Nghiên cứu xác định MDMA trong tóc và nước tiểu bằng phương pháp sắc kí khí khối phổ

1

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ SINH
Mã sinh viên: 1101437

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MDMA
TRONG TÓC VÀ NƯỚC TIỂU
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ KHÍ
KHỐI PHỔ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2016


2

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ SINH
Mã sinh viên: 1101437

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MDMA
TRONG TÓC VÀ NƯỚC TIỂU
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ KHÍ
KHỐI PHỔ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:

ThS. Phạm Lê Minh
ThS. Phạm Quốc Chinh
Nơi thực hiện:
Khoa Hóa pháp – Viện Pháp y Quốc gia

HÀ NỘI – 2016


LỜI CÁM ƠN
Sau một thời gian thực hiện khóa luận với nhiều nỗ lực và cố gắng, thời điểm hoàn
thành khóa luận, tôi muốn được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới những người
đã quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Trước tiên với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cám ơn tới ThS.
Phạm Lê Minh đã tạo mọi điều kiện cho tôi làm khóa luận tại Viện Pháp y Quốc gia.
Xin bày tỏ lòng biết ơn tới ThS. Phạm Quốc Chinh, cán bộ Khoa Hóa pháp – Viện
pháp y Quốc gia, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian làm
nghiên cứu.
Xin gửi lời cám ơn tới ban giám đốc Viện Pháp y Quốc gia và khoa Hóa pháp đã luôn
tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các cô chú, anh chị trong thời gian qua đã nhiệt tình chỉ bảo
cho tôi các thao tác tiến hành thí nghiệm, các thao tác kĩ thuật trên máy.
Cuối cùng, với tất cả tình yêu thương, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và
những người thân đã luôn động viên tôi trong suốt thời gian học tập tại trường Đại
học Dược Hà Nội.
Hà Nội, ngày 12 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Thị Sinh


MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN .............................................................................................................. i
MỤC LỤC ...................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..................................................................... v
Đặt vấn đề.................................................................................................................... 1
Chương I.Tổng quan ................................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về nhóm chất ATS .......................................................................... 3
1.2. Tổng quan về 3,4-methylendioxymethamphetamin (MDMA) ......................... 5
1.2.1. Công thức cấu tạo và tính chất lý hóa ....................................................... 5
1.2.2. Tác dụng dược lý ........................................................................................ 6
1.2.3. Dược động học và phân bố của MDMA..................................................... 8
1.3. Tổng quan về chiết 3, 4-methylendioxymethamphetamin trong tóc và nước
tiểu ......................................................................................................................... 11
1.3.1. Cấu trúc của tóc ....................................................................................... 11
1.3.2. Liên kết thuốc trong tóc ............................................................................ 12
1.3.3. Xử lý mẫu .................................................................................................. 12
1.4. Tổng quan về sắc kí khí khối phổ ................................................................... 15
1.4.1. Một số khái niệm ...................................................................................... 15
1.4.2. Cấu tạo của máy sắc kí khí khối phổ ........................................................ 16
1.4.3. Một số kĩ thuật MS.................................................................................... 20
1.5. Các phương pháp xác định MDMA trong tóc và nước tiểu ........................... 20


1.5.1. Phương pháp miễn dịch............................................................................ 20
1.5.2. Phương pháp sắc kí lỏng khối phổ (LC-MS) ............................................ 20
1.5.3. Phương pháp sắc kí khí khố phổ .............................................................. 21
Chương II. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu .................................................. 22
2.1. Nguyên liệu, thiết bị ....................................................................................... 22

2.2. Nội dung nghiên cứu....................................................................................... 23
2.2.1. Xây dựng phương pháp xác định MDMA trong tóc và nước tiểu ............ 23
2.2.2. Thẩm định phương pháp .......................................................................... 23
2.2.3. Ứng dụng phân tích MDMA trong mẫu thực ........................................... 23
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 24
2.3.1. Chuẩn bị mẫu ........................................................................................... 24
2.3.2. Xử lí mẫu, chiết và tạo dẫn xuất ............................................................... 24
2.3.3. Định tính, định lượng MDMA trong mẫu nước tiểu và mẫu tóc .............. 24
2.4. Áp dụng quy trình để phân tích mẫu thực tế................................................... 30
2.5. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................. 30
Chương III. Kết quả và thảo luận .............................................................................. 32
3.1. Xây dựng phương pháp xác định MDMA ...................................................... 32
3.1.1. Thiết lập chương trình sắc kí ................................................................... 32
3.1.2. Khảo sát phổ khối của MDMA-HFBA và MA-d5-HFBA ......................... 32
3.2. Thẩm định phương pháp ................................................................................. 34
3.2.1. Tính phù hợp của hệ thống ....................................................................... 34
3.2.2. Độ đặc hiệu và tính chọn lọc .................................................................... 35
3.2.3. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính ........................................................ 39
3.2.4. Độ đúng và độ chính xác .......................................................................... 41


