Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích chất ma túy tổng hợp methamphetamine(MA) và methylennedioxy menthamphetamine(MDMA) trong tóc bằng sắc ký khí khối phổ

LỜI CẢM ƠN

Luận văn đƣợc hoàn thành tại Phòng thí nghiệm Khoa Hoá pháp tại Viện Pháp
Y Quốc Gia.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến TS. Trần Thị Thúy và PGS. Trần Việt
Hùng,ThS.Phạm Quốc Chinh những ngƣời đã tạo mọi điều kiện, hƣớng dẫn, tận tình
chỉ bảo em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin trân trọng cám ơn tới Ban Giám đốc Viện Pháp y Quốc gia và Ban chủ
nhiệm Viện Kỹ thuật Hóa học và các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Hóa phân tích đã
giúp đỡ tạo mọi điều kiện để em hoàn thành luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn bạn bè, ngƣời thân đã ủng hộ động viên em trong
suốt quá trình em thực hiện đề tài này.

Hà Nội, ngày

tháng

Lê Thu Thảo

năm2015


AM

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Amphetamin

MA-d5

Methamphetamine-d5

ATS

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

CTPT

Công thức phân tử

DMA

2,5-Dimethoxyamphetamin

GC

Sắc ký khí (Gas Chromatography)

GC-FID

Sắc ký khí với detector ion hóa ngọn lửa (Gas Chromatography – Flame
Ionization Detector)

GC-MS

Sắc ký khí khối phổ (Gas Chromatography–Mass Spectrometry)

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography)

KLPT

Khối lƣợng phân tử

LC-MS

Sắc ký lỏng khối phổ (Liquid Chromatography–Mass Spectrometry)

LOD

Giới hạn phát hiện (Limit Of Detection)

LOQ

Giới hạn định lƣợng (Limit Of Quantitation)

MA

Methamphetamin

MDMA

3,4-Methylendioxymethamphetamin

MS

Khối phổ (Mass Spectrometry)

RSD

Độ lệch chuẩn tƣơng đối (Relative Standard Deviation)

HFBA

Hepta Fluoro Butyric Acid

TLC

Sắc kí lớp mỏng (Thin Layer Chromatography)


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................
MỤC LỤC .....................................................................................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG ...........................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .......................................................................
Đặt vấn đề ................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về ma túy ....................................................................................... 3
1.1.1. Định nghĩa [2] ......................................................................................... 3
1.1.2. Phân loại các chất ma túy:[3-4] .............................................................. 3
1.2.Tổng quan về nhóm ATS .................................................................................. 4
1.3 Tổng quan về methamphetamine và Methylendioxymethamphetamin [9-10];[23] ............................................................................................................................. 6
1.3.1. Công thức cấu tạo và tính chất lý hóa của MA: ...................................... 6
1.3.2. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MDMA ................................. 7
1.3.3. Tác dụng dược lý và dược động học của MA, MDMA [11];[5];[20-21] ..... 7
1.3.3.1. Tác dụng dƣợc lý ....................................................................................... 7
1.3.3.2. Dƣợc động học .......................................................................................... 8
1.4. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu thƣờng dùng trong phân tích ma túy . 11

1.4.1. Kỹ thuật chiết lỏng -lỏng ............................................................................. 11
1.4.2. Kỹ thuật chiết pha rắn [33];[31] ................................................................. 11
1.4.3. Kỹ thuật vi chiết pha rắn ............................................................................. 13
1.4.4. Kỹ thuật dẫn xuất hóa bằng tác nhân acyl .................................................. 14
1.4.5.Các phương pháp xử lý để chiết MA,MDMA trong tóc [28-30] .................. 14
1.5. Tổng quan về sắc kí khí khối phổ (GC-MS) .................................................. 15
1.5.1. Khái niệm ..................................................................................................... 15
1.5.2. Hệ thống GC-MS ..................................................................................... 15
1.5.3. Một số kỹ thuật MS .................................................................................. 18
1.6. Các phương pháp xác định MA,MDMA trong tóc .......................................... 19
1.6.1. Phương pháp sắc ký khí khối phổ: ........................................................... 19
1.6.2. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS): ........................................ 19


1.6.3. Phương pháp miễn dịch ........................................................................... 19
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 20
2.1. Nguyên liệu, thiết bị: ...................................................................................... 20
2.2. Nội dung nghiên cứu: ..................................................................................... 21
2.2.1. Xây dựng phương pháp định lượng MA, MDMA trong tóc ..................... 21
2.2.2. Ứng dụng phân tích MA, MDMA trong mẫu thực .................................. 21
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu: .......................................................................... 21
2.3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ...................................................................... 21
2.3.2. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu ....................................................................... 21
2.3.3. Xử lý mẫu ..................................................................................................... 21
2.3.4. Định tính và định lượng MA và MDMA ...................................................... 22
2.3.4.1. Lựa chọn nội chuẩn và chất tạo dẫn xuất ................................................ 22
2.3.4.2. Khảo sát phổ khối của MA, MDMA và MA-d5 ........................................ 22
2.3.4.3. Khảo sát xây dựng chương trình sắc ký ................................................... 23
2.3.4.4. Khảo sát nhiệt độ tạo dẫn xuất ................................................................ 23
2.3.4.5. Thẩm định phương pháp phân tích ........................................................... 23

2.3.4.6. Phân tích mẫu và tính kết quả .................................................................. 25
2.4. Áp dụng quy trình để phân tích mẫu thực tế ................................................... 25
2.5. phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................... 25
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ

