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 BẰNG GC-MS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 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 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 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Xuân Trường giao đề tài, tận tình hướng dẫn, động viên tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Hóa, trường Đại học Khoa học tự nhiên dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho em suốt trình học tập nghiên cứu, đặc biệt bảo PGS.TS.Nguyễn Văn Ri Em xin chân thành cảm ơn Ths Hoàng Ngọc Mai, anh chị Trung tâm giám định ma túy - Viện Khoa học hình 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 đồng nghiệp đội giám định Hóa học- phòng PC54 – CATP Hà Nội tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè hỗ trợ, chỗ dựa vững giúp hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Tuyến MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Cần sa, chế phẩm từ cần sa hoạt chất 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 việc sử dụng cần sa Error! Bookmark not defined 1.1.4 Các thành phần hóa học cần sa có ý nghĩa khoa học hình Error! Bookmark not defined 1.1.5 Thời gian phát đối tượng phân tích người sử dụng cần sa Error! Bookmark not defined 1.1.6 THC chuyển hóa THC 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 sắc ký lỏngError! Bookmark not defined 1.2.2 Phương pháp phân tích THC-COOH sắc ký khíError! Bookmark not defined 1.3 Một số nghiên cứu phân tích THC-COOH nước tiểu sắc ký khí công bố Error! Bookmark not defined 1.4 Nguyên tắc phương pháp nghiên cứu xác định THC-COOH GC-MS Error! Bookmark not defined 1.5 Cơ chế phân mảnh THC-COOH-2TMS Error! Bookmark not defined CHƯƠNG THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 2.1 Nội dung 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 2.1.3 Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị Error! Bookmark not defined 2.2.1 Hóa chất Error! Bookmark not defined 2.2.2 Dụng cụ thiết bị Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu 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 thiết bị GC-MS Triple Quad 7000 Error! Bookmark not defined 2.4.2 Khảo sát điều kiện thủy phân 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 giới hạn định lượng 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 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Kết khảo sát điều kiện phân tích THC-COOH GC-MS Error! Bookmark not defined 3.2 Kết khảo sát điều kiện thủy phân dẫn xuấtError! Bookmark not defined 3.3 Kết khảo sát điều kiện tối ưu cho trình chiếtError! Bookmark not defined 3.3.1 Kết khảo sát dung môi chiết Error! Bookmark not defined 3.3.2 Kết khảo sát môi trường chiết (pH) Error! Bookmark not defined 3.3.3 Kết khảo sát hiệu suất chiết Error! Bookmark not defined 3.4 Phương pháp định lượng THC-COOH Error! Bookmark not defined 3.4.1 Kết xác định giới hạn phát giới hạn định lượng thiết bị Error! Bookmark not defined 3.4.2 Xây dựng đường chuẩn Error! Bookmark not defined 3.4.3 Kết đánh giá tính phù hợp phương phápError! Bookmark not defined 3.4.4 Kết đánh giá hiệu suất thu hồi phương phápError! Bookmark not defined 3.4.5 Quy trình giám định THC-COOH 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 đề tài Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1 Các thành phần hóa học cần sa có ý nghĩa KHHSError! Bookmark not de Bảng 1.2 Hàm lượng THC thay đổi tùy vào phận cần saError! Bookmark not Bảng 1.3 Thời gian phát đối tượng mẫuError! Bookmark not defined Bảng 1.4 Một số nghiên cứu phân tích THC-COOH nước tiểu sắc ký lỏng 15 Bảng 1.5 Một số nghiên cứu phân tích THC-COOH nước tiểu sắc ký khí Error! Bookmark not defined Bảng 2.1 Thông tin số mẫu nước tiểu bị bắt giữ 25 Bảng 3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng dung môi đến trình chiếtError! Bookmark not Bảng 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình chiếtError! Bookmark not define Bảng 3.3 Kết khảo sát hiệu suất chiết Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Kết khảo sát khoảng tuyến tính THC-COOHError! Bookmark not defined Bảng 3.5 Kết so sánh giá trị a với phương trình đường chuẩnError! Bookmark Bảng 3.6 Kết khảo sát độ lặp lại phương phápError! Bookmark not defined Bảng 3.7 Hiệu suất thu hồi mẫu thật Error! Bookmark not defined Bảng 3.8 Kết định lượng thu từ số mẫu thựcError! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Các đặc điểm hình thái đặc trưng cần saError! Bookmark not defined Hình 1.2 Cần sa trồng nhà Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Sơ đồ trình chuyển hóa THC nước tiểuError! Bookmark not defined Hình 1.4 Sắc đồ THC-COOH phân tích LC- MSError! Bookmark not defined Hình 1.5 Phổ khối THC-COOH phân tích LC-MSError! Bookmark not defined Hình 1.6 Sơ đồ thiết bị sắc ký khí vận hành Error! Bookmark not defined Hình 1.7 Sự tạo thành dẫn xuất THC-COOH Error! Bookmark not defined Hình 1.8 Cơ chế phân mảnh 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 THC-COOH chuẩn Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Sắc ký đồ THC-COOH-2TMS CTN IError! Bookmark not Bookmark not defined Hình 3.3 Phổ khối THC-COOH-2TMS CTN IError! defined Hình 3.4 Sắc ký đồ THC-COOH-2TMS CTN