3.2.5. Khảo sát giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ............................... 42
3.2.6. Đánh giá hiệu suất chiết ........................................................................... 42
3.2.7. Độ ổn định của mẫu ................................................................................. 43
3.3. Áp dụng trên mẫu thực tế ............................................................................... 45
BÀN LUẬN .............................................................................................................. 46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... vi
PHỤ LỤC………………………………………………………………………….vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AM
ATS

Amphetamin
Các chất kích thích thần kinh dạng amphetamin (Amphetamin Type
Stimulants)

CTPT

Công thức phân tử

DMA

2,5- Dimethoxyamphetamin

GC

Sắc kí khí (Gas Chromatography)

GC-FID

Sắc kí khí với detector ion hóa ngọn lửa (Gas Chromatography –
Flame ionization Detector)

GC-MS

Sắc kí khí khối phổ (Gas Chromatography – Mass spectrometry

HFBA

Hepta Flouro Butyric Anhydrid

HPLC
KLPT
LC-MS

Sắc kí lỏng hiệu năng cao (High Performance Liqid
Chromatography)
Khối lượng phân tử
Sắc kí lỏng khối phổ (Liquid Chromatography – Mass
Spectrometry)

LOD

Giới hạn phát hiện (Limit Of Detection)

LOQ

Giới hạn định lượng (Limit Of Quantitation)

MA

Methamphetamin

MA-d5

Methamphetamin-d5

MDMA

3,4- Methylendioxymethamphetamin

MeOH

Methanol

MS

Khối phổ (Mass Spectrometry)

RSD

Độ lệch chuẩn tương đối (Relative Standard Deviation)

TLC

Sắc kí lớp mỏng (Thin Layer Chromatography)


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng
1.1
3.1
3.2
3.3
3.4

3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10

Tên bảng
Công thức một số ATS điển hình
Mảnh phổ chính của MDMA và MA-d5 sau khi tạo dẫn xuất với
HFBA
Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống
Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MDMA trong tóc
Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của MDMA trong nước tiểu
Kết quả khảo sát độ đúng và độ chính xác
Kết quả khảo sát giới hạn định tính và giới hạn định lượng
Kết quả khảo sát hiệu suất chiết
Kết quả khảo sát độ ổn định của mẫu tóc
Kết quả khảo sát độ ổn định của mẫu nước tiểu
Kết quả định lượng một số mẫu thực

Trang
4
34
35
39
40
41
42
43

43
44
45


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Tên hình

Hình

Trang

1.1

Một số dạng ma túy tổng hợp ATS điển hình trên thị trường Việt Nam

3

1.2

Sơ đồ chuyển hóa của MDMA

10

1.3

Cấu trúc của tóc

12

2.1

Máy sắc kí khí khối phổ Agligent Technologies

22

3.1

Sắc kí đồ sau xử lý tách ion của MDMA-HFBA với mảnh 254

32

3.2

Sắc kí đồ sau xử lý tách ion của MA-d5 với mảnh 258

33

3.3

Phổ khối của MDMA-HFBA

33

3.4

Phổ khối của MA-d5-HFBA

34

3.5

Sắc kí đồ mẫu tóc trắng sau khi xử lý tách ion với mảnh 254 và

36

mảnh 258
3.6

Sắc kí đồ mẫu tóc trắng thêm chuẩn và nội chuẩn sau xử lý tách

36

ion mảnh 254
3.7

Sắc kí đồ mẫu tóc trắng thêm chuẩn và nội chuẩn sau xử lý tách

37

ion mảnh 258
3.8

Sắc kí đồ nước tiểu trắng sau khi xử lý tách ion với mảnh 254 và

37

mảnh 258
3.9

Sắc kí đồ nước tiểu trắng thêm chuẩn và nội chuẩn sau xử lý tách ion

38

mảnh 254
3.10

Sắc kí đồ nước tiểu trắng thêm chuẩn và nội chuẩn sau xử lý tách ion

38

mảnh 258
3.11

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa tín hiệu đáp ứng (tỷ

39

lệ diện tích pic MDMA/MA-d5) với hàm lượng mẫu nhiễm trên
mẫu tóc
3.12

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa tín hiệu đáp ứng (tỷ
lệ diện tích pic MDMA/MA-d5) với nồng độ mẫu nhiễm trên mẫu
nước tiểu