ẬN .............................................................26

3.1. Khảo sát phổ khối của MA-HFBA,MDMA-HFBA và MA-d5-HFBA ......... 26
3.2. Khảo sát chƣơng trình .................................................................................... 27
3.3.Khảo sát nhiệt độ tạo dẫn xuất ........................................................................ 29
3.4. Thiết lập chƣơng trình GC/MS định tính, định lƣợng MA, MDMA. ............ 30
3.5. Thẩm định phƣơng pháp: ............................................................................... 31
3.5.1.Tính phù hợp hệ thống .................................................................................. 31
3.5.2. Đánh giá độ đặc hiệu và tính chọn lọc của phương pháp .......................... 32
3.5.3. Khoảng tuyến tính ....................................................................................... 33
3.5.4. Độ đúng của phương pháp .......................................................................... 35
.......................... 36
3.5.6.Hiệu suất chiết............................................................................................... 37
4. Ứng dụng phân tích mẫu tóc thực tế. ................................................................ 38


THẢO LUẬN .............................................................................................................41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................44


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Công thức một số ATS điểm hình .................................................................5
Bảng 3.1: Mảnh phổ chính của MA, MDMA, MA-d5 sau dẫn xuất với HFBA ........27
Bảng 3.2: Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống của phƣơng pháp .......................... 31

Bả

.......... 34

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát độ đúng và độ chính xác ...................................................35
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát hiệu suất chiết ...................................................................37
Bảng 3.6. Kết quả định lƣợng một số mẫu thực ........................................................... 38


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Một số dạng ma túy tổng hợp ATS trên thị trƣờng ma túy Việt Nam ...........5
Hình 1.2: Methylamphetamin dạng tinh thể ...................................................................7
Hình1.3. Sơ đồ chuyển hoá của methamphetamin. ........................................................9
Hình 1.4. Sơ đồ chuyển hóa của MDMA .......................................................................9
Hình 1.5. Cấu trúc của tóc ............................................................................................ 10
ết bị vi chiết pha rắn .......................................13
Hình 1.7. Sơ đồ máy sắc ký khí khối phổ .....................................................................16
Hình 1.8 . Sơ đồ khối của máy khối phổ ...................................................................... 18
Hình 2.1. Máy sắc ký khí khối phổ Agligent Technologies 6980N ............................. 20
Hình 3.1. Hình phổ khối của MA – HFBA .................................................................. 26
Hình 3.2. Hình phổ khối của MDMA- HFBA ............................................................. 26
Hình 3.3:Hình phổ khối của MA-d5- HFBA ............................................................... 26
Hình 3.4:Sắc kí đồ của mẫu chuẩn chạy chƣơng trình số 1. ........................................27
Hình 3.5: Sắc kí đồ của mẫu chuẩn chạy chƣơng trình số 2. .......................................28
Hình 3.6: Sắc kí đồ của mẫu chuẩn chạy chƣơng trình số 3. .......................................28
Hình 3.8: Sắc kí đồ ghi ở MA-HFBA ,MDMA-HFBA ở 600C ...................................29
Hình 3.9: Sắc kí đồ ghi ở MA-HFBA ,MDMA-HFBA ở 700C ..................................29
Hình 3.10: Sắc kí đồ ghi ở MA-HFBA ,MDMA-HFBA ở 800C ................................. 29
Hình 3.11. Sắc ký đồ TIC của chất chuẩn (MA, MDMA và MA-d5) tạo dẫn xuất với
HFBA ............................................................................................................................ 30

Hình 3.12. Sắc ký đồ SIM của chất chuẩn (MA, MDMA và MA-d5) tạo dẫn xuất với
HFBA ............................................................................................................................ 31
Hình 3.13 : Sắc ký đồ mẫu tóc trắng ............................................................................ 32
Hình 3.14.Sắc ký đồ mẫu tóc trắng thêm chuẩn ........................................................... 33
Hình 3.15 : Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa tín hiệu đáp ứng (tỷ số diện
tích pic MA/MA-d5) với hàm lƣợng mẫu nhiễm. ........................................................34
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa tín hiệu đáp ứng (tỷ số diện
tích pic MDMA/MA-d5) với hàm lƣợng mẫu nhiễm. ..................................................35
Hình 3.17: Khảo sát LOD và LOQ đối với MA ......................................................... 37
Hình 3.18: Khảo sát LOD và LOQ đối với MDMA .................................................. 37
Hình 3.19 :Sắc kí đồ phân tích mẫu của Nguyễn Quang A .........................................38


Hình 3.20 :Sắc kí đồ phân tích mẫu của Lê Mạnh Q ................................................39
Hình 3.21 : Sắc kí đồ phân tích mẫu của Trần Ngọc T .............................................39
Hình

3.22 : Sắc kí đồ phân tích mẫu của Phạm Bình D ............................................39

Hình 3.23 : Sắc kí đồ phân tích mẫu của Trần Văn T ............................................... 40


Đặt vấn đề
Tệ nạn ma túy là một hiểm họa lớn của nhân loại. Tình hình tệ nạn ma túy
diễn ra rất phức tạp tiềm ẩn khó lƣờng có xu hƣớng gia tăng về số lƣợng ngƣời nghiện
và tội phạm về ma túy, tính chất hành động ngày càng tinh vi, xảo quyệt và manh
động hơn. Ma túy làm suy thoái nhân cách, phẩm giá, tàn phá cuộc sống gia đình gây
xói mòn đạo lý, làm gia tăng tội phạm,bạo lực, tham nhũng, vắt kiệt nguồn nhân lực,
tài chính của mỗi quốc gia, mỗi dân tộc.
Theo số liệu của Cơ quan Phòng chống ma túy và tội phạm của Liên Hiệp

