phân tích trên thiết bị GC-MS Triple Quad 7000
Error! Bookmark not defined 2.4.2 Khảo sát điều kiện thủy phân và dẫn xuất Error! Bookmark not defined 2.4.3 Khảo sát dung môi chiết Error! Bookmark not defined 2.4.4 Khảo sát môi trường (pH) chiết Error! Bookmark not defined 2.4.5 Khảo sát hiệu suất chiết Error! Bookmark not defined 2.4.6 Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị Error! Bookmark not defined
2.4.7 Xây dựng đường chuẩn Error! Bookmark not defined 2.4.8 Đánh giá phương pháp phân tích Error! Bookmark not defined.
2.4.9 Phân tích mẫu thực tế 33
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Kết quả khảo sát điều kiện phân tích THC-COOH trên GC-MS Error! Bookmark not defined
3.2 Kết quả khảo sát điều kiện thủy phân và dẫn xuấtError! Bookmark not defined
3.3 Kết quả khảo sát điều kiện tối ưu cho quá trình chiếtError! Bookmark not defined
3.3.1 Kết quả khảo sát dung môi chiết Error! Bookmark not defined 3.3.2 Kết quả khảo sát môi trường chiết (pH) Error! Bookmark not defined 3.3.3 Kết quả khảo sát hiệu suất chiết Error! Bookmark not defined 3.4 Phương pháp định lượng THC-COOH Error! Bookmark not defined
Trang 63.4.1 Kết quả xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của thiết bị
Error! Bookmark not defined 3.4.2 Xây dựng đường chuẩn Error! Bookmark not defined 3.4.3 Kết quả đánh giá tính phù hợp của phương phápError! Bookmark not defined
3.4.4 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi của phương phápError! Bookmark not defined
3.4.5 Quy trình giám định THC-COOH trên thiết bị GC-MSError! Bookmark not defined
3.5 Ứng dụng quy trình vào phân tích mẫu thực tếError! Bookmark not defined
3.6 Hướng phát triển của đề tài Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined
Trang 7DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1 Các thành phần hóa học của cần sa có ý nghĩa trong KHHSError! Bookmark not defined
Bảng 1.2 Hàm lượng THC thay đổi tùy vào các bộ phận của cây cần saError! Bookmark not defined Bảng 1.3 Thời gian phát hiện trên các đối tượng mẫuError! Bookmark not defined.
Bảng 1.4 Một số nghiên cứu phân tích THC-COOH trong nước tiểu bằng sắc
ký lỏng 15
Bảng 1.5 Một số nghiên cứu phân tích THC-COOH trong nước tiểu bằng sắc
ký khí Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.1 Thông tin một số mẫu nước tiểu bị bắt giữ 25
Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến quá trình chiếtError! Bookmark not defined Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình chiếtError! Bookmark not defined
Bảng 3.3 Kết quả khảo sát hiệu suất chiết Error! Bookmark not defined
Bảng 3.4 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của THC-COOHError! Bookmark not defined
Bảng 3.5 Kết quả so sánh giữa giá trị a với 0 của phương trình đường chuẩnError! Bookmark not defined Bảng 3.6 Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương phápError! Bookmark not defined
Bảng 3.7 Hiệu suất thu hồi trên nền mẫu thật Error! Bookmark not defined
Bảng 3.8 Kết quả định lượng thu được từ một số mẫu thựcError! Bookmark not defined
Trang 8DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1 Các đặc điểm hình thái đặc trưng của cây cần saError! Bookmark not defined.
Hình 1.2 Cần sa trồng trong nhà Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Sơ đồ quá trình chuyển hóa THC trong nước tiểuError! Bookmark not defined.
Hình 1.4 Sắc đồ của THC-COOH khi phân tích bằng LC- MSError! Bookmark not defined.
Hình 1.5 Phổ khối của THC-COOH khi phân tích bằng LC-MSError! Bookmark not defined.
Hình 1.6 Sơ đồ thiết bị sắc ký khí và vận hành Error! Bookmark not defined Hình 1.7 Sự tạo thành và dẫn xuất THC-COOH Error! Bookmark not defined Hình 1.8 Cơ chế phân mảnh của THC-COOH-2TMSError! Bookmark not defined.
Hình 2.1 Một số mẫu nước tiểu bị bắt giữ Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Phổ khối của THC-COOH chuẩn Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Sắc ký đồ của THC-COOH-2TMS ở CTN IError! Bookmark not defined.
Hình 3.3 Phổ khối của THC-COOH-2TMS ở CTN IError! Bookmark not defined.
Hình 3.4 Sắc ký đồ của THC-COOH-2TMS ở CTN IIError! Bookmark not defined.