40


1

Đặt vấn đề
Tệ nạn ma túy đang là hiểm họa của các quốc gia, dân tộc trên toàn thế giới; là
một trong những nguyên nhân chủ yếu làm phát sinh tội phạm, tệ nạn xã hội và lây
nhiễm HIV/AIDS. Những hậu quả do tệ nạn ma túy gây ra ảnh hưởng nghiêm trọng
đến phát triển kinh tế - xã hội và an ninh trật tự của đất nước.
Theo số liệu của Cơ quan phòng chống ma túy và tội phạm của Liên Hiệp Quốc
- UNODC, hiện nay có tới 4% dân số thường xuyên sử dụng ma túy, tức khoảng 230
triệu người, khoảng 37 triệu người lạm dụng ma túy tổng hợp ATS (Amphetamine
Type Stimulants) trong số đó tới 60% thuộc khu vực Đông và Đông Nam Á [29].
Tại Việt Nam, theo UNODC, tính đến cuối năm 2014, có 204.377 người sử
dụng ma túy có hồ sơ quản lý, trong đó những người sử dụng heroin chiếm tỉ lệ lớn
nhất (72%), sau đó là những người sử dụng ma túy tổng hợp (14,5 %). Từ năm 2008
đến nay, tình trạng mua bán, vận chuyển và sử dụng trái phép ATS ngày càng mạnh
chiếm khoảng 20-30% số người nghiện. Số vụ và đối tượng bắt giữ tăng khoảng 30%
hàng năm. ATS đã xâm nhập sâu vào xã hội, không chỉ có ở các vũ trường, quán bar,
nhà nghỉ ở các thành phố lớn mà đã lan đến cả các khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng
xa [8].
Để thực hiện tốt công tác phòng chống các hành vi bất hợp pháp liên quan tới
loại ma túy trên, công việc kiểm nghiệm và phát hiện ATS cũng đóng một vai trò
không hề nhỏ. Sự kết hợp của phương pháp phân tích hiện đại GC-MS với các mẫu
pháp y dễ thu thập như nước tiểu và tóc đã thu hút được nhiều sự quan tâm nghiên
cứu của các nhà khoa học trên thế giới và đã được ứng dụng thành công. Tại Việt
Nam hiện nay, một số cơ quan giám định cũng đã bắt đầu nghiên cứu, xác định ma
túy bằng phương pháp GC/MS và LC/MS, mở ra một hướng mới cho việc phân tích
các chất gây nghiện, trong đó ATS được chú trọng nhiều. Xuất phát từ nhu cầu thiết
thực đó, chúng tôi đặt vấn đề xác định 3,4-methylenedioxymethamphetamin
(MDMA) trong nước tiểu và tóc bằng phương pháp GC/MS nhằm đưa ra quy trình
chuẩn cho việc giám định chính xác MDMA trong nước tiểu và tóc, ứng dụng trong

2

các xét nghiệm hình sự với hy vọng mang lại một luồng gió mới trong công tác phòng
chống tệ nạn ma túy trong phạm vi cả nước.
Để thực hiện được mục tiêu đề ra, nội dung của bài khóa luận đề xuất gồm hai
phần:
1. Xây dựng phương pháp định tính và định lượng MDMA trong nước tiểu và tóc
bằng phương pháp sắc kí khí khối phổ.
2. Thẩm định phương pháp đã xây dựng và áp dụng phân tích mẫu thực tế.


3

1.1.

Chương I. Tổng quan
Tổng quan về nhóm chất ATS
ATS là tên viết tắt của Amphetamine Type Stimulants - các chất kích thích thần

kinh dạng amphetamin, bao gồm nhiều chất có cấu trúc tương tự nhau, trong đó
amphetamin là chất được phát hiện và tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1887 tại Đức.
Ngoài ra còn có rất nhiều chất khác trong nhóm như MDMA, MDA, DMA [5], [7].
Năm 1889, Tiến sĩ Nagayoshi Nagai người Nhật phát hiện và tổng hợp ra một
chất có tác dụng kích thích thần kinh trung ương là methamphetamin. Trong Đại chiến
thế giới thứ hai methamphetamin được sản xuất và sử dụng rộng rãi trong binh lính
Nhật Bản để làm tăng thêm lòng dũng cảm. Sau đó, việc lạm dụng các chất kích thích
thần kinh này đã trở thành vấn đề nghiêm trọng ở Nhật Bản, Mĩ và nhiều nước châu
Âu, nhất là ở những người trẻ tuổi. Càng ngày, tác hại của thuốc này càng thể hiện
nghiêm trọng: dễ gây nghiện, dùng liều cao gây loạn thần, hoang tưởng, dễ kích động,

bạo lực vì thế chúng còn được gọi là “các chất loạn thần”, “ma túy điên”, “ma túy
bạo lực”[3], [13].
Việc sử dụng các chất đó đã lan rộng trên toàn thế giới trong đó có Việt Nam,
hàng loạt các chất mới với tác dụng mạnh hơn nhiều đã được ra đời. Đây là dạng ma
túy tổng hợp xuất hiện phổ biến hiện nay với nhiều hình thức đa dạng: ma túy đá,
hồng phiến, thuốc lắc, v.v… và nhiều nhất là methamphetamin dạng tinh thể (ma túy
đá). Liên hợp quốc đã đưa các chất này vào danh sách cần kiểm soát và phân vào
nhóm kích thích thần kinh dạng amphetamin [8].