Quốc- UNODC (United Nations Office on Drugs and Crime), hiện nay có tới 4% dân
số thƣờng xuyên sử dụng ma túy, tức khoảng 230 triệu ngƣời, khoảng 37 triệu ngƣời
lạm dụng ma tuý tổng hợp ATS (amphetamine type stimulants) trong số đó có tới 60%
thuộc khu vực Đông và Đông Nam Á.
Ở Việt Nam, hiện tại cả nƣớc có khoảng 171.000 ngƣời nghiện ma túy. Đối
tƣợng sử dụng ATS chiếm khoảng 25-30% tổng số ngƣời nghiện. Trong đó chủ yếu là
học sinh, sinh viên, thanh niên ở độ tuổi 16-30, nhƣng cũng đã có sự tham gia của
nhiều cán bộ, công chức, văn nghệ sỹ, vận động viên…
Từ năm 2008 đến nay, tình trạng mua bán, vận chuyển và sử dụng trái phép
ATS ngày càng gia tăng mạnh. Số vụ và đối tƣợng bị bắt giữ tăng khoảng 30% hàng
năm. ATS đã xâm nhập sâu vào xã hội, không chỉ còn ở các vũ trƣờng, quán bar, nhà
nghỉ ở các thành phố lớn mà đã lan đến cả các khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa.
Để thực hiên tốt công tác phòng chống các hành vi bất hợp pháp liên quan tới
loại ma túy trên, công việc kiểm nghiệm phát hiện ATS cũng đóng một vai trò không
hề nhỏ. Ở Việt Nam chỉ mới phổ biến ở dùng các test thử nhanh, sắc kí lỏng hay sắc
kí khí; một số cơ quan giám định đã bắt đầu nghiên cứu dùng sắc kí khí khối phổ GCMS, sắc kí lỏng khối phổ LC-MS để phân tích trên mẫu vật máu, nƣớc tiểu, tuy nhiên
chƣa có nghiên cứu nào sử dụng GC-MS phân tích trên mẫu tóc trong khi mẫu tóc là
mẫu vật tiện lợi hơn cả để xác định nhanh chóng ATS. Những kết quả nghiên cứu gần
đây nhất cho thấy qua sợi tóc, các thầy thuốc có thể phát hiện đƣợc không chỉ tình
trạng sức khoẻ mà cả tình hình sử dụng ma túy của ngƣời sử dụng. Sợi tóc cũng cho
biết loại ma túy chủ nhân của nó đã sử dụng và mức độ nghiện hút của ngƣời cả trong
quá khứ lẫn hiện tại. Đây là những bí mật mà nhiều khi xét nghiệm máu và nƣớc tiểu
tinh vi nhất cũng không phát hiện đƣợc.
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành đề tài “ Nghiên cứu
các chất ma túy tổng hợp methamphetamin(MA) và
methylenedioxymethamphetamin(MDMA)
”.
Nội dung nghiên cứu chính của đề tài:

1

1. Xây dựng quy trình xử lí mẫu và chƣơng trình sắc kí khí khối phổ để định tính, định
lƣợng MA và MDMA trong tóc.
2. Thẩm định phƣơng pháp đề ra và áp dụng phân tích mẫu tóc thực tế đƣợc gửi tới
khoa Hóa Pháp Viện Pháp Y Quốc Gia

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về ma túy
1.1.1. Định nghĩa
Các chất ma túy là các chất có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp, khi xâm nhập
vào cơ thể sẽ làm thay đổi trạng thái ý thức, trí tuệ. Nếu dùng lặp lại nhiều lần sẽ làm
cho ngƣời dùng lệ thuộc vào nó, gây nguy hại cho cá nhân và cho cộng đồng .[14]
1.1.2. Phân loại các chất ma túy:
Các chất ma túy có thể phân loại theo những cách sau đây:
- Phân loại theo nguồn gốc
- Phân loại theo tác dụng dƣợc lý
- Phân loại theo cấu trúc hóa học
- Phân loại theo cách thức sử dụng
Tuy nhiên hiện nay trên thế giới, cách phân loại ma túy theo nguồn gốc và tác
dụng dƣợc lý là phổ biến.[7-4]
*Phân loại dựa theo nguồn gốc
Ma túy tự nhiên:
Ví dụ: thuốc phiện, cần sa… Đây là các chất ma túy có sẵn trong tự nhiên, là
những ancaloit của một số loài thực vật nhƣ: cây thuốc phiện (cây anh túc, anh tử túc,
a phiến ...), cây cần sa (còn gọi là bồ đà, cây gai dầu), cây cô ca...
Ma túy bán tổng hợp:

Ví dụ nhƣ heroin đƣợc bán tổng hợp từ morphin
Ma túy tổng hợp:
Nhóm ATS bao gồm amphetamine, methanphetamin, MDMA, MDA,….
* Phân loại theo tác dụng
Phân loại theo tác dụng, ma túy đƣợc chia thành ba nhóm chính: kích thích, ức
chế thần kinh và gây ảo giác:
 Các chất kích thích hệ thần kinh
- Cocaine
- Nhóm ATS:
Amphetamin, Methamphetamin,

MDMA,

Methylpheniate,

Dexamphetamin
 Các chất ức chế hệ thần kinh
- Nhóm Benzodiazepines: diazepam,clonazetam,bromazepan,….
-Thuốc giảm đau thuộc nhóm á phiện: Thuốc phiện, morphine, pethidine, codein,
heroin, codein, dolagan.
- Các barbiturate.
- Cần sa ở liều lƣợng nhẹ
 Chất gây ảo giác

3


- LSD (lysergic acid diethylamide)
- Mescaline
- MDMA (ecstasy, thuốc lắc) ở liều lƣợng mạnh