IIError! Bookmark not Bookmark not Bookmark not defined Hình 3.5 Phổ khối THC-COOH-2TMS CTN IIError! defined Hình 3.6 Ảnh hưởng dung môi đến trình chiếtError! defined Hình 3.7 Ảnh hưởng pH đến trình chiết Error! Bookmark not defined Hình 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 mẫu nước tiểu Error! Bookmark not defined DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT THC Delta –tetrahydrocannabinol CBN Canabinol CBD Cannabidiol 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 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 CTN Chương trình nhiệt MỞ ĐẦU Từ lâu người ta biết đến ma túy chất có tác dụng làm thay đổi trạng thái tâm lý sinh lý người sử dụng, có khả bị lạm dụng gây phụ thuộc tâm, sinh lý vào việc sử dụng chất Khi ngừng dùng chất ma túy, người nghiện thường không kiểm soát hành vi mình, tìm 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 nguyên nhân làm gia tăng loại tội phạm hình trộm cắp, giết người, cướp của, mại dâm, nguyên nhân nhiều tội phạm kinh tế buôn lậu, gian lận, tham nhũng [3] Cùng với loại ma túy gây hậu nghiêm trọng tới đời sống xã hội thuốc phiện chất nhóm Opiat, chất kích thích thần kinh nhóm Amphetamine, nhóm Cocain, thuốc an thần gây ngủ nhóm Benzodiazepine, thuốc an thần gây ngủ nhóm Barbiturat, loại ma túy gây ảo giác Cần sa ngày giới trẻ sử dụng nhiều Người sử dụng cần sa bị rối loạn thần kinh, gây thăng bằng, chóng mặt, rối loạn tình dục, làm giảm khả sinh sản, làm trụy thai, chết thai chí gây rối loạn nhiễm sắc thể sử dụng lâu dài Từ cần sa người 61 chất khác nhau, với thành phần chủ yếu THC (delta –tetrahydrocannabinol), CBN (canabinol), CBD (cannabidiol) Trong THC hoạt chất gây tác dụng tâm lý tới người sử dụng cần sa.[16] Cần sa dùng chủ yếu cách hút Sau hút 24 giờ, khoảng 50% lượng THC bị đào thải dạng chuyển hóa, 50% lại phân bố toàn thể, chủ yếu mô mỡ, sau bị đào thải từ từ ngày Khi tiết nước tiểu, chủ yếu sản phẩm oxy hóa THC-COOH (11-nor-9-cacboxyl-delta-9-tetrahydrocannabinol) sản phẩm liên hợp với hai phân tử axit glucuronic THC-COOH [3] Đây đối tượng để kiểm tra việc sử dụng cần sa Việc phân tích THC-COOH nước tiểu thực phân tích miễn dịch, sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) hay sắc ký khí (GC), nhiên HPLC phương pháp tốn giá thành dung môi tương đối đắt Phương pháp sắc ký khí có hiệu tách cao, thời gian phân tích nhanh, độ nhạy độ chọn lọc cao Vì lựa chọn sử dụng thiết bị sắc ký khí khối phổ để xác định THC-COOH Từ trạng sử dụng 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 tập trung “Nghiên cứu quy trình giám định 11-nor-9-cacboxyl-delta9-tetrahydrocannabinol nước tiểu người thiết bị sắc ký khí khối phổ” nhằm kiểm tra phát đối tượng sử dụng cần sa TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Hùng Việt (2005), Sắc ký khí – Cơ sở lý thuyết khả ứng dụng, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Văn Ri (2009), Các phương pháp táchTrường ĐH Khoa học Tự nhiên Tạ Thị Thảo (2006), Bài giảng Thống kê Hóa phân tích, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Trần Minh Hương (2004), Các chất ma túy thường gặp phương pháp giám định mẫu phẩm sinh học, Nhà xuất Công an nhân dân Tiếng Anh California NORML Guide Interpreting Drug Test Results (2012), Marijuana Drug Test Detection Time D Bourquin, R tetrahydrocannabinol Brenneisen (1987), Determination of the major Δ9- metabolite in urine by high-performance liquid chromatography andphotodiode array detection, Analytica Chimica Acta, Vol 198, pp 183-189 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 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), Δ9-Tetrahydrocannabinol (THC), 11-HydroxyTHC, and 11-Nor-9-carboxy-THC Plasma Pharmacokinetics during and after Continuous High-Dose Oral THC, Clinical Chemistry, pp 2180-2189 Fishburne PM, Abelson HI, Cisin I, (1979) National survey on drug abuse: main findings, Government Printing Office, (HHS publication no (ADM) 80-976) 10 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 12 K.J.S.De Cock, F.T.Delbeke, D.De Boer, P.Van Eenoo, and K.Roels (2003) Quantitation of 11-nor-∆9-Tetrahydrocannabinol-9-carboxylic acid with GC-MS in Urine 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 HighThroughput 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 20 United Nations international drug control programe (1995), Recommended methods for the detection and assay of Heroin, Cannabinoids, Cocaine, Amphetamine, Methamphetamine and Ring-substituted Amphetamine Derivatives in biological specimens, United Nations, New York, pp 31-41 21 UNODC United Nations office on drugs and crime (2009), Recommended Methods for the Identification and Analysis of Cannabis and Cannabis Products, United Nations, New York pp 8-9; 21-23 22 Vandana Dixit and Vyas M Dixit (1991) Solid-phase extraction of l l-nor-A9-tetrahydrocannabinol-9-carboxylic acid from human urine with gas chromatographic-mass spectrometric confirmation, Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications, Vol 567, pp 81-91 23 Wolfgang Weinmann*, Susanne Vogt, Rolf Goerke, Claudia Mu¨ller, Andreas Bromberger (2000), Simultaneous determination of THC-COOH and THC-COOH-glucuronide in urine samples by LC/MS/MS, Vol 113, pp 381-387