Hình 1.1. Một số dạng ma túy tổng hợp ATS trên thị trường Việt Nam


4

Công thức hóa học chung của nhóm ATS:

Bảng 1.1. Công thức một số ATS điển hình

Amphetamin

Ecstasy (MDMA)

Methamphetamin

2,5-Dimethoxyamphetamin
(DMA)

3,4-Methylendioxyamphetamin

3-Methoxy-4,5-

(MDA)

methylendioxyamphetamin


5

Methcathion

p-Methoxyamphetamin (PMA)

4-Bromo-2, 5-dimethoxyamphetamin

2,5-Dimethoxy-4-

(DOB)

ethylamphetamin
(DOM)

1.2.

Tổng quan về 3,4-methylendioxymethamphetamin (MDMA)

1.2.1. Công thức cấu tạo và tính chất lý hóa
 3,4-methylendioxymethamphetamin base [4], [7], [8], [17], [20]

-

Tên khoa học: (RS)-1-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-methylpropan-2-amin

-

CTPT: C11H15NO2

-

TLPT: 193,2 g/mol

-

Tính chất lý hóa: chất lỏng không màu, ít tan trong nước, tan trong ethanol,
chloroform và ethylacetat.

Ngoài ra MDMA thường gặp ở dạng muối như:
 3,4-methylendioxymethamphetamin phosphat [4], [7], [8], [17], [20]


6

-

CTPT: C11H15NO2.H3PO4

-

TLPT: 291.24

-

Tính chất: bột kết tinh màu trắng hoặc tinh thể không màu, rất ít tan trong nước,
tan trong methanol, không tan trong ether và chloroform.
 3,4-methylendioxymethamphetamin hydrochlorid [4], [7], [8], [17], [20]

-

CTPT: C11H15NO2.HCl

-

TLPT: 229.7

-

Tính chất: bột kết tinh màu trắng hoặc tinh thể không màu, tan trong nước, tan
trong chloroform, methanol, không tan trong ether.

1.2.2. Tác dụng dược lý
 Cơ chế tác dụng: thuốc thâm nhập vào các nơron thông qua chất mang là chất
vận chuyển monoamin. Một mặt MDMA ức chế túi vận chuyển monoamin,
kết quả làm tăng nồng độ của serotonin, norepinephrin và dopamin ở trong tế
bào chất, mặt khác tăng khả năng giải phóng của các chất trên bằng cách đảo
chiều hoạt động của chất vận chuyển thông qua quá trình phosphoryl hóa.
MDMA cũng đóng vai trò là một chất ức chế yếu các thụ thể 5-HT1 và 5-HT2
gây lên phần nào tác dụng hướng thần của nó, dẫn tới sự thải trừ gián tiếp
oxytocin thông qua việc ức chế hệ thống serotonin. MDMA được cho là
nguyên nhân làm giảm lượng oxytocin, ít nhất là ở một vùng nào đó của cơ
thể theo cả hai cơ chế trực tiếp và gián tiếp liên quan tới receptor 5-HT1A [16],
[17].

 Tác dụng dược lý: các tác dụng được báo cáo của MDMA thay đổi theo liều,
tần suất và khoảng thời gian sử dụng. Nhìn chung, tác dụng mong muốn của
thuốc chỉ có được khi sử dụng thuốc với liều đơn và thấp [3].
 Tác dụng cấp [16], [17]
-

Tác dụng mong muốn: MDMA làm tăng sự tỉnh táo, sức chịu đựng, cảm giác
đầy năng lượng, tăng ham muốn tình dục, làm mất đi sự uể oải và cảm giác
buồn ngủ. Tác dụng lên thần kinh được mô tả gồm trạng thái phởn phơ, cảm


7

giác khỏe khoắn, nhạy cảm, hòa đồng xã hội, muốn gần gũi với mọi người và
sự khoan dung.
-