- Phencyclidine
- Ketamin
- Cần sa ở liều lƣợng mạnh. [7]
1.2.Tổng quan về nhóm ATS
ATS là từ viết tắt của amphetamine type stimulants – các chất kích thích thần kinh
dạng amphetamin – bao gồm nhiều chất có cấu trúc tƣơng tự nhau, trong đó
amphetamin là chất đƣợc phát hiện và tổng hợp đầu tiên năm 1887 tại Đức.Ngoài ra
còn có rất nhiều chất khác trong nhóm nhƣ MDMA, MDA, DMA, ,…vv[5;6] ;[1-2].
Việc sử dụng amphetamin trong y tế bắt đầu vào cuối những năm 1920 với vai
trò một thuốc thông mũi và giãn phế quản để thay thế cho ephedrin. Sau đó vào những
năm 1930, thuốc đƣợc mở rộng trên lâm sàng với tác dụng kích thích thần kinh trung
ƣơng, chống trầm cảm, ũ rũ. Amphetamin và methamphetamin đƣợc dùng rộng rãi
trong quân đội ở thế chiến thứ II để tăng cƣờng sức chịu đựng, sự tỉnh táo, tránh mệt
mỏi… Đồng thời với việc sử dụng, các thuốc ATS bị lạm dụng nhiều hơn, nhất là ở
ngƣời trẻ tuổi. Càng ngày, tác hại của các thuốc này càng thể hiện nghiêm trọng: dễ
gây nghiện, dùng liều cao gây loạn thần, hoang tƣởng, dễ kích động, bạo lực vì thế
chũng còn đƣợc gọi là “các chất loạn thần”, “ma túy điên”, “ma túy bạo lực”[7-8].
Hiện nay các chất nhóm ATS đƣợc tổng hợp và buôn bán trái phép với số lƣợng
ngày càng nhiều. Đây là loại ma túy tổng hợp xuất hiện phổ biến hiện nay với nhiều
hình thức đa dạng: ma túy đá, hồng phiến, thuốc lắc,… và nhiều nhất là
methamphetamin dạng tinh thể (ma túy đá)
Một số loại ma túy tổng hợp ATS xuất hiện trên thị trƣờng ma túy Việt Nam
hiện nay:

4


Hình 1.1. Một số dạng ma túy tổng hợp ATS trên thị trƣờng ma túy Việt Nam
Công thức chung của nhóm ATS:

R2

R1
CH2

R3
R4

CH

CH

NH

R6

R5

Bảng 1.1. Công thức một số ATS điểm hình
Dẫn chất amphetamine

R1

R2

R3

R4

R5

Amphetamin

H

H

H

H

CH3 H

Methamphetamin

H

H

H

H

CH3 CH3

3,4-methylendioxyamphetamin
(MDA)

H

*

*

H

CH3 H

3,4-methylendioxymethamphetamin
(MDMA)

H

*

*

H

CH3 CH3

3,4-methylendioxy-Nethylamphetamin

H

*

*

H

CH3 C2H5

4-methoxyamphetamin

H

H

OCH3

H

CH3 H

5

R6


2,5-dimethoxyamphetamin (DMA)

OCH3

H

H

OCH3

CH3 H

3,4,5-trimethoxyamphetamin

H

OCH3

OCH3

OCH3

CH3 H

4-methyl-2,5-dimethoxyamphetamin

OCH3

H

CH3

OCH3

CH3 H

4-ethyl-2,5-dimethoxyamphetamin

OCH3

H

C2H5

OCH3

CH3 H

4-Bromo-2,5-dimethoxyamphetamin

OCH3

H

Br

OCH3

CH3 H

Ghi chú: kí hiệu * là giữa C3 và C4 của nhân thơm có liên kết –OCH2-O1.3 Tổng quan về methamphetamine và Methylendioxymethamphetamin
1.3.1. Công thức cấu tạo và tính chất lý hóa của MA: [5];[3]
MA thƣờng gặp dƣới 2 dạng là base và muối hydroclorid
 Methamphetamin base:
H
CH2

CH
CH3

N
CH3

-

Tên khoa học: (+)-N,α-dimethylphenethylamine
CTPT: C10H15N
KLPT: 149,2

-

Pka: 9,9
Tính chất lý hóa: chất lỏng không màu, trong, ít tan trong nƣớc, tan trong

ethanol, cloroform và ether.
 Methamphetamin hydroclorid:
CTPT: C10H15N.HCl
KLPT: 185,5
Pka: 10,1
Tính chất lý hóa: bột kết tinh trắng hoặc tinh thể không màu, tan ½ trong nƣớc,
¼ trong ethanol, 1/5 trong cloroform, không tan trong ether.

6


Hình 1.2: Methylamphetamin dạng tinh thể
1.3.2. Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý của MDMA

- Tên hoá học theo (IUPAC) là (RS)-1-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-methylpropan-2amine
- Công thức phân tử:C11H15NO2

- Công thức cấu tạo của MDMA.
*Tính chất lý hóa
- Khối lƣợng phân tử: 193,25g/mol
- Chất lỏng không màu, trong, ít tan trong nƣớc, tan trong ethanol, cloroform và
ethylacetate….
- Dạng muối HCl, sunfat là bột kết tinh màu trắng, hoặc tinh thể không màu tan
tốt trong nƣớc.[3];[7]
1.3.3. Tác dụng dược lý và dược động học của MA, MDMA
1.3.3.1. Tác dụng dƣợc lý [13];[15];16]
MA và MDMA có tác dụng nhanh làm kích thích thần kinh trung ƣơng, thời
gian tác dụng khoảng 4 đến 8 giờ. Khả năng tác dụng tăng lên khi dùng kết hợp với
một số nhóm thuốc khács nhƣ caffein, cocain, nhóm opiates, … Tuy nhiên MDMA
gây ra tác dụng mạnh hơn MA nhiều lần.

7


Các tác dụng của MA và MDMA sau khi vào cơ thể khoảng 15 phút tùy vào cách
thức, thƣờng gặp là tinh thần sảng khoái, tỉnh táo, phấn chấn tinh thần, nhanh nhẹn,
tăng tính năng động, tăng vận động, nói năng, giảm mệt mỏi, dịu đau. Vì cảm giác đó
nên ngƣời đã sử dụng có xu hƣớng thèm muốn tiếp tục sử dụng hết lần này đến lần
khác dẫn đến nghiện. Khi vào cơ thể MA, MDMA làm gia tăng giải phóng hoặc ức
chế tái hấp thu serotonin (5-HT), dopamin (DA) và norepinephrin (NE) trƣớc synap
bằng cách gắn vào các Receptor 5-HT2A trên màng tế bào do đó ngăn chặn việc hấp
thu, vận chuyển 5-HT, DA, NE vào các bọng lƣu trữ. Chính sự cạn kiệt chất dẫn
truyền serotonin khiến các tế bào thần kinh bị chết... Việc sử dụng chúng thƣờng
xuyên trong thời gian ngắn cũng sẽ huỷ hoại các tế bào sản xuất dopamin (chất kiểm
soát nhận thức và tình cảm) trong não.
Tác dụng không mong muốn:
*Trên tim mạch: Gây hiện tƣơng co mạch làm tăng huyết áp.