Hình 3.5 Phổ khối của THC-COOH-2TMS ở CTN IIError! Bookmark not defined.
Hình 3.6 Ảnh hưởng của dung môi đến quá trình chiếtError! Bookmark not defined.
Hình 3.7 Ảnh hưởng của pH đến quá trình chiết Error! Bookmark not defined.
Trang 9Hình 3.8 Đường chuẩn xác định THC-COOH Error! Bookmark not defined.
Hình 3.9 Sơ đồ quy trình xử lý, tách chiết THC-COOH trong mẫu nước tiểu
Error! Bookmark not defined.
Trang 10DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
THC Delta 9 –tetrahydrocannabinol
THC-COOH 11-nor-9-cacboxyl-delta-9-tetrahydrocannabinol
TMCS Trimetylclosilan
BSTFA N,O-bis- (trimetylsilyl) trifloaxetamit
TMS Trimetylsilyl
IS Internal standard (Chất nội chuẩn)
PFPA/PFPOH Pentafluoropropionic anhydride/pentafluoropropanol
MSTFA 2,2,2-Trifluoro-N-methyl-N-(trimethylsilyl)acetamide
EtOAc Etylaxetat
LOD Limit of detection (Giới hạn phát hiện)
LOQ Limit of quantity (Giới hạn định lượng)
HPLC High performance liquid chromatography
(Sắc ký lỏng hiệu năng cao)
GC Gas Chromatography (Sắc ký khí)
GC-MS Gas chromatography–mass spectrometry (Sắc ký khí khổi phổ)
LC-MS Liquid chromatography–mass spectrometry (Sắc ký lỏng khối
phổ) KHHS Khoa học hình sự
CTN Chương trình nhiệt
Trang 11MỞ ĐẦU
Từ lâu người ta đã biết đến ma túy là những chất có tác dụng làm thay đổi trạng thái tâm lý và sinh lý của người sử dụng, có khả năng bị lạm dụng và gây ra
sự phụ thuộc về tâm, sinh lý vào việc sử dụng các chất đó
Khi ngừng dùng chất ma túy, người nghiện thường không kiểm soát được hành vi của mình, tìm mọi cách để có ma túy sử dụng tiếp, có khuynh hướng gia tăng liều lượng nhằm thỏa mãn trạng thái tinh thần, cảm giác mong muốn Đó là nguyên nhân làm gia tăng các loại tội phạm hình sự như trộm cắp, giết người, cướp của, mại dâm, là nguyên nhân của rất nhiều tội phạm kinh tế như buôn lậu, gian lận, tham nhũng [3]
Cùng với các loại ma túy gây hậu quả nghiêm trọng tới đời sống xã hội như thuốc phiện và các chất nhóm Opiat, các chất kích thích thần kinh nhóm Amphetamine, nhóm Cocain, các thuốc an thần gây ngủ nhóm Benzodiazepine, các thuốc an thần gây ngủ nhóm Barbiturat, hiện nay loại ma túy gây ảo giác Cần
sa đang ngày càng được giới trẻ sử dụng nhiều
Người sử dụng cần sa có thể bị rối loạn thần kinh, gây mất thăng bằng, chóng mặt, rối loạn tình dục, làm giảm khả năng sinh sản, làm trụy thai, chết thai thậm chí gây rối loạn nhiễm sắc thể nếu sử dụng lâu dài Từ cần sa người 61 chất khác nhau, với thành phần chủ yếu là THC (delta 9 –tetrahydrocannabinol), CBN (canabinol), CBD (cannabidiol) Trong đó THC là hoạt chất chính gây ra tác dụng tâm lý tới người sử dụng cần sa.[16]
Cần sa được dùng chủ yếu bằng cách hút Sau khi hút 24 giờ, khoảng 50% lượng THC bị đào thải dưới dạng chuyển hóa, 50% còn lại được phân bố trong toàn cơ thể, chủ yếu ở các mô mỡ, sau đó bị đào thải từ từ trong những ngày tiếp theo Khi bài tiết trong nước tiểu, chủ yếu là các sản phẩm oxy hóa THC-COOH (11-nor-9-cacboxyl-delta-9-tetrahydrocannabinol) và các sản phẩm liên hợp với một hoặc hai phân tử axit glucuronic của THC-COOH [3] Đây chính là các đối tượng để kiểm tra việc sử dụng cần sa
Trang 12Việc phân tích THC-COOH trong nước tiểu có thể thực hiện bằng phân tích miễn dịch, sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) hay bằng sắc ký khí (GC), tuy nhiên HPLC là phương pháp tốn kém hơn do giá thành dung môi tương đối đắt Phương pháp sắc ký khí có hiệu quả tách rất cao, thời gian phân tích nhanh, độ nhạy và độ chọn lọc cao Vì thế chúng tôi lựa chọn sử dụng thiết bị sắc ký khí khối phổ để xác định THC-COOH
Từ hiện trạng sử dụng và mức độ nguy hại mà cần sa đem đến cho người