Tác dụng không mong muốn: MDMA có nhiều tác dụng không mong muốn
thậm chí khi dùng với liều trung bình với mục đích chữa trị ban đầu, chúng
được biểu hiện qua các trạng thái như căng cơ, nghiến hàm, nghiến răng và
gây ra những cử động không ngừng của chân. Thuốc làm tăng hoạt động của
cơ và tác động lên trung tâm điều nhiệt ở não làm tăng nhiệt độ cơ thể. Cứng,
đau lưng và nhược cơ thường gặp 2-3 ngày sau khi sử dụng thuốc. Đau đầu,
buồn nôn, chán ăn, nhìn mờ, khô miệng, mất ngủ thường gặp trong thời gian
dùng thuốc và sau khi dùng một thời gian. Nhịp tim, huyết áp thường tăng và
có xu hướng dao động nhiều hơn bình thường trong những ngày dùng thuốc.
Nếu sự kích thích vượt quá mức có thể gây lên tình trạng kích động thoái quá,
mất tập trung, mất ngủ. Những triệu chứng liên quan thường gồm ảo giác, mất
tự tin (cảm giác bị tách biệt với mọi người), lo lắng, xúc động, những hành xử
kì lạ và thiếu suy nghĩ. Những triệu chứng này có thể gây lên những cơn mê

sảng và những cơn rối loạn tâm thần. Hai ngày sau khi dùng thuốc, triệu chứng
phổ biến nhất là khó tập trung, trầm cảm, lo âu và mệt mỏi.

 Tác dụng dài hạn [8], [16], [17]
-

Độc tính lên thần kinh liên quan serotonin: MDMA làm tăng nồng độ của
serotonin trong synap làm cải thiện tâm trạng và các giác quan của người dùng,
tuy nhiên, nếu dùng với liều cao hơn sẽ gây ra sự giải phóng ồ ạt serotonin
không chỉ tạo ra các hội chứng thần kinh cấp mà còn làm tổn thưởng những tế
bào sản sinh ra chúng.

-

Các vấn đề về tâm thần lâu dài: nghiên cứu chỉ ra rằng, tác dụng có hại của
MDMA lên hệ thống serotonin có thể gây ra những vấn đề về thần kinh và
hành xử kéo dài từ vài tháng đến một năm sau khi dùng thuốc, bao gồm những
biểu hiện sau:
+ Suy giảm trí nhớ
+ Giảm khả năng quyết định, tiếp cận thông tin và giải quyết vấn đề


8

+ Dễ xúc động mạnh và khó làm chủ được bản thân
+ Sự hoảng sợ có thể xuất hiện khi đã ngừng dùng thuốc, ngay cả khi kiêng
dùng thuốc vài tháng
+ Hoang tưởng, ảo giác, tâm thần
+ Các cơn trầm cảm nặng
-

Các vấn đề về rối loạn chức năng vật lý: các vấn đề liên quan đến chức năng
vật lý của cơ thể có thể xuất hiện sau khi ngừng thuốc hoặc thời kì bắt đầu
dùng thuốc, chúng bao gồm:
+ Nghiến răng, nghiến hàm
+ Đau nhức cơ và có xu hướng làm tăng sự căng cơ và co thắt cơ nhất là vùng
lưng và cổ
+ Hệ thống tuần hoàn: gây lên hiện tượng tăng huyết áp, nhưng tác động dài
hạn lại gây giảm huyết áp. Làm giảm khả năng tự điều chỉnh huyết áp và nhịp
tim của hệ thống thần kinh tự động.
+ Tổn thương thần kinh: thường gặp hội chứng Parkinson và hội chứng bại liệt
hai dây thần kinh.

1.2.3. Dược động học và phân bố của MDMA
MDMA dễ dàng hấp thu nhanh chóng qua đường tiêu hóa. Thời gian khởi phát
trong vòng 30 phút và đạt nồng độ đỉnh trong vòng từ 1-3 giờ. Thời gian bán thải của
thuốc vào khoảng gần 7 giờ [16], [20].
Enzym P450 2D6 là enzym chính chuyển hóa thuốc, ngoài ra còn một vài
enzyme khác. Một số enzym có thể bị bão hòa, do đó khi enzym này bị bão hòa, đồng
thời với liều dùng tăng sẽ làm tăng một lượng lớn nồng độ thuốc trong máu và não,
làm tăng độc tính của thuốc.
MDMA được chuyển hóa thành MDA (methylenedioxyamphetamin) chất
chuyển hóa còn hoạt tính – là chất chuyển hóa duy nhất được tìm thấy trong máu và
huyết tương có nửa đời bán thải 16-38 giờ [19]. MDA tiếp tục bị chuyển hóa tạo
thành các dẫn xuất 2-hydroxy-4-methoxy và 3,4-dihydroxy (HMA và HHA). Ngoài
ra chất chuyển hóa của MDMA còn có 3-hydroxy-4-methoxymethamphetamin


9

(HMMA) và 3,4-dihydroxymethamphetamin (HHMA). Những chất chuyển hóa phân
cực này được liên hợp trước khi được thải trừ qua nước tiểu. Nước tiểu bị kiềm hóa
có thể làm tăng thời gian bán thải của MDMA lên 16-31 giờ. Trong 24 giờ đầu,
MDMA được đào thải qua đường nước tiểu khoảng 43% ở dạng không biến đổi,
khoảng 15% ở dạng 4-hydroxymethamphetamin, khoảng 5% ở dạng amphetamin và
một số chất chuyển hóa khác ở dạng biến đổi hoặc kết hợp [10], [16], [20], [27].
Sự thải trừ của thuốc ra khỏi cơ thể diễn ra chậm và từ từ, một số chất chuyển
hóa của MDMA vẫn còn hoạt tính, đặc biệt là chất chuyển hóa đầu tiên của nó, MDA,
do đó thời gian tác dụng của thuốc có thể dài hơn thời gian MDMA tồn tại trong cơ
thể người [10], [16], [20], [27].