*Các triệu chứng khác: buồn nôn, nôn, tiểu nhiều, rung giật nhãn cầu, tình trạng
thiếu oxy tạm thời.
Quá liều: các triệu chứng khi quá liều MDMA bao gồm: rối loạn hành vi, rối loạn
thân nhiệt, tiêu cơ vân, đông mạch, mất chức năng thận cấp tính, xuất huyết não,hoại
tử gan, thậm chí tử vong.
1.3.3.2. Dƣợc động học
* Dược động học và phân bố trong tóc:
MA và MDMA dễ dàng hấp thu qua đƣờng uống và đƣờng trực tràng, phân bố
nhanh chóng vào máu, dễ dàng qua hàng rào máu não để gây ra tác dụng. MA đạt
nồng độ đỉnh khoảng 3-6 giờ sau khi uống. Nó cũng đƣợc hấp thu tốt sau khi hít bằng
mũi hoặc tiêm. MA vào cơ thể sẽ đƣợc chuyển hóa và thải trừ phần lớn qua nƣớc tiểu,
một phần nhỏ MA phân bố vào tóc[14];[11];[17]

8


Hình1.3. Sơ đồ chuyển hoá của methamphetamin.

Hình 1.4. Sơ đồ chuyển hóa của MDMA

9


Trong 24 giờ đầu, MA ,MDMA đƣợc đào thải qua đƣờng nƣớc 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 .
*Phân bố của MA và MDMA trong tóc
Về sự phân bố trong tóc, cơ chế của nó rất phức tạp và hiện nay vẫn chƣa rõ
ràng, nhiều giả thuyết cho rằng MA,MDMA đã khuếch tán (thụ động hay chủ động) từ
các mạch máu nuôi dƣỡng nang tóc vào nang tóc, nằm chủ yếu ở tủy tóc. Nang tóc

dƣới da đầu đƣợc bao quanh bởi một mạng lƣới dày đặc các mao mạch máu. Ma túy
trong máu có thể kết hợp và liên kết với các nang tóc bên dƣới da đầu đi vào trong
tóc.MA,MDMA tồn tại trong tóc trong vài tháng đến thậm chí hàng năm.[28-29]
Cấu trúc của tóc
Sợi tóc gồm 2 phần là nang tóc và thân tóc.
Nang tóc còn gọi là chân tóc, nằm phía dƣới bề mặt da sâu từ 3-5mm. Nó đƣợc
bao quanh bởi hệ thống mao mạch máu nuôi dƣỡng tóc. Nang tóc là phần “sống” duy
nhất của tóc, giúp tóc mọc dài ra. Thân tóc là những “sợi tóc” mà ta nhìn thấy hằng
ngày .[27];[33]
Thân tóc gồm 3 lớp: lớp biểu bì (cuticle), lớp giữa (cortex) và lớp tủy
(medulla). Lớp biểu bì là phần ngoài cùng, gồm các lớp keratin trong suốt xếp chồng
lên nhƣ nhƣ vảy cá, có tác dụng bảo vệ sợi tóc khỏi hóa những ảnh hƣởng bên ngoài.
Lớp biểu bì còn đƣợc phủ một màng lipid mỏng để tóc không thấm nƣớc. Lớp giữa
bao gồm nhiều bó sợi nhỏ hợp thành và chứa các sắc tố của tóc. Lớp tủy là phần trong
cùng của sợi tóc, chứa các hạt chất béo và không khí.

Hình 1.5. Cấu trúc của tóc

10


1.4. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu thƣờng dùng trong phân tích ma túy
Trƣớc khi phân tích các chất ma túy tổng hợp trong tóc bằng sắc ký khí khối
phổ thƣờng phải sử dụng các kỹ thuật chiết mẫu, làm sạch và dẫn xuất hóa. Mục đích
của chiết và làm sạch là tách chất ma túy ra khỏi mẫu, loại một số tạp chất có ảnh
hƣởng đến quá trình phân tích, kỹ thuật dẫn xuất hóa mẫu làm tăng độ nhạy của phép
phân tích, phù hợp hơn với điều kiện phân tích sắc ký. Một số các kỹ thuật sử dụng là
chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn, vi chiết pha rắn.
1.4.1. Kỹ thuật chiết lỏng -lỏng
Chiết lỏng - lỏng là kỹ thuật đã đƣợc sử dụng từ rất lâu trong phòng thí nghiệm. Là

