Nghiên cứu quy trình giám định 11 nor 9 cacboxyl delta 9 tetrahydrocannabinol trong nước tiểu của người bằng GC MS

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 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


MỤC 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.


2.1.3. 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.


3.4.1. 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.


DANH MỤC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Các thành phần hóa học của cần sa có ý nghĩa trong KHHSError! Bookmark not de
Bảng 1.2. Hàm lượng THC thay đổi tùy vào các bộ phận của cây cần saError! Bookmark not
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

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình chiếtError! Bookmark not define
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
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.

DANH 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

Bookmark

not

defined.
Hình 3.3. Phổ khối của THC-COOH-2TMS ở CTN IError!
defined.
Hình 3.4. Sắc ký đồ của THC-COOH-2TMS ở CTN IIError!

Bookmark

not

Bookmark

not

Bookmark

not

defined.
Hình 3.5. Phổ khối của THC-COOH-2TMS ở CTN IIError!
defined.
Hình 3.6. Ảnh hưởng của dung môi đến quá trình chiếtError!
defined.
Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến quá 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 trong mẫu nước tiểu
................................................................................... Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

THC

Delta 9 –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 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


MỞ 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.


Việc 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-delta9-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.

TÀI 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.

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.
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), 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.
9. 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.