10

MDMA

N-demethylation

MDA

H: CYP1A
R: CYP1A

O-demethylenation

Odemethylenation

H: CYP2D6

H: CYP2D6

R: CYP2D1

R: CYP2D1

HHMA

HHA

Liên hợp với
glucuronide
sulfate
Omethylation

O-methylation
COMT

COMT

HMMA

HMA

Hình 1.1. Sơ đồ chuyển hóa của MDMA


11

1.3. Tổng quan về chiết 3, 4-methylendioxymethamphetamin trong tóc và nước
tiểu

1.3.1. Cấu trúc của tóc
Tóc có dạng hình sợi trụ, phát triển từ một túi bao nhỏ gọi là nang tóc. Phần trên
nang tóc gọi là thân tóc [24].
-

Nang tóc: là một phần nhỏ bao quanh chân tóc, nằm dưới bề mặt da từ 3-4 mm
và được gắn chặt với biểu bì của da đầu, bao quanh bởi hệ thống mao mạch
nuôi dưỡng tóc. Nang tóc là phần sống duy nhất của sợi tóc, giúp cho tóc mọc
dài ra [18], [30].

-

Thân tóc: là những sợi tóc mà ta nhìn thấy hàng ngày, là phần tóc đã chết.
Chúng cấu tạo từ nhiều lớp tế bào, gồm ba phần chính: phần biểu bì (vảy tóc),
phần lõi và tủy tóc [18], [24], [30].

 Phần biểu bì: là phần ngoài cùng của sợi tóc, đóng vai trò giúp cho sợi tóc bám
chặt với nang tóc và bảo vệ những phần bên trong của sợi tóc. Biểu bì bao gồm
một lớp tế bào hình thoi, trong suốt, xếp khít nhau. Sự phơi nhiễm của tóc với
những chất có hại trong môi trường như hóa chất, nhiệt độ, ánh sáng, hoặc
những liệu pháp trị liệu tóc có thể gây hại hoặc phá hủy lớp biểu bì tóc. Lớp
biểu bì do đó đóng một vai trò như hàng rào bảo vệ mạnh, chống lại sự mất
mát của thuốc bên trong sợi tóc. Khi biểu bì bị tổn hại thì thuốc dễ dàng di
chuyển từ bên trong tóc ra bên ngoài do đó mất đi một cách dễ dàng.
 Phần lõi tóc: chính là phần chính của sợi tóc, bao gồm nhiều bó sợi nhỏ hợp
thành và các hạt melanin tạo lên màu sắc của tóc.
 Phần tủy tóc: là phần trong cùng của sợi tóc, bên trong rỗng, chứa các hạt chất
béo và không khí.

12

Hình 1.2. Cấu trúc của tóc
1.3.2 Liên kết thuốc trong tóc
Thực tế, sự hiểu biết chính xác của sự liên kết thuốc trong tóc vẫn chưa rõ ràng.
Sự vận chuyển thuốc từ bên trong cơ thể tới tóc được tiến hành bởi rất nhiều các
chuyển hóa tại các thời điểm khác nhau trong chu trình phát triển của tóc. Cụ thể
MDMA và chất chuyển hóa của nó liên kết vào trong tóc trong quá trình hình thành
của sợi tóc (thông qua sự khuyếch tán từ máu vào nang tóc đang phát triển và nằm
chủ yếu ở tủy tóc, do nang tóc dưới da đầu được bao quanh bởi một mạng lưới dày
đặc các mạch máu), sau quá trình hình thành sợi tóc (thông qua sự thải trừ của chất
bã nhờn và mồ hôi) và sau khi tóc mọc lên từ bề mặt của da đầu. MDMA có thể tồn
tại trong tóc vài tháng, thậm chí vài năm [3], [26].
1.3.3. Xử lý mẫu
 Để giải phóng thuốc từ mẫu tóc, các phương pháp xử lí mẫu dưới đây được sử
dụng [26], [31]:


13

-

Xử lí bằng kiềm: tóc được ủ trong môi trường kiềm, dịch thu được chuyển sang
ống nghiệm khác để thực hiện bước tiếp theo.