kỹ thuật đƣợc dùng rất phổ biến để chuyển chất phân tích hòa tan trong một dung môi
hoặc mẫu dạng lỏng sang 1 dung môi thứ hai không hòa tan trong dung môi thứ nhất.
Các dung môi thƣờng sử dụng để chiết các chất ma túy tổng hợp là ethylacetat,
chloroform, diclomethan, aceton…hoặc có thể kết hợp dung môi theo tỷ lệ thích hợp
làm tăng hiệu suất chiết. Dịch chiết sau đó đƣợc tinh khiết hoá bằng các chất hấp phụ
làm sạch khác nhau nhƣ silicagel, florisil, nhôm oxit, C18…., tuỳ từng đối tƣợng mẫu
mà chọn các chất hấp phụ khác nhau. Phƣơng pháp này đơn giản nhƣng tốn dung môi,
thời gian phân tích và có ảnh hƣởng nguy hại đến con ngƣời do sử dụng các dung môi
chiết [28-29]
1.4.2. Kỹ thuật chiết pha rắn [33];[31]
Chiết pha rắn là kỹ thuật xử lý mẫu dựa trên nguyên tắc tách chất phân tích từ
mẫu bằng một chất rắn, sau đó rửa giải bằng một dung môi thích hợp nhằm loại các
chất có ảnh hƣởng tới chất cần phân tích, làm giàu chất trƣớc khi tiến hành phân tích
chúng. Phƣơng pháp này ra đời trong những năm 60-70 của thế kỷ 20, và từ đó đến
nay đã đƣợc phát triển, ứng dụng rộng rãi, nhất là trong phân tích các dƣợc chất và
chất chuyển hoá trong dịch sinh học nhƣ máu, huyết thanh, nƣớc tiểu.
Chiết pha rắn đƣợc thực hiện với các mục đích chính cũng là những ƣu điểm chủ
yếu của phƣơng pháp này:
 Tập trung mẫu hay làm giầu mẫu
Thông thƣờng, thành phần phân tích trong mẫu ở mức quá thấp để phát hiện, xử lý
mẫu bằng SPE cho phép tập trung chất phân tích tới mức nào đó đủ để phát hiện.
 Làm sạch mẫu
 Chất phân tích đƣợc thu hồi cao và tƣơng đối sạch.
 Lƣợng dung môi dùng ít, do đó ít ảnh hƣởng đến ngƣời làm.
 Thời gian phân tích nhanh, có thể làm nhiều mẫu cùng lúc.
 Có thể kết nối với GC hoặc HPLC, dễ tự động hóa quá trình phân tích.

11



Có nhiều lựa chọn cột chiết, cơ chế cột chiết đa dạng, phù hợp với chất phân
tích, do đó có tính chọn lọc tốt.

Quy trình chiết gồm các bƣớc:
- Xử lý cột bằng dung môi và dung dịch đệm thích hợp: Để hoạt hóa cột nhằm
chuyển pha rắn sang trạng thái có thể lƣu giữ chất phân tích.
- Tách chất phân tích: Mẫu trong dung dịch đƣợc cho qua cột, pha rắn sẽ lƣu giữ
chất phân tích và một số tạp.
- Loại tạp: Dùng dung môi hoặc dung dịch đệm cho qua cột để loại một số tạp đã
đƣợc 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 phƣơng pháp thích hợp.
 Các loại cột chiết pha rắn thông thƣờng
Nguyên liệu để chiết pha rắn gồm pha không liên kết nhƣ silicagel, magnesi silicat
hay pha liên kết gồm bề mặt chất hấp phụ đƣợc gắn thêm các nhóm chức hóa học để
tạo ra cơ chế chiết theo kiểu sắc ký phân bố hoặc nhóm chức trao đổi ion.
Chiết pha đảo
Nguyên liệu cho cột chiết pha rắn của pha đảo thƣờng là dẫn chất của C18, C8, C2,
Cyclohexyl, phenyl.
Trong đó, tƣơng tác giữa chất phân tích và pha liên kết là lực Vanderwaals, liên kết
hydro có năng lƣợng thấp, chất phân tích càng sơ nƣớc càng có khuynh hƣớng nằm lại
trên pha liên kết. Quá trình rửa giải cũng đơn giản, chỉ cần một dung môi ít phân cực
đủ để phá vỡ liên kết do lực Vanderwaals, các dung môi thƣờng dùng là methanol,
acetonitril và ethyl acetat.
Chiết pha thuận
Nguyên liệu cho cột chiết pha rắn của pha thuận thƣờng là dẫn chất cyano, amino,
diol.
Trong đó tƣơng tác lƣu giữ chất phân tích trên pha thuận - pha phân cực - bắt

nguồn từ tƣơng tác phân cực, đó là liên kết hydro, và tƣơng tác lƣỡng cực.
Trao đổi ion
Nguyên liệu chiết pha rắn của trao đổi ion thƣờng là dẫn chất của phenylsulfonic,
acid carboxylic, amon bậc 4...
Tùy tính chất của pha rắn mà cơ chế lƣu giữ và rửa giải cũng khác nhau
Đối với chiết pha rắn trao đổi ion, lực tƣơng tác giữa chất phân tích và pha liên kết
là lực hút tĩnh điện.
Chế độ chiết pha rắn hỗn hợp.
Thuật ngữ mixed-mode hàm chứa sự kết hợp giữa các cơ chế phân bố, thƣờng
là pha đảo và trao đổi cation. Trong chế độ này, chất phân tích và chất gây nhiễu cùng

12


liên kết với pha rắn nhƣng chất phân tích đƣợc liên kết với pha rắn bằng hai loại tƣơng
tác: Tƣơng tác vanderwaals và tƣơng tác tĩnh điện, trong khi đó chất gây nhiễu ở lại
trên cột chủ yếu tham gia tƣơng tác vanderwaals, dùng một dung môi rửa các chất gây
nhiễu bằng cách cắt đi các liên kết Vanderwaals, chất phân tích còn lại trên cột sẽ đƣợc
rửa giải ra sau đó bằng các dung môi thích hợp. Nguyên liệu cho chế độ chiết pha rắn
hỗn hợp cũng đƣợc tạo nên nhờ sự kết hợp của pha đảo (C8 hoặc C18) và các nhóm
trao đổi cation mạnh.
1.4.3. Kỹ thuật vi chiết pha rắn
Kỹ thuậ
polydimethylsiloxan …[12]
Vi chiết pha rắn (SPME) là kỹ thuật chiết mới phát triển, trong đó, những chất
phân tích đƣợc hấp phụ trực tiếp từ mẫu trên đầu sợi silica đƣợc phủ pha tĩnh thích
hợp. Quá trình hấp phụ trên sợi xảy ra trong nền mẫu hoặc trong khoảng không gian
hơi trên mẫu. Việc chiết dựa trên sự phân tách chất phân tích giữa pha tĩnh và nền
mẫu. Chất phân tích đƣợc hấp phụ trên sợi cho đến khi đạt tới cân bằng. Sợi sau đó
đƣợc đƣa vào trong buồng tiêm mẫu của máy sắc ký khí (GC), tại đó, nó đƣợc đun

nóng và những chất phân tích đƣợc giải hấp bằng nhiệt.
Trong vài năm gần đây, có những nghiên cứu tiến hành với SPME, và kỹ thuật
này ngày càng đƣợc sử dụng nhiều. Ban đầu, SPME chỉ đƣợc thực hiện với những
mẫu nƣớc; nhƣng gần đây, chúng thể hiện khả năng ứng dụng cao khi phân tích những
mẫu sinh học nhƣ nƣớc tiểu và máu. [34]