sử dụng nó, đồng thời để phục vụ cho công tác giám định ma túy, đề tài này
chúng tôi tập trung “Nghiên cứu quy trình giám định
11-nor-9-cacboxyl-delta-9-tetrahydrocannabinol trong nước tiểu của người bằng thiết bị sắc ký khí khối phổ” nhằm kiểm tra phát hiện đối tượng sử dụng cần sa
Trang 13TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1 Phạm Hùng Việt (2005), Sắc ký khí – Cơ sở lý thuyết và khả năng ứng dụng,
Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội
2 Nguyễn Văn Ri (2009), Các phương pháp táchTrường ĐH Khoa học Tự nhiên
3 Tạ Thị Thảo (2006), Bài giảng Thống kê trong Hóa phân tích, Trường ĐH
Khoa học Tự nhiên
4 Trần Minh Hương (2004), Các chất ma túy thường gặp và phương pháp giám
định trong mẫu phẩm sinh học, Nhà xuất bản Công an nhân dân
Tiếng Anh
5 California NORML Guide Interpreting Drug Test Results (2012), Marijuana
Drug Test Detection Time
6 D Bourquin, R Brenneisen (1987), Determination of the major Δ 9 -tetrahydrocannabinol metabolite in urine by high-performance liquid chromatography andphotodiode array detection, Analytica Chimica Acta, Vol
198, pp 183-189
7 Eirin Berge Steinshamn (2009), Development of an analytical method for
detection and quantification of cannabis and cannabinoid analogues in urine ,
Master in analytical chemistry thesis for the Norwegian pharmacy degree candidates pharmaciae
8 Eugene W Schwilke, David M Schwope, Erin L Karschner, Ross H Lowe, William D Darwin, Deanna L Kelly, Robert S Goodwin, David A Gorelick
and Marilyn A Huestis (2009), Δ 9 -Tetrahydrocannabinol (THC),
11-Hydroxy-THC, and 11-Nor-9-carboxy-THC Plasma Pharmacokinetics during and after
Continuous High-Dose Oral THC, Clinical Chemistry, pp 2180-2189
9 Fishburne PM, Abelson HI, Cisin I, (1979) National survey on drug abuse: main
findings, Government Printing Office, (HHS publication no (ADM) 80-976)
Trang 1410 Gehaltstatistik (2009), Swiss Federal Office of Public Health, THC Statistics,
p.p 17-19
11 Hunt AC, Jones RT (1980), Tolerance and disposition of THC in man Pharm
Exp Ther, pp 215:135-44
Collected for Doping Analysis, Journal of Analytical Toxicolog, Vol 27, pp 106-109.
13 Law, B; Mason, PA; Moffat, AC; King, LJ (1984) "Confirmation of cannabis
use by the analysis of delta 9-tetrahydrocannabinol metabolites in blood and urine by combined HPLC and RIA" Journal of analytical toxicology, pp 19-22
14 Marcello Chiarotti, Luisa Costamagna (2000), Analysis of
11-nor-9-carboxy-∆9-tetrahydrocannabinol in biological samples by gas chromatography tandem mass spectrometry (GC/MS-MS), Forensic Science International, Vol 114, pp 1-6
15 M Felli, S Martello, M Chiarotti (2011), LC–MS–MS method for simultaneous
determination of THCCOOH and THCCOOH-glucuronide in urine: Application to workplace confirmation tests, Forensic Science International, Vol 204, pp 67-73
16 Narcotics Division (1998), Manual for identification of abused drugs,
Pharmaceutical and Medical Safety Bureau Ministry of Health and Welfare, Japan
17 Perez-Reyes M, Guiseppi SD, Mason AP, Davis KH (1983), Passive
inhalation of marijuana smoke and urinary excretion of cannabinoids Clin
Pharmacol Ther; pp 34:36-41
18 Peter R Stout, Carl K Horn, and Kevin L Kalette (2001), Solid-Phase
Extraction and GC-MS Analysis of THC-COOH Method Optimized for a High-Throughput Forensic Drug-Testing Laboratory, Journal of Analytical Toxicolog,
Vol 25, pp 550-554
19 Shanlin Fu and John Lewis (2008), Novel Automated Extraction Method for
Quantitative Analysis of Urinary 11-nor-∆ 9 -Tetrahydrocannabinol- 9-Carboxylic Acid (THC-COOH), Journal of Analytical Toxicolog, Vol 32, pp 292-297