-

Xử lí bằng β-glucuronidas: tóc được ủ với dung dịch đệm phosphate pH 6,0 cùng
với dung dịch β-glucuronidas, phần dịch thu được chuyển sang ống nghiệm khác
để thực hiện bước tiếp theo.

-

Xử lí bằng methanol: tóc được ủ với methanol, dịch chiết methanol được chuyển
sang một ống sạch khác để thực hiện bước tiếp theo.

-

Xử lí bằng acid: tóc được ủ với dung dịch acid rồi trung tính hóa bằng dung dịch
kiềm. Dịch thu được được chuyển sang một ống thủy tinh sạch khác để thực hiện
bước tiếp theo.
 Chiết xuất: để có thể chiết xuất MDMA trong tóc hoặc nước tiểu, thường dung
hai phương pháp là chiết lỏng lỏng và chiết pha rắn [24], [26], [30], [31].
 Chiết lỏng lỏng:
Chiết lỏng lỏng là sự tách các chất dựa trên cơ sở sự hòa tan hay phân bố
của các chất trong hai dung môi không trộn lẫn vào nhau. Trong thực tế thường
dùng cân bằng nước, dung môi hữu cơ không hòa tan trong nước để tách và tinh
chế chất phân tích. Đối với MDMA, dạng base tan tốt trong dung môi hữu cơ,
dạng muối tan trong nước, do đó người ta thường chuyển qua lại giữa hai dạng
acid, base để chiết và làm sạch với dung môi ether, dung môi này thường cho hiệu
suất cao.
 Chiết pha rắn [24], [30], [31]
Kĩ thuật chiết pha rắn đặc biệt là ở chế độ mixed-mode được sử dụng rộng
rãi trên thế giới để xử lý các mẫu sinh học. Trong khóa luận này, sử dụng phương
pháp chiết pha rắn để xử lý mẫu phân tích.
Trong một vài năm trở lại đây, xu hướng sử dụng SPE (Solid Phase
Extraction) thay thế LLE (Liquid Phase Extraction – Chiết pha lỏng ) đang phát
triển do những ưu điểm vượt trội có thể dễ dàng nhận thấy được thông qua thực
nghiệm khi so sánh với LLE để chiết xuất được chất cần phân tích, chúng bao
gồm:

14

 Độ đặc hiệu cao
 Độ thu hồi cao
 Chiết xuất sạch hơn và làm tăng khả năng loại trừ các chất gây nhiễu dẫn đến
tạp nhiễm từ các thiết bị ít hơn
 Loại bỏ được nhũ tương
 Kết quả có độ lặp lại tốt hơn
 Giảm sử dụng dung môi, cũng như giảm sự ảnh hưởng gây ô nhiễm của dung
môi tới môi trường
 Sử dụng dễ dàng và kĩ thuật chiết pha rắn có thể tự động hóa
 Tăng độ nhạy phân tích, giảm LOD và LOQ
 Lượng mẫu ít hơn và thời gian chiết xuất mẫu ngắn hơn
Các phương pháp chiết pha rắn dựa trên những loại tương tác phổ biến xảy ra
giữa chất hấp phụ của cột và chất cần phân tích bao gồm [31]:
 Chiết pha đảo
 Chiết pha thuận
 Trao đổi ion
 Chế độ chiết pha rắn hỗn hợp (mixed-mode)
Quy trình chiết pha rắn gồm các bước [28], [31]:
 Xử lý cột bằng dung môi và dung dịch đệm thích hợp nhằm hoạt hóa cột,
chuyển cột từ pha rắn sang trạng thái có thể lưu giữ chất phân tích.
 Tách chất phân tích: mẫu trong dung dịch được cho qua cột, pha rắn sẽ lưu giữ
lại chất phân tích và một số tạp chất.
 Loại tạp: dùng dung môi hoặc dung dịch đệm cho qua cột để loại một số tạp
đã được giữ lại trên pha rắn.
 Rửa giải: dùng dung môi hay hỗn hợp dung môi thích hợp để đẩy chất phân
tích ra khỏi pha rắn, lấy dịch chiết và xác định bằng phương pháp thích hợp.