Pittông

ết bị vi chiết pha rắn

Hình 1.6

13


1.4.4. Kỹ thuật dẫn xuất hóa bằng tác nhân acyl
Các chất hữu cơ muốn phân tích đƣợc bằng phƣơng pháp sắc ký khí thì mẫu
phải chuyển thành dạng hơi ở điều kiện nhiệt độ làm việc của thiết bị. Tuy nhiên một
số nhóm chất thƣờng khó thực hiện đƣợc do khả năng bay hơi kém nhƣ axit,amin, axit
béo, …. Do đó, để phân tích đƣợc các hợp chất này bằng phƣơng pháp sắc ký khí thì
chúng phải đƣợc chuyển hóa để tạo dẫn xuất dễ bay hơi hơn. Ví dụ amine chuyển hóa
tạo thành amid, axit chuyển hóa tạo thành ester, … Ngoài việc làm tăng khả năng bay
hơi của chất phân tích thì phƣơng pháp dẫn xuất hóa còn cho phép chuyển hóa những
nhóm phân cực thành những nhóm ít phân cực hơn để hạn chế khả năng hấp phụ trong
quá trình sắc ký.[12]
Ngoài việc làm tăng khả năng bay hơi của mẫu thì kỹ thuật dẫn xuất hoá thƣờng
áp dụng cho việc phân tích các chất có nồng độ thấp, tăng độ phát hiện các chất trong
mẫu dịch sinh học có tạp chất lớn. Sau khi tạo dẫn xuất thì khả năng thích ứng với
thiết bị sắc ký, detector là tốt hơn, tạo nên các pic cân đối hơn.[35]
Mục tiêu của dẫn xuất hoá:

-Tạo các hợp chất mới phù hợp hơn cho phân tích (tăng khả năng bay
hơi, bền nhiệt …)
-Làm tăng hiệu quả sắc ký (Thay đổi thời gian lƣu, giảm hoặc loại bỏ
doãng pic, tăng độ phân giải và hệ số đối xứng )
-Tăng khả năng phát hiện
Dẫn xuất hoá bằng tác nhân Acyl
Phản ứng acyl hoá xảy ra khi nhóm chức ancol (OH), thiol (SH), amine (NH)
phản ứng với 1 acid anhydride, phản ứng này tạo ester, thioesters, amide tƣơng ứng và
phụ thuộc vào tác nhân dẫn xuất hoá là acid hoặc amidazole. Phản ứng xảy ra gần nhƣ
hoàn toàn mà không cần xúc tác. Phản ứng này làm tăng độ nhạy của detector nhƣ
MSD, ECD. [36]
Phƣơng trình phản ứng minh hoạ:
R1NH2 + (R2CO)2O = R1NHOCR2 + R2COOH
Tác nhân dẫn xuất hoá phải đƣợc loại bỏ khỏi mẫu bằng cách làm bay hơi dƣới
dòng khí nitơ trƣớc khi bơm vào hệ thống GC. Sau khi làm bay hơi hết tác nhân dẫn
xuất hoá, tiến hành hoà tan chất lại bằng dung môi thích hợp nhƣ ethyl acetate.

1.4.5.Các phương pháp xử lý để chiết MA,MDMA trong tóc [28-30]

14


Có thể chiết MA,MDMA bằng phƣơng pháp chiết lỏng- lỏng hoặc chiết pha
rắn. Cần rửa mẫu tóc qua nƣớc cất và methanol để loại tạp ở lớp biểu bì và lớp giữa,
sau đó thủy phân để giải phóng MA,MDMA mới chiết đƣợc. hiện nay có một số
phƣơng pháp thủy phân tóc thƣờng đƣợc sử dụng:[28-30]
+ Thủy phân trong môi trƣờng kiềm: thƣờng sử dụng dung dịch NaOH 0,1-2,5M
+ Thủy phân trong môi trƣờng acid: thƣờng dùng một số acid nhƣ HCl, H2SO4,…
+ Thủy phân trong methanol: dùng methanol ở nhiệt độ thấp hơn so với các phƣơng
pháp trên.

+ Thủy phân trong dung dịch đệm: dùng một số đêm nhƣ đêm acetat, đêm
phosphate,…
+ Thủy phân

bằng enzym:

một số

enzym đƣợc sử

dụng nhƣ

β-

glucoronidase/arylsulfatase (glusulase), proteinase K, protease E, protease VIII,
biopurase,…
1.5. Tổng quan về sắc kí khí khối phổ (GC-MS)
1.5.1. Khái niệm
Sắc ký khí (GC) là một phƣơng pháp tách các chất từ một hỗn hợp ở thể khí bay
hơi với pha động là một chất khí thƣờng là khí trơ. Mẫu phân tích đƣợc đƣa vào đầu
cột và quá trình rửa giải đƣợc thực hiện nhờ dòng khí trơ qua cột sắc ký, tuy nhiên pha
động không tƣơng tác với chất phân tích mà chỉ làm chức năng vận chuyển chất phân
tích qua cột. Pha tĩnh của GC có thể là chất lỏng trong sắc ký khí- lỏng (GLC) còn gọi
là sắc ký khí phân bố hay chất rắn trong sắc ký khí- rắn (GSC) còn gọi là sắc ký khí
hấp phụ, nhƣng vì qua trình hấp phụ có nhiều hạn chế nên GSC ít đƣợc ứng dụng
ngoại trừ phân tích một số chất khí.[13];[22]
Khối phổ (MS) là một kỹ thuật dựa trên việc đo tỷ số khối lƣợng và điện tích
của ion (m/z) để cung cấp thông tin định tính xác định cấu trúc và định lƣợng các chất.
Kỹ thuật này là một kỹ thuật phân tích mạnh đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau để xác định các chất vô cơ và hữu cơ .[13];[23]