Cơ chế phân tách và phân lập chất phân tích được thể hiện cụ thể qua bốn bước
chính [28], [31]:


15

 Bước 1: hoạt hóa cột bằng dung môi hữu cơ và dung dịch đệm, đưa mẫu lên
cột, rửa cột bằng nước đã loại ion.
 Bước 2: khóa cột bằng acid HCl 0,1 M, acid sẽ giúp tạo liên kết ion giữa nitơ
của MDMA và nhóm sulfonic của chất hấp phụ.
 Bước 3: dùng MeOH rửa để cắt liên kết Vanderwalls, các chất gây nhiễu lúc
này bị loại bỏ, chất phân tích nằm lại trên cột.
 Bước 4: rửa giải bằng dung môi thích hợp để cắt liên kết ion của chất phân
tích và chất hấp phụ.
1.4. Tổng quan về sắc kí khí khối phổ
1.4.1. Một số khái niệm
Sắc kí khí (GS): cơ sở để tách bằng sắc kí khí là sự phân bố của mẫu thử giữa
hai pha: pha tĩnh có bề mặt tiếp xúc lớn, pha động là khí thấm qua toàn bề mặt tĩnh
đó. Nếu pha tĩnh là rắn thì gọi là sắc kí khí - rắn. Chất rắn nhồi cột thường là silicagel,
rây phân tử hoặc than hoạt tính. Quá trình này chủ yếu là hấp phụ. Nếu pha tĩnh là
lỏng, ta có sắc kí khí - lỏng. Chất lỏng bao bọc quanh bề mặt một chất rắn trơ, gọi là
chất mang, tạo lên một lớp phim mỏng. Cơ sở cho sự tách ở đây chính là sự phân bố
của mẫu trong và ngoài lớp phim mỏng này [1], [13].
Khối phổ (MS): dùng để xác định một chất hóa học dựa trên cấu trúc của chúng,
khi giải hấp các hợp chất riêng lẻ từ cột sắc kí, chúng đi vào đầu dò có dòng điện ion
hóa (Mass Spectrometry). Khi đó, chúng sẽ tấn công vào các luồng, chúng bị vỡ thành
những mảnh vụn, những mảnh vụn này có thể lớn hoặc nhỏ. Những mảnh vụn này
thực tế là các vật mang điện hay còn gọi là ion (z), việc đo tỷ số khối lượng và điện
tích các ion (m/z) để cung cấp thông tin định tính, xác định cấu trúc và định lượng
các chất [1], [13].

Bằng sự kết hợp hai kĩ thuật trên, các nhà khoa học có thể đánh giá, phân tích
định tính và định lượng, có thể đưa ra cách giải quyết với một số chất. Ngày nay,
người ta ứng dụng kĩ thuật GC/MS rất nhiều và sử dụng rộng rãi trong các ngành như
y học, môi trường, nông sản, kiểm nghiệm thực phẩm, v.v…


16

1.4.2. Cấu tạo của máy sắc kí khí khối phổ
 Khí mang: có vai trò mang chất phân tích đi dọc theo cột, ngoài ra khí mang
còn là thành phần để phát hiện chất phân tích sau cột, góp phần làm sạch hệ
sắc kí.
Khí mang có 5 yêu cầu chính sau:
+ Đảm bảo tính khuếch tán cần thiết, quyết định hiệu suất cột
+ Có độ tinh khiết cao và phù hợp với độ nhạy cần thiết và nguyên lý hoạt
động của detector. Độ tinh khiết của khí mang từ 99,995% đến 99,999%.
Lượng vết oxi và nước có thể phá hủy cột vì ở nhiệt độ cao, nó phản ứng với
pha tĩnh.
+ Trơ với tướng tĩnh lỏng cũng như chất phân tích và vật liệu làm cột
+ Có khả năng bị hấp thụ vào pha tĩnh càng nhỏ càng tốt
+ Dễ sử dụng và giá thành hạ
Các khí mang thường sử dụng là: He, H2, N2, Ar, Ne, Kr, v.v…
Bản chất của khí mang ảnh hưởng tới sự giãn rộng vùng mẫu. Đối với cột lớn,
hiệu ứng thành lớn phải dùng các khí nhẹ có khả năng khuếch tán lớn [1], [22],
[23].
 Hệ thống tiêm mẫu [1]
 Cách thông dụng nhất để đưa mẫu vào cột là sử dụng một bơm tiêm mẫu vi
lượng để tiêm một mẫu lỏng hoặc khí qua một đệm cao su chịu nhiệt vào một
buồng hóa hơi (injector). Buồng này được đốt nóng với nhiệt độ thích hợp và
được nối với cột tách.

 Đối với cột tách thông thường, cỡ mẫu thường thay đổi từ 1 đến 20 µl. Cột
mao quản đòi hỏi lượng mẫu đưa vào nhỏ hơn nên trong trường hợp này hệ
thống chia dòng mẫu được thiết kế trong bộ injector được sử dụng để chỉ giao
một phần nhỏ lượng mẫu được tiêm đi vào cột, phần còn lại được thải ra ngoài.
 Có nhiều kĩ thuật tiêm mẫu khác nhau:
-

Tiêm mẫu có chia dòng (split): thích hợp cho các cấu tử phân tích có nồng độ lớn
hơn 0,1% mẫu. Tiêm mẫu chia dòng chỉ giới thiệu vào cột khoảng 0,2 đến 2%