Sự kết hợp hai kỹ thuật trên, GC và MS, đã cho ra đời kỹ thuật sắc ký khí khối
phổ GC-MS. Phƣơng pháp GC-MS sử dụng kĩ thuật GC để tách các chất và phát hiện
chúng với detector MS nhờ đó phát huy đƣợc ƣu điểm của cả hai phƣơng pháp, phát
triển và mở rộng ứng dụng của hai kĩ thuật này
1.5.2. Hệ thống GC-MS

15


Hình 1.7. Sơ đồ máy sắc ký khí khối phổ
 Khí mang

Pha động trong sắc ký khí hay còn gọi là khí mang giữ vai trò vận chuyển chất phân
tích qua cột. Khí mang thƣờng là khí có phân tử lƣợng nhỏ, phải đảm bảo yêu cầu trơ
về mặt hóa học, đảm bảo tinh khiết và phù hợp với từng loại detector. Một số loại khí
mang thƣờng dùng là Heli, Nitơ, hydro, argon,…
Đi kèm với bình cấp khí mang còn có van giảm áp, đồng hồ kiểm tra lƣu lƣợng
khí.[13,22,23]
 Buồng tiêm mẫu
Mẫu phân tích lỏng hoặc khí đƣợc tiêm nhanh vào dòng pha động với một lƣợng vừa
đủ bằng bơm tiêm nhỏ hoặc van tiêm mẫu. Cỡ mẫu thƣờng thay đổi từ vài µl đến 20µl.
Mẫu đƣợc tiêm qua đệm silicon chịu nhiệt vào buồng hóa hơi, buồng này đƣợc đốt
nóng tới nhiệt độ thích hợp và nối với cột tách
Có nhiều kỹ thuật tiêm mẫu khác nhau.
Với cột mao quản thƣờng dùng 3 kỹ thuật tiêm mẫu sau:
- Kỹ thuật tiêm chia dòng (split): chia dòng khí mang 1:100 đến 1:1000 để giảm
lƣợng mẫu vào cột ( giảm 90% hoặc hơn). Độ nhạy của mẫu giảm vì chỉ một
phần nhỏ vào cột.
- Kỹ thuật không chia dòng (splitless): toàn bộ mẫu ngƣng tụ ở đầu cột đã làm
lạnh, sau đó tăng nhiệt độ làm bay hơi mẫu. Độ nhạy tăng nhƣng có nguy cơ

giãn rộng pic.
- Kỹ thuật tiêm thẳng vào cột (on-column): mẫu đƣợc ngƣng tụ ở đầu cột sau đó
làm bay hơi theo chƣơng trình nhiệt độ. Tăng độ nhạy, giảm phân hủy mẫu do
nhiệt [13]
Với cột nhồi, thƣờng dùng 2 kỹ thuật tiêm mẫu sau:

16


- Kỹ thuật bay hơi nhanh (flash vaporization): mẫu tiêm vào vùng có nhiệt độcao
hơn 20-250C so với nhiệt độ cột. Mẫu bay hơi nhanh, có thể xảy ra phân hủy
mẫu do nhiệt độ cao.
- Kỹ thuật tiêm thẳng vào cột (on- column): mẫu đƣợc tiêm thẳng vào đầu cột
nhồi. Tăng độ nhạy, giảm phân hủy mẫu do nhiệt[13].
 Cột và lò cột
Chƣơng trình nhiệt độ cột của sắc ký khí là thông số rất quan trọng cần kiểm soát
chính xác và lò cột đảm nhiệm nhiệm vụ điều nhiệt này. Trong sắc ký khí có 2 loại cột:
cột nhồi (packed column) và cột mao quản (capillary column). Ngày nay do nhiều ƣu
điểm nên ngƣời ta sử dụng phổ biến cột mao quản. Sau đây là các đặc điểm của 2 loại
cột trên:
Cột mao quản:
- Nguyên liệu: Silica nung chảy rất tinh khiết ( tạp kim loại <1ppm).
- Kích thƣớc: Dài 10-100m (cuộn tròn). Đƣờng kính trong 0,1-0,7mm, có áo bảo
vệ bằng polymid hoặc nhôm.
- Pha tĩnh: Lớp chất lỏng dày 0,1-5µm bao mặt trong của cột hoặc chất mang bao
pha tĩnh.
- Khí mang: Heli hoặc hydro.
- Độ phân giải: Phân tích nhiều thành phần: 100 chất hoặc hơn, nhất là với cột
đƣờng kính trong <0,2mm. Chất tan đƣợc rửa giải ở nhiệt độ thấp hơn so với
cột nhồi.

Cột nhồi:
- Nguyên liệu: Thủy tinh, thép không gỉ.
- Kích thƣớc: Dài 1-3m (cuộn tròn). Đƣờng kính trong 2-3mm.
- Pha tĩnh: Kích thƣớc hạt 150-250µm, đƣợc bao lớp mỏng (0,05-1µm).
- Khí mang: Nitơ, heli.
- Độ phân giải: Thấp, tốt nhất chỉ có thể tách đƣợc 20 thành phần.
 Pha tĩnh: pha tĩnh sử dụng chủ yếu là chất lỏng và đƣợc cố định trong cột cần
dảm bảo yêu cầu sau:
- Áp suất hơi thấp, tức là điểm sôi cao, ít nhất là cao hơn 1000C so với nhiệt độ
vận hành cực đại của cột.
- Bền với nhiệt độ.
- Trơ về mặt hóa học.
- Đặc tĩnh dung môi đảm bảo hệ số k’ và α của chất phân tích nằm trong khoảng
thích hợp

17